Важливі відкриття у рамках механічної картини світу. Особливості механістичної картини світу

Галілео Галілей виступив також противником механіки та астрономії Арістотеля. Він спростовував вчення Аристотеля у тому, що важкі тіла падають швидше, ніж легкі. Вивчаючи кінематику руху тіл, він уперше використав поняття інерції. Згідно з панівною тоді аристотелевською концепцією поняття інерції не існувало і вважалося, що всякий рух, крім природного, потребує безперервного впливу, і припинення впливу призводить до негайного припинення руху. Галілей виступив проти такої концепції.

Використовуючи поняття інерції, Галілей пояснив, чому Земля при обігу навколо Сонця та обертанні навколо своєї осі зберігає як атмосферу, так і все, що знаходиться в атмосфері та на земній поверхні. Тут проявився відкритий Галілеєм принцип відносності для механічних явищ, відомий як принцип відносності Галілея і стверджує, що й закони механіки справедливі лише у системі координат, всі вони справедливі й у будь-якій іншій системі координат, що рухається прямолінійно і рівномірно щодо першої, тобто. в інерційних системах відліку. В іншому формулюванні закон звучить так: жодними дослідами, проведеними в інерційній системі відліку, не можна довести, чи спочиває система відліку чи рухається! рівномірно та прямолінійно. Усі закони механіки переважають у всіх інерційних системах відліку виявляються однаково, у яких простір і час мають абсолютний характер, тобто. інтервал часу та розміри тіл не залежать від стану руху системи відліку.

Поруч із законом інерції Галілей використовував й інше основне становище класичної механіки - закон незалежності дії сил. Він застосував його до руху тіл у полі сили тяжіння Землі.

У своїх філософських поглядах, що спираються на природничі висновки, Галілей стоїть на позиціях нової заснованої ним механічної натурфілософії, механістичного природознавства.

Він виходить із визнання нескінченним і вічним Всесвітом, всюди єдиним. Стверджує, що небесний світ складається з таких самих фізичних тіл, як і Земля. Усі явища природи, на його думку, підпорядковуються однаковим законам механіки. Сама матерія як реальна субстанція речей складається із абсолютно незмінних атомів (тут Галілей спирається на атомізм Демокріта); всілякі її прояви зводяться до суто кількісним властивостям, тому у природі можна виміряти і обчислити; рух матерії виступає у єдиній, універсальної механічної формі. У всіх явищах природи, за уявленнями Галілея, виявляється сувора механічна причинність, у відшуканні причин явищ і пізнанні їх внутрішньої необхідності полягає основна, справжня мета науки, «вища ступінь знання».

Джерелом пізнання, за Галілеєм, є досвід. Він засуджував схоластику, відірвану від дійсності і спирається виключно на авторитети. p align="justify"> Метод наукового дослідження Галілея зводився до того, що зі спостережень і дослідів встановлюється припущення - гіпотеза, перевірка якої на практиці дає фізичний закон. В основних рисах цей метод став методом природознавства.

До Галілея фізика та математика існували порізно. Він пов'язав фізику, що пояснює характері і причини руху, і математику, що дозволяє описати цей рух, тобто. сформулювати його закон. Як один із засновників класичної механіки, Галілей зробив два принципово важливі кроки: звернувся до фізичного досвіду та пов'язав фізику з математикою.

При розробці своєї системи світу Коперник виходив із припущення, що Земля і планети обертаються навколо Сонця круговими орбітами. Щоб пояснити складний рух планет екліптикою, йому довелося ввести в свою систему 48 епіциклів. І лише завдяки зусиллям німецького астронома Йоганна Кеплера система світу Коперника набула простого та стрункого вигляду. Кеплер зробив наступний крок - відкрив еліптичну форму орбіт і три закони, рухи планет навколо Сонця. Перші два закони Кеплера були опубліковані в 1609, третій - в I 1619 Найбільш важливим для розуміння загального устрою Сонячної системи був перший закон, який стверджував, що планети звертаються навколо Сонця по еліптичних орбітах, а Сонце знаходиться у фокусі одного з цих еліпсів . Свого часу греки припускали, що всі небесні тіла повинні рухатися по колу, тому що коло - найдосконаліша з усіх кривих. Хоча греки знали багато про еліпси та їхні математичні властивості, вони не дійшли до розуміння того, що небесні тіла можуть рухатися якось інакше, ніж по колах або складних поєднань кіл. Кеплер першим наважився висловити таку ідею. Його закони мали вирішальне значення історія науки насамперед тому, що вони сприяли доведенню закону тяжіння Ньютона.

Кеплер наполягав на фізичному поясненні явищ природи, не визнавав теологічних уявлень (наприклад, він доводив, що комети є матеріальними тілами), і навіть антропоморфного розуміння природи, наділення її духоподібними силами, виступав проти алхіміків і астрологів.

Вчення Кеплера про закони руху планет мало велике значення для формування природничо картини світу, і відкривало шлях до пошуку більш загальних законів механічного руху матеріальних тіл і систем.

У працях сучасників Галілея та Кеплера італійського фізика та математика Еванджелісти Торрічеллі (1608-1647 рр.) та французького математика, фізика та філософа Блеза Паскаля (1623-1662 рр.) розвивалася експериментальна фізика. Окрім розв'язання задачі про рух тіла, кинутого під кутом до гори-1 парасольки, Торрічеллі вперше експериментально довів існування атмосферного тиску в дослідах із трубками з ртуттю. Паскаль увійшов до історії фізики як автор закону про всебічну рівномірну передачу тиску рідини, закону сполучених судин та теорії гідравлічного преса.

Становлення та розвиток механіки залежало від математичних описів фізичних закономірностей, й у напрямі необхідно виділити роботи французького вченого] Рене Декарта (1596-1650 рр.). Декарт заклав основи аналітичної геометрії, застосував її апарат до опису переміщення тіл, розробив поняття змінної величини та функції. Я «Початках філософії», опублікованих 1644 р., Декарт сформулював три закони природи. Перші два виражають принцип інерції, у третьому формулюється закон збереження кількості руху. У пізнанні світу Декарт ставив перше місце проникливість розуму. Він вважає, що з допомогою логічних міркувань можна побудувати картину світу. Послідовників Декарта називали картезіанцями (Картезій – латинізоване ім'я Декарта).

У світі Декарта матерія тотожна простору, весь простір заповнений матерією, порожнечі немає. Атоми заперечуються, матерія ділима до нескінченності. Усі явища Декарт зводив до механічних переміщень. Усі взаємодії здійснюються через тиск, зіткнення - одні частини матерії тиснуть на інші, штовхають їх. Весь світ наповнений вихровими рухами (рухами по колу). Безмежна подільність матерії у Декарта не зовсім послідовно поєднується з існуванням «часток матерії». Декарт має три типи таких частинок: всюдисущі частинки неба, частинки вогню і частинки щільної матерії. Рух здійснюється силою, що виходить від Бога. Ця ж сила ділить безперервну матерію на частини та частинки і зберігається в них, будучи джерелом їхнього кругового (вихрового) руху, при якому одні частинки виштовхуються зі своїх місць іншими.

Велика роль французького вченого й у розвитку астрономії, Всесвіт розглядалася їм як система, що саморозвивається. Спочатку вона знаходилася в хаотичному стані, потім рух частинок матерії набув характеру відцентрових вихрових рухів, в результаті яких утворилися небесні тіла, включаючи Сонце і планети. Таким чином, виникнення Сонячної системи та всесвіту відбувається, за Декартом, без божественного втручання, на основі законів природи. «Бог так чудово встановив ці закони, що навіть якщо припустити, що він не створив нічого, крім сказаного (тобто матерії та руху), і не вніс до матерії жодного порядку, ніякої пропорційності, а, навпаки, залишив лише найнеймовірніший хаос... то й у разі цих законів було б достатньо, щоб частинки хаосу самі розплуталися і розташувалися у такому прекрасному порядку, що вони утворили б досконалий світ».

Вчення Декарта стало єдиною наукою. Як і філософи давнини, Декарт включив у своє вчення натурфілософію. Проте в основу своєї натурфілософії Декарт поклав механіку, і вона мала механічний односторонній характер, що було характерно для природознавства того часу. Декарта вважатимуться основоположником принципу близькодії у фізиці. Вол нова теорія світла, теорія електромагнітного поля, молекулярна фізика є розвитком ідей Декарта. Справді, у працях багатьох найбільших фізиків ХІХ ст. можна знайти ідеї, що є розвитком ідей Декарта, висловлених ним ще XVII в.

Період формування та становлення природничих наук припадає приблизно на XVII ст.: Починається він з робіт Галілея і закінчується дослідженнями Ньютона.

Галілей і Кеплер, з динамічних і кінематичних законів Аристотеля, переосмислювали його механіку й у результаті переходу від геоцентризму до геліоцентризму дійшли своїх кінематичних законів. Ці закони визначили принципово єдину для земних і небесних тіл механіку Ньютона з усіма сформованими ним класичними законами механіки, включаючи закон всесвітнього тяжіння. Галілей, вивчаючи вільне падіння тіл, першим запровадив поняття інерції та сформулював принцип відносності для механічних рухів, відомий як принцип відносності Галілея. Вирішальний внесок у становлення механіки зробив англійський фізик Ісаак Ньютон (1643-1727 рр.)

Струнку логічну систему фізичної картини світу надали закони механіки, отримані Ньютоном і викладені у його геніальній роботі «Математичні засади натуральної філософії» (коротко - «Початки») у 1687 р. . Ньютон більше, ніж будь-хто з інших мислителів його покоління, вніс у наукову картину світу як нового змісту, а й принципово новий стиль однозначного пояснення природи. Ньютон створив основи теорії гравітаційного поля, вивів закон тяжіння, визначальний силу тяжіння, що діє дану масу у будь-якій точці простору, якщо задані маса і становище тіла, що є джерелом сил тяжіння, тобто. що притягує до себе інші тіла.

Динамічні закони Ньютона не тільки випливають з відповідних кінематичних законів Галілея і Кеплера, але і самі можуть бути покладені в основу всіх трьох кінематичних законів Кеплера і обох кінематичних законів Галілея, а також всіляких теоретично очікуваних відхилень від них взаємодіючих тел.

І. Ньютон вважав, що світ складається з корпускул, що утворюють тіла та заповнюють порожнечі між ними. Встановивши закон всесвітнього тяжіння, Ньютон не дав пояснення причин тяжіння та механізму передачі взаємодії. Молодий Ньютон вважав, що взаємодію через порожнечу здійснює Бог. Пізніше він дійшов гіпотезі ефіру як переносника взаємодії.

Період становлення механіки згодом перетворився на період її торжества. Механіка стала основою світогляду. Все, що створила сама людина, все, що є у природі, має, вважалося, єдину механічну сутність. Цьому сприяли і подальші відкриття у природознавстві, особливо в астрономії пізнішого періоду.

формування механістичної картини світу зажадало кілька століть і завершилося лише на середину в XIX ст. Її слід розглядати як важливий етап у становленні природничо картини світу.

У цій системі світу речовини складаються з атомів і молекул, що перебувають у безперервному русі. Взаємодії між тілами відбуваються при безпосередньому контакті (при дії сил пружності та тертя) та на відстані (при дії сил тяжіння). Простір заповнений всепроникним ефіром. Взаємодія атомів сприймається як механічне. Нема розуміння сутності ефіру. Згідно з механістичною картиною світу гравітаційні сили пов'язують усі без винятку тіла природи, вони є не специфічною, а спільною взаємодією. Закони тяжіння визначають ставлення матерії до простору та всіх матеріальних тіл один до одного. Тяжіння створює в цьому сенсі реальну єдність Всесвіту. Пояснення характеру руху небесних тіл і навіть відкриття нових планет Сонячної системи було тріумфом ньютонівської теорії тяжіння. ч Механістична картина світу була заснована на наступних чотирьох принципах.

1. Світ будувався на єдиному фундаменті – на законах механіки Ньютона. Усі спостережувані у природі перетворення, і навіть теплові явища лише на рівні мікроявлень зводилися до механіки атомів і молекул, їх переміщень, зіткнень, зчеплень, роз'єднань. Вважалося, що відкриття у середині ХІХ ст. Закону збереження та перетворення енергії також доводило механічну єдність світу.

2. У механістичній картині світу всі причинно-наслідкові зв'язки однозначні, тут панує лапласовий детермінізм. У світі існує точність та можливість визначення майбутнього.

3. У механістичній картині світу відсутня розвиток - загалом такий, яким він був завжди. Механістична картина світу фактично відкидала якісні зміни, зводячи все до суто кількісних змін.

4. Механістична картина виходила з уявлення, що мікросвіт аналогічний макросвіту. Вважалося, що механіка мікросвіту може пояснити закономірності поведінки атомів та молекул.

За своєю суттю ця картина світу була метафізичною, все різноманіття світу зводилося до механіки, якісний розвиток, як і все, що відбувається у світі, здавалося суворо визначеним і однозначним.

Метафізичні погляди на картину світу приводили і самого Ньютона до постійного відступу від природничо світогляду і до пояснення явищ надприродними силами, тобто. втручанням бога. Ньютон вважав, що Сонячна система від віку існує такою, якою ми її знаємо зараз. Але у разі початкове становище планети на орбіті та її початкова швидкість не знаходять фізичного пояснення. За Ньютоном, планети отримали початкову швидкість у вигляді поштовху від бога. Стійкість Сонячної системи також знаходить свого пояснення з допомогою лише сил тяжіння, і Ньютон залишає тут місце дії божественних сил.

Таким чином, Ньютонова концепція сил відводила певну роль у природі богу, на відміну картізіанської фізики, яка кожне явище пояснювала спеціальної моделлю вихору і за якою бог, якось створивши природу, вже у неї не втручається. У філософських моделях світогляду це знайшло глибоке відображення у всій суперечливості та складності, властивій духовному світу людини в епоху звільнення від путсхоластики.

Природничо-наукова картина світу у власному значенні слова, як ми вже зазначили, починає формуватися тільки в епоху виникнення наукового природознавства в XVI-XVII ст. Аналізуючи процес перебудови свідомості в епоху XVI-XVII ст., Західний дослідник екстерналістського напряму Е. Цильзель вважає, що становлення нових буржуазних економічних відносин, пронизаних духом раціоналізму, призвело до поступового ослаблення релігійного, магічного сприйняття світу та зміцнення раціональних уявлень про світобудову. А оскільки розвиток виробництва зажадав розвитку механіки, то картина світу цієї епохи набула механістичного характеру.

В історії наукового знання класична механіка була новою теоретично розвиненою областю природознавства, що стала основою л механістичної картини світу. Механістична картина світу була і залишається тим початком, на якому ґрунтуються наступні картини світу, що спираються на успіхи синергетики чи ідеї глобального еволюціонізму.

Однією з характерних рис загальнонаукової картини світу є те, що її основою виступає картина світу тієї галузі пізнання, яка займає лідируючу позицію в даний історичний період. У XVII-XVIII ст. лідируюче становище серед наук займала механіка, тому природничо картина світу отримала назву механістичної. Закони механіки поширювалися також суспільство і людини.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ:

1. Галілей Г. Діалог про дві системи світу // Галлією Ізбр. Тр. М., 164. Т.1.
2. Бесіди та математичні докази // Там же Т.2.
3. Декарт Р. Вибрані твори. М., 1950.
4. Декарт Р. Твори 13, Т.2. М: Думка, 1989.
5. Ньютон І. Математичні засади натуральної філософії. Пров. О.М. Крилова // Ізв. Миколаїв мор. акад. 1915. Вип.4.

Бібліографічне посилання

Сторінка 39 з 42

Механічна картина світу

Механічна картина світу склалася внаслідок наукової революції XVI–XVII ст. Свій внесок у її формування зробили Г. Галілей, І. Кеплер, Р. Декарт, П. Лаплас, І. Ньютон та багато інших вчених.

В основу нових уявлень науки про світ лягли ідеї та закони механіки, яка стала найрозробленішим розділом фізики. По суті, саме механіка є першою фундаментальною фізичною теорією. Основу механічної картини світу склав атомізм, який весь світ, включаючи людину, розумів як сукупність величезної кількості неподільних частинок – атомів, що переміщаються у просторі та часі відповідно до небагатьох законів механіки. Це корпускулярне уявлення про матерію.

Закони механіки, які регулювали як рух атомів, і рух будь-яких матеріальних тіл, вважалися фундаментальними законами світобудови. Тому ключовим поняттям механічної картини світу було поняття руху. Тіла мають внутрішню вроджену властивість рухатися рівномірно і прямолінійно, а відхилення від цього руху пов'язані з дією на тіло зовнішньої сили (інерції). Мірою інертності є маса. Універсальною властивістю тіл є тяжіння.

Вирішуючи проблему взаємодії тіл, Ньютон запропонував принцип далекодії. Відповідно до цього принципу, взаємодія між тілами відбувається миттєво будь-який відстані, без будь-яких матеріальних посередників.

Концепція далекодії заснована на розумінні простору і часу як особливих середовищ, що вміщають ті тіла, що взаємодіють. Ньютон запропонував концепцію абсолютного простору та абсолютного часу. Абсолютний простір був великим «чорним ящиком», універсальним вмістилищем всіх матеріальних тіл у природі. Але навіть якби всі ці тіла раптом зникли, абсолютний простір все одно залишився б. Аналогічно, в образі річки, представлявся і абсолютний час. Воно ставало універсальною тривалістю всіх процесів у Всесвіті. І абсолютний простір, і абсолютний час існують незалежно від матерії.

У механічній картині світу будь-які події жорстко визначали закони механіки. Випадковість у принципі виключалася з картини світу.

Життя і розум у механічній картині світу не мали ніякої якісної специфіки. Тому присутність чи відсутність людини у світі не змінювало нічого. Якби людина одного разу зникла з лиця Землі, світ продовжував би існувати, як ні в чому не бувало.

На основі механічної картини світу у XVIII – на початку XIX ст. була розроблена земна, небесна та молекулярна механіка. Швидкими темпами йшов розвиток техніки. Це призвело до абсолютизації механічної картини світу, і вона стала розглядатися як універсальна.

Водночас у фізиці почали накопичуватися емпіричні дані, що суперечать механічній картині світу. Так, поряд із розглядом природи як системи матеріальних точок, що повністю відповідало корпускулярним уявленням про матерію, довелося запровадити поняття суцільного середовища. Воно знадобилося пояснення світлових явищ. Так у фізиці з'явилося поняття ефіру – особливо тонкої та абсолютно безперервної світлової матерії. Це були не корпускулярні, а континуальні ставлення до матерії.

У XVIII столітті з'явилося вчення про невагомі речовини. У його рамках було введено поняття електричної та магнітної рідин, теплороду, флогістону. Вони також були особливими різновидами суцільної матерії. Цього вимагала механістичність класичної науки, що поширювала принципи та підходи механіки до інших розділів науки.

Отже, хоча механічний підхід до цих явищ виправдовував себе над повною мірою, досвідчені факти штучно підганялися під механічну картину світу.

У XIX столітті у фізиці настала криза, яка була викликана дослідженнями та відкриттями в галузі електрики та магнетизму. Тоді стало ясно, що протиріччя між досвідченими даними та механічною картиною світу стали надто гострими. Фізика потребувала суттєвої зміни своїх поглядів на світ.

1. Поняття наукової картини світу

Саме поняття «наукова картина світу з'явилося у природознавстві та філософії наприкінці 19 ст., проте спеціальний, поглиблений аналіз його змісту став проводитись з 60-х років 20 століття. І, тим щонайменше, досі однозначне тлумачення цього поняття досягнуто. Справа в тому, що саме це поняття дещо розмите, займає проміжне положення між філософським і природничо відображенням тенденцій розвитку наукового пізнання. Так існують загальнонаукові картини світу та картини світу з погляду окремих наук, наприклад, фізична, біологічна…, або з погляду будь-яких панівних методів, стилів мислення - імовірнісно-статистична, еволюціоністська, системна, інформаційно-кібернетична, синергетична тощо. п. картини світу. У той самий час, можна дати такі пояснення поняття наукової картини світу. (НКМ).

Наукова картина світу включає найважливіші досягнення науки, що створюють певне розуміння світу і місця людини в ньому. До неї не входять більш приватні відомості про властивості різних природних систем, деталі самого пізнавального процесу. При цьому НКМ не є сукупністю загальних знань, а є цілісною системою уявлень про загальні властивості, сфери, рівні і закономірності природи, формуючи, таким чином, світогляд людини.

На відміну від суворих теорій НКМ має необхідну наочність, характеризується поєднанням абстрактно-теоретичних знань та образів, створюваних за допомогою моделей.

Особливості різних картин світу виражаються у властивих їм парадигмах.

Парадигма (<греч. – пример, образец) – совокупность определенных стереотипов в понимании объективных процессов, а также способов их познания и интерпретации.

Отже, можна дати таке визначення НКМ.

НКМ - це особлива форма систематизації знань, переважно якісне їх узагальнення, світоглядний синтез різних наукових теорій.

На початок документу

2. Формування механічної картини світу (МКМ)

В історії науки наукові картини світу не залишалися незмінними, а змінювали одна одну, таким чином можна говорити проеволюції наукових картин світу Найбільш наочною є еволюціяфізичних картин світу: натурфілософської до 16-17 ст., механістичної до другої половини 19 ст, термодинамічної (в рамках механістичної теорії) в 19 ст, релятивістської і квантово-механічної в 20-му столітті. На рис.1 схематично представлено розвиток та зміна наукових картин світу у фізиці.

Рис.1. Фізичні картини світу

Фізична картина світу створюється завдяки фундаментальним експериментальним вимірам та спостереженням, на яких ґрунтуються теорії, що пояснюють факти та поглиблюють розуміння природи. Фізика - це експериментальна наука, тому вона не може досягти абсолютних істин (як і саме пізнання в цілому), оскільки експерименти самі по собі недосконалі. Цим зумовлений постійний розвиток наукових уявлень.

На початок документу

3. Основні поняття та закони МКМ

МКМ складалася під впливом матеріалістичних уявлень про матерію та форми її існування. Основними ідеями цієї картини Світу є класичний атомізм, що сходить до Демокриту і т.зв.механіцизм . Саме становлення механічної картини справедливо пов'язують з ім'ям Галілео Галілея, який вперше застосував для дослідження природи експериментальний метод разом з вимірами досліджуваних величин і подальшою математичною обробкою результатів. Цей метод принципово відрізнявся від раніше існувавшого натурфілософського способу, при якому для пояснення явищ природи вигадувалисяапріорні (<лат. a priori літер. до досвіду), тобто. не пов'язані з досвідом і спостереженням, умоглядні схеми, для пояснення незрозумілих явищ вводилися додаткові сутності, наприклад міфічна "рідина" теплород, що визначала нагрітість тіла або флогістон субстанція, що забезпечує горючість речовини (що більше флогістону в речовині, тим краще воно горить).

Закони руху планет, відкриті Йоганном Кеплером, своєю чергою, свідчили у тому, що між рухами земних і небесних тіл немає принципової різниці (як вважав Аристотель), оскільки вони підпорядковуються певним природним законам.

Ядром МКМ є механіка Ньютона(класична механіка).

Формування класичної механіки та заснованої на ній механічної картини світу відбувалося за 2-ма напрямками (див. рис.2):

1) спілкування отриманих раніше результатів і, насамперед, законів вільного падіння тіл, відкритих Галілеєм, і навіть законів руху планет, сформульованих Кеплером;

2) створення методів для кількісного аналізу механічного руху загалом.

Мал. 2

У першій половині 19 ст. поряд з теоретичною механікою виділяється і прикладна (технічна) механіка, що досягла великих успіхів у вирішенні прикладних завдань. Все це призводило до думки про всесилля механіки та прагнення створити теорію теплоти та електрики так само на основі механічних уявлень. Найбільш чітко ця думка була виражена в 1847 фізиком Германом Гельмгольцем в його доповіді "Про збереження сили":"Остаточне завдання фізичних наук полягає в тому, щоб явища природи звести до незмінних привабливих і відразливих сил, величина яких залежить від відстані"

У будь-якій фізичній теорії є досить багато понять, але серед них є основні, в яких проявляється специфіка цієї теорії, її базис, світоглядна сутність. До таких понять відносять т.зв.фундаментальніпоняття, а саме:

матерія,
рух,
простір,
час,
взаємодія.

Кожне з цих понять не може існувати без чотирьох інших. Разом вони відбивають єдність Миру. Як розкривалися ці фундаментальні поняття в рамках МКМ?

МАТЕРІЯ. Матерія, згідно з МКМ - це речовина, що складається з дрібних, далі неподільних, абсолютно твердих частинок, що рухаються, атомів, тобто. у МКМ були прийняті дискретні (дискретний "перервний"), або, іншими словами,корпускулярні уявлення про матерію. Ось чому найважливішими поняттями в механіці були поняття матеріальної точки та абсолютно твердого тіла.Матеріальна точкатіло, розмірами якого в умовах даного завдання можна знехтувати,абсолютно тверде тілосистема матеріальних точок, відстань між якими завжди залишається незмінною).

ПРОСТІР . Згадаймо, що Аристотель заперечував існування порожнього простору, пов'язуючи простір, час та рух. Атомісти 18-19 ст. навпаки, визнавали атоми та порожній простір, в якому атоми рухаються. Ньютон, втім, розглядав два види простору:

· Відносне , з яким люди знайомляться шляхом вимірювання просторових відносин між тілами;

· Абсолютне , Яке за самою своєю сутністю безвідносно до чого б там не було і зовнішнього і залишається завжди однаковим і нерухомим; тобто. абсолютний простір - цепорожнє містище тел, воно пов'язані з часом, та її властивості залежить від наявності чи відсутності у ньому матеріальних об'єктів. Простір у Ньютонівській механіці є

Згодом А. Ейнштейн, аналізуючи поняття абсолютного простору та абсолютного часу, писав: "Якби матерія зникла, то залишилося б тільки простір і час (своєї сцени, на якій розігруються фізичні явища)". У цьому випадку простір і час не містять жодних особливих "міток", від яких можна було б вести відлік і відповісти на питання "Де?" і коли?" Тому для вивчення в них матеріальних об'єктів необхідно вводити систему відліку (систему координат та годинник). Система відліку, жорстко пов'язана з абсолютним простором, називаєтьсяінерційною.

тривимірним (положення будь-якої точки можна описати трьома координатами),
безперервним,
нескінченним,
однорідним (властивості простору однакові в будь-якій точці),
ізотропним (властивості простору не залежать від напрямку).

Просторові відносини у МКМ описуються геометрією Евкліда.

ЧАС . Ньютон розглядав два види часу, аналогічно простору: відносне та абсолютне. Відносний час люди пізнають у процесі вимірів, а абсолютне (справжнє, математичне час) саме собою і за своєю сутністю, без будь-якого ставлення до чогось зовнішнього, протікає рівномірно й інакше називається тривалістю. Таким чином, і час у Ньютона, аналогічно простору - порожній вміст подій, не залежить ні від чого. Час тече в одному напрямку від минулого до майбутнього.

РУХ . У МКМ визнавалося лише механічне рух, тобто. зміна становища тіла у просторі з часом. Вважалося, що будь-який складний рух можна представити як суму просторових переміщень (принцип суперпозиції). Рух будь-якого тіла пояснювався основі трьох законів Ньютона, у своїй використовувалися такі важливі поняття яксила та маса . Під силою в МКМ розуміється причина зміни механічного руху та причина деформації. Крім того, було помічено, що сили зручно порівнювати за прискоренням одного і того ж тіла ( m = const ). Дійсно, з 2-го закону випливає, що F 1 /F 2 = a1/а2, величина ж m = F/a для даного тіла було величиною постійною та характеризувалаінертність тіла. Таким чином, кількісна міра інертності тіла є його інертною масою.

ВЗАЄМОДІЯ. Тут слід повернутися в наш час і подивитися, як вирішується питання про взаємодії (першопричину, природу сил) у рамках сучасної наукової картини Світу. Сучасна фізика все різноманіття взаємодій зводить до 4-м фундаментальним взаємодіям: сильному, слабкому, електромагнітному та гравітаційному. Надалі вони будуть розглянуті докладніше. Тут же зупинимося на гравітаційному.

Гравітаційна взаємодія означає наявність сил тяжіння між будь-якими тілами. Величина цих сил може бути визначена із закону всесвітнього тяжіння. Якщо відома маса одного з тіл (еталона) і сила гравітації, можна визначити і масу другого тіла. Маса, знайдена із закону всесвітнього тяжіння, отримала назвугравітаційної . Раніше вже говорилося про рівність цих мас, тому маса є одночасно і мірою інертності та гравітації. Гравітаційні сили універсальні. Ньютон нічого не говорив про природу гравітаційних сил. Цікаво, що й нині їхня природа все ще залишається проблематичною.

Слід сказати, що у класичній механіці питання природі сил, власне, і стояв, вірніше, у відсутності принципового значення. Просто всі явища природи зводилися до трьох законів механіки та закону всесвітнього тяжіння, до дії сил тяжіння та відштовхування.

На початок документу

4. Основні засади МКМ

Найважливішими принципами МКМ є:

принцип відносності,
принцип далекодії,
принцип причинності.

Принцип відносності Галілея. Принцип відносності Галілея стверджує, що це інерційні системи відліку (ІСО) з погляду механіки цілком рівноправні (еквівалентні). Перехід від однієї ІСО до іншої складає основі перетворень Галілея (див. рис.2).

Нехай є ISO XYZ, щодо її вздовж осі рухається рівномірно зі швидкістю V 0 система X Y Y Z Z. Нехай у момент t = 0 початку координатО і О збігаються. Тоді координати т.д.М у цих двох системах у певний момент часу t будуть пов'язані співвідношеннями:

x = x"+Vот;
y = y";
z = z".

Час скрізь тече однаково, тобто. t = t", маса тіл залишається незмінною, тобто m = m".

Для швидкостей: V x = V + V" x ; V y = V" y ; V z = V "z;

Якщо час та швидкості однакові і V 0 - величина постійна (з умови), то a x = a" x , і, отже, сили обох системах однакові (ma x = ma x ), означає, що всі механічні явища в ІСО протікають однаково. Тому ніякими механічними дослідами не можна відрізнити спокій від рівномірного прямолінійного руху.

Принцип далекодії. У МКМ було прийнято, що взаємодія передається миттєво, і проміжне середовище передачі взаємодії участі не бере. Це становище було названо принципом дальнодействия.

Принцип причинності.Як було зазначено, в МКМ все різноманіття явищ природи до механічної форми руху матерії (механістичний матеріалізм, механицизм). З іншого боку відомо, що причин немає, що завжди можна (принципово) виділити причину і слідство. Причина та наслідок взаємопов'язані, впливають одна на одну. Наслідок однієї причини може стати причиною іншого слідства. Цю думку розвивав математик Лаплас, стверджуючи таке:“Всяке явище пов'язане з попереднім на підставі того очевидного принципу, що воно не може виникнути без причини. Протилежна думка є ілюзія розуму.Тобто. Лаплас вважав, що зв'язок між явищами складає основіоднозначних законів. Це вчення обумовленості одного явища іншим, про їхній однозначний закономірний зв'язок увійшло у фізику як так званий лапласовський детермінізм (детермінізм ¦ зумовленість). Істотні однозначні зв'язки між явищами виражаються фізичними законами.

На початок документу

Контрольні питання

1. Як можна класифікувати наукові картини світу?
2. Дайте визначення НКМ
3. Що таке парадигма?
4. Назвіть основні фізичні картини світу та вкажіть приблизний час, коли вони формувалися та розвивалися.
5. На яких основних ідеях засновано МКМ?

6. Що таке апріорне судження?
7. На яких засадах заснована механічна картина світу?
8. Поясніть, що таке принцип далекодії.
9. Поясніть принцип відносності Галілея.
10. Що таке принцип причинності?

Література

1. Дягілєв Ф.М. Концепція сучасного природознавства. М.: Вид. ІМПЕ, 1998.
2. Дубніщева Т.Я.. Концепції сучасного природознавства. Новосибірськ: Вид-во ЮКЕА, 1997.

На початок документу

Права на поширення та використання курсу належать
Уфімському Державному Авіаційному Технічному Університету

Механістична картина світу.

Механістична картина світу виникла однією з перших, оскільки вивчення природи почалося з аналізу найпростішої форми руху матерії-механічного пересування тіл.

Механіцизм - метод пізнання і світорозуміння, що розглядають світ як механізм.

У ширшому значенні механицизм є спосіб зведення складних явищ до їх фізичним причин.

Механістична картина світу складається в результаті наукової революції 16-17 століть на основі робіт Галілео Галілея, який встановив закони руху тіл, що вільно падають, і сформулював механічний принцип відносності. Але головна його заслуга полягала в тому, що на відміну від раніше існувавшого натурфілосівського дослідження природи, саме Галілей став застосовувати експериментальний метод разом із вимірами досліджуваних величин та математичною обробкою результатів вимірів.

Таким чином, нове експериментальне природознавство на відміну від натурфілософських здогадів і уморозінь минулого слало розвиватися в тісній взаємодії теорії та досвіду, коли кожна гіпотеза чи теоретичне припущення систематично перевіряються досвідом та вимірами.

Ключовим поняттям механістичної картини світу було поняття руху. Саме закони руху Ньютон вважав фундаментальними законами світобудови. Тіла мають внутрішню вроджену властивість рухатися рівномірно і прямолінійно, а відхилення від цього руху пов'язані з впливом на це тіло зовнішньої сили (інерції). Мірою інертності є маса, інше найважливіше поняття класичної механіки. Універсальною властивістю тіл є тяжіння.

Ньютон висуває зовсім новий принцип дослідження природи, згідно з яким вивести два або три загальні початку руху з явища і після цього викласти, яким чином властивості та дії цих усіх тілесних речей випливають із цих початків. Ці початку руху і є основними законами механіки яких, Ньютон точно формулює у своїй головній праці «Математичні засади натуральної філософії», опублікованому в 1687г.

Перший закон, який часто називають законом інерції, стверджує: всяке тіло продовжує утримуватися у своєму стані спокою або рівномірного прямолінійного руху, поки і оскільки воно не потребує докладеними силами змінити цей стан. (Звичайно в реальних рухах ніколи не можна повністю звільнитися від впливу сил тертя, опору повітря та інших зовнішніх сил. І тому закон інерції є ідеалізацією, в якій відволікаються від дійсно складної картини руху і уявляють собі ідеальну картину яку можна отримати шляхом безперервного зменшення дії на тіло зовнішніх сил і переходячи до такого стану, коли вплив на тіло стане рівним нулю).

Другий основний закон займає в механіці центральне місце: зміна кількості руху пропорційно доданої чинної сили і відбувається за напрямом тієї прямої, за якою ця сила діє.

Третій закон Ньютона: дії завжди є рівна і протилежно спрямована протидія, інакше взаємодія двох тіл один на одного і між собою рівні та спрямовані у протилежні сторони.

Ньютон вважав що принципи механіки встановлюються з допомогою двох протилежних, але водночас взаємозалежних методів – аналізу та синтезу.

Відкриття принципів механіки дійсно означає революційний переворот, який пов'язаний із переходом від натурфілосівських гіпотез та здогадів до точного експериментального природознавства. Тобто всі гіпотези та теоретичні побудови перевірялися спостереженнями та дослідами.

На основі механістичної картини світу у 17-19 ст. була розроблена земна, небесна та молекулярна механіка. Швидкими темпами йшов розвиток техніки. Це призвело до того, що механістична картина світу стала розглядатися як універсальна.

У книзі викладено відповіді основні питання теми «Концепції сучасного природознавства». Видання допоможе систематизувати знання, отримані на лекціях та семінарах, підготуватися до складання іспиту чи заліку. Посібник адресований студентам вищих та середніх освітніх закладів, а також усім, хто цікавиться даною тематикою.

Із серії:Конспект лекцій

* * *

компанією ЛітРес.

Механічна картина світу

Перші знання про природу людина отримала ще первісному суспільстві. Це були знання, виявлені в результаті систематичного спостереження тих самих явищ і тих самих властивостей предметів або отримані в результаті життєвого досвіду (дерево не тоне, камінь тоне, вогонь гарячий, лід холодний тощо). Знання стародавніх людей були ненауковими, вони ніяк не систематизувалися і не мали жодної теоретичної бази, а стосувалися лише повсякденних спостережень та повсякденного досвіду.

У країнах Стародавнього Сходу (Месопотамія, Єгипет) знання мало більш широку форму, існували науки, але вони були пов'язані з містичними та релігійними аспектами. Справжньою батьківщиною природничих наук є Греція (VI–IV ст. до н. е.). Грецька наука була раціональна (не вдавалася до пояснення фактів допомоги релігії і містики) і системна (почала класифікувати явища та об'єкти вивчення).

Розвитку науки сприяло особливий устрій грецьких міст-держав - з демократичними нормами життя та достатком суспільних законів. Аналогічний спосіб організації було застосовано й у сфері знань: якщо людське суспільство підпорядковується законам, те й природа має підпорядковуватися своїм законам. Особливості рабовласницького способу виробництва дали у грецькому суспільстві чотири пріоритетні заняття – політика, війна, мистецтво, філософія; під філософією і розумілася наука, що зароджується. Споглядальність та абстрактно-умоглядний погляд на світ сформували два основні принципи грецької науки: мислення поняттями та створення всеосяжних філософських теорій.

Наукові дослідження греків не мали практичного значення, це був рух чистої філософської думки: планіметрія Гіппарха, геометрія Евкліда, апорії елеатів, діогенівський пошук сутності людини. Метою наукового пізнання було вивчення процесу перетворення первісного Хаосу на Космос. Так виникли праці Фалеса, Анаксимандра, Геракліта, Діогена. Єдиним інструментом пізнання вони визнавали людський розум. Греки досягли великих успіхів у математиці (Піфагор, Евклід, Платон), у навчанні про атом (Демокріт, Левкіпп), у вченні про незнищеність матерії (Емпедокл), але природознавство як наукову програму створив Аристотель.

Аристотель був автором численних праць про природу – «Фізика», «Про небо», «Метеорологіка», «Про походження тварин» та ін. РухАристотель визначав як зміну положення тіла в просторі, аристотелево простір було заповнене прозорою матерією, аналогічною до повітря. Йому належить вислів «природа боїться порожнечі», тобто простір заповнений подобою ефіру. Рух створюється без причини руху, тіло, що саморухається, має в собі джерело руху. Він розрізняв рух природний і насильницький, місцевий (для важких тіл) і вогняний (для легень).

До міркувань Аристотель ввів поняття сили, До якого відносяться три основні види сили - тяга, тиск і удар. Розглядаючи складний обертальний рух, він вивів визначення моменту сили, а для природного падіння тіла вивів закон V = F / w, де V – швидкість, F – сила прагнення тіла до свого природного місця, w – опір повітря. Відповідно до закону Аристотеля швидкість падіння тіла від його маси. Ця думка протрималася до часів Галілея. Тобто важкі тіла через свою масу прямують до землі (природного місця), а легкі тіла через свою легкість прямують до вогняного ефіру, розташованого за шаром повітря, високо до неба, до вогню.

Небесні тіла з «земних» принципів руху він виключав: вони рухаються досконалим колом і для руху сили їм не потрібно. Небесні тіла підкоряються небесним законам (їх рухи вічні і незмінні, немає початку і кінця), непридатним до земним тілам, недосконалим за своєю природою. Недосконалі земні тіла можуть рухатися лише з додатком зовнішньої сили, джерелами руху їм служать інші тіла.

Аристотель вважав, що рух існує вічно і перший рух у світі породив першодвигун, під яким він розумів бога. Фізичну взаємодію він розумів як застосування сили рушійного до рухомого (тобто дію суто одностороннє).

Уявлення Аристотеля про механіку протрималися досі Галілея. Галілей створив нову механіку, що відкидає принципи Арістотеля. Він встановив фізичні закони для руху тіл, ввів визначення для сили, швидкості, прискорення, рівномірного руху, інерції, поняття середньої швидкості та середнього прискорення, вперше зіставив поняття сили з математичним поняттям вектора (при визначенні характеру руху залежно від прикладеної сили він виходив спрямування цієї сили або взаємодії сил), сформулював чотири аксіоми механіки (дві про вільне падіння, одна – з приводу інерції та одна щодо відносності руху):

1. Закон інерції.Вільний рух горизонтальною площиною відбувається з постійною за величиною і напрямом швидкістю.

2. Тіло, що вільно падає, рухаєтьсяз постійним прискоренням,і кінцева швидкість тіла, що падає зі стану спокою, пов'язана з висотою, яка пройдена на цей момент.

3. Вільне падіння тіл можна розглядати як рух по похилій площині,а горизонтальній площині відповідає закон інерції.

4. Всередині рівномірно рухомої (так званої інерційної) системивсі механічні процеси протікають так само, як і всередині.

Принцип відносності він вивів у 1632 р. з допомогою уявних експериментів, шляхом абстракції. Принцип припускає, що траєкторія падаючого тіла відхиляється від вертикалі через опір повітря і в безповітряному просторі тіло впаде точно над точкою, з якої почалося падіння.

Фізичні закони для механічної картини світу сформулював Ісаак Ньютон.

I закон, або закон інерції,відкритий ще Галілеєм: будь-яке тіло зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху, доки воно не буде змушене змінити його під дією якихось сил.

II закон:зміна імпульсу тіла в одиницю часу дорівнює діючій на нього силі і відбувається у напрямі її дії. F = m і · ā, де F – сила, що змушує, ā – прискорення, m і – інерційна маса.

Другий закон Ньютона пов'язує зміна імпульсу тіла (кількості руху) з силою, що діє на нього, і є ядром механіки. Закон був революційним для свого часу, але не застосовується в сучасній фізиці, оскільки Ньютон вважав, що маса не залежить від швидкості. Ньютон розглядав масу як міру інертності, а прискорення та інерцію як рівні за величиною протидії, спрямовані в протилежні сторони, тобто чим масивніше тіло, тим менше прискорення можна йому надати.

ІІІ закон:сили дії та протидії рівні за величиною та протилежні за напрямом.

IV закон,сформульований Ньютоном, – це закон всесвітнього тяжіння: сила тяжіння обернено пропорційна квадрату відстані:

F гр = γ · m гр · M гр / r 2 де γ - гравітаційна постійна.

Закон він вивів з припущення, що на Місяць, що рухається по земній орбіті, і на камінь, що падає на Землю, діє та сама сила: Місяць тяжіє до Землі і силою тяжіння постійно відхиляється від прямолінійного руху і утримується на своїй орбіті. З цього припущення він розрахував постійну величину сили тяжіння чи постійну гравітаційну. Відповідно до сучасних розрахунків, гравітаційна стала:

G = (6673 ± 0003) · 10 -11 нм 2 кг -2 .

Ньютон дотримувався поглядів механістичного матеріалізму(тобто прагнув пояснити закони фізики, виходячи з об'єктивного існування матерії, простору та часу), хоча був людиною релігійною в дусі своєї епохи і навіть на схилі років написав теологічний твір. Намагаючись визначити точніше методи свого підходу до наукових досліджень, Ньютон вивів чотири основні принципи:

1. Не повинно приймати в природі інших причин понад ті, які є істинними та достатніми для пояснення явищ (повторивши знаменитий принцип бритви Оккама).

2. Однаковим явищам слід приписувати однакові причини.

3. Незалежні та постійні при експериментах якості тіл, підданих дослідженню, треба приймати за загальні властивості матеріальних тіл.

4. Закони, індуктивно виведені з досвіду, слід вважати вірними, доки не суперечать інші спостереження.

Цей метод називається сьогодні гіпотетико-дедукційнимі використовується у сучасній фізиці.

Незабутній слід залишив Ньютон не тільки в механіці. Велике значення мали його дослідження в галузі оптики, які одразу ж здобули світове визнання та стали основоположними на кілька століть. Ньютон вважав, що світло складається з найдрібніших частинок, які він назвав корпускулами, так виникла корпускулярна теорія світла. Теорія не пояснювала деяких явищ – наприклад, інтерференції та дифракції світла, оскільки це хвильові процеси.

Ньютон розумів неповноту корпускулярної теорії і збирався об'єднати її з хвильовою, що, власне, сталося лише у XX ст., коли прийшла на зміну корпускулярній хвильова теорія теж не змогла пояснити всіх явищ.

Ньютон також зробив заявку на теорію можливості перетворення тіл на світло та світла на тіла, що було відкрито вченими для надмалих частинок лише у XX ст., і теорію впливу тіл на поширення світла, що було експериментально доведено Ейнштейном і лягло в основу загальної теорії відносності. Великою заслугою послідовників Ньютона було введення у фізику методів інтегрально-диференціального обчислення та створення механічної картини світу.

В основі механічної картини світу лежала матеріалістична теорія, що ґрунтувалася на класичному атомізмі, родоначальником якого був Демокріт. Для свого часу це, безперечно, була передова та наукова картина світу. В її основу лягли праці Галілея та Ньютона. Панувала натурфілософська картина світу спиралася на спостереження як на єдиний метод вивчення світу.

Механічна картина світу висунула перший план експеримент. Експерименти стали супроводжуватися математичним апаратом, точними розрахунками, а винахід телескопа та мікроскопа дозволило зазирнути у світи, не пропорційні оточуючому. Ньютон розробив закони класичної механіки для фізики навколишнього світу, Кеплер – закони небесної механіки для Всесвіту, Левенгук повів біологію до мікроскопічних форм тощо.

Розвиток класичної механіки йшло у двох напрямках:

1) як узагальнення законів Галілея та досліджень Кеплера;

2) як перехід до нових методів кількісного аналізу механічного руху. Матерія у цій системі уявлялася ділимої лише рівня атома, простір – порожнім (очевидно, для можливості переміщення неподільних атомів), час – порожнім і односпрямованим (від сьогодення до майбутнього), рух – механічним (зміна становища тіла у просторі з часом); всі взаємодії зводилися до трьох законів механіки та закону всесвітнього тяжіння, до дії сил тяжіння та відштовхування.

До принципам механічної картини світу відносяться принципи відносності, далекодії, причинності.

Принцип відносностібув уперше сформульований Галілеєм і говорив, що всі інерційні системи відліку є рівноправними і перехід від однієї системи до іншої відбувається за допомогою спеціальних перетворень, розроблених Галілеєм. В інерційних системах Галілея час протікає скрізь однаково, а маса тіла незмінна. Постійне час із постійною масою відповідає постійної швидкості, і якщо всі зазначені параметри незмінні, то сили обох системах однакові і всі механічні явища протікають однаково. Висновок, який на основі міркувань і обчислень робив Галілей, є наступним: спокій від рівномірного прямолінійного руху неможливо відрізнити жодними дослідами (відповідними, природно, механічній картині світу).

Принцип далекодіїбув вироблений у межах механістичного матеріалізму з неподільними атомами і порожнім простором: взаємодія передається миттєво, і проміжне середовище передачі взаємодії участі не бере. Порожнє середовище, природно, ніякої участі у передачі взаємодії приймати було, а тіла розглядалися як матеріальні точки, які під впливом докладеної сили миттєво переміщалися в порожнечі.

Принцип причинностібув розроблений математиком Лапласом і говорив: будь-яке явище пов'язане з попереднім на підставі того очевидного принципу, що воно не може виникнути без причини. Протилежна думка є ілюзією розуму.

Принцип Лапласа було названо лапласовим детермінізмомі передбачав існування зв'язків між явищами з урахуванням однозначних законів; він закріпився в механістичній фізиці як принцип, що будь-який основний зв'язок між явищами можна виразити фізичним законом, існування складних зв'язків ця картина світу не розуміла. Є матерія, є механічний рух, є причина, є слідство. Залишилось вивести закон.

Ці принципи перетворилися на ніщо, коли стало ясно, що простір між тілами не порожній, що самі тіла зовсім не матеріальні точки, а мають масу, що явища бувають складні, не зведені до однієї причини і одного слідства.

Механічний матеріалізм взяв із грецької філософії ідею про матеріальність світу та його подільність до граничного порога – атомів. Матерія вважалася дискретною, і на перше місце виступили поняття матеріальної точки та абсолютно твердого тіла. За визначенням, матеріальна точкабула математично абстрактним тілом, розмірами якого можна знехтувати, а абсолютно тверде тіло,відповідно, системою матеріальних точок, відстань між якими завжди залишається незмінною. Грубо кажучи, матеріальне тіло – це реальне тіло, поділене до краю, тобто атом, а абсолютно тверде тіло – предмет, позбавлений всіх своїх якостей та властивостей.

У той самий час існування ідеального зразка всіх речей (ідеї Платона) було відкинуто, оскільки тоді довелося визнати наявність єдиного плану будівництва матеріального світу, але це було рівнозначно введення у природничі науки ідеї бога.

Простір у механістичному матеріалізмі розглядалося лише як протяжність, яку можна виміряти. На відміну від світу предметів, де наявність матерії було очевидним, простір вважалося вмістилищем порожнечі, де можуть переміщатися матеріальні об'єкти.

Простір відрізнявся тим, що було позбавлене атомної будови. Воно було абсолютним, тобто математично порожнім. Воно існувало поза часом і було необхідне переміщення тіл чи атомів.

Час і рух у механічній картині світу є абсолютними поняттями. Хоча Ньютон розглядав два види часу- Відносне, яке сприймається людьми в процесі вимірювання, та абсолютне- Тобто математичне, яке існує незалежно від зовнішніх причин, ні на що не впливає, рівномірно за своєю природою і відрізняється лише тривалістю, механічна картина світу засвоїла лише абсолютний математичний час.

Якщо простір вважався абсолютно порожнім вмістилищем для тіл і атомів, що переміщаються, то час був таким же порожнім вмістилищем подій, що відбуваються. Рух часу йшов в один бік – від минулого до майбутнього.

Рух у механічному світі був механічним переміщенням матеріальних точок чи абсолютно твердих тіл. Складні рухи в механіці описувалися як сума простих переміщень із однієї точки простору до іншої. Для опису цих рухів застосовувалися відкриті Ньютоном закони. Механіка ввела в науку поняття маси та сили, причому маса вважалася для конкретного тіла постійною та виражала його інертність, а сила розумілася як причина зміни механічного руху та причина деформації. Будь-який рух згідно із законами Ньютона можна було описати з точки зору застосування цієї сили до певної маси.

Пізніше Декартввів поняття кількості руху (твору маси на швидкість). Декарт сприймав навколишній світ як математичну даність: матерію він розглядав як просту протяжність із геометричними характеристиками, що існує, оскільки існує рух. Декарту належить формулювання фізичного поняття імпульсу силиі закону, який свідчить, що імпульс сили, рівний добутку докладеної сили на час її дії F · dt, дає сталість кількості руху m · V, тобто m · V = F · dt.

У цьому вся визначенні єдина, здатна змінюватися, величина – це тривалість (при постійної масі, рівномірних швидкості і силі). Сприймаючи матеріальний світ як математичну модель, Декарт розробив відому систему координат (X, Y, Z), яка отримала його ім'я.

У класичній механіці поняття взаємодій (сучасна наука поділяє слабке, сильне, електромагнітне та гравітаційне) спиралося на відомі закони механіки Ньютона і закон всесвітнього тяжіння, що оперує поняттями сил тяжіння та відштовхування, тобто, по суті, питання взаємодії класичною механікою не розглядалося.

У механічній картині світу він не був потрібен: всі види рухів можна було звести до простої зміни положення тіла в просторі. Під взаємодіями розумілося застосування сил одного тіла до іншого для зміни траєкторії руху або виведення цього тіла зі стану спокою. Жодного виду руху крім механічного (поступального) і обертального (як рух по колу) механіка не знала, а єдина взаємодія, яка розглядалася глибше, була відкрита Ньютоном силою гравітації.

Гравітаціяописувалася як механічний рух, але виводилася з руху мегасвіту. Відповідно до закону всесвітнього тяжіння, якщо відомі маса одного з тіл та сила гравітації, можна визначити і масу другого тіла. З гравітаційного закону Ньютон вивів тотожність гравітаційної маси та маси інертності. Ейнштейн назвав цей принцип фундаментальним законом природи та поклав основою загальної теорії відносності.

* * *

Наведений ознайомлювальний фрагмент книги Концепції сучасного природознавства (Т. В. Карпова, 2010)наданий нашим книжковим партнером -