Галя. Оглавление Оглавление Список использованной литературы 12 Введение
 Скачать 23.74 Kb.
|
|
Оглавление ОглавлениеСписок использованной литературы 12 Введение Современное научное понимание мира представляет из себя достаточно сложную и разветвленную систему знаний. В фундаментальной науке сегодня существует много нерешенных задач и проблем. Но в своей целостности физическая картина мира является результатом многовековых исканий многих великих умов. Для некоторых из этих светил путь к истине оказывался слишком тернистым, а иногда даже стоил жизни. Но великий ученый ставит поиск истины превыше всего. Понять и объяснить устройство вселенной и нашей собственной планеты — задача весьма сложная. И мы по-прежнему не можем сказать, что она решена до конца. Но наука никогда не находится в тупике. В самые сложные времена, великие ученые совершали открытия, которые становились настоящим прорывом. Примером такого преданного служения науке может служить жизнь и творчество великого итальянского ученого Галилео Галилея Пройдя через многочисленные трудности и препятствия, Галилей заложил базу и фундамент для всего последующего развития физики. Его открытия и изобретения для своего времени явились настоящей революцией и открыли новые горизонты для понимания мира. Галилей и Декарт — новые горизонты познания Галилео Галилей — великий итальянский ученый и мыслитель, который не только внес огромный вклад в фундаментальную науку, но и изменил мировоззрение людей. Наше современное понимание устройства мира своими источниками уходит в работы Галилея. Это знаковая фигура, которая стала символом перехода от эпохи Возражения, в которой еще наблюдалось влияние средневековья и религиозных догматов к эпохе Нового времени, которая ознаменовала собой победу науки над религиозными и иными предрассудками. С прошлым его сближает неопределенная трактовка проблемы бесконечности мира; он не принимает кеплеровых эллиптических орбит и ускорений планет; (Галилей считал их простым воскрешением древней пифагорейской идеи о роли числа во Вселенной, несовместимой с новым экспериментальным естествознанием, за которое он боролся. Поэтому он не обратил внимания и на кеплеровы законы (а, возможно, и не ознакомился с ними, хотя Кеплер послал ему свое сочинение 1609 г.).) у него нет еще представления о том, что тела движутся по кривым в "плоском" однородном пространстве благодаря их взаимодействиям; он еще не освободился от чувственных образов и качественных противопоставлений и др. Но все-таки Галилей явился одним из первопроходцев естествознания, основанного на математическом подходе. Он исходит из того, что познать объективные законы природы и мира можно только с помощью точного языка математики. Галилей также явился одним из пионеров такого научного инструмента как мысленный эксперимент. Его суть заключается в том, что проверка той или иной гипотезы проводится не в реальности (на опыте), а в сознании, воображении экспериментатора. Один из самых известных мысленных экспериментов Галилея — эксперимент с кораблем. Его смысл заключается в том, что находясь внутри корабля мы никогда не сможем определить движется он, или покоится на месте. Этот эксперимент лег в основу принципа относительности — одного из из ключевых постулатов классической механики. Но такие мысленные операции всегда опирались на научные факты. Подобного рода свободное научное фантазирование сочеталось у него со строгим логическим подходом. В своей научной работе Галилей руководствовался не только точными математическими расчетами, мысленными экспериментами и философскими рассуждениями. Весь его научный метод — это метод экспериментального естествознания. Только опыт, в которым ты не можешь сомневаться, и который может быть точно воспроизведен другим человеком является базой и источником научного знания. Галилей начал свою научную деятельность еще будучи студентом. И уже на самом раннем этапе своего научного творчества он делает важнейшие физические открытия. В Италии того времени католическая церковь еще обладала достаточно большой политической властью. А те идеи, которые выдвигал Галилей напрямую противоречили учению церкви. Это вообще достаточно сложный период для всей естественной науки. Католическая церковь после Реформации сильно боялась потерять свои позиции и свое влияние на всей территории Европы. Поэтому против любого инакомыслия началась настоящая борьба. Галилей, как один из передовых ученых своего времени, встал на самом острие этого противостояния. Церковь дважды вела против него судебные процессы. После первого суда, он был вынужден уйти в подполье, и продолжать свои исследования тайно. В 1632 году он издает «Диалог о двух системах мира», в котором исследует общие законы движения планет, а также проводить параллели между законами космоса и законами Земли. Работа стала результатом тридцатилетней научной-исследовательской деятельности Галилея. Книга построена в форме диалоги между тремя персонажами: приверженцем учения Коперника, приверженцем учений Аристотеля и Птолимея и любителем науки, который занимает нейтральную позицию. Сам автор не высказывает прямых суждений о том, какая система мироздания является истинной — Птолемеева (геоцентризм) или Коперника (гелиоцентризм). Но приверженец системы Коперника высказывает строгие и научные аргументы, которые говорят сами за себя. Этот труд стал важнейшим сочинением во всей карьере Галилея. Современное ему научное сообщество приняло его работу с исключительным восторгом и восхищением. Но позиция служителей церкви была вполне ожидаема. Бурная реакция католического духовенства привела ко второму процессу над Галилеем в 1633 году. Там он обвинялся как еретик и отступник, а инквизиция грозила уничтожить все его труды. Под колоссальным давлением церкви, ради сохранения собственной жизни и возможности работать дальше, Галилей отказался от учения Коперника и признал свои взгляды ложными. Это был самый сложный выбор в его жизни. Ценой отречения от истины он получил возможность служить этой истине. Галилей открыл новые пути и возможности в естествознании. Он является автором ряда важнейших научных открытий, в числе которых: Разработка понятий равномерного ускоренного движения и неравномерного ускоренного движения. Под равноускоренным движением понимается такое движение объекта, при котором его укоренение постоянно по направлению и модулю. Формулировка понятия ускорения как величины изменения скорости. Иными словами, это показатель, которые характеризует то, с какой быстротой изменяется скорость. Причем ускорение — величина векторная. Это значит, что если объект замедляется (снижает свою скорость), то в таком случае он тоже находится под воздействием ускорения. Только такое ускорение имеет отрицательный знак. Открытие факта, что результатом воздействия силы на объект, находящийся в движении является именно ускорение, а не скорость. Открытие формулы S= 1/2 аt2 которая связывает время, путь и ускорение; Формулировка принципа инерции и нерациональной системы. Принцип инерции Галилея является одним из первых принципов, возникших на заре развития физики. Согласно этому принципу, предоставленное самому себе тело будет двигаться по инерции равномерно и прямолинейно сколь угодно долго. Другими словами, согласно принципу инерции прямолинейная траектория является естественной линией для свободного движения. и др. Свойство тела сохранять состояние покоя или прямолинейного равномерного движения называется инерцией. Сам этот принцип — принцип инерции Галилея (или первый закон Ньютона) — далеко не столь очевиден. До Галилея думали, что для движения нужна какая-то причина, движущая сила. Даже великий Леонардо да Винчи писал: «Всякое движение стремится к своему сохранению, или же каждое движущееся тело движется постоянно, пока в нем сохраняется действие его двигателя». Удивительно, но туповатый полковник фон Циллергут из книги Я. Гашека «Похождения бравого солдата Швейка», мыслил похоже: нет бензина, не работает двигатель, автомобиль останавливается. После Галилея стала возможной чеканная латинская формулировка Р. Декарта (1596–1650): «Quod in vacuo movetur, semper moveri» (что движется в пустоте, будет двигаться всегда). Дело в том, что в природе действительно никогда не наблюдаются тела, вечно сохраняющие состояние покоя или прямолинейного равномерного движения. Нужно было проявить ту самую способность строить модели, отбрасывать несущественное, абстрагироваться, чтобы открыть принцип инерции. Изучая основные законы механики, мы идеализируем систему: пренебрегаем силами трения, считаем, что поблизости нет других тел и т. д. И тогда принцип инерции проявляет себя во всей своей красе и силе: «Для равномерного прямолинейного движения не нужно двигателя, движущая сила нужна для изменения такого вида движения тела.» Галилей заложил основы всей современной динамики, и шире всего естествознания. На основании его открытий выстраивалась вся механика. Вклад этого ученого в естествознание вряд-ли можно сопоставить со вкладом любого другого ученого. Во времена Галилея физика и механика основывались на метафизической системе Аристотеля. В корне всех природных процессов усматривались некие абстрактные «первопричины», которые управляли миром. Несмотря на огромный вклад в философию, физические концепции Аристотеля оказались неверными. Например, он считал, что скорость падения тела пропорциональна его весу. Галилей в процессе изучения инерции опровергнул эту идею. Он доказал, что скорость увеличивается пропорционально времени, а путь — пропорционально квадрату времени. Самая первая в истории науки решенная задача динамики принадлежит Галилею. Он доказал, что любое тело, которое брошено под углом к горизонту описывает в полете параболу. Галилей сформулировал первый закон механики, который сейчас известен как закон инерции. Этот закон гласит, что при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо равномерно движется. Причем вместо слова инерции он использовал понятие «неистребимо запечатленное движение». В своем главном труде «Диалоги о двух системах мира» он вывел один из фундаментальных принципов классической механики — принцип относительности. Сейчас этот принцип носит имя Галилея. Сам он формулировал его так: «Для тела, которое находится под воздействием равномерного движения, это самое движение как бы не существует, и его действие можно проследить на телах, на которые оно не воздействует». Используя этот принцип, Галилей опровергал всевозможные доводы тех, кто был против гелиоцентрической системы мира. Они утверждали, что вращение Земли оказывало бы влияние на тела, которые находятся на ее поверхности, и мы могли бы это наблюдать. Одной из задач, которые Галилей решал на протяжении всей своей жизни была задача строго математического и физического доказательства учения Николая Коперника — гелиоцентризма. Солнце находится в центре нашей системы, Земля вращается вокруг него — для Галилея это были не просто постулаты, но физические теоремы, которые необходимо строго и точно доказать. Он делал это Еще одним научным достижением Галилея в механике явилось исследование колебаний маятника. Он обнаружил, что период колебаний не имеет зависимости с их амплитудой. Также он открыл, что периоды колебания можно выразить отношением квадратных корней длины маятника. Закон изотропности колебаний маятника он открыл еще будучи студентом университета в Пизе. Это открытие достаточно быстро нашло свое практическое применение в медицине, астрономии и географии. Из-за несовершенства измерительного оборудования того времени свободное падение тел изучать было почти невозможно. В поисках способа уменьшения скорости движения Галилей заменил свободное падение на качение по наклонной поверхности, где были значительно меньшие скорости и сопротивление воздуха. Было замечено, что со временем скорость движения растет — тела движутся с ускорением. Был сделан вывод, что скорость и ускорение не зависят ни от массы, ни от материала шара.Ученый также отметил: если соединить две наклонные поверхности так, чтобы скатившись по одной из них, шар поднимался по другой, он поднимется на ту же высоту, с которой начал движение, независимо от наклона каждой из поверхностей. Галилей проверил, что полученные им законы скатывания качественно не зависят от угла наклона плоскости, и, следовательно, их можно распространить на случай падения. Окончательный вывод Галилея из последней его книги: скорость падения нарастает пропорционально времени, а путь — пропорционально квадрату времени. Сохранилось большое количество набросков Галилея, многие из которых представляют собой интуитивные открытия законов физики, которые были выведен и доказаны позднее. Некоторые его размышления явились базой для возникновения концепции центростремительного ускорения, которую полностью сформулировал Гюйгенс. Галилей ввел в научный обиход понятие момент силы, которое он обозначал итальянским словом momento. Это произведение модуля силы, которая вращает тело на ее плечо. Если на рычаг действуют две силы, он будет находится в равновесии при условии, что момент силы вращающий его против часовой стрелки равен моменту силы, вращающей его по часовой стрелке. К примеру, действие силы на дверь зависит и от модуля силы, и от того, где приложена сила. Дверь тем легче повернуть, чем дальше от оси вращения приложена действующая на неё сила. Гайку легче отвернуть длинным гаечным ключом, чем коротким. Ведро тем легче поднять из колодца, чем длиннее ручка ворота. По масштабу влияния на европейскую науку сравнимой и Галилеем фигурой является французский философ и ученый Рене Декарт. Как и Галилей, он смело критиковал и отвергал догматический религиозный подход к познанию мира. Декарт разработал собственную систему мышления, основой которой была чистая рациональность. Его подход имел колоссальное влияние на все области научного знания его эпохи. Новые принципы мышления, которые основывались на научном методе и математическом анализе, произвели подлинную революцию в естествознании. Главное требование к научному исследованию для Декарта — ясность и простота. Поэтому в своем подходе он опирался на математические принципы и законы. Также не менее важным источником познания является непосредственный опыт. Декарт явился одним из зачинателей аналитической геометрии. Декарт решал задачу сведения геометрических параметров к числовым значениям. Из такого подхода и вырос современный математический анализ. Основная особенность его взгляда на природу — механицизм. Центральная идея такого подхода — идея тождества материальности и протяженности. Мир Декарта — это однородное пространство, или, что то же самое, протяженная материя. “...Мир, или протяженная материя, составляющая универсум, не имеет никаких границ”'. Все изменения, которые наблюдаются в этом пространстве, сводятся к единственному простейшему изменению — механическому перемещению тел. “Дайте мне материю и движение, и я построю мир” — таков лейтмотив, идейное знамя картезианской физики. Декарт разработал новую для своего времени систему происхождения мира. Он считал, что Вселенная создана Богом. Но Бог участвовал только в первоначальном акте творения. В развитии мира он не принимает участие. Бог создал законы природы, а затем перестал вмешиваться в них. По Декарту человеческий разум способен понять все законы мироздания, данные Богом, а значит и полностью понять устройство мира. Материя для Декарта может бесконечно делиться на части, которые имеют самые разные виды и формы. Весь физический мир состоит из трех видов материи6 легкая и разнообразная (стихия огня); частицы материи круглой и гладкой формы (стихия воздуха) и большие частицы, которые двигаются очень медленно (стихия земли). В начале мира все эти типы частиц находились в хаосе и разрозненном движении. Но под действиями божественных законов природы, они постепенно упорядочивались и выстраивалась в организованную систему. Именно эти универсальные законы наш мир идеален, его можно познать. Среди главных и фундаментальных природных законов Декарт выделял два: закон инерции и закон сохранения количества движения. Согласно первому закону из изначального хаоса разрозненные частицы материи вступали во взаимодействие и образовывали сложные вихри. Каждый такой вихрь имел свой собственный центр. В них между молекулами происходит трение, которое изменяет их — частицы шлифуются, принимают форму и дробятся. Образовавшиеся таким способом шарообразные частицы двигаются по кругу и образуют воздух. Раздробленные элементы материи стремятся к центру и образуют огонь. Из него возникает Солнце и другие звезды. Самые крупные и тяжелые частицы стремятся к периферии, входят друг с другом во взаимодействие. Так возникают планеты. Все планеты под действием вихревого движения образуют движение по круговой оси вокруг звезды. Космогоническая теория Декарта объясняла суточное движение Земли вокруг своей оси и ее годовое движение вокруг Солнца. Но объяснить не могла других особенностей Солнечной системы, в том числе законов Кеплера. Это была умозрительная космогония, натурфилософская схема, не обоснованная математически. И тем не менее ей присуще великое достоинство — идея развития, поразительно смелая для той эпохи. Декарт следующим образом формулирует принцип инерции: “...Каждая частица материи в отдельности продолжает находиться в одном и том же состоянии до тех пор, пока столкновение г другими частицами не вынуждает ее изменить это состояние” Эволюционная картина мира быстро распространялась в науке. Величием открывавшихся горизонтов учение Декарта захватило лучшие умы и надолго определило дальнейшее развитие физики и всего естествознания. Большая часть XVIII в. в истории естествознания прошла под знаком борьбы картезианства и ньютонианства. Несмотря на то что Ньютоново направление на том этане развития науки было более прогрессивным, общие идеи Декарта продолжали оказывать серьезное влияние на формирование научных взглядов XVIII в. ц даже XIX в., а разработанная им идея космического вихревого движения не раз возрождалась в астрономии и космогонии вплоть до XX в. Заключение Декарт и Галилей это две фигуры, которые своим умом и пониманием мира изменили мировоззрение всей европейской цивилизации. Их темпераменты не схожи, их судьбы различны, они явились порождением двух разных эпох, но в одном они сильно сходи. В стремлении к постижению истинности. Необузданное желание понять и объяснить мир, в котором мы живем, заставили этих ученых отвергать предшествующие теории и концепции и искать новый взгляд и новые походы к научному познанию мира. Хотя и для Галилея, и для Декарта Бог оставался неотъемлемой частью реальности. Причем Декарт выводил реальность существовании Бога при помощи чисто логических, философских построений. Законы природы и устройства мира — суть творение Божества, которое имеет непознаваемую природу. И итальянский естествоиспытатель, и французский философ открыли для человечества новые пути познания, по которым наука идет до сих пор. Великий Исаак Ньютон говорил: «Если я и вижу дальше других, то это потому, что я стою на плечах гигантов». Среди всей плеяды великих ученых именно гиганты Декарт и Галилей позволили нам понимать наш собственный мир лучше. Список использованной литературы 1. Найдыш В. Концепции современного естествознания, 2004. 2. Бухгольц Н.Н. Основной курс теоретической механики (часть первая). – М.: Наука, 1972. 3. Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов. – М.: Просвещение, 1986. |