 |
Математические начала натуральной философии
|
|
|
|
Достигнутые опытным естествознанием результаты получили завершение в работах И. Ньютона. Его важнейшим научным достижением было создание теории движения планет и связанное с этим открытие закона всемирного тяготения, положенного в основу физического обоснования гелиоцентрической системы. «Математические начала натуральной философии» Ньютона вышли в свет спустя 144 года после того, как Коперник опубликовал свою систему мира. Эта система получила динамическое обоснование и стала научной теорией. Одновременно было завершено начатое Галилеем дело создания новой механики. Три закона Ньютона завершают труды многих ученых по созданию классической механики и вместе с тем создают прочную основу для плодотворного ее развития.
Ньютоновская физика стала вершиной развития взглядов в понимании мира природы в классической науке. Ньютон обосновал физико-математическое понимание природы, ставшее основой для формирования классического естествознания. В ходе своих исследований ученый создал методы дифференциального и интегрального исчисления для решения проблем механики, которая благодаря ему стала основываться на понятиях количества материи (массы), количества движения и силы. Ему удалось сформулировать закон всемирного тяготения и основные законы динамики: закон инерции, закон пропорциональности силы и ускорения и закон равенства действия и противодействия
Первый закон: всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние. Этот закон, который иногда называют законом инерции, говорит нам о том, что существуют некие особые системы отсчета, называемые инерциальными, в которых свободные механические тела движутся прямолинейно и равномерно или покоятся. Первый закон Ньютона является самым фундаментальным звеном всей логической структуры классической механики.
|
|
|
Второй закон Ньютона говорит о том, что изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. В современных учебниках этот закон выражается формулой: 
. Его часто называют основным законом динамики, так как именно он позволяет решить основную задачу механики. Практика показывает, что решение основной задачи механики с помощью второго закона Ньютона всегда приводит к правильным результатам. Это и является экспериментальным подтверждением справедливости второго закона Ньютона. Иногда второй закон Ньютона формулируется с использованием понятия импульс: импульс силы равен изменению импульса тела. В качестве следствия из этого закона Ньютон формулирует принцип суперпозиции, дополнив тем самым и статику.
Третий закон Ньютона: действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга равны и направлены в противоположные стороны. Этот закон объясняет, что происходит с двумя взаимодействующими телами. В нем впервые в физике появляется слово взаимодействие. Из математического выражения силы и третьего закона Ньютон выводит закон сохранения импульса для замкнутой системы и закон сохранения движения центра тяжести.
Понятие силы является стержнем Ньютоновской динамики, а её основная задача сводится к установлению закона силы. Ньютон вывел из законов Кеплера существование силы, направленной к Солнцу и обратно пропорциональной квадрату расстояния планет от Солнца. Тем самым он решил задачу физического обоснования системы Коперника. Одновременно он открыл существование в природе силы, которая обуславливает притяжение тел, в том числе и Луны к Земле, и притяжение самой Земли, как и других планет к Солнцу. Таким образом, поставив проблему изучения различных сил, Ньютон дал блистательный пример ее решения, сформулировав закон всемирного тяготения: сила гравитационного притяжения между телами, размеры которых значительно меньше расстояния между ними, прямо пропорциональна их массам, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль соединяющей их прямой: 
Этим законом Ньютон дал точную динамическую основу системе Коперника и всей небесной механике, которая, развиваясь на этой основе, добилась огромных успехов. Развивая свою идею всемирного тяготения, Ньютон предложил подтверждавшийся, как тогда казалось, принцип дальнодействия – мгновенное действие тел друг на друга на любом расстоянии без каких-либо посредствующих звеньев, через пустоту. Принцип дальнодействия был невозможен без привлечения понятий абсолютного пространства и абсолютного времени, которые также были введены Ньютоном. Концепция дальнодействия господствовала в науке до середины XIX в., концепция абсолютного пространства и времени – до начала XX в.
|
|
|
Достижения Ньютона были грандиозны и в других научных сферах: в оптике и математике.
Но именно работы Ньютона в области динамики завершили первую глобальную революцию, сформировав классическую полицентрическую научную картину мира и заложив фундамент классического естествознания Нового времени.
Заключение
Итак, к XVII веку наука действительно далеко продвинулась в своем развитии, что привело к изменению в представления о месте человека в мироздании. В средние века Земля считалась центром небес, и все имело целью служение человеку. В Ньютоновском мире Земля стала второстепенной планетой, не очень-то выделяющейся звездой; астрономические расстояния были так огромны, что в сравнении с ними Земля была просто булавочной головкой. Казалось невероятным, чтобы весь этот громадный механизм был устроен для блага каких-то жалких тварей, обитающих на этой булавочной головке. Кроме того, цель, которая со времен Аристотеля составляла внутреннюю сторону научных концепций, была теперь выброшена из научного процесса. Возможно, кое-кто еще верил, что небеса существуют для того, чтобы провозглашать славу Господу, но никто не мог позволить этому верованию вмешиваться в астрономические вычисления. Возможно, мир имел цель, но она не могла больше учитываться при научном объяснении мира.
|
|
|
Теория Коперника должна была бы унизить человеческую гордость, но в действительности произошло противоположное, так как торжество науки возродило человеческую гордость. Человек в короткий срок, совершив грандиозный научно-технический рывок, увеличив свою мощь, стал менее зависеть от условий внешнего мира, почувствовал себя более свободным и уверенным. А потому старая христианская доктрина, по которой он вместе со всем миром - всего лишь творение Бога и целиком подчиняется ему, перестала соответствовать изменившимся историческим условиям. Необходимо было создать другое мировоззрение, которое удовлетворяло бы идейным запросам новой эпохи, и в котором человек был бы более свободным и значительным существом, являлся бы не созданием потустороннего Творца, а частицей несотворенной, а потому вечной природы.
Открытие законов движения планет И. Кеплером и законов механики Г. Галилеем дали строго математическую трактовку понятия этих законов и освободили понимание их от элементов антропоморфизма, поставив это понимание на физическую почву. Тем самым впервые в истории развития человеческого познания понятие закона природы приобретало строго научное содержание.
Переворот, который осуществил И. Ньютон, предложив механистическую картину мира, разрушил упорядоченный и замкнутый космос Аристотеля и средневековой теологии. Эта научная революция стала одним из ярчайших примеров полного пересмотра и изменения научной картины мира, которая очень тесно связана с классическим естествознанием, заложившим фундамент всего последующего научного знания.
Список использованной литературы
|
|
|
1. Галилео Галилей // Энциклопедия «Вокруг света»: URL: http://www.vokrugsveta.ru/encyclopedia/ (2010. 22 ноября).
2. Иоганн Кеплер // Википедия: URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ (2010, 27 ноября).
3. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX в.): Справ. пособие / Г. М. Голин, С. Р. Филонович. — М.: Высшая школа, 1989. — 576 с.
4. Кудрявцев П. С. Курс истории физики. Учеб. пособ. для студентов. — М.: Просвещение, 1974. — 312 с.
5. Кузнецов Б. Г. Ньютон — М.: Мысль, 1982. — 175 с. — (Мыслители прошлого).
6. Научная революция // Древо познания. В 6 т. Т. 2. Всемирная история / под ред. Дж. Кларк. — М.: МС ИСТ ЛИМИТЕД, 2002. — С. 135-138.
7. Садохин А. П. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009. — 447 с.
Приложения
Рис. 1
Рис. 2
[1] Сочинения / К. Маркс, Ф. Энгельс. - 2-е изд. – Т. 20. С. 347.
[2] Большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца.
[3] Малообеспеченные студенты, выполнявшие для заработка обязанности слуг в колледже
|
|
|
