Основные принципы классической механики
Платон
В космологии Платона получили дальнейшее развитие и конкретизацию парменидовские представления о вечности и неизменности постигаемого мышлением истинного бытия идеальных сущностей и о временности, т.е. непрерывной изменчивости и бренности, чувственно воспринимаемого иллюзорного "мира мнений".
Приступая к характеристике мироздания, Тимей, в уста которого философ вкладывает изложение своей космологии, говорит, что «для начала должно разграничить вот какие две вещи: что есть вечное, не имеющее возникновения бытие и что есть вечно возникающее, но никогда не сущее. То, что постигается с помощью размышления и объяснения, очевидно, и есть вечно тождественное бытие; а то, что подвластно мнению и неразумному ощущению, возникает и гибнет, но никогда не существует на самом деле»
Что же является поистине вечным, неизменным, истинно сущим? Таковым является мир эйдосов, идей или образцов, глядя на которые Демиург творит мироздание, космос. Судя по логике вещей, этот умопостигаемый мир эйдосов, образцов находится в Уме.
Платон пишет, что Отец(Демиург) решил еще больше уподобить сотворенный космос исходному образцу, но, поскольку природа этого исходного образца вечна, «а этого нельзя полностью передать ничему рожденному», то бог «замыслил сотворить некое движущееся подобие вечности», и, создавая небо, он вместе с ним создал «для вечности, пребывающей в едином, вечный же образ, движущийся от числа к числу, который мы назвали временем». При этом Платон подчеркивает, что говорить "была", "есть" и "будет" можно только о сотворенном космосе и что до сотворения неба не было ни дней, ни ночей, ни месяцев, ни годов. Время сотворено вместе с космосом и приложимо только к становящемуся, постоянно изменяющемуся и исчезающему. А к тому, что "вечно пребывает тождественным и неподвижным", подобает только "есть".
В отличие от Парменида, у которого только зарождается противопоставление временности, т.е. постоянной изменчивости, нестабильности чувственно воспринимаемого мира мнений, и вечности истинно сущего умопостигаемого мира, само понятие "время" еще не вычленяется из потока ощущений, Платон делает значительный шаг в сторону абстрагирования времени и вычленения его в качестве некоторой бегущей по кругу, согласно закону числа, характеристики или свойства
19. Учение об атомах и пустоте у Демокрита и основные принципы атомно-молекулярной теории в современной науке.
Левкипп и Демокрит – создали Атомистическое учение, получившее развитие в работах последователей – Эпикура и Лукреция (Тит Лукреций Кар). В противоположность милетцам полагал, что природа не однородная стихия, а дифференциальна: делится на множество частей, но при этом: не беспредельна; предел - это атом (от греч. atomos - неделимый). Демокрит утверждал: «Атомы настолько малы, что их невозможно ни потрогать, ни взвесить». Ссылаясь на своего учителя Левкиппа, он рассуждал так: «Почему должны существовать атомы? Всякую вещь можно разделить на части, а всякую часть – на еще более мелкие части и так далее. Если процесс деления не ограничен, тогда любой кусочек тела (вещества) должен состоять из бесконечного числа частей. Но тогда никакой кусочек вещества не смог бы образоваться, потому что для соединения бесконечного множества частиц необходимо бесконечно много времени, т.е. вечность, а значит, это невозможно никогда».
Таким образом, тела состоят все-таки из конечного числа частиц, и значит, есть мельчайшая неделимая частица, являющаяся основой всех вещей. Демокрит назвал эту частица атомом. Если же макротело есть результат суммирования огромного, но конечного числа элементов (атомов), то свойства тела должны быть присущи и каждому элементу тела, а эти свойства, в свою очередь, определяются: весом, размером, формой (фигурой, внешним видом).
Действительно, атом обладает всеми этими свойствами:
1) имеет атомный вес;
2) имеет размер (радиус внешней орбиты электронов);
3) атомы выглядят очень по-разному, особенно при взаимодействии с другими веществами, т.е. в соединениях.
По мысли Демокрита, атомы движутся в пространстве беспорядочно (хаотично). Эпикур же приписал движению атомов еще одно свойство – спонтанность. Оно означает, что атомы не просто движутся беспорядочно, но совершают самопроизвольные отклонения от прямолинейного движения, и если бы атомы не отклонялись, то все в природе «разлеглось бы слоями» и движение прекратилось бы. А мы видим обратное. Атом может двигаться самопроизвольно, может совершать скачки, а не двигаться прямолинейно. Эпикур обосновал свободу воли человека (если у атомов есть скачки то, что говорить о человеке, который состоит из огромного числа атомов). Человек - хозяин своей судьбы.
Атомно-молекулярная теория базируется на следующих законах и утверждениях:
В концепции современного естествознания атом рассматривается как электромагнитная система, состоящая из квантов!
· Все вещества состоят из атомов
· Атомы одного химического вещества (химический элемент) обладают одинаковыми свойствами, но отличаются от атомов другого вещества
· При взаимодействии атомов образуются молекулы (гомоядерные — простые вещества, гетероядерные — сложные вещества)
· При физических явлениях молекулы не изменяются, при химических происходит изменение их состава
· Химические реакции заключаются в образовании новых веществ из тех же самых атомов, из которых состояли исходные вещества
· Закон сохранения массы — масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции
· Закон постоянства состава (закон кратных отношений) — любое определенное химически чистое соединение независимо от способа его получения состоит из одних и тех же химических элементов, причем отношения их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами
· Аллотропия — существование одного и того же химического элемента в виде нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам.
22. Галилей и наука Нового Времени.
Галилео Галилей (1564–1642) – итальянский ученый, основатель экспериментально-теоретического естествознания.
Эксперимент – планомерное изолирование, регулирование и варьирование условий для изучения явлений, которые зависят от них, с помощью наблюдений, на основании которых складывается знание регулярности и закономерностей наблюдаемого явления. Основателем экспериментального знания называют Галилео Галилея, а вслед за ним Френсиса Бэкона.
Галилей был на стороне рационализма и считал, что мир можно постигнуть чисто механическим способом, с помощью математики, механики и разума.
Галилей занимался вопросами механики, открыл некоторые ее фундаментальные законы, свидетельствовавшие о том, что существует естественная необходимость. Ученый явился основателем динамики как науки о движении физических тел. Галилео являлся одним из крупнейших астрономов своего времени. Благодаря своей экспериментальной науке он изобрел телескоп, с помощью которого обнаружил фазы в движении Венеры, пятна на солнце, кольца Сатурна, скопления Млечного пути, спутник юпитера (Медичи) и другие явления космоса.
Его эксперименты шли вразрез с теологическим учением и подводили мир под гелиоцентрическую картину. Галилей признавал существование Бога, но считал, что после сотворения мира Творец отошел в сторону и не вмешивался в его дальнейшее развитие. Такая точка зрения называется деизм.
Галилей предлагал отбросить все фантастические построения и изучать природу опытным путем, искать естественные природные причины объяснения явлений.
Своей основной задачей Галилео Галилей считал прежде всего объяснять природу и ее законы с позиций науки. Мыслитель сформулировал основные принципы механистического материализма. По мнению Галилея, законы природы имеют принудительную силу для всех людей. Мир со своей безграничностью открыт для познания.
Истина, согласно Галилею, представляет собой интенсивный бесконечный процесс углубления человеческой мысли в объект познания.
По мнению Галилея, все явления можно свести к их точному количественному соотношению, поэтому в основе всех наук лежат математика и механика.
Он являлся пропагандистом опыта как пути, который может привести к истине. Галилео утверждал, что к истине могут привести два метода:
– резолютивный (разложение исследуемого явления на более простые элементы, его составляющие);
– композитивный (осмысление явления как целостности).
Галилей был родоначальником основы естественной науки Нового времени, он предложил эксперимент как основу научного познания.
В отличие от опытов, проводившихся многими учеными до Галилея, эксперимент предполагает:
– вычленение в реальном объекте идеальной составляющей (при проецировании на реальный объект теории);
– перевод техническим путем реального объекта в идеальное состояние, т. е. полностью отображаемое в теории.
Опыты, как они понимаются в эмпирической традиции, начинающейся с Бэкона, дают некий исходный эмпирический материал. А с помощью эксперимента реализуются научные «идеальные объекты»: идеальное движение в пустоте, идеальный газ и др.
23. Основные принципы классической механики и теория всемирного тяготения Ньютона.
Основные понятия классической механики
Пространство. Считается, что движение тел происходит в пространстве, являющимся евклидовым, абсолютным (не зависит от наблюдателя), однородным (две любые точки пространства неотличимы) и изотропным (два любых направления в пространстве неотличимы).
Время — фундаментальное понятие, постулируемое в классической механике. Оно считается является абсолютным, однородным и изотропным (уравнения классической механики не зависят от направления течения времени).
Система отсчёта состоит из тела отсчёта (некоего тела, реального или воображаемого, относительно которого рассматривается движение механической системы), прибора для измерения времени и системы координат. Те системы отсчета по отношению, к которым пространство однородно, изотропно и зеркально – симметрично и время однородно называются инерциальными системами отсчета (ИСО).
Масса — мера инертности тел.
Материальная точка — модель объекта, имеющего массу, размерами которого в решаемой задаче пренебрегают.
Абсолютно твердое тело - система материальных точек, расстояния между которыми не меняются в процессе их движения, т.е. тело, деформациями которого можно пренебречь.
Элементарное событие – явление с нулевой пространственной протяженностью и нулевой длительностью (например, попадание пули в мишень).
Замкнутая физическая система - система материальных объектов, в которой все объекты системы взаимодействуют между собой, но не взаимодействуют с объектами, которые не входят в систему.
Основные принципы классической механики
На современном этапе к актуальным в механике относят задачи теории колебаний, динамики твердого тела, теории устойчивости движения, механики тел переменной массы и динамики космических полетов.
Предметом изучения классической механики являются движения любых материальных тел, совершаемые со скоростями, много меньшими скорости света. Приведем основные три:
материальная точка — объект пренебрежимо малых размеров, имеющий массу;
абсолютно твердое тело — тело, у которого расстояние между двумя любыми точками всегда остается неизменным;
сплошная изменяемая среда; это понятие применимо, когда можно пренебречь молекулярной структурой среды.
В основе классической механики лежат три закона механики Ньютона(те самые принципы):
1) всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние;
2) изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит в направлении той прямой, по которой эта сила действует;
3) действию всегда есть равное и противоположное противодействие, т.е. взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.
Одно из центральных мест в классической механике занимает принцип относительности Г. Галилея, суть которого составляют два положения: 1) движение относительно; 2) физические законы не зависят от движения.