Programul mecanic de descriere a naturii, propus în atomismul antic, a fost realizat cel mai pe deplin în mecanica clasică a lui Galileo-Newton, cu formarea căreia începe etapa științifică a studiului naturii.
Formarea opiniilor științifice asupra structurii materiei datează din secolul al XVI-lea, când G. Galileo a pus bazele primei imagini fizice a lumii din istoria științei - mecanic. El a dezvoltat o metodologie pentru un nou mod de a descrie natura – științific-teoretic. Esența sa este că doar unele caracteristici fizice și geometrice au ieșit în evidență și au devenit subiect de cercetare științifică. Selecţie caracteristici individuale obiect a făcut posibilă construirea de modele teoretice și testarea lor în condiții de experiment științific. Acest concept metodologic al lui Galileo a devenit decisiv în dezvoltarea tuturor științelor naturale clasice.
I. Newton, bazându-se pe lucrările lui Galileo, a dezvoltat o teorie științifică strictă a mecanicii, care descrie și mișcarea corpuri cerești, și mișcarea obiectelor pământești după aceleași legi. În cadrul tabloului mecanic al lumii lui Newton și a adepților săi, materia era considerată o substanță materială constând din particule individuale - atomi și corpusculi.
Spaţiu, în care se află materia, era tridimensională și descrisă de geometria euclidiană, este absolută, constantă și mereu în repaus.
Timp a fost reprezentată ca o cantitate independentă fie de spațiu, fie de materie.
Se credea că totul procese fizice poate fi supus legilor mecanicii. Mișcarea a fost considerată ca mișcare în spațiu de-a lungul traiectoriilor continue în conformitate cu legile mecanicii. Și toate fenomenele fizice s-au rezumat la mișcare puncte materiale.
Justificarea filozofică a înțelegerii mecanice a naturii a fost dată de R. Descartes, care credea că lumea poate fi descrisă complet obiectiv, fără a lua în considerare observatorul uman (conceptul de dualitate absolută, adică independența gândirii și materiei).
Conceptul lui Newton despre spațiu și timp, pe baza căruia a fost construită imaginea fizică a lumii, s-a dovedit a fi dominant până când sfârşitul XIX-lea V.
Spaţiu a fost considerat infinit, plat, „rectilin”, euclidian. Proprietățile sale metrice au fost descrise de geometria lui Euclid. A fost considerat absolut, gol, omogen și izotrop (nu există puncte și direcții desemnate) și a acționat ca un „container” de corpuri materiale, ca un sistem inerțial independent de acestea.
Timp a fost înțeles ca absolut, omogen, uniform curgător. Este imediat și peste tot în întregul Univers „uniform și sincron” și acționează ca un proces de durată independent de obiectele materiale. Mecanica clasică a redus timpul la durată, fixând proprietatea definitorie a timpului „de a arăta durata unui eveniment”. (Aksenov G.P. Despre cauza timpului // Întrebări de filosofie. – 1996. – Nr. 1, p. 43).
Valoarea indicațiilor de timp în mecanică a fost considerată absolută, independent de starea de mișcare a corpului de referință.
Imaginea Universuluiîn acest sens, părea a fi un mecanism gigantic, în care evenimentele și procesele reprezintă un lanț de cauze și efecte interconectate. De aici și convingerea că teoretic este posibil să reconstruiești cu acuratețe orice situație trecută din Univers sau să prezici viitorul cu o certitudine absolută. I. R. Prigogine a numit această credință în predictibilitate „mitul fundamental al științei clasice”.
ÎN schiță generală Tabloul științific al secolului al XIX-lea a prezentat Universul ca echilibrat și neschimbabil cu o durată de viață infinită, în care sunt destul de probabile perturbări locale aleatorii ale formațiunilor neechilibrare observate cu o organizare notabilă a structurilor (galaxii, sisteme planetare etc.).
Această „imagine a lumii”, apariția vieții pe planeta noastră, a fost considerată un fenomen nenatural sau artefact(„făcută artificial”), ca „abatere” în existența Universului, ca fenomen temporar și neconectat cu restul cosmosului.
Abordarea mecanică a descrierii naturii s-a dovedit a fi neobișnuit de fructuoasă. Pe baza mecanicii newtoniene, au fost create hidrodinamica, teoria elasticității, teoria mecanică a căldurii, teoria cinetică moleculară și o serie de alte teorii. Fizica ca știință a obținut un succes enorm în dezvoltarea sa și a ocupat o poziție de lider printre alte științe.
Lucrarea științifică a lui I. Newton aparține secolelor al XVII-lea și al XVIII-lea.
Epoca Luminilor este o perioadă în care capitalismul a transformat calitativ natura activității și tipul de comunicare al oamenilor.
Valoarea individuală a personalității producătorului este înlocuită cu valoarea lucrurilor pe care le produce. Printre realizările erei burgheze se numără crearea unei piețe mondiale unice și a relațiilor publice universale. Istoria devine globală, experiența individuală a unui individ este îmbogățită de experiența socio-istorice nu numai a țării sale, ci a întregii umanități; o persoană devine purtătoarea experienței istorice mondiale.
Nevoi de dezvoltare a producției industriale și aferente progres tehnic formează necesitatea acumulării de cunoştinţe obiective despre lume. Aceasta completează formarea premise obiective nou revoluție științifică. Singurul lucru rămas era geniu, care ar putea, pe baza acestor premise, să formeze o imagine fizică fundamental nouă a lumii. Această sarcină a fost îndeplinită de unul dintre cei mai mari oameni de știință din istoria omenirii - Isaac Newton
Moștenirea sa științifică are mai multe fațete: crearea calculului diferențial și integral; descoperiri astronomice (mulțumită telescoapelor construite de el); Numeroase studii în domeniul opticii.
Cu toate acestea, Newton a fost imortalizat prin crearea sa a mecanicii clasice și formarea unei imagini mecanice holistice și sistematice a lumii. Ca urmare, majoritatea caracteristicilor imaginii aristotelice ale lumii și-au pierdut semnificația, iar calități fundamentale diferite ale obiectelor naturale au primit justificare științifică.
Mâncare de gândit
Epoca Iluminismului proclamă dominația „epocii Rațiunii” și formează credința că subiectul cunoașterii științifice naturale sunt fenomene naturale care sunt în întregime supuse unor legi mecanice determinate de relații cauză-efect. În acest moment s-au format idealurile raționalismului.
Sarcina științei naturii este de a determina parametrii măsurabili cantitativ fenomene naturaleși stabilirea unor dependențe funcționale între ele, exprimate prin strict limbaj matematic. În aceste condiții, mecanica iese pe primul loc stiintele naturii.
Sistemul de cunoaștere al lui Newton despre natură se numește imaginea fizică clasică a lumii. Iată principalele sale prevederi.
1. Spre deosebire de speculațiile aristotelice, aceasta este experimental imaginea lumii. Mele program științific Newton a numit-o direct „filozofie experimentală”, subliniind importanța crucială a experimentului științific în studiul naturii. Principalul său reproș împotriva ipotezei „vârtejului” cartezian a fost că Descartes nu a făcut apel la experiență, ci a construit „presupuneri înșelătoare” pentru a explica natura. „Nu inventez ipoteze”, a declarat Newton, dar nu în sensul că ipotezele nu sunt necesare pentru știință. Ipotezele nu trebuie „inventate” (inventate), ci bine fundamentate.
Opinia expertului
În 1687, a fost publicată lucrarea principală a lui I. Newton „Principii matematice ale filosofiei naturale„, care a pus bazele fizicii teoretice moderne. Evaluând acest eveniment, un fizician proeminent al secolului al XX-lea. S.I. Vavilov a scris:
„În istoria științelor naturii nu a existat niciun eveniment mai mare decât apariția "A inceput" Newton. Motivul a fost că această carte a rezumat tot ceea ce s-a făcut în mileniile precedente în doctrina celor mai simple forme de mișcare a materiei. Vicisitudinile complexe ale dezvoltării mecanicii, fizicii și astronomiei, exprimate în numele lui Aristotel, Ptolemeu, Copernic, Galileo, Kepler, Descartes, au fost absorbite și înlocuite de o claritate și armonie strălucitoare. „A început” K
În marea lucrare „Principii matematice ale filosofiei naturale”
a fundamentat metoda „începuturilor”, sau „principiilor”: „Ar fi de dorit să deducem din principiile mecanicii și ale altor fenomene ale naturii, raționând în mod similar, căci multe lucruri mă obligă să presupun că toate aceste fenomene sunt determinate. de anumite forțe cu care particulele corpurilor, din motive, încă necunoscute, fie tind unele spre altele și se împletesc în figuri regulate, fie se resping reciproc și se îndepărtează unele de altele. Întrucât aceste forțe sunt necunoscute, până acum încercările filozofilor de a explica fenomenele naturale au rămas fără rezultat. Sper, totuși, că fie această metodă de raționament, fie alta, mai corectă, motivele prezentate aici vor oferi o oarecare lumină.”
- 2. monistic o imagine a lumii care descrie atât mișcarea corpurilor cerești, cât și mișcarea obiectelor terestre folosind aceleași legi.
- 3. Corpuscular imaginea lumii, deoarece materia era considerată o substanță materială constând din corpusculi individuali - „particule solide, grele, impenetrabile, în mișcare”.
- 4. mecanicist o imagine a lumii bazată pe legile mișcării formulate de Newton. Inițial erau cinci, apoi numărul legilor s-a redus la trei. Natura era privită ca un sistem mecanic complex.
Prima lege a mecanicii a lui Newton – descoperită de Galileo principiul inerției: orice corp este în stare de repaus sau de mişcare uniformă şi rectilinie până când, până când forțele aplicate acestuia îl obligă să schimbe această stare. Cu toate acestea, această lege nu poate fi considerată o „nouă formulare” a principiului lui Galileo, deoarece Galileo a dezvoltat mecanica pământească, iar Newton și-a ridicat legile la rangul de legi universale ale Cosmosului.
A doua lege – legea centrală a mecanicii – consemnează faptul că accelerare, dobândite de corp sub influența unei anumite forțe, se dovedește a fi direct proporțională cu aceasta forță care acționeazăși invers proporțională cu masa corpului în mișcare.
Prima lege a lui Newton poate fi obținută din a doua, deoarece în absența influenței asupra corpului de la alte corpuri, accelerația acestuia este zero.
Conform legii a treia Există întotdeauna o reacție egală și opusă la o acțiune, cu alte cuvinte, interacțiunile a două corpuri unul asupra celuilalt sunt egale și direcționate opus unul față de celălalt.
Aceste forțe sunt aplicate diferitelor puncte materiale (corpuri), acționează întotdeauna în perechi și sunt forțe de aceeași natură.
Odată cu crearea „metodei fluxiunilor” a lui Newton (fundamentele calculului diferențial și integral), legile mecanicii au făcut posibilă descrierea matematică a oricărui tip de mișcare - atât uniformă, cât și neuniformă, atât rectilinie, cât și nerectilinie.
5. Gravitațional sistem mondial. legea lui Newton gravitația universală a susținut că toate corpurile, deoarece au masă, experimentează atracție reciprocă. Forța unei astfel de atracție este direct proporțională cu masele lor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.
Această lege universală a naturii a servit drept bază pentru formarea mecanicii cerești, care studiază mișcarea corpurilor în Sistemul Solar. Este pentru prima dată când știința naturii a atins o asemenea scară de generalizare. Aceasta a încheiat etapa de transformare a imaginii aristotelice a lumii, începută de Copernic. Înainte de aceasta, ideea dominantă era a Universului ca o colecție de sfere controlate de un motor principal sau de îngeri la ordinea lui Dumnezeu. Acum a fost stabilit conceptul lui Newton despre mecanismul de interconectare a maselor gravitatoare, care funcționează pe baza unei legi naturale simple.
Cu toate acestea, Nyotoi a subliniat întotdeauna că legea gravitației universale stabilește doar dependența cantitativă a forței gravitaționale de mărimea maselor gravitatoare și a distanțelor dintre ele; stabilire motive El a considerat gravitația o chestiune de cercetare ulterioară.
6. Poza spațiu și timp absolut.În lumea newtoniană domină spațiul tridimensional al geometriei euclidiene (absolut, constant, mereu în repaus), în care se află toate corpurile materiale. Timpul este o cantitate absolută, independentă de spațiu și materie. Curge monoton și sincron în tot Universul, vorbind proces de durată indiferent de evenimente.
Mișcarea a fost considerată ca mișcare în spațiu de-a lungul traiectoriilor continue în timp, în conformitate cu legile mecanicii. Se credea că toate procesele fizice pot fi reduse la în mișcare punctele materiale sub influența forței gravitaționale, care este cu rază lungă de acțiune.
7. Absolut determinist imaginea lumii. Rezultatul său este imaginea Universului ca un mecanism gigantic și complet determinist (ca un mecanism complex de ceas), în care evenimentele și procesele reprezintă un lanț de cauze și efecte interdependente necesare, excluzând orice șansă. Deoarece orice mecanism de ceas necesită o bobinare, Newton a fost forțat să rezolve problema „ceasornicarului lumii”. Aceasta este singura funcție în mecanica sa care i-a fost atribuită lui Dumnezeu: „prima împingere” divină a acționat ca sursă a mișcării mecanice - Dumnezeu a înfășurat „ceasul universal”.
Din astfel de idei a reieșit credința că teoretic este posibil să reconstruiești cu exactitate orice situație trecută din Univers sau să prezici viitorul cu o certitudine absolută. Această idee a fost exprimată cel mai clar de omul de știință francez P. S. Laplace (1749-1827). determinismul Laplace exprimă ideea de determinism absolut - încrederea că tot ceea ce se întâmplă are o cauză strict definită (vezi sarcina 6 din Atelier).
Ideile lui Newton nu au fost imediat acceptate de toți oamenii de știință. Acest lucru este dovedit de corespondența a doi mari fizicieni - Leibniz și Huygens. „Leibniz”. Nu înțeleg cum concep Newton gravitația sau gravitația. Aparent, în opinia sa, aceasta nu este altceva decât o calitate intangibilă inexplicabilă.
Huygens: Cât despre motivul mareelor pe care le dă Newton, nu mă mulțumește, ca toate celelalte teorii ale lui bazate pe principiul atracției, ceea ce mi se pare ridicol și absurd.”
Mecanica clasică a lui Newton explică multe fenomene fiziceși procesele în condiții terestre și extraterestre, formează baza multor progrese tehnologice. Pe fundația sa s-au format multe metode de cercetare științifică în diferite ramuri ale științelor naturale. Până la începutul secolului al XX-lea. dominată în știință viziune mecanică asupra lumii, conform căruia, toate fenomenele naturale pot fi explicate prin mișcările particulelor și corpurilor.
Autoritatea lui Newton era atât de puternică încât oamenii de știință care lucrau în alte domenii - astronomie, chimie etc. - au încercat să explice, pe baza principiilor mecanicii, cel mai diverse fenomene natură. Astfel, P. S. Laplace credea că orice fenomen cunoscut la acea vreme poate fi explicat folosind legea gravitației universale. A căutat să creeze mecanica moleculara
Tabloul mecanic al lumii (M.K.M) este prima imagine științifică a lumii, o imagine științifică sistematică a naturii. Creatorii M.K.M sunt Nicolas Copernicus, Giordano Bruno, Galileo Galilei, Johannes Kepler, Rene Descartes și Isaac Newton. În 1543 543 Copernic a publicat un eseu „Despre rotații” sfere cerești„, în el a conturat teoria sistemul heliocentric al lumii. Această învățătură, în istoria științei, este un act revoluționar, deoarece după ea a început independența științei față de teologie. În 1584 Bruno a publicat cartea „Despre infinitul universului și lumilor”, în care a corectat greșelile făcute de Copernic, crezând că Soarele nu se află în centrul Universului, ci este o stea obișnuită. El credea în răspândirea vieții în univers. În 1609 Galileo a creat o conductă pentru observarea obiectelor spațiale. În 1610, cu ajutorul acestei conducte, a descoperit doi sateliți ai lui Jupiter, a stabilit că Calea Lactee este formată din multe stele și a descoperit munți și cratere pe suprafața Lunii. El a fost primul care a stabilit legea inerției și principiul relativității mișcării. În 1619 Kepler a publicat cartea „Armonia lumii”, în care a conturat cele trei legi ale mișcării planetare și, prin urmare, a stabilit structura sistemului solar. În 1644 Descartes- filozof, matematician, fizician și astronom a publicat „Principii de filosofie”. El a început să creeze o imagine unificată a lumii. El și-a imaginat sistemul solar sub formă de vârtejuri uriașe. În lumea lui Descartes nu există nimic în afară de spațiu infinit și particule care se mișcă în ea, în care nu există loc rezervat lui Dumnezeu.
În 1686 Newton- marele fizician, matematician și astronom englez, în lucrarea sa „Principii matematice ale filosofiei naturale” a formulat trei legi care stau la baza mecanicii clasice. Apoi Newton, bazându-se pe legile mișcării planetare stabilite de Kepler, a descoperit legea gravitației universale.
M.K.M constă din corpuri în mișcare și gol, spaţiu este un recipient pentru cadavre și timp– durata proceselor. Spațiul și timpul nu au nicio legătură între ele și cu mișcarea corpurilor materiale. Spațiul este infinit și neschimbător în timp. Mișcarea trupurilor are loc datorită „primului împingere” a lui Dumnezeu. Aristotel credea că Dumnezeu rotește firmamentul zi și noapte, dar Newton, bazat pe legea inerției, restrânge sfera activității lui Dumnezeu, eliberându-l de munca zilnică. Deci, pe măsură ce am aflat despre lume, a fost mai puțin loc pentru Dumnezeu. Lumea lui Newton este o lume odată înfășurată ca un fel de mecanism și lansată în timpuri eterne, ca un ceas cu suflare.
Toate fenomenele și procesele naturale sunt predeterminate de legile lui Newton - asta credea savantul francez Simon Laplaceși dezvoltată determinism mecanic. Cu toate acestea, dezvoltarea științei a arătat inconsecvența ideii lui Laplace, deoarece legile lui Newton sunt adevărate doar în macrocosmos.
M.K.M a transformat lumea cu mai multe fațete într-o schemă incoloră, în care nu există altceva decât corpuri în mișcare care au condiții inițiale diferite: viteză și coordonate. Această teorie afirmă imuabilitatea naturii. De-a lungul ei, stelele se odihneau nemișcate la locurile lor. Pământul, clima lui, relieful a rămas neschimbat. Speciile de plante și animale au fost stabilite odată pentru totdeauna. Potrivit lui M.K.M, nu există nicio diferență fundamentală între lumile micro și macro, iar toate relațiile cauză-efect au fost considerate neechivoce și predeterminate. ÎN mijlocul anului 19 secol o lume imensă de fapte legate de electricitate și câmpuri magnetice, schimbare calitativă și dezvoltare a obiectelor naturale care nu au putut fi explicate din poziția MCM. Ca urmare, această teorie a fost abandonată, înlocuindu-o cu o imagine electromagnetică a lumii.
1 Următorii pași în creație tablou nou lumea a fost făcută de omul de știință italian, unul dintre fondatorii științelor naturale exacte, Galileo Galilei (1564-1642) și astronomul german Johannes Kepler (1571-1630). Ambii erau adepți fideli ai lui Copernic. Galileo a fost primul care a folosit un telescop de design propriu pentru observații astronomice, descoperind munți de pe Lună, adică. descoperind că Luna nu are o formă sferică ideală, presupusă inerentă doar corpurilor de „natura cerească”, ci are o natură complet „pământească”. Astfel, ideea, care datează de la Aristotel, a diferenței fundamentale dintre corpurile cerești „perfecte” și cele imperfecte pământești a fost zguduită. Alte descoperiri astronomice ale lui Galileo - descoperirea celor patru sateliți ai lui Jupiter (1610), identificarea fazelor lui Venus, observarea petelor pe Soare - au avut o semnificație ideologică enormă, confirmând unitatea materială a lumii. S-a arătat clar că Pământul nu este singurul centru în jurul căruia trebuie să se învârte toate corpurile. În cele din urmă, demonstrează asta Calea lactee este format din grupuri de nenumărate stele. Aceste descoperiri astronomice au făcut o adevărată revoluție în știința astronomică. Aceasta a fost o dovadă importantă în favoarea sistemului copernican al lumii.Galileo Galilei s-a opus, de asemenea, mecanicii și astronomiei lui Aristotel. El a respins învățătura lui Aristotel conform căreia corpurile grele cad mai repede decât cele ușoare. Studiind cinematica mișcării corpurilor, el a fost primul care a folosit conceptul de inerție. Conform conceptului aristotelic dominant atunci, conceptul de inerție nu exista și se credea că orice mișcare, cu excepția celei naturale, necesită un impact continuu, iar încetarea impactului duce la încetarea imediată a mișcării. Galileo s-a opus acestui concept.
Folosind conceptul de inerție, Galileo a explicat de ce Pământul, atunci când se învârte în jurul Soarelui și se rotește pe axa acestuia, păstrează atât atmosfera, cât și tot ceea ce se află în atmosferă și pe suprafața pământului. Aici s-a manifestat principiul relativității descoperit de Galileo pentru fenomene mecanice, cunoscut sub numele de principiul relativității al lui Galileo și care afirmă că, dacă legile mecanicii sunt valabile într-un sistem de coordonate, atunci ele sunt valabile în orice alt sistem de coordonate care se mișcă rectiliniu și uniform față de primul, i.e. V sisteme inerțiale numărătoarea inversă. Într-o altă formulare, legea sună așa: niciun experiment efectuat într-un cadru de referință inerțial nu poate dovedi dacă cadrul de referință este în repaus sau în mișcare! uniform și drept. Toate legile mecanicii din toate cadrele de referință inerțiale se manifestă în același mod în ele, spațiul și timpul sunt de natură absolută, adică; intervalul de timp și dimensiunile corpurilor nu depind de starea de mișcare a sistemului de referință.
Concomitent cu legea inerției, Galileo a folosit și o altă poziție fundamentală a mecanicii clasice - legea independenței acțiunii forțelor. El a aplicat-o mișcării corpurilor în câmpul gravitațional al Pământului.
În concepțiile sale filozofice, bazate pe concluzii științifice naturale, Galileo se află pe poziția noii filosofii naturale mecanice pe care a fondat-o, știința naturală mecanicistă.
Ea vine din recunoașterea unui Univers infinit și etern, unit pretutindeni. Susține că lumea cerească este formată din aceleași corpuri fizice ca și Pământul. Toate fenomenele naturale, în opinia sa, se supun acelorași legi ale mecanicii. Materia însăși, ca substanță reală a lucrurilor, constă din atomi absolut neschimbători (aici Galileo se bazează pe atomismul lui Democrit); toate manifestările sale diferite sunt reduse la proprietăți pur cantitative, prin urmare totul în natură poate fi măsurat și calculat; mișcarea materiei apare într-o formă mecanică unică, universală. În toate fenomenele naturale, potrivit lui Galileo, cauzalitatea mecanică strictă se dezvăluie, prin urmare, în găsirea cauzelor fenomenelor și cunoașterea necesității lor interne este principalul, adevăratul scop al științei, „cel mai înalt nivel de cunoaștere”.
Sursa cunoașterii, conform lui Galileo, este experiența. A condamnat scolastica, divorțat de realitate și bazându-se exclusiv pe autorități. Metoda de cercetare științifică a lui Galileo s-a rezumat la stabilirea unei presupuneri din observații și experimente - o ipoteză, a cărei verificare în practică este dată de o lege fizică. În principalele sale caracteristici, această metodă a devenit metoda științei naturale.
Înainte de Galileo, fizica și matematica existau separat. El a legat fizica, care explică natura și cauzele mișcării, și matematica, care face posibilă descrierea acestei mișcări, i.e. formula legea lui. Fiind unul dintre fondatorii mecanicii clasice, Galileo a făcut doi pași fundamental importanți: s-a îndreptat către experiența fizică și a conectat fizica cu matematica.
Când și-a dezvoltat sistemul său de lume, Copernic a pornit de la presupunerea că Pământul și planetele se învârt în jurul Soarelui pe orbite circulare. Pentru a explica mișcare complexă planete de-a lungul eclipticii, a trebuit să introducă 48 de epicicluri în sistemul său. Și numai datorită eforturilor astronomului german Johannes Kepler, sistemul mondial copernican a căpătat un aspect simplu și armonios. Kepler a făcut următorul pas - a descoperit forma eliptică a orbitelor și cele trei legi ale mișcării planetare în jurul Soarelui. Primele două legi ale lui Kepler au fost publicate în 1609, a treia în 1619. Cea mai importantă pentru înțelegerea structurii generale a sistemului solar a fost prima lege, care afirma că planetele se învârt în jurul Soarelui pe orbite eliptice, iar Soarele se află la focalizarea uneia dintre aceste elipse. La un moment dat, grecii au presupus că toate corpurile cerești ar trebui să se miște într-un cerc, deoarece un cerc este cea mai perfectă dintre toate curbele. Deși grecii știau multe despre elipse și proprietățile lor matematice, ei nu înțelegeau că corpurile cerești se puteau mișca în altceva decât în cercuri sau în combinații complexe de cercuri. Kepler a fost primul care a îndrăznit să exprime o asemenea idee. Legile sale au avut o importanță decisivă în istoria științei în primul rând pentru că au contribuit la demonstrarea legii gravitației lui Newton.
Kepler a insistat pe o explicație fizică a fenomenelor naturale, nu a recunoscut conceptele teologice (de exemplu, el a susținut că cometele sunt corpuri materiale), precum și o înțelegere antropomorfă a naturii, înzestrând-o cu puteri asemănătoare spiritelor și s-a opus alchimților și astrologilor. .
Învățătura lui Kepler despre legile mișcării planetare a fost de mare importanță pentru formarea imaginii științelor naturale a lumii, am deschis calea căutării unor legi mai generale ale mișcării mecanice a corpurilor și sistemelor materiale.
În lucrările contemporanilor lui Galileo și Kepler s-au dezvoltat fizicianul și matematicianul italian Evangelista Torricelli (1608-1647) și matematicianul, fizicianul și filozoful francez Blaise Pascal (1623-1662). fizica experimentala. Pe lângă rezolvarea problemei mișcării unui corp aruncat în unghi față de orizontală, Torricelli a fost primul care a demonstrat experimental existența presiunea atmosfericăîn experimente cu tuburi cu mercur. Pascal a intrat în istoria fizicii ca autor al legii privind transmiterea uniformă a presiunii fluidelor, al legii vaselor comunicante și al teoriei presei hidraulice.
Formarea și dezvoltare ulterioară mecanica depindea de descrierile matematice ale legilor fizice, iar în această direcție este necesară evidențierea lucrării omului de știință francez Rene Descartes (1596-1650). Descartes a pus bazele geometrie analitică, și-a aplicat aparatul pentru a descrie mișcarea corpurilor, a dezvoltat conceptele de mărime și funcție variabile. În Elementele sale de filosofie, publicată în 1644, Descartes a formulat trei legi ale naturii. Primele două exprimă principiul inerției, al treilea formulează legea conservării impulsului. În înțelegerea lumii, Descartes a plasat pe primul loc înțelegerea minții. A crezut asta cu ajutorul raționament logic poți construi o imagine a lumii. Adepții lui Descartes au fost numiți cartezieni (Cartesius este numele latinizat al lui Descartes).
În lumea lui Descartes, materia este identică cu spațiul, tot spațiul este plin de materie, nu există gol. Atomii sunt negați, materia este divizibilă la infinit. Descartes a redus toate fenomenele la mișcări mecanice. Toate interacțiunile se desfășoară prin presiune, ciocniri - unele părți ale materiei apasă pe altele, le împinge. Întreaga lume este plină de mișcări vortex (mișcări circulare). Divizibilitatea infinită a materiei la Descartes nu este în întregime combinată în mod consecvent cu existența „particulelor de materie”. Descartes are trei tipuri de astfel de particule: particulele omniprezente ale cerului, particulele de foc și particulele de materie densă. Mișcarea este produsă de o forță care emană de la Dumnezeu. Aceeași forță împarte materia continuă în părți și particule și este stocată în ele, fiind sursa mișcării lor circulare (vortex), în care unele particule sunt împinse din locurile lor de către altele.
Omul de știință francez a jucat, de asemenea, un rol important în dezvoltarea astronomiei, a considerat Universul ca un sistem care se dezvoltă singur. Inițial, a fost într-o stare haotică, apoi mișcarea particulelor de materie a căpătat caracterul mișcărilor de vortex centrifuge, în urma cărora s-au format corpuri cerești, inclusiv Soarele și planetele. Astfel, apariția sistemului solar și a întregului Univers are loc, după Descartes, fără intervenția divină, pe baza legilor naturii. „Dumnezeu a stabilit atât de miraculos aceste legi, încât, chiar dacă presupunem că nu a creat altceva decât ceea ce s-a spus (adică, materie și mișcare), și nu a introdus nicio ordine, nicio proporționalitate în materie, ci, dimpotrivă, a lăsat doar cel mai inimaginabil haos... atunci chiar și în acest caz aceste legi ar fi suficiente pentru ca particulele de haos să se dezlege și să se aranjeze într-o ordine atât de frumoasă încât ar forma o lume foarte perfectă.”
Învățătura lui Descartes era o știință unificată. La fel ca filozofii antichității, Descartes a inclus filosofia naturală în învățătura sa. Cu toate acestea, Descartes și-a bazat filozofia naturală pe mecanică și era mecanic unilateral în natură, ceea ce era tipic pentru științele naturii din acea vreme. Descartes poate fi considerat fondatorul principiului acțiunii cu rază scurtă de acțiune în fizică. Bou noua teorie lumina, teoria câmpului electromagnetic, fizica moleculara sunt o dezvoltare a ideilor lui Descartes. Într-adevăr, în lucrările multora dintre cei mai mari fizicieni ai secolului al XIX-lea. puteți găsi idei care sunt o dezvoltare a ideilor lui Descartes, exprimate de el încă din secolul al XVII-lea.
Perioada de formare și dezvoltare a științelor naturii se încadrează în jurul secolului al XVII-lea: începe cu opera lui Galileo și se termină cu cercetările lui Newton.
Galileo și Kepler, bazându-se pe legile dinamice și cinematice ale lui Aristotel, și-au regândit mecanica și, ca urmare a trecerii de la geocentrism la heliocentrism, au ajuns la propriile lor legi cinematice. Aceste legi au predeterminat mecanica lui Newton, care a fost fundamental unificată pentru corpurile terestre și cerești, cu toate legile clasice ale mecanicii formate de el, inclusiv legea gravitației universale. Galileo studiind cădere liberă corpuri, a fost primul care a introdus conceptul de inerție și a formulat principiul relativității pentru mișcările mecanice, cunoscut sub numele de principiul relativității al lui Galileo. Fizicianul englez Isaac Newton (1643-1727) a adus o contribuție decisivă la dezvoltarea mecanicii.
Un sistem logic coerent pentru imaginea fizică a lumii a fost dat de legile mecanicii obținute de Newton și expuse în lucrarea sa genială „Principii matematice ale filosofiei naturale” (pe scurt - „Principii”) în 1687. Newton, mai mult decât orice alt gânditor al generației sale, a introdus în tabloul științific al lumii nu numai conținut nou, ci și un stil fundamental nou de explicare fără ambiguitate a naturii. Newton a creat bazele teoriei câmp gravitațional, a derivat legea gravitației, care determină forța gravitațională care acționează asupra masa datăîn orice punct al spațiului, dacă sunt date masa și poziția corpului care servește drept sursă de forțe gravitaționale, i.e. atragerea altor corpuri spre sine.
Legile dinamice ale lui Newton nu numai că decurg din legile cinematice corespunzătoare ale lui Galileo și Kepler, dar pot fi ele însele baza tuturor celor trei legi cinematice ale lui Kepler și a ambelor legi cinematice ale lui Galileo, precum și a tot felul de abateri teoretic așteptate de la acestea datorită lor. structură complexă și corpuri care interacționează cu perturbații gravitaționale reciproce.
I. Newton credea că lumea este formată din corpusculi care formează corpuri și umplu golurile dintre ele. După ce a stabilit legea gravitației universale, Newton nu a explicat cauzele gravitației și mecanismul de transmitere a interacțiunii. Tânărul Newton credea că interacțiunea prin vid a fost realizată de Dumnezeu. Mai târziu ajunge la ipoteza eterului ca purtător de interacțiune.
Perioada de formare a mecanicii de-a lungul timpului s-a transformat într-o perioadă a triumfului ei. Mecanica a devenit baza viziunii asupra lumii. Tot ceea ce omul însuși a creat, tot ceea ce există în natură, se credea că are o singură esență mecanică. Acest lucru a fost facilitat de noi descoperiri în știința naturii, în special în astronomia unei perioade ulterioare.
Formarea unei imagini mecanice a lumii a durat câteva secole și a fost finalizată abia la mijlocul secolului al XIX-lea. Ar trebui considerat ca etapa importantaîn formarea unui tablou științific natural al lumii.
În acest sistem al lumii, substanțele constau din atomi și molecule localizate în mișcare continuă. Interacțiunile dintre corpuri se produc prin contact direct (sub acțiunea elasticității și a forțelor de frecare) și la distanță (sub acțiunea forțelor gravitaționale). Spațiul este umplut cu eter atotpătrunzător. Interacțiunea atomilor este considerată mecanică. Nu există nicio înțelegere a esenței eterului. Conform tabloului mecanicist al lumii, forțele gravitaționale leagă toate corpurile naturii fără excepție, ele nu sunt specifice, dar interacțiune generală. Legile gravitației determină relația materiei cu spațiul și a tuturor corpurilor materiale între ele. Gravitația creează în acest sens adevărata unitate a Universului. Explicația naturii mișcării corpurilor cerești și chiar descoperirea de noi planete în sistemul solar a fost un triumf al teoriei gravitaționale a lui Newton. h Tabloul mecanicist al lumii se baza pe următoarele patru principii.
1. Lumea a fost construită pe o singură bază - pe legile mecanicii lui Newton. Toate transformările observate în natură, precum și fenomene termice la nivelul microfenomenelor s-au redus la mecanica atomilor și moleculelor, mișcările, ciocnirile, cuplările și deconexiunile acestora. Se credea că descoperirea a avut loc la mijlocul secolului al XIX-lea. Legea conservării și transformării energiei a dovedit și unitatea mecanică a lumii.
2. În tabloul mecanicist al lumii, toate relațiile cauză-efect sunt fără ambiguitate aici domnește determinismul laplacian. În lume există precizie și capacitatea de a predetermina viitorul.
3. În tabloul mecanicist al lumii nu există nici o dezvoltare - în general, este așa cum a fost întotdeauna. Imaginea mecanicistă a lumii a respins de fapt schimbările calitative, reducând totul la schimbări pur cantitative.
4. Tabloul mecanicist s-a bazat pe ideea că microlumea este asemănătoare cu macrolumea. Se credea că mecanica microlumii ar putea explica tiparele de comportament ale atomilor și moleculelor.
În esență, această imagine a lumii era metafizică, toată diversitatea lumii era redusă la mecanică, dezvoltarea calitativă, ca tot ce se întâmplă în lume, părea strict predeterminată și lipsită de ambiguitate.
Concepțiile metafizice asupra imaginii lumii l-au condus pe Newton însuși la o retragere constantă de la viziunea științifică a lumii naturale și la explicarea fenomenelor prin forțe supranaturale, i.e. intervenția lui Dumnezeu. Newton credea asta sistem solar a existat de secole așa cum îl cunoaștem acum. Dar în acest caz pozitia de pornire planetele aflate pe orbită și viteza sa inițială nu găsesc o explicație fizică. Potrivit lui Newton, planetele au primit viteza initiala sub forma unei împingeri de la Dumnezeu. De asemenea, stabilitatea sistemului solar nu poate fi explicată doar prin forțele gravitaționale, iar Newton lasă loc aici pentru acțiunea forțelor divine.
Astfel, conceptul de forțe al lui Newton i-a atribuit lui Dumnezeu un anumit rol în natură, spre deosebire de fizica carteziană, care explica fiecare fenomen cu un model special de vârtej și conform căruia Dumnezeu, creând odată natura, nu mai interferează cu ea. În modelele filozofice de viziune asupra lumii, acest lucru s-a reflectat profund în toată inconsecvența și complexitatea inerente lumii spirituale a omului în epoca eliberării de putscolasticism.
Imaginea științifică naturală a lumii în sensul propriu al cuvântului, așa cum am menționat deja, începe să prindă contur abia în epoca apariției științei naturii științifice în secolele XVI-XVII. Analizând procesul de restructurare a conștiinței în epoca secolelor XVI-XVII, cercetătorul occidental al tendinței externaliste E. Zilzel consideră că formarea noilor burghezi. relaţiile economice, pătrunsă de spiritul raționalismului, a dus la o slăbire treptată a percepției religioase, magice a lumii și la întărirea ideilor raționale despre univers. Și întrucât dezvoltarea producției a necesitat dezvoltarea mecanicii, tabloul lumii din această epocă a căpătat un caracter mecanic.
În istoria cunoașterii științifice, mecanica clasică a fost un domeniu nou dezvoltat teoretic al științelor naturale, care a devenit baza unei imagini mecaniciste a lumii. Tabloul mecanicist al lumii a fost și rămâne începutul pe care se bazează imaginile ulterioare ale lumii, bazate pe succesele sinergetice sau pe ideile evoluționismului global.
Unul dintre trăsături caracteristice Tabloul științific general al lumii este că baza sa este imaginea lumii a acelui domeniu de cunoaștere care ocupă o poziție de lider într-o anumită perioadă istorică. În secolele XVII-XVIII. Mecanica a ocupat o poziție de lider în rândul științelor, așa că imaginea științelor naturale a lumii a fost numită mecanicistă. Legile mecanicii se aplicau si societatii si omului.
REFERINȚE:
- Galileo G. Dialog despre două sisteme ale lumii // Gallia Izbr. Tr. M., 164. T.1.
- Convorbiri și demonstrații matematice // Ibid.
- Descartes R. Lucrări alese. M., 1950.
- Descartes R. Lucrări 13, Vol.2. M.: Mysl, 1989.
- Newton I. Principii matematice ale filosofiei naturale. Pe. UN. Krylova //Izv. Marea Nikolaev acad. 1915. Numărul 4.
Link bibliografic
Radjabov O.R. FORMAREA UNEI IMAGINII MECANISTICE A LUMII // Înaltă tehnologie modernă. – 2007. – Nr. 10. – P. 98-101;URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=25571 (data acces: 01/04/2020). Vă aducem în atenție reviste apărute la editura „Academia de Științe ale Naturii”
Formarea unei imagini mecaniciste a lumii este pe bună dreptate asociată cu numele lui Galileo Galilei, care a stabilit legile mișcării corpurilor în cădere liberă și a formulat principiul mecanic al relativității. Dar principalul merit al lui Galileo este că a fost primul care a folosit metoda experimentală pentru a studia natura, împreună cu măsurătorile cantităților studiate și prelucrarea matematică a rezultatelor măsurătorilor. Dacă experimentele au fost efectuate sporadic înainte, el a fost cel care a început să aplice sistematic analiza lor matematică pentru prima dată.
Abordarea lui Galileo cu privire la studiul naturii a fost fundamental diferită de metoda filozofică naturală existentă anterior, în care a priori, fără legătură cu experiența și observațiile, erau inventate scheme pur speculative pentru a explica fenomenele naturale.
Filosofia naturală, așa cum sugerează și numele, este o încercare de a folosi principiile filozofice generale pentru a explica natura. Asemenea încercări au fost făcute încă din cele mai vechi timpuri, când filozofii căutau să compenseze lipsa datelor specifice cu raționament filozofic general. Uneori s-au făcut presupuneri strălucitoare care au fost cu multe secole înaintea rezultatelor cercetărilor specifice. Este suficient să ne amintim cel puțin ipoteza atomistă a structurii materiei, care a fost înaintată de filosoful grec antic Leucip (V î.Hr.) și fundamentată mai detaliat de studentul său Democrit (c. 460 î.Hr. - moarte necunoscută) și de asemenea, despre ideea de evoluție exprimată de Empedocle (c. 490 - c. 430 î.Hr.) și adepții săi. Cu toate acestea, după ce științele concrete au apărut treptat și au fost separate de cunoștințele filozofice nediferențiate, explicațiile filosofice naturale au devenit o frână în dezvoltarea științei.
Acest lucru poate fi văzut comparând opiniile despre mișcare ale lui Aristotel și ale lui Galileo. Bazat pe o idee filozofică naturală a priori, Aristotel a considerat mișcarea circulară „perfectă”, iar Galileo, bazat pe observații și experiment, a introdus conceptul de mișcare inerțială. În opinia sa, un corp care nu este expus la nicio forță exterioară nu se va mișca într-un cerc, ci uniform pe un drum drept sau rămâne în repaus. Această idee, desigur, este o abstractizare și o idealizare, deoarece în realitate este imposibil de observat o astfel de situație fără ca forțe să acționeze asupra corpului. Această abstracție este însă fructuoasă, deoarece continuă mental experimentul care poate fi realizat aproximativ în realitate, când, izolându-se de acțiunea unui număr de forțe exterioare, se poate stabili că organismul își va continua mișcarea ca influență. a forțelor străine asupra acesteia scade.
Trecerea la studiul experimental al naturii și prelucrarea matematică a rezultatelor experimentale i-a permis lui Galileo să descopere legile mișcării corpurilor în cădere liberă. Diferența fundamentală dintre noua metodă de studiere a naturii și cea filozofică naturală a fost, așadar, aceea că în ea ipotezele erau testate sistematic de experiență. Experimentul poate fi privit ca o întrebare adresată naturii. Pentru a obține un răspuns cert, trebuie să formulați întrebarea în așa fel încât să obțineți un răspuns complet clar și clar la ea. Pentru a face acest lucru, experimentul ar trebui să fie structurat astfel încât să se izoleze cât mai mult posibil de influența factorilor străini care interferează cu observarea fenomenului studiat în „forma sa pură”. La rândul său, o ipoteză, care este o întrebare a naturii, trebuie să permită verificarea empirică a anumitor consecințe derivate din ea. În aceste scopuri, începând cu Galileo, matematica a început să fie folosită pe scară largă pentru cuantificarea rezultatelor experimentelor.
Astfel, noua știință experimentală a naturii, în contrast cu presupunerile și speculațiile filozofice naturale din trecut, a început să se dezvolte în cooperare strânsă teorie și experiență, când fiecare ipoteză sau presupunere teoretică este testată sistematic prin experiență și măsurători. Datorită acestui fapt, Galileo a putut să respingă ipoteza anterioară, făcută de Aristotel, potrivit căreia calea unui corp în cădere este proporțională cu viteza acestuia. După ce a întreprins experimente cu căderea corpurilor grele (ghile de tun), Galileo s-a convins că această cale era proporțională cu accelerația lor, egală cu 9,81 m/s 2 . Printre realizările astronomice ale lui Galileo, de remarcată a fost descoperirea sateliților lui Jupiter, precum și descoperirea unor pete pe Soare și a munților de pe Lună, care au subminat credința anterioară în perfecțiunea cosmosului ceresc.
Un nou pas major în dezvoltarea științei naturii a fost marcat de descoperirea legilor mișcării planetare. Dacă Galileo s-a ocupat de studiul mișcării corpurilor terestre, atunci astronomul german Johannes Kepler (1571-1630) a îndrăznit să studieze mișcările corpurilor cerești, intrând într-o zonă care anterior fusese considerată interzisă științei. În plus, pentru cercetările sale nu a putut apela la experimente și, prin urmare, a fost forțat să folosească mulți ani de observații sistematice ale mișcării planetei Marte făcute de astronomul danez Tycho Brahe (1546-1601). După ce a încercat multe opțiuni, Kepler a stabilit ipoteza că traiectoria lui Marte, ca și alte planete, nu este un cerc, ci o elipsă. Rezultatele observațiilor lui Tycho Brahe au fost în concordanță cu această ipoteză și, prin urmare, au confirmat-o.
Descoperirea lui Kepler a legilor mișcării planetare a fost de neprețuit pentru dezvoltarea științelor naturale. Ea a mărturisit, în primul rând, că nu există nicio decalaj de netrecut între mișcările corpurilor terestre și cele cerești, deoarece toate se supun anumitor legi naturale și, în al doilea rând, chiar modul de a descoperi legile mișcării corpurilor cerești nu este, în principiu, diferit. de la descoperirea legilor corpurilor terestre . Adevărat, din cauza imposibilității de a efectua experimente cu corpurile cerești, a fost necesar să se apeleze la observații pentru a studia legile mișcării lor. Cu toate acestea, și aici cercetarea s-a desfășurat în strânsă interacțiune între teorie și observație, testarea atentă a ipotezelor prezentate prin măsurători ale mișcărilor corpurilor cerești.
Formarea mecanicii clasice și imaginea mecanicistă a lumii bazată pe aceasta s-a produs în două direcții:
1) generalizarea rezultatelor obținute anterior și, în primul rând, legile mișcării corpurilor în cădere liberă descoperite de Galileo, precum și legile mișcării planetare formulate de Kepler;
2) crearea de metode de analiză cantitativă a mișcării mecanice în general.
Se știe că Newton și-a creat propria versiune de calcul diferențial și integral direct pentru a rezolva problemele de bază ale mecanicii: definiția viteza instantanee ca derivată a drumului în raport cu timpul de mișcare și accelerația ca derivată a vitezei în raport cu timpul sau a doua derivată a drumului în raport cu timpul. Datorită acestui fapt, el a reușit să formuleze cu precizie legile de bază ale dinamicii și legea gravitației universale. Acum o abordare cantitativă a descrierii mișcării pare a fi ceva de la sine înțeles, dar în secolul al XVIII-lea. aceasta a fost cea mai mare realizare a gândirii științifice. Pentru comparație, este suficient să remarcăm că știința chineză, în ciuda realizărilor sale neîndoielnice în domeniile empirice (invenția prafului de pușcă, a hârtiei, a busolei și a altor descoperiri), nu a fost niciodată capabilă să se ridice la stabilirea legilor cantitative ale mișcării. Rolul decisiv în dezvoltarea mecanicii l-a jucat, după cum sa menționat deja, metoda experimentală, care a oferit ocazia de a testa toate presupunerile, presupunerile și ipotezele cu ajutorul unor experimente atent gândite.
Newton, ca și predecesorii săi, a dat mare valoare observații și experimente, văzându-le drept cel mai important criteriu pentru separarea ipotezelor false de cele adevărate. Prin urmare, el s-a opus cu fermitate asumării așa-numitelor calități ascunse, cu ajutorul cărora adepții lui Aristotel au încercat să explice multe fenomene și procese ale naturii.
A spune că fiecare fel de lucru este înzestrat cu o calitate specială ascunsă cu ajutorul căreia acționează și produce efecte, a subliniat Newton, înseamnă a nu spune nimic.
În această privință, el propune un principiu complet nou pentru studiul naturii, conform căruia să deducem două sau trei principii generale ale mișcării din fenomene și apoi să stabilească cum decurg din aceste principii evidente proprietățile și acțiunile tuturor lucrurilor corporale. fi un pas foarte important în filozofie, deși motivele acestor principii nu au fost încă descoperite.
Aceste principii ale mișcării reprezintă legile fundamentale ale mecanicii, pe care Newton le-a formulat cu precizie în lucrarea sa principală, Principiile matematice ale filosofiei naturale, publicată în 1687.
Prima lege, numită adesea legea inerției, spune:
Fiecare corp continuă să fie menținut în starea sa de repaus sau în mișcare uniformă în linie dreaptă până când și dacă nu este forțat de forțele aplicate să schimbe această stare.
Această lege, așa cum am menționat mai sus, a fost descoperită de Galileo, care a abandonat ideile naive anterioare conform cărora mișcarea există numai atunci când forțele acționează asupra corpului. Prin experimente de gândire, el a reușit să arate că, pe măsură ce influența forțelor externe scade, corpul își va continua mișcarea, astfel încât, în absența tuturor forțelor exterioare, trebuie să rămână fie în repaus, fie într-un mod uniform și mișcare dreaptă. Desigur, în mișcările reale nu se poate elibera niciodată complet de influența forțelor de frecare, a rezistenței aerului și a altor forțe externe și, prin urmare, legea inerției este o idealizare în care se face abstracție din imaginea cu adevărat complexă a mișcării și își imaginează un ideal. poza care se poate obtine mergand la limita, acelea. printr-o scădere continuă a efectului forțelor externe asupra organismului și trecerea la o stare în care acest efect devine zero.
A doua lege fundamentală ocupă un loc central în mecanică:
Modificarea impulsului este proporțională cu forța aplicată și are loc în direcția dreptei de-a lungul căreia acționează această forță.
A treia lege a lui Newton:
O acțiune are întotdeauna o reacție egală și direcționată opus, altfel interacțiunile a două corpuri unul asupra celuilalt sunt egale și direcționate în direcții opuse.
Se pune întrebarea: cum au fost descoperite aceste legi sau principii fundamentale ale mecanicii? Se spune adesea că ele sunt obținute prin generalizarea unor legi particulare sau chiar speciale stabilite anterior, precum, de exemplu, legile lui Galileo și Kepler. Dacă raționăm după legile logicii, o astfel de viziune nu poate fi considerată corectă, deoarece nu există reguli inductive pentru obținerea enunțurilor generale de la unele particulare. Newton credea că principiile mecanicii sunt stabilite folosind două metode opuse, dar în același timp interdependente - analiza și sinteza.
Atât în matematică, cât și în filosofia naturii, scria el, studiul subiectelor dificile prin metoda analizei trebuie să precedă întotdeauna metoda combinării. O astfel de analiză constă în a face experimente și observații, a trage concluzii generale din acestea prin inducție și a nu admite alte obiecții la concluzii decât cele derivate din experiență sau alte adevăruri de încredere. Căci ipotezele nu trebuie luate în considerare în filosofia experimentală. Și deși argumentarea din experiență nu este o dovadă a concluziilor generale, totuși este cea mai bună modalitate de argumentare permisă de natura lucrurilor și poate fi considerată cu atât mai puternică decât inducția generală... Prin o astfel de analiză putem trece de la compuși. la ingrediente, de la mișcări - la forțele care le produc, și în general de la acțiuni la cauzele lor, de la cauze particulare la altele mai generale, până când argumentul se termină cu cauza cea mai generală.
Aceasta este metoda de analiză presupune ca cauzele să fie descoperite și stabilite ca principii; ea constă în explicarea, prin intermediul principiilor, a fenomenelor care decurg din ele, şi demonstrarea explicaţiilor.
Pentru a aprecia clar revoluția revoluționară dusă de Newton în mecanică și în știința naturală exactă în general, este necesar în primul rând să contrastăm metoda sa de principii cu construcțiile pur speculative ale filozofiei naturale anterioare și ipotezele despre „ascuns” calități care erau larg răspândite în vremea lui. Am vorbit deja despre abordarea filozofică naturală a studiului naturii, observând că, în marea majoritate, astfel de opinii erau speculații și speculații nesusținute. Și deși titlul cărții lui Newton conține și termenul „filozofie naturală”, în secolele al XVII-lea și al XVIII-lea. denota studiul naturii, adică știința naturii. Afirmația lui Newton că ipotezele nu ar trebui luate în considerare în filosofia experimentală a fost îndreptată împotriva ipotezelor despre calități „ascunse”, în timp ce ipotezele autentice, capabile de verificare experimentală, formează baza și punctul de plecare al tuturor cercetărilor în știința naturii. După cum ați putea ghici, principiile în sine sunt, de asemenea, ipoteze de natură profundă și foarte generală.
La dezvoltarea metodei sale de principii, Newton s-a ghidat după metoda axiomatică, aplicată cu brio de Euclid în construcția geometriei elementare. Cu toate acestea, în loc de axiome, s-a bazat pe principii și a distins dovezile matematice de cele experimentale, deoarece acestea din urmă nu sunt strict de încredere, ci doar probabiliste. De asemenea, este important de menționat că cunoașterea principiilor sau legilor care guvernează fenomenele nu implică descoperirea cauzelor acestora. Acest lucru poate fi văzut din evaluarea lui Newton asupra legii gravitației universale. El a subliniat întotdeauna că această lege stabilește doar dependența cantitativă a forței gravitaționale de masele gravitaționale și pătratul distanței dintre ele.
În ceea ce privește cauza gravitației, el a considerat descoperirea acesteia o chestiune de cercetare ulterioară.
Este suficient ca gravitația să existe de fapt și să acționeze conform legilor pe care le-am expus și este destul de suficient pentru a explica toate mișcările corpurilor cerești și ale mării, scria Newton.
Descoperirea principiilor mecanicii înseamnă într-adevăr o revoluție cu adevărat revoluționară, care este asociată cu trecerea de la presupunerile și ipotezele filozofice naturale despre calități „ascunse”, etc., fabricații speculative la știința naturală experimentală precisă, în care toate presupunerile, ipotezele și construcţiile teoretice au fost verificate prin observaţii şi experienţă. Întrucât mecanica face abstracție de la schimbările calitative ale corpurilor, „pentru analiza sa a fost posibilă utilizarea pe scară largă a abstracțiunilor matematice și a analizei infinitezimale create de Newton însuși și, în același timp, de Leibniz (1646-1716). procesele mecanice a fost redusă la descrierea lor matematică exactă.
Pentru o astfel de descriere, a fost necesar și suficient să se precizeze coordonatele corpului și viteza acestuia (sau impulsul mv), precum și ecuația mișcării sale. Toate stările ulterioare ale unui corp în mișcare au fost determinate cu precizie și fără ambiguitate de starea sa inițială. Astfel, prin definirea acestei stări s-a putut determina orice altă stare a acesteia, atât în viitor, cât și în trecut. Se dovedește că timpul nu are niciun efect asupra schimbării corpurilor în mișcare, astfel încât în ecuațiile de mișcare semnul timpului ar putea fi inversat. Evident, o astfel de reprezentare a fost o idealizare a proceselor reale, deoarece face abstracție de la schimbările reale care au loc în timp.
În consecință, mecanica clasică și tabloul mecanicist al lumii în ansamblu se caracterizează prin simetria proceselor în timp, care se exprimă în reversibilitatea timpului. Acest lucru dă cu ușurință impresia că nu au loc schimbări reale în timpul mișcării mecanice a corpurilor. Specificând ecuația de mișcare a unui corp, coordonatele și viteza lui la un moment dat în timp, care este adesea numită starea sa inițială, putem determina cu precizie și fără ambiguitate starea sa în orice alt moment în timp în viitor sau trecut. Să formulăm trăsături caracteristice imagine mecanică a lumii.
1. Toate stările de mișcare mecanică a corpurilor în raport cu timpul se dovedesc a fi practic aceleași, deoarece timpul este considerat reversibil.
2. Totul procese mecanice sunt supuse principiului determinismului strict sau dur, a cărui esență este recunoașterea posibilității unei determinări precise și lipsite de ambiguitate a stării unui sistem mecanic prin starea sa anterioară.
Conform acestui principiu, hazardul este complet exclus din natură. Totul în lume este strict determinat (sau determinat) de stări, evenimente și fenomene anterioare. Când acest principiu este extins la acțiunile și comportamentul oamenilor, se ajunge inevitabil la fatalism. Într-o imagine mecanicistă, lumea din jurul nostru însăși se transformă într-o mașinărie grandioasă, toate stările ulterioare sunt determinate precis și fără ambiguitate de stările sale anterioare. Acest punct de vedere asupra naturii a fost exprimat cel mai clar și figurat de remarcabilul om de știință francez al secolului al XVI-lea. Pierre Simon Laplace (1749--2827):
O minte care cunoștea pentru un moment dat toate forțele care animă natura, dacă în plus ar fi suficient de vastă pentru a supune toate datele analizei, ar cuprinde într-o singură formulă mișcările celor mai mari corpuri ale Universului la egalitate cu mișcările cei mai ușori atomi; nu ar mai fi nimic care să nu fie de încredere pentru el, iar viitorul, ca și trecutul, ar apărea în fața privirii lui.
3. Spațiul și timpul nu sunt în niciun fel legate de mișcările corpurilor, ele sunt absolute.
În acest sens, Newton introduce conceptele de spațiu și timp absolut sau matematic. Această imagine amintește de ideile despre lumea atomiștilor antici, care credeau că atomii se mișcă în spațiul gol. În mod similar, în mecanica newtoniană, spațiul se dovedește a fi un simplu container de corpuri care se mișcă în el, care nu au nicio influență asupra lui. După cum vom arăta mai târziu, astfel de idei au fost aspru criticate în teoria relativității.
4. Tendința de a reduce mai mult tiparele forme înalte mișcarea materiei la legile formei sale cele mai simple – mișcarea mecanică.
Această dorință a fost criticată de biologi, medici și unii chimiști deja în secolul al XVIII-lea. De asemenea, s-au opus filosofi materialiști remarcabili Denis Diderot (1713-1784) și Paul Holbach (1723-1789), ca să nu mai vorbim de vitaliști, care au atribuit organismelor vii o „forță vitală” specială, a cărei prezență se presupune că le deosebește de corpurile neînsuflețite. . Din cursul de filozofie știți deja că mecanismul, care a încercat să abordeze toate procesele fără excepție din punctul de vedere al principiilor și sferei de aplicare a mecanicii, a fost una dintre premisele apariției metodei metafizice de gândire.
5. Legătura dintre mecanism și principiul acțiunii cu rază lungă de acțiune, conform căruia acțiunile și semnalele pot fi transmise în spațiul gol cu orice viteză.
În special, s-a presupus că forțele gravitaționale, sau forțele de atracție, acționează fără niciun mediu intermediar, dar puterea lor scade odată cu pătratul distanței dintre corpuri. Newton însuși, după cum am văzut, a lăsat problema naturii acestor forțe să fie decisă de generațiile viitoare.
Toate cele de mai sus și alte câteva trăsături au predeterminat limitările imaginii mecaniciste a lumii, care au fost depășite în cursul dezvoltării ulterioare a științelor naturale.