Показательно, что новые представления о пространстве возникали и развивались с начала Возрождения в самых разных областях культу­ры: в философии (концепция бесконечности пространства Вселенной у Дж. Бруно), в науке (система Н. Коперника, которая рассматривала Землю как планету, вращающуюся вокруг Солнца, и тем самым уже стирала резкую грань между земной и небесной сферами), в области изобразительных искусств, где возникает концепция живописи как «окна в мир» и где доминирующей формой пространственной органи­зации изображаемого становится линейная перспектива однородного евклидова пространства.

Все эти представления, сформировавшиеся в культуре Ренессанса, утверждали идею однородности пространства и времени и тем самым создавали предпосылки для утверждения метода эксперимента и со­единения теоретического (математического) описания природы с ее экспериментальным изучением. Они во многом подготовили перево­рот в науке, осуществленный в эпоху Галилея и Ньютона и завершив­шийся созданием механики как первой естественнонаучной теории.

Показательно, что одной из фундаментальных идей, приведших к ее построению, была сформулированная  Галилеем эвристическая   программа — исследовать закономерности движения природных объектов, в том числе и небесных тел, анализируя поведение механичес­ких устройств (в частности, орудий Венецианского арсенала).

В свое время Нильс Бор высказал мысль, что новая теория, которая вносит переворот в прежнюю систему представлений о мире, чаще все­го начинается с «сумасшедшей идеи». В отношении Галилеевой про­граммы это вполне подошло бы. Ведь для многих современников это была действительно сумасшедшая идея — изучить законы движения, которым подчиняются небесные тела, путем экспериментов с механи­ческими орудиями Венецианского арсенала. Но истоки этой идеи лежали в предыдущем культурном перевороте, когда преодолевались прежние представления о неоднородном пространстве мироздания, санкционировавшие противопоставление небесной и земной сфер.

Кстати, продуктивность Галилеевой программы была продемон­стрирована в последующий период развития механики. Традиция, идущая от Галилея и Гюйгенса к Гуку и Ньютону, была связана с по­пытками моделировать в мысленных экспериментах с механическими устройствами силы взаимодействия между небесными телами. На­пример, Гук рассматривал вращение планет по аналогии с вращением тела, закрепленного на нити, а также тела, привязанного к вращаю­щемуся колесу. Ньютон использовал аналогию между вращением Лу­ны вокруг Земли и движением шара внутри полой сферы.

Характерно, что именно на этом пути был открыт закон всемирно­го тяготения. К формулировке Ньютоном этого закона привело сопо­ставление законов Кеплера и получаемых в мысленном эксперименте над аналоговой механической моделью математических выражений, характеризующих движение шара под действием центробежных сил. Теоретическое естествознание, возникшее в ту историческую эпоху, предстало в качестве второй (после становления математики) важней­шей вехи формирования науки в собственном смысле этого слова.

9.      Научная революция XVI-XVII вв.: формирование основ математического естествознания.

Дата начала науки:

Первая дата – 2000 лет до нашей эры (Вавилон: астрономия).

Вторая дата – исходя из возникновения первой научной картины мира (Греция, время Аристотеля).

17 век – появление экспериментальной науки.

Коперник порвал со старыми взглядами и предложил новую модель мира.

Считалось, что вокруг двигающихся предметов спутники существовать не могут, то есть: раз у Земли есть спутник, то Земля неподвижна.

Эксперимент позволяет проверить наше предположение. Эксперимент строится по заранее определённому плану (а наблюдение, как правило, не строиться на плане).

Галилео Галилей (1564-1642 гг.)

Итальянский учёный (профессор математики).

Философии (во время Галилея) – общее знание о мире.

«Диалоги о двух системах мировоззрения»: три персонажа (все имена начинаются на букву «С»), которые беседуют три дня. Два из них выражают точку зрения Галилея, а один – Аристотеля.

Вывел Закон падения Галилея: S = 1/2 * g * t^2.

Вывел Принцип инерции (движение неотделимо от покоя).

Галилей – первый учёный современного типа. Земля находится в центре мира (так как тело тяжёлое, оно будет лежать в центре), поэтому все тяжёлые тела стремятся к центру мира (к ядру Земли).

{Это не Галилей: Прилив происходит из-за притяжения Луны. Хотя сила притяжения луны в 1 000 000 раз меньше силы притяжения Земли. Просто вода получается легче в точке, которая ближе к Луне, чем в точках, которые дальше.}

Галилей не всегда проводил эксперименты и подтверждал свои предположения. Раньше вводили пятый элемент – эфир – для проведения различий между духовным миром и реальным. Планеты были эфирными телами, а не тяжёлыми (как сейчас).

Позже физики понятие «эфир» заменили на «вакуум».

Научная революция возникла в 18 веке.

Кеплер И. (1570-1631 гг.)

Философия – бедная наука, за неё не платят. Астрологам платят много (они были при императорах и пр.).

Кеплер астролог и учёный.

Открыл три закона Кеплера, управляющие движением планет.

Он написал в 1596 году «Космографическая тайна».

1. Планеты двигаются не по кругу, а по овалу (эллипсу).

2. Скорость движения планет переменная.

3. Отношение куба радиуса орбиты к квадрату периода обращения планеты вокруг солнца примерно равно единице.

Проблемы (которые остались нерешенными Ньютоном):

1. Телепатия между телами. Одно тело передвинулось (например, планета) на сколько-то метров и другое на тоже расстояние.

2. Связанная с пространством. Может ли пространство (пустота) влиять на движение тел.

Ньютон: силы инерции связаны с движением относительно пространства, а не относительно других тел.

Ньютон, сосредотачивался на решении 2-х проблем (задачи):

Методическое начало натуральной философии (книга издана в 1687 году).

Законы: (1) принцип инерции, (2) что такое сила.

Первая задача: любая наука позволяет отличать истину ото лжи. В механике – это отличать истинные движения предметов от кажущихся таковыми. Это сложно, так как любой предмет движется. Аналогично с промежутками времени (время мы не чувствуем).

Ньютон, начиная с третьей книги, строит систему мира, чтобы выявить, чем управляются движения, которые мы видим.

Метод Ньютона:

Следовал в методологии Ф. Бэкону. Бэкон: научный метод – индукция (лат., наведение). Таблица присутствия (все случаи, где что-то присутствует) и таблица отсутствия (все случаи, похожие на предыдущие, где то же отсутствует, например, тепло). Потом таблица сравнения, выявляется причина этого что-то (тепла; причина тепла: движение + сопротивление).

До этого существовала теория тепла, в которой говорилось, что есть субстанции тепла, которые присутствуют в телах. То есть задача метода: убираем всё, что не является, соответственно, остаётся всё, что является. То есть перебираем причины явления и опровергаем их, доходим до той, которую не можем опровергнуть, она и является причиной.

Кант (1724-1804): «Наука – то же самое, что математика». У них общая логическая форма. Логическая форма науки – синтетическая априори суждений. Математика = наука «чистого созерцания». Математика – синтетическое знание (получается при помощи суждений и интеллекта, она основана на интуиции).

Лейбниц: математика – аналитическое знание (основанное на логике).

Кант: разум без чувств – пуст. Чувства без разума – слепы.

Своим творчеством Рене Декарт (1596-1650), французский философ и математик, призван был расчистить почву для постройки новой рациональной культуры и науки. Для этого нужен новый рационалистический Метод, прочным и незыблемым основанием которого должен быть человеческий разум.

В протяженной субстанции, или природе, как считает Декарт, мы можем мыслить ясно и отчетливо только ее величину (что тождественно с протяжением), фигуру, расположение частей, движение. Последнее понимается только как перемещение, ни количественные, ни качественные изменения к нему не относятся.

Наукой же, изучающей величину, фигуры, является геометрия, которая становится универсальным инструментом познания. И перед Декартом стоит задача - преобразовать геометрию так, чтобы с ее помощью можно было бы изучать и движение. Тогда она станет универсальной наукой, тождественной Методу. И создав систему координат, введя представление об одновременном изменении двух величин, из которых одна есть функция (кстати, термина "функция" еще в его терминологии нет) другой, Декарт внес в математику принцип движения. Теперь математика становится формально-рациональным методом, с помощью которого можно "считать" числа, звезды, звуки и т.д., любую реальность, устанавливая в ней меру и порядок с помощью нашего разума.

Французский мыслитель отождествляет пространство (протяженность) с материей (природой), понимая последнюю как непрерывную, делимую до бесконечности. Поэтому и космос у него беспределен. Но идею Дж. Бруно о множественности миров Декарт не разделяет.

Философ понимает движение как относительное, движение и покой равнозначны: тело может являться движущимся относительно одних тел, в то время как относительно других будет оставаться покоящимся. На этом основании он формулирует принцип инерции: тело, раз начав двигаться, продолжает это движение и никогда само собой не останавливается.

Гарантом и для закона инерции (первого закона природы) и для второго закона, утверждающего, что всякое тело стремится продолжать свое движение по прямой, согласно Декарту, выступает Бог-Творец. Третий закон определяет принцип движения сталкивающихся тел. Первый и второй законы признавались в физике Нового времени, третий же был подвергнут резкой критике.

Согласно Декарту, задача науки - вывести объяснение всех явлений природы из полученных начал, в которых нельзя усомниться, но устанавливаются эти начала философией. Поэтому его часто упрекают в априорном характере научных положений.

Декарт отмечает, что представление о мире, которое дает наука, отличается от реального природного мира, поэтому научные знания гипотетичны. Признание вероятностного их характера некоторые исследователи видят в нежелании Декарта навлечь на себя подозрение в подрыве религиозной веры. Но была и теоретическая причина, как считает П. П. Гайденко: "И причиной этой, как ни парадоксально, является божественное всемогущество. Какая же тут, казалось бы, может быть связь? А между тем простая: будучи всемогущим, Бог мог воспользоваться бесконечным множеством вариантов для создания мира таким, каким мы его теперь видим. А потому тот вариант, который предложен Декартом, является только вероятностным, - но в то же время он равноправен со всеми остальными вариантами, если только он пригоден для объяснения встречающихся в опыте явлений".

Нигде в предшествующем знании не существовало понимания природы как сложной системы механизмов, всемогущий Творец никогда не выступал в образе Бога-Механика, поэтому Декарту важно показать, что Бог владеет бесконечным арсеналом средств для построения машины мира, и хотя человеку не дано постичь, какие именно из средств использовал Бог, строя мир, человек, создавая науку, конструирует мир так, чтобы между ним и реальным миром имелось сходство. Вот поэтому предлагаемый в науке вариант объяснения мира носит гипотетический характер, но отнюдь не теряет своей объяснительной силы.

Сильное впечатление на современников произвела теория вихрей (космогоническая гипотеза) Декарта: мировое пространство заполнено особым легким, подвижным веществом, способным образовывать гигантские вихри. Хотя космогоническая гипотеза Декарта была отвергнута, но остались бессмертными его достижения в области математики: введение системы координат, алгебраических обозначений, понятия переменной, создание аналитической геометрии. Важна была также идея развития, содержащаяся в теории вихрей, и идея деления "корпускул" до бесконечности, что впоследствии было подтверждено атомной физикой.

Научную программу, которую создал Исаак Ньютон (1643- 1727), английский физик, он назвал "экспериментальной философией". В соответствии с ней исследование природы должно опираться на опыт, который затем обобщается при помощи "метода принципов", смысл которого заключается в следующем: проведя наблюдения, эксперименты, с помощью индукции вычленить в чистом виде связи явлений внешнего мира, выявить фундаментальные закономерности, принципы, которые управляют изучаемыми процессами, осуществить их математическую обработку и на основе этого построить целостную теоретическую систему путем дедуктивного развертывания фундаментальных принципов.

Ньютон создал основы классической механики как целостной системы знаний о механическом движении тел, сформулировал три ее основных закона, дал математическую формулировку закона всемирного тяготения, обосновал теорию движению небесных тел, определил понятие силы, создал дифференциальное и интегральное исчисление как язык описания физической реальности, выдвинул предположение о сочетании корпускулярных и волновых представлений о природе света. Механика Ньютона стала классическим образцом дедуктивной научной теории.

Также как и Ньютон, немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716) был убежден, что все в мире существующее должно быть объяснено с помощью исключительно механических начал. Природа - это совершенный механизм, и все - от неорганического до живых организмов - создано гениальным механиком Богом. И познаваться этот механизм может с помощью механических причин и законов.

Отметим основные научные достижения Лейбница (вопреки его механистическому материализму вначале, а затем объективному идеализму - особенно в "Монадологии"):

1.       Открыл (одновременно с Ньютоном) дифференциальное и интегральное исчисления, что положило начало новой эре в математике.

2.       Стал родоначальником математической логики и одним из создателей счетно-решающих устройств. В связи с этим основатель кибернетики Н. Винер назвал его своим предшественником и вдохновителем.

3.       В вопросах физики и механики подчеркивал важную роль наблюдений и экспериментов, был одним из первых ученых, предвосхитивших закон сохранения и превращения энергии.

4.       В трактате "Протагея" одним из первых пытался научно истолковать вопросы происхождения и эволюции Земли.

5.       Изобрел специальные насосы для откачки подземных вод и создал другие оригинальные технические новшества.

6.       Обратил внимание на теорию игр.

7.       Указал на взаимосвязи, развитие и "тонкие опосредования" между растительным, животным и человеческим "царствами".

8.       Ратовал за широкое применение научных знаний в практике.

В Новое время сложилась механическая картина мира, утверждающая: вся Вселенная - совокупность большого числа неизменных и неделимых частиц, перемещающихся в абсолютном пространстве и времени, связанных силами тяготения, подчиненных законам классической механики; природа выступает в роли простой машины, части которой жестко детерминированы; все процессы в ней сведены к механическим.

Механическая картина мира сыграла во многом положительную роль, дав естественнонаучное понимание многих явлений природы. Таких представлений придерживались практически все выдающиеся мыслители XVII в. - Галилей, Ньютон, Лейбниц, Декарт. Для их творчества характерно построение целостной картины мироздания. Учеными не просто ставились отдельные опыты, они создавали натурфилософские системы, в которых соотносили полученные опытным путем знания с существующей картиной мира, внося в последнюют необходимые изменения. Без обращения к фундаментальным научным основаниям считалось невозможным дать полное объяснение частным физическим явлениям. Именно с этих позиций начинало формироваться теоретическое естествознание, и в первую очередь - физика.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40