Вторая научная революция.
естествознания. Механическая картина мира.
Одним из активных сторонников учения Коперника был итальянский мыслитель Джордано Бруно(1548-1600). Он пошел дальше Коперника, отстаивая тезис о бесконечности Вселенной, и наличия других обитаемых миров и, по сравнению с Землей «если не больше и не лучше, то во всяком случае не меньше и не хуже».
Инквизиция имела серьезные опасения бояться распространения образа мыслей и учения Бруно. После восьмилетнего тюремного заточения, как нераскаявшийся еретик, был сожжен на костре на Площади цветов в Риме.
Трагическая гибель Бруно произошла на рубеже двух эпох: Возрождения и эпохи Нового времени. Последняя охватывает 17, 18, 19 века.
В этом периоде особую роль сыграл 17 век, ознаменовавшийся рождением современной науки, у истоков которой стояли Галилей, Кеплер, Ньютон.
В учении Галилея(1564-1642) были заложены основы нового механического естествознания. «Самая фундаментальная проблема, остававшаяся в течение тысячи лет неразрешенной из-за сложности – это проблема движения» - говорил А.Эйнштейн. Он открывает дорогу математическому естествознанию. Он был уверен, что «законы природы написаны на языке математики». Смысл своего творчества он видит в физическом обосновании гелиоцентризма, учения Коперника. Галилей закладывает основы экспериментального естествознания. Эксперимент – важнейший метод научного познания. Галилей делает открытие большой научной значимости – закон изотропности колебаний маятника, который сразу же нашел применение в медицине, астрономии, географии, прикладной механике. Он установил, что скорость свободного падения тел не зависит от их массы(как думал Аристотель). Галилей экспериментально обнаружил весомость воздуха. До Галилея общепринятым считалось понимание движения, выработанное Аристотелем: Тело движется только при наличии внешнего на него воздействия, если это воздействие прекращается, тело останавливается. Галилей впервые применив новый научный метод познания – мысленный эксперимент (в идеальных условиях), показал, что этот принцип Аристотеля(хотя и согласуется с нашим повседневным опытом) является ошибочным. Он сформулировал принцип инерции: тело либо находится в состоянии покоя, либо движется не изменяя направления и скорости своего движения, если на него не производится какого-либо внешнего воздействия. Астрономические исследования Галилея обосновали и подтвердили справедливость гелиоцентрического учения Коперника. Эти взгляды он изложил в книге «Диалог о двух системах мира», опубликованной в 1632 г. Он усовершенствовал зрительную трубу и превратил в телескоп с 32-кратным увеличением. Остановил вращение Солнца вокруг своей оси, а на его поверхности есть пятна. Обнаружил 4 спутника Юпитера, гористую поверхность Луны, а туманность Млечный Путь представляет собой скопление звезд.
За признание своих открытий Галилею пришлось вести борьбу с церковью. Церковь дважды вела процессы против Галилея. После первого процесса в 1616 году Галилей был вынужден перейти к методам «нелегальной борьбы» за коперниканизм. После выхода книги «Диалог о двух системах мира» началась вторая компания против Галилея, которая привела ко второму процессу инквизиции в 1633 г. Инквизиция пригрозила не только осудить его как еретика, но и уничтожить все его рукописи и книги. От него требовали признания ложности учения Коперника. Галилей вынужден был уступить. Ценой тягчайшей моральной пытки он купил возможность завершения своего дела. В годы, последовавшие за процессом, Галилей продолжал разработку рациональной динамики.
Исторический вклад Галилея состоит в следующем:
- сформулировал понятие ускорения(скорость изменения скорости),
- результат действия на тело силы не только скорость, но и ускорение,
- вывел формулу, связывающую ускорение, путь и время: S= ½ at2
- сформулировал принцип инерции,
- сформулировал принцип относительности движения
- открыл закон независимости действия сил(принцип суперпозиции).
Спустя 350 лет после смерти Галилея, в октябре 1992 г., он был реабилитирован католической церковью, его осуждение было признано ошибочным, а учение – правильным. Глава римско-католической церкви Иоанн-Павел II заявил при этом, что церковь не должна выступать против науки, а наоборот поддерживать научный прогресс.
Огромное влияние на развитие теоретической мысли в физик 17 в. оказал великий французский мыслитель Рене Декарт(латинизир.Картезий).Он говорил: «Оставим книги, посоветуемся с разумом!». Революционное значение для развития естествознания имело его знаменитое «Рассуждение о методе», где провозглашены новые принципы научного мышления и новые средства математического анализа в геометрии и оптике. Требование простоты и ясности – основной принцип Декарта.
Он основоположник аналитической геометрии. Сформулировал понятие переменной величины, ввел оси координат.
Декарт – основоположник научной космогонии. Он автор первой новоевропейской теории происхождения мира, Вселенной. Декарт допускает, что природа была создана Богом в виде первоначального материального хаоса, но Бог не принимает участия в его дальнейшем развитии. Мир развивается по естественным законам. Он полагал, что мировое пространство заполнено особым, легким, подвижным веществом, способным образовывать гигантские вихри. Вихревые потоки окружает все небесные тела, увлекают их и приводят в движение (Теория вихрей).Это была умозрительная космогония, не обоснованная математически. И тем не менее ей присуще великое достоинство – идея развития, поразительно смелая для той эпохи.
Великий Ньютон имел все основания сказать: «Если я вижу дальше Декарта, то это потому, что я стою на плечах гиганта».
Результаты естествознания 17 века обобщил Исаак Ньютон(1643-1727). Он стал родоначальником классической теоретической физики. В основе Ньютоновского метода лежит экспериментальное установление точных количественных закономерных связей между явлениями и выведением из них законов природы методом индукции.
Среди открытий Ньютона: открытие или окончательная формулировка основных законов динамики, создание (одновременно с Г.Лейбницем) новых математических методов – дифференциального и интегрального исчислений, ставших фундаментом высшей математики, изобретение отражательного зеркального телескопа-рефлектора, открытие явления разложения белого света и др. В 1672 г. Ньютон изложил перед членами королевского общества свою новую корпускулярную концепцию света. В соответствии с этой концепцией свет представляет собой поток «световых частиц», наделенных свойствами и взаимодействующих с телами. Цвет – это не результат преломления или отражения света в среде. Цвет присущ свету изначально и связан со свойствами корпускул. Эта теория хорошо объясняла дисперсию света, но плохо объясняла интерференцию и дифракцию, поляризацию света.
Вершиной научного творчества Ньютона стала его теория тяготения и провозглашение универсального закона природы – закона всемирного тяготении. В его теории тяготение предстало как универсальное взаимодействие, которое проявляется между любыми материальными частицами независимо от их качеств и состава. В 1686 Ньютон представил Лондонскому королевскому обществу свою новую всеобщую теорию - механику земных и небесных процессов. Книга Ньютона «Математические начала натуральной философии», вышедшая в свет в 1687 г, не имела себе равных по значению. Законы движения планет предстали как следствия закона всемирного тяготения. Причину и природу тяготения Ньютон не считал возможным обсуждать, не имея на этот счет достаточного количества фактов(«Гипотез не измышляю!»).
Формирование основ классической механики – величайшее достижение естествознания 17 века. Это была первая фундаментальная естественно-научная теория, ядро механической картины мира. Механические взгляды на материальный мир господствовали 17,18,19 века. Природа понималась как гигантская механическая система, функционирующая по законам классической механики.