Виникнення наукової картини світу

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

1. Поняття наукової картини світу

Під науковою картиною світу класики натуралісти розуміють систематизовані, історично повні образи і моделі природи і суспільства. Величезний і різноманітний навколишній світ природи. Але кожна людина повинна намагатися пізнати цей світ і усвідомити своє місце в ньому. Щоб пізнати світ, ми з приватних знань про явища і закономірності природи намагаємося створити спільне - наукову картину світу. Змістом її є основні ідеї наук про природу, принципи, закономірності, не відірвані одна від одної, а складові єдність знань про природу, що визначають стиль наукового мислення на даному етапі розвитку науки і культури людства.

У кожен період розвитку людства формується наукова картина світу, яка відображає об'єктивний світ з тією точністю, адекватністю, яку дозволяють досягнення науки і практики. Крім того, картина світу містить і щось таке, що на даному етапі наукою ще не доведене, тобто деякі гіпотези, передбачення, які в майбутньому можуть прийти в суперечність з досвідом і досягненнями науки, так що деякі місця в картині світу доведеться доповнювати .

Наукова картина світу уточнюється і розвивається протягом багатьох століть - проникнення в сутність явищ природи - нескінченний, необмежений процес, оскільки матерія невичерпна. З розвитком науки уявлення людей про природу стають дедалі глибшими і адекватними, все більше відбивають справжнє, реальний стан навколишнього світу. Непогано про це сказав В. І. Ульянов *: «... людське мислення за своєю природою здатне давати і дає нам абсолютну істину, яка складається із суми відносних істин. Кожна ступінь у розвитку науки додає нові зерна до цієї суми абсолютної істини, але межі істини кожного наукового положення відносні, будучи то раздвигаемости, то сужіваеми подальшим зростанням знання ».

Ми розглядаємо фізичні, хімічні, біологічні науки. Загальною формою систематизації, яка здійснює синтез результатів цих наук зі знаннями світоглядного порядку, є природничо-наукова картина світу. Це синтетичне, систематизоване і цілісне уявлення про природу на даному етапі розвитку наукового пізнання. Ядром природничо-наукової картини світу служить картина світу лідирує на даному етапі розвитку науки - фізики, тобто фізична картина світу. Участь біології у формуванні природничо-наукової картини світу полягає в обгрунтуванні ідеї збереження, в розробці принципів еволюції, у вирішенні проблеми людини як біосоціального істоти. Таким чином, ми будемо в основному розглядати об'єднання знань на основі фізичної картини світу, але це зовсім не означає, що формується вона тільки на уроках фізики.

Не лише фізичні, але і багато хімічні та біологічні явища неможливо пояснити, не звертаючись до основних закономірностей і теорій, які вивчаються на уроках фізики. Та це й зрозуміло: адже фізика вивчає найбільш прості і найбільш загальні види руху матерії, які лежать в основі більш складних видів, що вивчаються на лекціях з хімії та біології.

Щоб зрозуміти сучасну наукову картину світу, треба знати, як вона развівалась.Начало розвитку наукових уявлень про світ сходить до VII-VI ст. до н. е.. Це був час рабовласницького суспільства, в якому звернення до фізичної праці каралося презирством, тому природа досліджувалася силою розуму, а досвіди ігнорувалися. Наукові узагальнення будувалися на початкових спостереженнях, в барвистих картинах світу було ще багато наївного, часто поруч із реальним відображенням дійсності в них уживався вигадка, який сьогодні нам здається несумісним з мудрістю древніх мислителів .*

У період розвитку феодального суспільства поряд із землеробством розвивається ремісництво, з'являються мануфактури. Їх зростання створює передумови для виникнення науки, що спирається на експеримент. Спочатку досліди були примітивними і проводилися без будь-якої системи - це був час «повзучого емпіризму», але вони готували грунт для нових дослідів, приводили до відкриття закономірностей, які використовувалися для пояснення явищ природи, побудови картини світу. У цей час виробництво було примітивним; основним видом руху, з яким воно мало справу, було механічний рух. Природно, що першими були відкриті і досліджені закони механіки, вони стали основою наукового пояснення світу: XIV-XVIII ст. - Це час розквіту механічної картини світу.

XVIII ст .- століття промислового перевороту в Англії і буржуазної революції у Франції, початок розквіту капіталізму. Розвиток техніки ставить питання про потужні джерела енергії, стимулює їх пошуки. У зв'язку з цим з'являються нові галузі знання - вчення про теплоту, електриці, магнетизм. З'ясування природи відповідних явищ призводить до появи гіпотез про різні «невагомих» матерії: теплороду, флогістон, електричних і магнітних рідинах. Готується грунт для виникнення уявлень про електромагнітне поле, які прийдуть у науку з відкриттям Фарадея. З його ім'ям пов'язаний наступний переломний етап класичної фізики. Відкриття електромагнітного поля змінило погляд на світ - механічна картина світу,, згідно з якою світ представлявся складається з порожнечі і незмінних, не мають внутрішніх відмінностей (безякісних) часток, що перебувають у нескінченному механічному русі, змінюється електродинамічної картиною світу. Згідно цій картині в світі немає порожнечі, він заповнений електромагнітним полем, всі явища пояснюються взаємодією електричних зарядів.

З 1910 р. в науку починають входити квантові уявлення, уявлення про корпускулярно-хвильовому дуалізмі елементарних частинок і настає час нової, сучасної картини світу.

2. Картини світу мислителів давнини

Перші картини світу, що дійшли до нас з глибини століть, створені в період від 600-х до 500-х рр.. до н. е.. Древні мислителі кожен по-своєму шукали єдине в різноманітті явищ навколишнього світу.

Родоначальник грецької науки Фалес, засновник філософської школи в Мілеті, вважаючи початком всього воду, вважав, що Всесвіт у процесі зародження виникла з води. Діоген Лаертський, історик давнину, писав про Фалесе: «Початком всього він вважав воду, а світ вважав живим і повним божеств». Діючі в світі сили Фалес ототожнював з «душами», а також з богами. Наприклад, на його думку, магніт має душу, тому що він притягає залізо. Фалес учив, що всі знання треба зводити до єдиної основи: «Багатослівність зовсім не є показником розумного думки».

Інший мислитель стародавності - Анаксимандр першоосновою всього сущого вважав «апейрон» - таке собі безкінечне і невизначений початок. Все складається з алейрон і з нього виникає. Частини змінюються, ціле ж залишається незмінним. Апейрон все з себе робить сам. Перебуваючи в обертовому русі, апейрон виділяє протилежності - вологе і сухе, холодне і тепле. Парні комбінації цих головних властивостей утворюють землю, воду, повітря і вогонь. Земля виявляється в центрі як найважче, вона оточена водної, повітряної та вогненної сферами. Під дією небесного вогню частина води випаровується і зі Світового океану виступає частина суші. Навколо Землі розташовані три кільця, як ободи колеса. У нижньому ободі безліч отворів, крізь які проглядається укладений у ньому вогонь, - це зірки. У середньому ободі один отвір - це Місяць. У верхньому також одне - Сонце. Ободи обертаються навколо Землі, з ними обертаються і отвори - так пояснювався рух Сонця, Місяця і зірок. Отвори здатні частково або повністю закриватися - таким чином пояснювали сонячні і місячні затемнення.

Живе зародилося на кордоні моря і суші з мулу під впливом небесного вогню. Перші істоти жили в морі, потім деякі з них вийшли на сушу, скинули луску і стали сухопутними тваринами. Людина зародився у величезній морській рибі і вже дорослим вийшов на сушу, тому що без батьків він би не вижив. Такою була картина світу Анаксимандра. Нам вона здається абсурдною, в ній не сходяться кінці з кінцями, але це була перша спроба наукового пояснення світу: адже богам в цій картині немає місця і сфери діяльності.

Анаксимен, учень і послідовник Анаксімандра, всі форми природи зводив до повітря. Він вважав, що всі тіла виникають з повітря через його розрідження і згущення і перетворюються знову в повітря; що небесні тіла рухаються не над Землею, а навколо неї; що Сонце - це Земля, яка розжарилася від свого швидкого руху.

Анаксагор - слухач Анаксимена, як пише про нього Діоген Лаертський. У центрі уваги Анаксагора проблема якісного перетворення тіл («Яким чином з не-волосу міг виникнути волосся і з не-м'яса-м'ясо?"), У нього можна знайти в зародку ідеї будови світу з елементів («Кістки складаються з маленьких кісточок, внутрішні органи - з таких же маленьких органів; кров - з незліченної безлічі крапельок крові; золото - зі шматочків золота; земля - ​​з дрібних земель, вогонь - з вогнів, волога-з вологи, подібним же чином і все інше »). Анаксагор вважав, що спочатку світ був у стані хаосу, всі «насіння» у ньому були перемішані (під «насінням» він розумів первинні, самі дрібні частинки), потім вони розділилися і з них утворилися речі. Анаксагор учив, що Місяць, Сонце, планети і зірки є розжареними каменями, що «вітри виникають тому, що сонце розріджує повітря, блискавки є тертя хмар». Так думала людина, який жив більше 2000 років тому.

У системі світу Геракліта роль єдиної субстанції грає вогонь, вічно рухомий, вічно розвивається. Джерелом руху Геракліт вважав боротьбу протилежностей. Світ - це безперервний розвиток, безперервна зміна, оновлення існуючого. У цьому безперервному зміну вогонь стає водою, вода - землею, і назад: земля - ​​водою, вода - вогнем. Обидва протилежні процеси існують разом: «шлях вгору і вниз - один і той же».

Інший мислитель стародавності Емпедокл як першооснову світобудови брав чотири стихії - землю, воду, повітря і вогонь, які вважав пасивними, а всі процеси в світобудові пояснював боротьбою двох антагоністичних начал - любові (сила тяжіння) і ненависті (сила відштовхування). Він вважав, що любов і ненависть поперемінно беруть гору, внаслідок чого світобудову проходить послідовно чотири фази космічного циклу. Емпедокл чітко висловлює ідею збереження тотожною собі субстанції.

Послухайте, як переконливо звучать його слова: «Божевільні вважають, що може виникнути щось, чого ніколи не було, або зникнути без сліду щось існуюче. Я постараюся відкрити вам істину. У природі немає виникнення того, що може померти, нема повного знищення; нічого, крім змішування та розділення з'єднаного. Тільки неуки називають це народженням і смертю ».

Засновник античної атомістики Демокріт вважав, що «початку Всесвіту суть атоми і порожнеча». Атоми Демокріт представляв як неподільні, щільні, непроникні, що не містять в собі ніякої порожнечі частинки, вони можуть мати саму різноманітну форму (кулясту, незграбну, увігнуту, опуклу і т.д.). У цьому він бачив пояснення різноманітності явищ та їх протилежностей один одному. Атоми «вихором несуться у Всесвіті і породжують все складне-вогонь, воду, повітря, землю, - бо всі вони суть з'єднання якихось атомів, які не схильні до дій і незмінні в силу своєї твердості». Демокріт та інші грецькі атомісти вважали, що рух - вічне властивість вічних атомів. Атоми бескачественний, тобто позбавлені кольору, запаху, смаку і т. д. Всі ці якості виникають у суб'єкта в результаті взаємодії атомів з органами чуття. Атомісти першими стали вчити про суб'єктивність чуттєвих відчуттів.

Світ у цілому для атомістів - безмежна порожнеча, наповнена багатьма світами, число яких нескінченно, тому що вони утворені безліччю атомів самих різних форм. Земля однаково віддалена від усіх точок області космосу, а тому нерухома; навколо неї рухаються зірки.

У питанні про походження життя Демокріт дотримувався матеріалістичних поглядів Анаксимандра і Емпедокла. Живе виникло з неживого внаслідок дії законів природи, без будь-якого творця. Згідно Демокріту, після утворення Землі поверхню її здулася, утворивши покриті тонкою шкіркою гнильні бульбашки, всередині яких були живі плоди. Після того як бульбашки збільшилися і лопнули, з плодів утворилися люди і тварини. Демокріт намагався пояснити, чому в його час не народжуються живі істоти з міхурів Землі: Земля вже не та, і небо не те, тільки іноді можна помітити, як у гниючої землі зароджуються живі істоти. Це помилкова думка про самозародження черв'яків, гусениць, комах довго існувала в науці. Так, в Овідія можна прочитати: «З полеглих кон ^ ї бойових чорно-жовті шершні народяться».

Говорячи про картини світу, створених древніми мислителями, більш детально слід зупинитися на картині світу, яку створив Арістотель. Ця картина світу протрималася в науці майже два тисячоліття.

Аристотель - давньогрецький філософ і вчений. Всеосяжний розум, мудрість і авторитет Аристотеля сприяли тому, що його вчення так довго панувало в науці. Його праці налічують багато томів, їх можна вважати енциклопедією наукових знань того часу: у них зустрічаються міркування, пов'язані з фізики, космогонії, біології, метеорології, математики, політики, етики, риторики та ін

Звернемося до фізичних поглядам Аристотеля і постараємося зрозуміти, чому його космогонія і фізика виявилися надзвичайно зручними для церкви.

Світ Аристотеля складається з п'яти стихій - землі, води, повітря, вогню і ефіру. Матерія в його розумінні - це те, «з чого річ складається», і те, «з чого річ виникає». Матерія у Арістотеля ділена до нескінченності, він не визнає пустоти. Все різноманіття речовин на землі Аристотель конструює з таких активних якостей, як холодне і тепле, і таких пасивних, як сухе і вологе. Земля - ​​поєднання холодного із сухим, вогонь - теплого з сухим, повітря - теплого з вологим, вода - холодного з вологим. Ці чотири елементи існують у світі, де все нескінченно змінюється, де спостерігаються різні види руху: виникнення, знищення, переміщення в просторі пре-ної і безперервне, рівномірне і нерівномірне.

У небесному світі всі тіла складаються з якогось речовини - ефіру, який заповнює весь простір над землею, водою, повітрям і вогнем. Ефір вічний, він не змінюється і не перетворюється в інші елементи. Небесні тіла рухаються, здійснюючи безперервні кругові рухи.

Всесвіт Аристотеля кінцева, її ніщо не обіймає, поза її знаходиться тільки перводвигатель - бог. Бог Аристотеля безособовий. Під його життям Аристотель розуміє діяльність його розуму, сам бог і є чистий діяльний розум. Уявлення Аристотеля про бога вельми не конкретні. Але Аристотель не міг обійтися без бога, тому що без нього він не міг пояснити рух зірок, планет, Місяця і Сонця. Відповідно до Аристотеля, всі небесні тіла прикріплені до сфер, рухаються не самі тіла, а ці ефірні сфери .* Першу сферу, на якій знаходяться зірки, рухає бог, рух першої сфери передається іншим сферам, все нижче і нижче, аж до Землі, де внаслідок недосконалості підмісячних елементів вчинене круговий рух розпадається на безліч недосконалих. Космос Арістотеля вічний у часі і вічно його рух, але вічність руху - результат вічної діяльності бога.

Одна з центральних проблем, яка займала Аристотеля, - проблема механічного руху. Основним положенням його механіки є твердження: «рухається тіло зупиняється, якщо сила, його штовхає, припиняє свою дію ...»**. Очевидно? Звичайно. Припиніть рухати книгу, і вона буде спокійно лежати на столі. Перестаньте тягнути санки, і вони зупиняться. Але очевидність не завжди доказ істини. Вчитайтеся ще раз у тезу Аристотеля: твердження, що полягає в ньому, абсолютно не враховує прояви інерції. Нам зрозуміло, що для руху тіла, яке знаходиться поза дією інших тіл, не треба ніякої рушійної сили, воно буде рухатися рівномірно і прямолінійно як завгодно довго вже тому, що існує і володіє масою. Але Аристотель не побачив прояви інерції в навколишньому світі, він змусив бога денно і нощно обертати небосхил. У поясненні, наприклад, руху стріли, випущеної з лука, Аристотель виходив з твердження, що природа «боїться порожнечі»: стріла виштовхує повітря і повітряні маси, прямуючи в порожнечу, що утворилася за стрілою, штовхають її.

Натурфілософські погляди стародавніх грецьких мислителів здаються нам наївними. Але саме грецькими вченими були поставлені всі основні проблеми, що стосуються розвитку природознавства, строеніяяматеріі і матеріального світу, проблема руху, проблеми життя і еволюції та ін

3. Еволюція механічної картини світу

Перший нищівний удар по системі світу Аристотеля завдав видатний польський вчений Микола Коперник. У травні 1543 побачило світ його твір «Про обертання небесних сфер». У зверненні до читача, надрукованому на титульному аркуші, автор вказував, що в книзі розглянуті руху зірок і планет, «представлені на підставі як давніх, так і сучасних спостережень; розвинені на нових і дивних теоріях». Звернення закінчувалося словами: «Тому, старанний читач, купуй, читай і отримувати користь. Та не входить ніхто, не знаючі математики ». З виходом цієї книги в науці почалося формування уявлень про геліоцентричної системи світу.

У системі світу Коперника Земля обертається навколо своєї осі і разом з іншими планетами навколо Сонця. Сфері зірок Коперник приписав спокій. Так Земля перестала бути центром світобудови, стала звичайною планетою Сонячної системи. Ці погляди суперечили віковим, усталеним уявленням про світ, підтримуваним не тільки наукою, а й церквою. До заперечення системи світу, створеної Аристотелем, Коперника призвели роздуми над цією системою: діаметр сфери, на якій укріплені зірки, величезний, тому вона повинна мати неймовірно велику швидкість, щоб встигнути обернутися навколо Землі за добу. Чому природа саме так влаштувала світ? Чи не простіше було Землі обертатися навколо своєї осі, адже ефект був би той самий ... І Коперник приходить до висновку, що обертається Земля.

«Чому не визнати, - пише він, - що небу належить тільки видимість добового звернення, дійсність же його - самої Землі, так що тут відбувається те, про що сказано в« Енеїді »Вергілія:« Від гавані ми відпливаємо, а землі і села від нас тікають. Бо коли корабель рухається спокійно, то все, що знаходиться поза ним, представляється морякам таким, як якщо б все це рухалося за подобою корабля: самих себе і все, що при них, вони вважали спочиваючими ». Так в науці разом з геліоцентричної картиною світу з'являється ідея відносності механічного руху.

Сам Коперник мало встиг зробити, щоб затвердити своє вчення, він боявся церкви і не поспішав оприлюднити свої ідеї. Однак велике творіння Коперника зіграло величезну роль не тільки в історії природознавства, але і в історії світової науки. Ф. Енгельс так характеризує його значення: «Революційним актом, яким дослідження природи заявило про свою незалежність ... було видання безсмертного творіння, в якому Коперник кинув - хоч і боязко і, так би мовити, лише на смертному одрі - виклик церковному авторитету в питаннях природи ». Звідси починає своє літочислення звільнення природознавства від теології.

Тяготи і гоніння випали на частку інших вчених, добровільно взяли на себе захист і утвердження в науці вчення Коперника. Одним з таких мучеників науки був Джордано Бруно. Він не тільки пропагував вчення Коперника, яке скинули Землю з центру Всесвіту, він вчив, що центру Всесвіту немає взагалі. Наш світ - один з незліченних світів, яких у Всесвіті безліч, серед них є світи, населені живими істотами, людина - лише дрібне ланка в низці творів ... Цього не могли знести церкву. Понад сім років нудився Бруно в катівнях інквізиції, піддаючись тортур і катувань. 17 февраляя1600 р. він був спалений на площі Квітів у Римі. Нині на цьому місці стоїть пам'ятник Бруно.

Наступний вирішальний крок у боротьбі за систему Коперника був зроблений Галілео Галілеєм. У 1610 р. вийшов «Зоряний вісник», в якому Галілей сповіщав про свої відкриття, зроблених за допомогою винайденої в 1609 р. підзорної труби: на Місяці існують гори і глибокі кратери, навколо Юпітера рухаються супутники точно так само, як Місяць навколо Землі, Чумацький Шлях - це групи зірок і окремі зірки, Венера має фази, як і Місяць. І це все можна побачити! Всім бажаючим Галілей дозволяв побачити за допомогою підзорної труби рухомі навколо Юпітера чотири «місяця».

Закони, по яких рухаються планети, були відкриті Йоганна Кеплера. Всі розрахунки, які призвели до відкриття цих законів, були викладені у двох книгах «Нова астрономія» (1609) та «Гармонія світу» (1619). Це відкриття обессмертило його ім'я.

Від законів Кеплера і законів, встановлених Галілеєм (закони рівноприскореного руху) принцип відносності механічного руху), почався розвиток науки механіки, закони якої стали основою пояснення явищ навколишнього світу, - почалося створення механічної картини світу. Серед її творців не можна не згадати Декарта.

Рене Декарт - філософ, математик, фізик, анатом - національна гордість Франції. Він перший після Аристотеля взявся за створення єдиної картини світу, здатної охопити всі його зокрема. В опублікованих їм в 1644 р. «Началах філософії» планетна система зображувалася як величезне скупчення матеріальних вихорів, що обертаються навколо Сонця і рушійних при цьому планети. Згідно Декарту, мир спочатку являв безформну, позбавлену всяких якостей, що володіє деякою кількістю руху матерію, що утворить вихори. Сонячна система являла собою величезний вихор, у центрі якого знаходилося Сонце. Центрами інших вихорів, що обертаються навколо Сонця, були планети, навколо яких в підпорядкованих їм вихорах кружляли місяця.

Декарт розвинув уявлення про рух як форму існування матеріальних тіл. Ототожнюючи тіло і зайняте ним в просторі місце, Декарт вважав, що для відокремлення тіла від середовища необхідно, щоб існувала різниця швидкостей руху тіла і середовища, яке його оточує. Кордон тіла з простором стає реальною, коли тіло рухається, рух визначає розміри і форму тіла!

У світі Декарта немає нічого, крім рухомих безякісних частинок. Багатобарвний світ він замінює безбарвної схемою, всі процеси зводить до механічного переміщення частинок. Відповідно до його теорії, між живим організмом і механізмом, побудований людиною, немає різниці; живий організм може утворитися з неорганічної речовини: рухомі частинки при цьому тиснуть на навколишнє середовище і ущільнюють її, утворюючи стінки серця. Кров, також ущільнюючи при русі навколишнє середовище, утворює кровоносні судини, потім утворюються різні органи, вони пов'язані безліччю важелів, питей і т. д. Так Декарт пояснював поява живих істот без втручання бога, протиріччя його при цьому не бентежили. Він вважав, що завдання вченого полягає в тому, щоб з ненадійних гіпотез виводити правильні і корисні слідства.

Протилежної думки на цей рахунок дотримувався іншої творець механічної картини світу - Ісаак Ньютон. Матеріал для теоретичних узагальнень він черпав з досвіду. Його основна теза: «Гіпотез не вигадую!»

23 квітня 1686 Ньютон передав в Королівське товариство свою працю «Математіччскіе начала натуральної філософії», в якому, як зазначається в протоколі суспільства, «дається математичне доказ гіпотези Коперника в тому вигляді, як вона була запропонована Кеплером, і всі небесні рухи об'ясняютсяяна підставі єдиного тяжіння до центра Сонця, обернено пропорційною квадрату відстані ». Ця праця складається з трьох книг, в яких представлена ​​картина світу, заснована на законах механіки,-доведено всесвітнє тяжіння як наслідок із застосувань механіки до рухів небесних тіл. У книгах сформульовані три закони руху (закони Ньютона), дані чіткі визначення фізичних величин, викладені основи кінематики і динаміки матеріальної точки, твердого тіла, механіка рідин і газів. Вінцем зусиль можна вважати третю книгу - «Про системи світу», в якій викладено закон всесвітнього тяжіння а також «Правила філософських умовиводів», на яких було виховане не одне покоління науковців. Ось вони:

1. Не приймати інших причин явищ, крім тих, які є достатніми для їх пояснення.

2. Аналогічні явища відносити до однієї і тієї ж причини.

3. Вважати властивістю тіл такі властивості, які притаманні всім тілам, над якими ми можемо експериментувати.

Саме дотримання цих правил і допомогло Ньютону відкрити закон всесвітнього тяжіння, закон, на основі якого і була побудована ним картина світу.

Розуміння дії закону прийшло до Ньютона у процесі систематизації різнорідних фактів: яблуко притягується до Землі, води океанів - до Місяця, планети - до Сонця, значить, всі тіла притягуються одне до одного внаслідок наявності у них маси. Метод Ньютона - метод індукції - як форма умовиводи, що забезпечує можливість переходу від одиничних фактів до загальних положень, став широко застосовуватися у всьому природознавстві. У науці цей період відомий під назвою «Ньютон-Ліннеевская» школа, тому що першим серед послідовників Ньютона можна назвати Карла Ліннея.

Для природознавства XVIII ст. роботи Ліннея були тим же, чим періодична система елементів для хімії XIX ст. Лінней класифікував і систематизував знання про природу. Всю природу він розділив на мінерали, рослини і тварин; рослини в свою чергу були розділені на 24 класи, а світ тварин - на 3 класи: ссавців, риб і птахів. Як ви знаєте, не все в цій класифікації відповідало дійсності, але біологія отримала основу для подальшого дослідження природи.

Картина світу, яка панувала у XVIII ст., Була картиною незмінною, створеної колись природи, і Ньютон також не міг вирватися з рамок панував тоді світогляду. Його теорія тяжіння дозволила пояснити існування такої системи світу, зрозуміти, на чому «тримається» світ. Ця загадка не давала спокою багатьом поколінням учених. Ще Леонардо да Вінчі задавав питання, на який не міг знайти відповіді: «Місяць, щільна і важка Місяць, на чому вона тримається, ця Місяць?» Завдяки Ньютону стало ясно, що Місяць, і Сонце, і планети, і безліч зірок у Всесвіті утримуються всесвітнім тяжінням.

Всесвіт Ньютона складається з рухомих тіл і порожнечі. Простір у ній тільки вмістилище тіл., А час-тривалість процесів. Простір і час Ньютона не пов'язані між собою і з рухом матеріальних об'єктів. За Ньютону, Всесвіт нескінченний у просторі і часі і незмінна з дня створення і на віки віків. Як вона утворилася? На це питання Ньютон не відповідає. А щоб привести її в рух, Ньютону знадобився «перший поштовх» якогось таємничого божества. Як бачите, сфера «діяльності» бога звужується. Якщо у Аристотеля бог покликаний був денно і нощно крутити небосхил, то тут йому треба було привести в рух Всесвіт лише в перший момент, а далі все вже відбувалося в згоді з законами природи. Чим більше людство пізнавало світ, тим менше в ньому залишалося місця непоясненому - надприродну силу.

Відомий французький вчений Ж. Лагранж сказав про Ньютона: «Він найщасливіша людина - систему світу можна створити тільки один раз». Вже цей вислів характеризує Лагранжа як прихильника механістичного світогляду, для якого природа представлялася незмінною у своєму вічному повторенні, проходженні вічних законів, як якийсь механізм, одного разу відрегульований і запущений на вічні часи, подібно заведеним і пущеним в хід годиннику або музичної шкатулки. Всі зумовлене цими законами, і відступ від них неможливо. Ось як про це писав II. Лаплас: «Ми можемо розглядати даний стан Всесвіту як наслідок її колишніх станів і як причину для майбутніх. Розумна істота, яка могла б знати в якийсь момент часу всі діючі в природі сили, а також відповідні положення всіх складових частин природи, змогло б, за наявності достатніх аналітичних здібностей для оцінки цих даних, охопити рух небесних тіл і дрібних атомів з допомогою однієї формули. Ніщо не сховалося б від істоти; минуле і майбутнє, в рівній мірі відкриті, лягли б перед ним ». Ось як розмірковував один з видатних вчених того часу. Знаючи закони руху, швидкості та координати всіх частинок у Всесвіті, міфічна істота могла б передбачити долю не лише світів, а й держав, і окремих людей. Розташуванням частинок в незапам'ятні часи були зумовлені чиясь раптова смерть сьогодні або чиєсь народження завтра. Для нас це абсурд, але для людей того покоління це було наукове пояснення явищ природи: адже не за велінням бога людина вмирав або народжувався - ці процеси визначалися об'єктивними законами природи. Згідно механістичного світогляду на основі законів механіки можна було пояснити самі різні явища природи, починаючи від космічних і закінчуючи явищами живої природи. Принцип одноманітності природи, однотипні закони, що пояснюють явища природи, єдність сил і єдність походження всього сущого в живій і неживій природі сталі методом підходу до пояснення навколишнього світу. Таке пояснення перетворювало багатобарвний світ в безбарвну схему, згідно з якою в ньому немає нічого, крім рухомих незмінних бсскачественних частинок, які відрізняються лише своїм положенням у просторі і швидкостями. Звичайно, ця схема не відображала з достатнім ступенем точності світ, але вона відповідала даному етапу розвитку науки і світогляду епохи. Аналізуючи принципи розуміння природи на цьому етапі розвитку уявлень про неї, Енгельс * вказував, що для нього особливо характерна «вироблення своєрідного загального світогляду, центром якого вляєтся уявлення про абсолютну незмінність природи». Згідно з цим поглядом природа, яким би шляхом вона сама не виникла, залишалася завжди незмінною. Планети і їх супутники, одного разу наведені в рух таємничим «першим поштовхом», продовжували кружляти по визначеним їм еліпсах на віки віків. Зірки спочивали нерухомо на своїх місцях, утримуючи один одного в цьому положенні шляхом «загального тяжіння». Земля залишалася незмінно однаковою. Її материки існували завжди, мали завжди ті ж самі гори, долини і річки, той же клімат, ту ж флору і фауну, якщо не говорити про те, що змінено або переміщене рукою людини. Види рослин і тварин були встановлені раз і назавжди при своєму виникненні, однакове завжди породжувало однакове ...

Панувала біологічної доктриною у XVIII ст. була теорія преформізма - вкладених зародків, згідно з якою в яйцеклітині або спермін будь-якого живої істоти міститься вже готовий маленький організм, матеріалізований «креслення» дорослого організму, відповідно до якого без будь-якого розвитку відбувається збільшення в масштабі всіх органів до розмірів дорослого організму; в зародках знаходяться свої зародки і так до нескінченності. Підтвердження справедливості цієї ідеї про нескінченно довгою і безглуздою шерензі вкладених один в одного зародків преформісти нібито знаходили за допомогою мікроскопів. Але в той час мікроскопи були так недосконалі, що при бажанні в ікрі жаб можна було побачити щось схоже на живих жаб.

Спростувати теорію преформізма було важко, тому що в природознавстві все ще мав силу арістотелівський теза про нескінченному розподілі матерії без якісної зміни її властивостей.

Але в надрах механістичного світогляду зріє ідея розвитку, еволюції, природи. Перший цеглинка у фундамент еволюційної картини світу було покладено Іммануїлом Кантом з виходом його «Загальній природній історії і теорії неба» в 1755 р. Цією роботою Канта,, за словами Ф. Енгельса, вперше було розхитані уявлення, що природа не має ніякої історії в часі .

Еволюційні ідеї в науці. Іммануїл Кант для кенігсберцев був уособленням постійності і точності. За часом, в яке він виходив на прогулянку, обідав зі своїми постійними гостями, а потім засинав після обіду під яблунею в саду, можна було перевіряти годинник. Його костюми шив один і той же кравець, і кожен наступний костюм був точною копією попереднього. У його кабінеті всі речі незмінно залишалися на своїх місцях. Коли в саду сусіда розрослася яблуня і гілка її змінила вигляд з вікна кабінету, пан Кант не заспокоївся, поки сусід не дозволив йому відпиляти цю гілку. Словом, як в уявленнях про природу в той час панувала незмінність, так і в повсякденному житті навколо себе Кант дотримувався цим уявленням. Але недарма тезу Канта «Май мужність користуватися своїм розумом» відомий багатьом людям, навіть дуже далеким від занять філософією. Кант мав мужність виступити проти панував в науці уявлення про незмінність навколишнього світу. Саме мужність треба було мати, щоб на противагу загальноприйнятій думці про створений творцем світі, в якому всі так досконало, що більше нічого вже в ньому не може змінитися, заявити, що в діяннях природи немає ні добрих, ні злих цілей, що все в ній йде своєю чергою, загибель або виникнення в ній будь-яких її творінь тільки етап у загальному процесі розвитку. «Творіння ніколи не завершено. Колись воно почалося, але воно ніколи не припиниться », - роз'яснював Кант загальновідомі зараз істини. Згідно з Кантом, початок Сонячній системі дала туманність, що складається з частинок, які рухалися хаотично. Сили притягання і відштовхування між частинками викликали вихрові руху, які призвели до обертання туманності. При цьому периферійні її частини відривалися, перетворюючись в планети, а центральна частина стала Сонцем. Аналогічно пояснювалося освіту та інших сонячних і зоряних систем Чумацького шляху. Ідеєю еволюції природи пройнята не тільки книга Канта «Загальна природна історія і теорія неба», але і його статті, присвячені Лісабонським землетрусу (1775 р.). Цей землетрус стало потужним поштовхом, що прискорив дозрівання нових ідей, крах ілюзій про вічної гармонії природи, створеної творцем на вічні часи. Навіть самим яяим прихильникам усталених поглядів важко було погодитися з існуванням творця, який в одну мить згубив 60 000 невинних людей.

У геології також затверджуються еволюційні ідеї. У 1757 р. з'являється робота М. В. Ломоносова «Слово про народження металів від трясіння Землі», в якій доводиться, що вся історія Землі - це ланцюг безперервних змін.

Важче за все ідея еволюції завойовувала біологію. Сам Кант зізнавався в тому, що рішення загадки розвитку живих істот - непомірна труднощі. «... Дайте мені матерію, і я покажу вам, як з неї має утворитися світ. Але ... чи в змозі ми сказати: дайте мені матерію, і я покажу вам, як можна було б зробити гусеницю? »- пише він.

Але знайшлися люди, які спробували пояснити, як відбувається розвиток живих організмів. Першим серед них слід назвати професора Петербурзької академії наук Каспара Вольфа.

«Характерно, що майже одночасно з нападом Канта на вчення про вічність Сонячної системи К. Ф. Вольф зробив у 1759 р. перший напад на теорію сталості видів, проголосивши вчення про еволюцію», - писав Ф. Енгельс. У своїй дисертації «Теорія генерації» (1759 р.) К. Вольф розглядає первинний розвиток живого тіла, починаючи від мікроскопічного, позбавленого структури зачатка, до складного організму, що володіє тканинами, органами і т. д., тобто розвиток організму в початку життя з новоутворенням всіх необхідних для життя органів - розвиток шляхом епігенеза. Як ви пам'ятаєте, це був час панування преформізма - теорії вкладених зародків, яка докорінно заперечувала будь-яке новоутворення, розвиток. Робота Вольфа стала об'єктом суперечок на найближчі півстоліття: адже він замахнувся не тільки на розвиток окремих організмів - на розвиток видів, які згідно панував світогляду були створені раз і назавжди і так були досконалі, що їх не треба було змінювати.

У Вольфа були попередники в минулому, і перш за все Аристотель. Але в цьому були тільки вороги, і серед них такі могутні, як Галлер і Лейбніц.

Спробуємо розібратися, чому теорію преформізма захищали геніальні вчені, а теорія розвитку організму, незважаючи на свій початок ще від Аристотеля, з такими труднощами прокладала собі шлях.

Аристотель перший побачив в ембріональному розвитку новоутворення з «безформної» матерії. Але він не міг відповісти на питання, чому з ембріона курки завжди з'являється курка (півень), а не пацюк, наприклад, або якесь інше істота. Тепер ми знаємо, що в зародку курки є молекули ДНК, в яких закодовані всі ознаки майбутньої курки, у свою чергу в її яйцеклітинах в молекулах ДНК будуть закодовані ознаки наступного покоління цієї породи курей (півнів), і так буде продовжуватися, поки цей вид існує .

Прихильники преформізма шукали внутрішню «модель», речовинний креслення організму, який сам здатний до зростання, вони заперечували розвиток з утворенням нового. Але багато фактів вступили в протиріччя з їхніми поглядами. Наприклад, як пояснити явище регенерації? Ящірка відрощує новий хвіст, тритон-лапу, з однієї гідри можна отримати декілька, якщо розрізати її на шматки. Чому в нормальних батьків бувають потворні діти? Епігенез міг відповісти на ці питання: форма народжувалася з безформної матерії. Він був ближче до тієї істини, яка зараз відома нам: форма народжується заново, модель ж її закладена в хромосомах. Але слабкою стороною епігенеза було припущення про існування життєвої або формує організм сили, яку, однак, знайти не могли. Саме ця «сила» і викликала критику епігенеза. Епігенетики стверджували прогресивну ідею розвитку в природі, вони сприяли формуванню уявлень про природне утворення нових видів тварин і рослин і навіть про зародження живого з неживого. А це вже був замах на релігійну точку зору, відповідно до якої тільки верховному творцеві було під силу творіння живого.

Ідея еволюції в живій природі опановувала все новими і новими умами. Професор Петербурзької академії наук К. Бер висловлює думку про те, що живі істоти виникли з однієї простої форми. Цим він пояснював схожість ембріонів різних видів тварин.

Утвердженню ідеї еволюції в біології сприяли і роботи французьких вчених, особливо Ламарка.

Ламарк дотримувався тієї думки, що природа створювала різні живі тіла, поступово переходячи від самого простого до складнішого, що природа безпосередньо, тобто без допомоги будь-якого органічного акту, могла створити тільки найбільш просто організовані тіла як у царстві тварин, так і в царстві рослин. Ламарк вважав, що самозародження відбувається з «желатінообразних часток», що в ході еволюції особини, складові вигляд, залишаються незмінними до тих пір, поки не змінюються зовнішні обставини, що впливають на спосіб їхнього життя. За Ламарку, причиною еволюції є зміни навколишнього організми середовища. Вони призводять до зміни в застосуванні тих чи інших органів тварин і до спадкових змін як форми, так і функцій цих органів. Заслуга Ламарка в розвитку еволюційної теорії величезна, хоча його вчення не могло пояснити багато чого в живій природі.

Ми залишаємо біологію в той момент, коли де-то в наступні роки буде готуватися до кругосвітній подорожі корабель «Бігл», на якому молодий Ч. Дарвін буде вести спостереження. А в місті Брюнні, в ботанічному саду монастиря св. Фоми, чернець Грегор Мендель буде ставити масові досліди по гібридизації 34 сортів гороху. Ми знаємо, що в 1859 р. буде видано книгу «Походження видів». Дарвін стане володарем умів, його вчення зробить перший помітне руйнування механічної картини світу. Мендель помре, так і не дізнавшись про визнання свого відкриття: воно занадто випередило його час. Але й закон природного відбору, і закони Менделя займуть своє гідне місце в науковій картині світу.

А тепер ми звернемося до хімії. Розвиток цієї науки, так само як і біології, доводило, що світ утворений не механічним складанням частин, де кожна його частина виконує певну функцію, визначену їй з моменту створення світу, що природа не так проста, щоб всі процеси і явища, що відбуваються в ній , пояснювати тільки переміщенням безякісних, вічних, незмінних частинок, підходити до них з однаковими законами.

4. Розвиток уявлень про будову речовини

У 1647 р. виходить книжка французького філософа П. Гассенді, в якій він пише про те, що всі тіла складаються з атомів, аналогічно до того як з будівельних матеріалів побудовані будинки. У тілах атоми об'єднуються в групи, які Гассенді назвав молекулами. Він вважав, що якщо атоми з'єднуються один з одним у кількох точках, то утворюється рідке тіло, якщо ж пунктів з'єднання багато, то утворюється тверде тіло. Звичайно, погляди Гассенді були наївними, але тим не менш вони сприяли розвитку атомістичних уявлень про будову речовини.

Роберт Бойль, англійський хімік і фізик, який поклав початок становленню хімії як самостійної науки і дав перше наукове визначення хімічного елемента, також дотримувався атомістичні поглядів.

Атомно-молекулярні уявлення про будову речовини розвивав М. В. Ломоносов. Він пояснював властивості тіл конфігурацією молекул, що утворюють ці тіла, а зміна властивостей тіл у хімічних реакціях - зміною конфігурацій молекул. Звичайно, це ще не була сучасна теорія будови речовини. Як і інші вчені, прихильники механістичного світогляду, Ломоносов основними характеристиками атомів і молекул вважав їх масу, швидкість, координати.

Хіміки отримали вагомий доказ існування атомів і молекул після того, як Джоном Дальтоном в 1807 р. був відкритий закон кратних вагових відносин. Але природа хімічного зв'язку залишилася незрозумілою. Ви знаєте, що це вдалося зробити тільки на основі квантових уявлень.

Подальший розвиток хімії пов'язане з роботами Лавуазьє. З ними ввійшов у науку закон збереження маси речовини, в хімії стали систематично застосовуватися кількісні методи, була з'ясована роль кисню в процесах горіння і дихання, що сприяло спростуванню теорії флогістону, утвердженню атомістичних уявлень, зародженню органічної хімії.

До 1850 р. атомно-молекулярна теорія стала панівною і в хімії, і у фізиці. Багато в чому цьому сприяв шведський учений Якоб Берцеліус. Він побудував систему атомних ваг всіх відомих тоді хімічних елементів. Кожен вид атомів отримав «права громадянства» у науковій картині світу. Розроблена ним електрохімічна теорія дозволила висловити здогад про сили, що діють між атомами, про розподіл електрики на атомах, про нерівноцінності їх «полюсів». Як бачимо, завдяки хімії кожен вид атомів став набувати своє обличчя. Зверніть увагу на класифікацію матеріальних об'єктів за Берцелиусу (рис. 28). Така класифікація вже не вписувалася в механічну картину світу, в якій основним було представлення про елементи світу як про неподільних частинках, що володіють масою. Невидимі, нематеріальні, невагомі субстанції Берцеліуса готували формування уявлення про стать - ще одному виді матерії.

Дослідження в області органічної хімії допомогли біологам розправитися з «життєвою силою», яка в живому організмі мала керувати освітою органічних речовин з неорганічних.

Накопичення експериментальних даних про хімічні й фізичні властивості хімічних елементів дозволило Д. І. Менделєєву відкрити періодичний закон (1869 р.). В основу класифікації елементів Д. І. Менделєєв поклав масу їх атомів: як і інші прихильники механістичного світогляду, основною властивістю атомів він вважав масу. Але картина зміни властивостей речовин, створена Менделєєвим, не вписувалася в механічну картину світу.

Як бачимо, розвиток біології, хімії, фізики призвело до того, що почався розпад механічної картини світу.

Механістичний детермінізм не підтверджувався розвитком науки і викликав заперечення філософів. Механіцизм стверджував покірність ходу подій, неможливість їх зміни: навіщо боротися з якимись неприємностями, якщо вони «запрограмовані» мільйони років тому розташуванням частинок і їх швидкостями? Подібне світогляд не допускало ніяких революцій, ніяких змін у власній долі або долі суспільства.

У 1781 р. виходить книга І. Канта «Критика чистого розуму». У ній автор, намагаючись проникнути в глиб історії з її картинами страхітливої ​​жорстокості, нелюдяності, дурості, ставить питання: «Як весь цей видимий хаос поєднати з поняттям прогресу людського розвитку?» - І приходить до висновку, що суєтне на одному системному рівні виявляється закономірним на іншому, більш високому рівні. Природні задатки людини, її розум розвиваються не в індивіді, а в роді. Рід людський розвивається в напрямі прогресу, незважаючи на окремі егоїстичні бажання. Джерелом природного розвитку Кант вважає боротьбу. Таким чином, ми бачимо, що людська думка підійшла до діалектичної ідеї про єдність і боротьбу протилежностей, які складають основу будь-якого розвитку.

Закон природного відбору був відкритий Ч. Дарвіном під впливом ідеї про причину розвитку. Як ви пам'ятаєте, цей закон носить статистичний характер - випадкові зміни на одному системному рівні (на рівні індивідуального розвитку) виявляються шляхом природного відбору на рівні виду. Вихід книги Дарвіна "Походження видів» (1859 р.) * співпав з відкриттям Дж. Максвеллом статистичного закону про розподіл молекул по групах, що відрізняється різними швидкостями. Цей закон визначає ймовірність розподілу молекул за швидкостями, тобто він допускає випадкові події. Згідно з уявленнями механічної картини світу, як ви пам'ятаєте, випадковостям в світі не було місця. З відкриттям закону Максвелла в науку входить поняття про динамічні і статистичних закономірностях. Перші з абсолютною точністю визначають поведінку окремих тіл, другі - визначають ймовірність поведінки тіл, що входять у великі ансамблі. Таким чином, статистичні закономірності визначають поведінку тіл на макрорівні, на мікрорівні ж поведінку мікрочастинок продовжували пояснювати суворі динамічні закономірності, тобто механістичний детермінізм виявився обмеженим «згори» (на макрорівні).

Затвердити у науці теорію ймовірності допомогли роботи Л. Больцмана, пов'язані зі статистичними обгрунтуванням другого початку термодинаміки, встановленням зв'язку між ентропією і ймовірністю. Все це призвело до того, що механічне рух вже перестало бути панівним видом руху матерії, хоча ще продовжувало існувати уявлення про єдиний вигляді матерії - речовину.

Цьому сприяло також відкриття Р. Майєром закону збереження енергії, видатного закону природи, який став основою для пояснення явищ природи в усьому природознавстві, потужним знаряддям матеріалістичного пояснення світу.

5. Електромагнітна картина світу

Ця модель природи виникла в кінці XIX ст. Ідеї, які лягли в її основу, почали формуватися у фізиці задовго до її затвердження. У той час ще панував механістичний спосіб мислення. Але він вже не був у змозі пояснити нові емпіричні факти, отримані в різних «не механічних» областях дослідження. Напевно, не випадково першовідкривачі закону збереження енергії, що дозволив об'єднати багато, розрізнені на перший погляд факти з галузі фізики, хімії, біології, космології, є не фізиками, а фахівцями інших областей знання або людської діяльності: лікар Роберт Майєр, власник пивоварного заводу Джеймс Джоуль , лікар-фізіолог Герман Гельмгольц. Закон збереження енергії відіграв велику роль у відкриттях, пов'язаних з електричними і магнітними явищами. «Беручи на себе завдання відшукати закони електрики, ми бачимо, що не володіємо жодним іншим доступним допоміжним засобом дослідження, окрім як єдино і виключно принципом збереження енергії», - говорив Макс Планк.

Перші дослідження з електрики і магнетизму почалися ще задовго до відкриття закону збереження і перетворення енергії.

Так, у своїх дослідженнях Фарадей керувався ідеєю превратімості сил природи. «Перетворити магнетизм в електрику» - це була його заповітна мрія. Коли вона опанувала Фарадеєм? Після того, як він дізнався про відкриття Ерстеда і Ампера, або набагато раніше, коли хлопчик у залатаній курточці пробирався серед екіпажів лондонськими вулицями, притискаючи до грудей пачку акуратно переплетених книг і думаючи про професора Деві, публічні лекції якого йому вдалося прослухати? Коли велика мрія опановує гідним, не відступати перед труднощами людиною, тоді й відбуваються відкриття, зараховувані до відкриттів століття. Спробуйте уявити собі: щодня виконувати по декілька дослідів, кожен досвід скрупульозно описувати й аналізувати. І це протягом десяти років. Ось скільки часу і сил знадобилося, щоб перетворити магнетизм в електрику. Але ні один день не витрачений марно. Ні для людства, ні для себе. З відкриттям Фарадея в життя увійшли не тільки генератори струму і електромотори, з них насамперед в науку ввійшло уявлення про електромагнітне поле як про матеріальну середовищі, як про безперервну матерії, що заповнює простір.

Чому відкриття явища електромагнітної індукції призвело до зміни поглядів на світ? Подумки ще раз повторимо досвід щодо електромагнітної індукції, який ви бачили на уроках фізики: магніт вдвигается в котушку, в котушці виникає струм. Зміна магнітного поля породжує електричне поле, яке існує в просторі, де знаходиться котушка. А якщо котушку прибрати? Електричне поле не зникає. Змінне магнітне поле породжує у просторі змінюється електричне поле і навпаки. Ці поля існують в просторі незалежно від того, чи є там електричні заряди і магніти або їх немає. До Фарадея ніхто не говорив про те, що силове поле - це не результат механічних переміщень тіл, не формальна схема, яка необхідна для пояснення явищ, що воно саме по собі є матеріальною субстанцією.

Подальший розвиток уявлень про поле пов'язане з Максвеллом. Завдяки його роботам (початок XX ст.) У науці утвердилася електромагнітна картина світу. Згідно цій картині весь світ заповнений електромагнітним ефіром, порожнечі в ньому немає. Електричне, магнітне та електромагнітне поля трактувалися як стану ефіру, який був їх носієм. Оскільки ефір був середовищем для поширення світла, то його називали ще «світлоносним» ефіром. Як бачимо, поняття ефіру знову з'явилося в науці, «відродилися» уявлення про безперервність матерії, які були в картині світу Аристотеля. Але, звичайно, це вже зовсім інші уявлення.

Всі закони природи зводилися до законів електромагнетизму, які математично виражалися рівняннями Максвелла. Речовина уявлялося складається з електрично заряджених частинок. Ставилося завдання «побудувати модель атома, складеного з певних поєднань позитивного і негативного електрики», - як говорив про це автор однієї з найбільш «смачних» моделей атома Дж. Томсон (ви, звичайно, здогадалися, що мова йде про відому вам моделі «пудинг з родзинками »). До того часу, коли виникли уявлення про атоми, які складаються з електронів і протонів, електромагнітна картина світу набула майже завершену форму, їй вдалося об'єднати розрізнені факти шляхом звернення до однакової сутності, якою вважалося електромагнітне поле. На основі електромагнітних взаємодій пояснюються не тільки електричні і магнітні явища, але й оптичні, і теплові та хімічні.

У 1900 р. В. Вин поставив питання про електромагнітне обгрунтуванні механіки. У науку міцно входить уявлення про безперервність матерії. Остаточно воно перемогло, коли А. Майкельсон своїми дослідами довів, що світлоносного ефіру немає, світло - електромагнітне поле - сам є видом матерії, для його поширення немає необхідності в будь-якої особливої ​​середовищі - ефірі.

Уявлення про електромагнітне поле були настільки популярними, що А. Ейнштейн, будучи ще шістнадцятирічним юнаком, подовгу розмірковував про його властивості, зокрема про те, яким уявлялося б електромагнітне поле для спостерігача, який «летить» навздогін за ним зі швидкістю світла, т. е. 300 000 км / с. Згодом він розповідав, що ніяк не міг собі уявити, яким би було електромагнітне поле для такого спостерігача, і, напевно, з цієї неможливості народилася пізніше впевненість, що «промінь світла не можна наздогнати»: з якою б швидкістю ми ні гналися за ним, він йде від нас зі швидкістю 300 000 км/с- швидкість світла у всіх інерціальних системах відліку однакова. Це положення є одним з постулатів спеціальної теорії відносності.

З утвердженням в науці теорії відносності змінилися уявлення про простір і час, про масу рухомих тіл, про їх взаємодію. У механіці Ньютона і механічній картині світу простір і час вважалися «абсолютними», не пов'язаними з матеріальними об'єктами і не залежними один від одного. Матеріальні об'єкти існували в порожнечі, взаємодії між ними передавалися миттєво. Дійсно, ні в формулу закону всесвітнього тяжіння, ні в формулу закону Кулона час не входить.

Ейнштейн показав органічний взаємозв'язок простору і часу, відносність просторових і часових співвідношень в матеріальному світі. За Ейнштейну, розподіл матерії у Всесвіті зміниться, якщо перейти від одного періоду часу до іншого, від однієї області простору до іншої. Простір і час визначаються розподілом і рухом мас матерії. У зв'язку з цим на зміну уявленням про нескінченну незмінною Всесвіту Ньютона приходять інші уявлення про Всесвіт.

Аналогія допоможе нам зрозуміти теорію Ейнштейна, згідно з якою поблизу всякого інертного тіла простір викривляється. У викривленому просторі найменшою відстанню між двома точками є деяка крива (її називають геодезичної). У такому просторі вільний рух тіла відбувається з геодезичної кривої. Якщо уявити, що криволінійний рух тіл під дією сили тяжіння - це вільний рух у викривленому просторі, то можна вважати, що всяке тіло поблизу себе викривляє простір і це викривлення передається подібно хвилі, від точки до точки. Тоді не треба буде говорити про сили тяжіння. Але рух під дією цих сил не тільки криволінійне, прискорення може змінюватися і за модулем. Щоб пояснити тяжіння зміною властивостей простору, треба перетворити час в один з вимірів простору. У теорії відносності фігурує чотиривимірний простір (четвертою координатою є час), викривлення якого дозволило Ейнштейну повністю пояснити всі явища, пов'язані з тяжінням. Це викривлення виробляють тіла. У залежності від щільності речовини геометрія такого простору може бути наближено евклідової (саме в такому просторі перебувала Всесвіт Ньютона), або приблизно геометрією Лобачевського, або приблизно геометрією Рімана.

Уявлення про викривленому просторі дали можливість побудувати моделі Всесвіту, відмінні від моделі Ньютона. За однією з моделей світ безмежний, але не нескінченний. Щоб зрозуміти це, повернемося до аналогії з листом. Якщо цей лист може прогинатися однаково в кожній точці, то це може призвести до того, що він згорнеться в кулю, поверхня його замкнута, вона не має меж, але кінцева за розмірами.

У 1922 р. радянський вчений А. А. Фрідман показав, що теорія тяжіння Ейнштейна дозволяє побудувати ще дві рівноправні моделі Всесвіту. Одна з них - закрита модель, подібна поверхні кулі, інша модель відкрита. Відповідно до теорії Фрідмана, відстані між тілами у Всесвіті, що не суперечить тій і іншій моделлю, повинні змінюватися з часом. Простір має або розширюватися, або стискатися. Наприклад, якщо куля надувати, то кожному з тих, що сидять на кулі «жуків» буде здаватися, що інші «жуки» тікають від нього. а наочна аналогія може допомогти зрозуміти розбіг галактик, яке астрофізики виявили по червоному зсуву спектральних ліній.

Як бачимо, електромагнітна картина світу відрізняється від механічної картини. Але все ж між ними багато спільного. Так, якщо у механічній картині світу остаточними елементами, що імітують фізичну реальність, були незмінні, вони не мають структури частки - їх можна назвати матеріальними точками), рух яких зумовлювалось початковими умовами та законами механіки, то в електромагнітній картині світу роль таких частинок виконують точкові електричні заряди і електромагнітні характеристики кожної точки ефіру, але «поведінку» тих і інших також зумовлено початковими умовами і строгими фізичними законами, тобто в електромагнітній картині світу фізичні процеси також вважаються однозначно детермінованими. Єдине, що протиставляє ці картини світу, - це уявлення про матерію: у механічній картині світу вона дискретна, в електромагнітній - безперервна. Частинки, які відіграють роль цеглинок світобудови, взаємодіють за допомогою навколишнього їх електромагнітного поля, що має безперервний характер. Атоми хімічних елементів вже не неподільні частки, вони володіють внутрішньою структурою, але вони зберігають свою назву атомів і електрично нейтральні. Здавалося б, модель атома Резерфорда чудово гармонує з уявленнями електромагнітної картини світу: електрони і ядро ​​тримаються в атомі допомогою утворюється між ними електричного поля. Справедливий і зараз висновок з моделі Резерфорда про те, що не можна говорити, наприклад, що атом водню складається з протона і електрона. Можна сказати, що він виникає з них. Дійсно, якщо електрон і протон знаходяться поруч, то у результуючого електричного поля запас енергії менше, ніж у тому випадку, коли заряди віддалені один від одного. Так що протон і електрон в атомі відмінні від протона і електрона, які існували окремо. Природа використовує незвичайний, з нашої точки зору, «клей», щоб з'єднати частки в атомі - вона "забирає" від частинок енергію та еквівалентну їй масу. Але виявилося, що саме модель атома Резерфорда завдала один з нищівних ударів по електромагнітної картині світу.

Список літератури

1. Ленін В. І. Повне. зібр. соч., т. 18.

2. Карпінська Р. С. Біологія і світогляд .- М.: Думка, 1980.

3. Платонов Г. В. Картина світу, світогляд та ідеологія .- М.: Знание, 1972.

4. Маркс К., Е н г е л ь з Ф. Соч., Т. 20.

5. Асмус Г. Ф. Антична філософія .- М.: Вища школа, 1976.

6. Лаертський Д. Про життя, навчаннях і висловах знаменитих філософів .- М.: исль, 1979.

7. Чанишева А. Н. Курс лекцій по древній філософії .- М.: Вища школа, 981.

8. Соловйов Ю. І., Курінниі В. І. Якоб Берцеліус .- М.: Наука, 1990.

9. Гангнус А. Ризиковане пригода розуму .- М.: Знание, 1992.

10. Кузнєцов Б. Г. Від Галілея до Ейнштейна .- М.: Наука, 1992.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
117.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Особливості сучасної наукової картини світу
Еволюція наукового методу і природничо-наукової картини світу
Значення хімії для розуміння наукової картини світу
Універсальний еволюціонізм як основа сучасної наукової картини світу
Фундаментальні закони природи як основа формування природничо-наукової картини світу
Наукова революція XVI-XVII ст і становлення першої наукової картини світу
Вік Сонця Зірок Всесвіту Відмінності наукової картини світу від класичної Розподіл сонячної
Порівняння та аналіз релігійної та наукової картин виникнення і розвитку нашого світу
Універсальний еволюціонізм як основа сучасної наукової картини
© Усі права захищені
написати до нас