 |
Триумф небесной механики и становление концепции детерминизма
|
|
|
|
Содержание
Введение
1.Триумф небесной механики и становление концепции детерминизма. Небесная Механика
2.Становление детерминизма
3.Механика Ньютона как динамическая теория: основные идеализации, структура, методология
4.Детерминизм как фундамент классического мировоззрения
Заключение
Список использованной литературы
Концепция детерминизм небесный механика
Введение
Одной из фундаментальных онтологических идей, положенных в основу классического естествознания его создателями (Г. Галилей, И. Ньютон, И. Кеплер и др.), явилась концепция детерминизма.
Термин "детерминация" происходит от латинского "determinare", означающего "определять", "отделять", "отграничивать", и в этом смысле он обозначал операцию определения предмета через выявление и фиксацию его признаков, отделяющих один предмет от другого. Детерминизм — это учение о всеобщей обусловленности объективных явлений. В основе такого представления о мире лежит универсальная взаимосвязь всех явлений, которая, с одной стороны, является проявлением единства мира и способом его реализации, а с другой — следствием и предпосылкой универсального характера развития.
Существование всеобщей универсальной взаимосвязи всех явлений и является исходной предпосылкой принципа детерминизма. Детерминизм есть общее учение, признающее существование универсальной взаимосвязи и отрицающее существование каких-либо явлений и вещей вне этой универсальной взаимосвязи. Однако содержание принципа детерминизма не исчерпывается этим.
Попробуем же разобраться в понятии «детерминизм» и значении его в современном естествознании.
|
|
|
Триумф небесной механики и становление концепции детерминизма
Небе́сная меха́ника — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения движения небесных тел. Небесная механика занимается предвычислением положения Луны и планет, предсказанием места и времени затмений, в общем, определением реального движения космических тел.
Естественно, что небесная механика в первую очередь изучает поведение тел Солнечной системы — обращение планет вокруг Солнца, спутников вокруг планет, движение комет и других малых набесных тел. Тогда как перемещение далеких звёзд удается заметить, в лучшем случае, за десятилетия и века, движение членов Солнечной системы происходит буквально на глазах — за дни, часы и даже минуты. Поэтому его изучение стало началом современной небесной механики, рождённой трудами И.Кеплера (1571—1630) и И.Ньютона (1643—1727). Кеплер впервые установил законы планетного движения, а Ньютон вывел из законов Кеплера закон всемирного тяготения и использовал законы движения и тяготения для решения небесно-механических проблем, не охваченных законами Кеплера. После Ньютона прогресс в небесной механике в основном заключался в развитии математической техники для решения уравнений, выражающих законы Ньютона. Таким образом, принципы небесной механики — это «классика» в том смысле, что и сегодня они такие же, как во времена Ньютона. Но как же развивалась небесная механика и какой она предстала перед нами.
Исторический очерк. Небесная механика принадлежит к числу древнейших наук. Уже в 6 век до н. э. народы Древнего Востока обладали глубокими астрономическими знаниями, связанными с движением небесных тел. Но в течение многих веков это была только эмпирическая кинематика Солнечной системы. Основы современной небесной механики были заложены Исааком Ньютоном в "Математических началах натуральной философии" (1687). Закон тяготения Ньютона далеко не сразу получил всеобщее признание. Однако уже к середине 18 века выяснилось, что он хорошо объясняет наиболее характерные особенности движения тел Солнечной системы (Ж. Д'Аламбер, А. Клеро). В работах Ж. Лагранжа и П. Лапласа были разработаны классические методы теории возмущений. Первая современная теория движения больших планет была построена У. Леверье в середине 19 в. Эта теория лежит до сих пор в основе французского национального астрономического ежегодника. В работах Леверье было впервые указано на необъяснимое законом Ньютона вековое смещение перигелия (самая близкая Солнцу точка орбиты) Меркурия, которое оказалось через 70 лет важнейшим наблюдательным подтверждением общей теории относительности.
|
|
|
Дальнейшее развитие теория больших планет получила в конце 19 веке в работах американских астрономов С. Нъюкома и Дж. Хилла (1895-98). Работы Нъюкома открыли новый этап в развитии небесной механики. Он впервые обработал ряды наблюдений, охватывающие длительные интервалы времени и на этой основе получил систему астрономических постоянных, которая только незначительно отличается от системы, принятой в 70-х годов 20 века. Чтобы согласовать теорию с наблюдаемым движением Меркурия, Ньюком решил прибегнуть к гипотезе А. Холла (1895), который для объяснения невязок в движении больших планет предложил изменить показатель степени в законе тяготения Ньютона. Ньюком принял показатель степени равным 2,00000016120. Закон Холла сохранялся в астрономических ежегодниках до 1960 г., когда он был, наконец, заменён релятивистскими поправками, вытекающими из общей теории относительности.
Продолжая традиции Ньюкома и Хилла, Бюро американских эфемерид (Вашингтонская морская обсерватория) под руководством Д. Брауэра и Дж. Клеменса в течение 40-х и 50-х годов 20 века осуществило обширные работы по переработке планетных теорий. В частности, в результате этой работы в 1951 были опубликованы "Координаты пяти внешних планет", что явилось важным шагом в исследовании орбит внешних планет.
Актуальное значение приобрела теория движения спутников больших планет, в первую очередь спутников Марса и Юпитера. Теория движения четырёх спутников Юпитера была разработана ещё Лапласом. В теории, предложенной В. Де’Ситтером (1919) и используемой в астрономических ежегодниках, учитываются сжатие Юпитера, солнечные возмущения и взаимные возмущения спутников. Внешние спутники Юпитера изучались в Институте теоретической астрономии АН СССР. Эфемериды (таблицы предвычисленных небесных координат Солнца, Луны, планет и других астрономических объектов на последовательные моменты времени, например, на полночь каждых суток) этих спутников до 2000 года вычислены американским астрономом П. Хергетом (1968) с помощью численного интегрирования. Теория движения спутников Сатурна, основанная на классических методах, была построена немецким астрономом Г.Струве (1924-33). Устойчивость спутниковых систем рассмотрена в работах японского астронома Ю. Хагихара (1952). Советский математик M. Л. Лидов, анализируя эволюцию орбит искусственных спутников планет, получил интересные результаты и для естественных спутников. Им было впервые показано (1961), что, если бы орбита Луны имела наклон к плоскости эклиптики (от лат. (linea) ecliptica, от греч. έκιειρσις — затмение), большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, точнее — его центра.), равный 90°, то такая Луна уже после 55 оборотов, т. е. примерно через четыре года, упала на поверхность Земли.
|
|
|
Наряду с разработкой теории высокой степени точности, но пригодной только на сравнительно небольших интервалах времени (сотни лет), в небесной механики ведутся также исследования движения тел Солнечной системы в космогонических масштабах времени, т. е. на протяжении сотен тысяч и миллионов лет. Попытки решить эту проблему долгое время не давали удовлетворительных результатов. Только появление быстродействующих вычислит, машин, произведших революцию в небесной механике, позволило снова вернуться к решению этой фундаментальной задачи. В СССР и за рубежом разработаны эффективные методы построения аналитической теории движения больших планет, открывающие возможность изучения движения планет на весьма длительных промежутках времени.
|
|
|
Развитие небесной механики в СССР тесно связано с деятельностью двух научных центров, возникших непосредственно после Великой Октябрьской социалистической революции: Теоретической астрономии института АН СССР в Ленинграде и кафедры небесной механики Московского университета. В этих двух центрах сложились ленинградская и московская школы, которыерые определили развитие небесной механике в СССР. В Ленинграде вопросы небесной механики разрабатывались главным образом в связи с такими практическими задачами, как составление астрономических ежегодников, вычисление эфемерид малых планет и др. В Москве доминирующее влияние на протяжении многих лег имели космогонические проблемы, а также астродинамика.
Среди иностранных научных учреждений, ведущих исследования в области небесной мехенике видное место занимают: Вашингтонская морская обсерватория, Гринвичская астрономическая обсерватория, Бюро долгот в Париже, Астрономический институт в Гейдельберге и др.
Классической задачей небесной механики является задача об устойчивости Солнечной системы. Эта проблема тесно связана с существованием вековых изменений больших полуосей и наклонов планетных орбит. Методами небесной механики вопрос об устойчивости Солнечной системы не может быть полностью решён, так как математические ряды, используемые в задачах небесной механики, пригодны только для ограниченного интервала времени.
Становление детерминизма. Одной из фундаментальных онтологических идей, положенных в основу классического естествознания его создателями (Г. Галилей, И. Ньютон, И. Кеплер и др.), явилась концепция детерминизма.
ДЕТЕРМИНИЗМ (лат. determino - определяю) - учение классической философии о закономерной универсальной взаимосвязи и взаимообусловленности явлений. Проще говоря, речь идет о двух значениях этого термина: первоначальная предопределенность всех событий в мире Богом; возможность предсказания траектории движения тела в пространстве и времени.
Понятие "Детерминизм" возникло в средневековье как вид логического определения понятия, противостоящий обобщению. В 17 веке в период выработки элементарных понятий механики происходит сближение понятия детерминизма и причинности, устанавливается тесная связь категории закономерности и причинности, закладываются основы механистического детерминизма.
Успехи механики закрепляют представления об исключительно динамическом характере закономерностей, об универсальности причинной обусловленности. Причинность становится формой выражения законов науки, содержанием детерминистской формы объяснения явлений. Полное и гармоническое слияние механической причинности и детерминизма происходит в работах математика П. Лапласа (1749-1827). Центральной становится идея о том, что всякое состояние Вселенной есть следствие предыдущих и причина последующих ее состояний. Принцип детерминизма в формулировке Лапласа выражает веру создателей классической механики в рациональное устройство Вселенной, в возможность проследить на основе законов механического движения судьбу каждой ее отдельной частицы и состоящих из них тел.
|
|
|
По мнению физикохимика И. Пригожина, вера в вечность и рациональное устройство мира являются характерной чертой классической науки, основанной на принципе детерминизма. Сформированное Пригожиным понятие причинно-следственных цепей, последующее отождествление этого понятия с понятием связи состояний и теоретико-механическим представлением о движении окончательно утверждают универсальный объяснительный статус лапласовского детерминизма. Одновременно с этим процессом в концепции лапласовского детерминизма наметился выход за рамки механистической методологии в силу немеханистического, но статистического, вероятностного характера закономерностей, которые исследовались Лапласом. Он обосновывал эвристическую ценность новых математических вероятностных методов, но в рамках господствующих в то время механистических идеалов и норм научного исследования. Переход науки к исследованию системных природных и социальных объектов обусловил изменение идеалов аналитического, поэлементного характера познания; расхождение принципа причинности и принципа детерминизма; обнаружилась сложная по структуре абстрактно-теоретическая форма принципа в научном исследовании.
Современное философское и методологическое осмысление детерминизма раскрывает взаимосвязь философского и естественно-научного статусов этого принципа. Философский детерминизм фиксирует разнообразные формы взаимосвязей и взаимоотношений явлений объективной реальности: генетические (причинно-следственные) и статистические, пространственные и временные, и т.д. Все они выражаются через систему таких философских детерминистических категорий, как необходимость и случайность, возможность, действительность, закономерность, причинность и прочее. Методологическая природа принципа детерминизма проявляется в том, что он выступает не только как философское учение, но и конкретно-научный норматив описания и объяснения универсальной закономерной связи и обусловленности развития и функционирования определенным образом системно-организованных объектов в процессе их взаимодействия. Принципиальная историчность этого учения обусловлена необходимостью формирования новых естественно-научных форм детерминизма при переходе науки к изучению объектов с новыми системно-структурными характеристиками.
Переход науки от изучения простых динамических систем к вероятностным, эволюционирующим объектам сопровождался кризисом концепции лапласовского детерминизма и формированием статистического вероятностного детерминизма в учении Дарвина. Соответственно менялся категориальный каркас детерминистических естественно-научных концепций, структура теоретических построений, идеалы и нормы научного исследования. В свою очередь, освоение наукой саморегулирующихся систем кибернетического типа, различного рода социальных систем обусловливает формирование новых категорий - цель, самоорганизация, саморазвитие, прямые и обратные связи, отражение и др., а также соответствующих конкретно-научных форм принципа детерминизма (кибернетических, экологических, социальных).
Принцип детерминизма является одним из наиболее выраженных интенций (направленность сознания, мышления на какой-либо предмет; в основе такой направленности лежит желание, замысел) научного познания, явно или косвенно участвующим в регуляции научного поиска. Фундаментальным идеалом детерминизма в естествознании является объяснение исследуемого предмета (в отличие от гуманитарного познания, ориентированного на такую когнитивную процедуру как понимание).
|
|
|
