Классическая механика – фундамент естественно-научной теории

1. Классическая механика – фундамент естественно-научной теории

    Развитие классического естествознания во многом зависело от социально-экономических и политических условий развития науки в XIX веке

    Научные исследования чаще велись в одиночку, в изолированных друг от друга областях науки. Но это были блестящие исследования, результаты которых из-за отсутствия необходимых научно-исследовательских и учебных организаций разрабатывались учеными других стран.

    Классическое естествознание все более становилось основой промышленной технологии и техники, стимулировало развитие других естественных наук. В физике изолированные ранее свет, электричество, магнетизм и теплота оказались объединенными в электромагнитную теорию.

    Структура механики как науки казалась прочной, надежной и почти полностью завершенной.

    Классическая  механика была первой фундаментальной  естественнонаучной теорией. В течение  трех столетий (с ХVII в. по начало ХХ в.) она выступала единственным теоретическим  основанием физического познания, а также ядром второй естественнонаучной картины мира - механистической.

    Новый величайший переворот в системе  культуры происходит в эпоху Возрождения, которая охватывает ХIV -начало XVII в. Эпоха Возрождения - эпоха становления  капиталистических отношений, первоначального накопления капитала, восхождении социально-политической роли города, буржуазных классов, складывания абсолютистских монархий и национальных государств, эпоха глубоких социальных конфликтов, религиозных войн, ранних буржуазных революций, возрождения античной культуры, эпоха титанов мысли и духа.

    В первую половину средневековья в Европе господствовала библейская картина мира, которая сменилась затем догматизированным аристотелизмом и геоцентрической системой Птолемея. Постепенно накапливавшиеся астрономические наблюдения подтачивали основы этой картины. Несовершенство, сложность и запутанность птолемеевской системы становились очевидными. Все многочисленные попытки увеличения ее точности достигались за счет ее все прогрессирующего усложнения. Уже в средневековье сосуществовало несколько моделей планетных движений, но все они опирались на геоцентризм и, в конце концов, сводились к системе Птолемея, лишь усложняя ее.

    Птолемеевская система не только не позволяла давать точные предсказания; она еще страдала явной несистематичностью, отсутствием внутреннего единства и целостности; каждая планета рассматривалась сама по себе, имела отдельную от остальных эпициклическую систему, свои собственные законы движения. В геоцентрических системах движение планет представлялось с помощью нескольких равноправных независимых математических моделей. Строго говоря, геоцентрическая теория не была геоцентрической системой, так как объектом этой теории система планет (или планетная система) и не являлась; в ней речь шла об отдельных движениях, не связанных в некоторое системное целое. Геоцентрические теории позволяли предвычислять лишь направления на небесные светила, без попыток раскрыть истинную удаленность и расположение их в пространстве. Птолемей считал последние две задачи вообще неразрешимыми. Установка на поиск внутреннего единства и системности и была той стержневой основой, вокруг которой концентрировались непосредственные предпосылки геоцентрической системы.

    Величайшим  мыслителем, которому суждено было начать великую революцию в астрономии, повлекшую за собой революцию во всем естествознании, был гениальный польский астроном Николай Коперник (1473 - 1543). Он начал поиск других фундаментальных астрономических идей, изучал в подлинниках сохранившиеся сочинения или изложения учений древнегреческих математиков и философов, в том числе и первого гелиоцентриста Аристарха Самосского, и мыслителей, утверждавших подвижность Земли.

    Обладая широким складом мышления, Коперник первым взглянул на весь накопившийся за тысячелетия опыт астрономии глазами человека эпохи Возрождения: смелого, уверенного, творческого, новатора. Н. Коперник был движим идеей внутреннего единства и системности астрономического знания; он искал простоту и гармонию в природе, ключ к объяснению единой сущности многих; кажущихся различными явлений. Результатом этих поисков и явилась гелиоцентрическая система мира.

    Система Коперника была проще и точнее системы Птолемея. Этой простотой  и точностью сразу же воспользовались  в практических целях. На ее основе составили «Прусские таблицы» (Э. Рейнгольд, 1551 г.). Она позволила уточнить длину тропического года и провести в 1582 г. давно назревшую реформу календаря. В результате был введен новый, или григорианский, стиль.

    Любое новое всегда возникает на базе и  в системе старого. Коперник не был в этом отношении исключением. Он во многом еще разделял представления старой, аристотелевской космологии. Так, он представлял Вселенную замкнутым пространством, ограниченным сферой неподвижных звезд. Он не отступал от аристотелевской догмы, в соответствии с которой истинные движения небесных тел могут быть только равномерными и круговыми. Стремление восстановить аристотелевские принципы движения небесных тел, нарушавшиеся в ходе развития геоцентрической системы, кстати сказать, было для Коперника одним из мотивов поисков иных, негеоцентрических походов к описанию движений планет.

    И, кроме того, Коперник стремился создать  логически простую и стройную планетную теорию. В отсутствии такой  простоты и стройности, системности  Коперник и увидел коренную несостоятельность теории Птолемея. Коперник был уверен, что представление движений небесных тел как единой системы позволит определить реальные физические характеристики небесных тел, т.е. то, о чем в геоцентрической модели вовсе не было и речи. И потому свою теорию он рассматривал как теорию реального устройства Вселенной.

    Более того, это глубокое объяснение видимых  явлений позволило Копернику  впервые в истории астрономии поставить вопрос об определении  действительных расстояний планет от Солнца. Коперник понял, что этими расстояниями планет были величины, обратные радиусам первых зпициклов для внешних планет и совпадающие с радиусами деферентов - для внутренних. Таким образом он получает весьма точные относительные расстояния планет от Солнца.

    Логическая  стройность, четкость, простота и совершенство теории Коперника, ее способность объяснить  немногими причинами то, что раньше либо не объяснялось вовсе, либо объяснялось  совершенно искусственно, связывать  в единое то, что ранее считалось совершенно различными явлениями - несомненные достоинства этой теории; они свидетельствовали о ее истинности. Наиболее проницательные мыслители, ученые это поняли сразу.

    Теория  Коперника содержала в себе колоссальный творческий, мировоззренческий и  теоретико-методологический потенциал. Ее историческое значение трудно переоценить.

    В формировании классической механики и  утверждении нового мировоззрения  велика заслуга Г. Галилея (1564-1642). Галилей - выдающаяся личность переходной эпохи от Возрождения к Новому времени.

    С прошлым его сближает неопределенная трактовка проблемы бесконечности  мира; он не принимает кеплеровых эллиптических  орбит и ускорений планет; у него нет еще представления о том, что тела движутся по кривым в «плоском» однородном пространстве благодаря их взаимодействиям; он еще не освободился от чувственных образов и качественных противопоставлений и др. Галилей открывает дорогу математическому естествознанию; он был уверен, что «законы природы написаны на языке математики»; его стихия - мысленные кинематические и динамические эксперименты, логические конструкции; смысл своего творчества он видит в физическом обосновании гелиоцентризма, учения Коперника. Галилей закладывает основы экспериментального естествознания: показывает, что естествознание - это умение делать научные обобщения из опыта, а эксперимент - важнейший метод научного познания.

    Исследованиями  Галилея был заложен прочный  и надежный фундамент динамики и  методологии классического естествознания. Дальнейшие исследования лишь углубляли и укрепляли этот фундамент. С полным основанием Галилея называют «отцом современного естествознания».

    Целая плеяда ученых ХVII века внесли свой вклад  в развитие предпосылок классической механики (И. Буйо, Дж.Борелли, Гук и  др.).

    Обобщение результатов естествознания ХVII века выпала на долю И.Ньютона (1643 - 1727). Именно Ньютон завершил грандиозную работу постройки фундамента нового классического естествознания. Вразрез с многовековыми традициями в науке, Ньютон впервые сознательно отказался от поисков «конечных причин» явлений и законов и ограничился, в противоположность картезианцам, точным изучением количественных проявлений этих закономерностей в природе.

    Обобщая, существовавшие независимо друг от друга, результаты своих предшественников в стройную теоретическую систему знания (ньютоновскую механику), Ньютон явился родоначальником классической теоретической физики.

    С именем Ньютона связано открытие или окончательная формулировка основных законов динамики: закона инерции; пропорциональности между  количеством движения (mv) и величиной движущей силы (F); равенства по величине и противоположности по направлению сил при центральном характере взаимодействия. Вершиной научного творчества Ньютона стала его теория тяготения и провозглашение первого действительно универсального закона природы - закона всемирного тяготения.

    Eго  учение о тяготении было уже не общим натурфилософским рассуждением и умозрительной схемой, а логически строгой, точной (и более чем на два века единственной) фундаментальной теорией - особым рабочим инструментом исследования окружающего мира, прежде всего движения небесных тел. Физическим фундаментом небесной механики стал закон всемирного тяготения.

    Формирование  основ классической механики было величайшим достижением естествознания ХVII века. Классическая механика была первой фундаментальной естественнонаучной теорией. В течение трех столетий (с ХVII в. по начало ХХ в.) она выступала единственным теоретическим основанием физического познания, а также ядром второй естественнонаучной картины мира - механистической.

    Нельзя  не сказать о математических достижениях  Ньютона, без которых не было бы и  его гениальной теории тяготения. Свой метод расчета механических движений путем рассмотрения бесконечно малых  приращений величин - характеристик  исследуемых движений Ньютон назвал “методом флюксий”. Вместе с методом Лейница он составил основу современных дифференциального и интегрального исчислений.

    Применив  закон тяготения, подтвержденный тогда  лишь для Солнечной системы, ко всей Вселенной, Ньютон рассмотрел главную космологическую проблему: конечна или бесконечна вселенная. И пришел к выводу, что лишь в случае бесконечности вселенной материя может существовать в виде множества космических объектов - центров гравитации. В конечной же вселенной материальные тела рано или поздно слились бы в единое тело в центре мира. Это было первой строгое физико-теоретическое обоснование бесконечности мира. 
 
 
 
 
 

2. Биосоциальная сущность человека, факторы экологического риска

    Мы  подходим к человеку с тремя разными  измерениями его существования: биологическим, психическим и социальным. Биологическое выражается в морфофизиологических, генетических явлениях, а также в нервно-мозговых, электрохимических и некоторых других процессах человеческого организма.

    Человеческое мышление являет собой сложноорганизованный биопсихосоциальный феномен.

    Социальное  и биологическое, существующие в  нераздельном единстве в человеке, в абстракции фиксируют лишь крайние полюсы в многообразии человеческих свойств и действий. Человек выступает как носитель биологической формы движения материи. Но ведь он не просто организм, не

просто  биологический вид, а в первую очередь субъект общественных отношений.

    Организм  и личность — две неразделимые стороны человека. Своим организменным уровнем он включен в природную связь явлений и подчиняется природной необходимости, а своим личностным уровнем он обращен к социальному бытию, к обществу, к истории человечества, к культуре.

    Измерение человека с двух сторон — биологической  и социальной — имеет отношение именно к его личности. Биологическая сторона человека детерминируется наследственным (генетическим) механизмом. Социальная же сторона человеческой личности обусловлена процессом вхождения человека в культурно-исторический контекст социума. Ни то ни другое в отдельности, а только их функционирующее единство может приблизить нас к пониманию тайны человека.

    Человек появляется на свет с не полностью сформированными анатомо-физиологическими системами, которые деформируются в условиях социума, то есть генетически они заложены именно как человеческие. Механизм наследственности, определяющий биологическую сторону человека, включает в себя и его социальную сущность.