Концепции современного естествознания. Шпаргалки

Время и движение в механической картине мира представляют собой абсолютные понятия. Хотя Ньютон рассматривал два вида времени – относительное , которое воспринимается людьми в процессе измерения, и абсолютное – то есть математическое, которое существует независимо от внешних причин, ни на что не влияет, равномерно по своей природе и отличается только длительностью, механическая картина мира усвоила лишь абсолютное математическое время.

Если пространство считалось абсолютно пустым вместилищем для перемещающихся тел и атомов, то время было таким же пустым вместилищем происходящих событий. Движение времени шло в одну сторону – от прошлого к будущему. Для измерения времени существовал совершенный прибор – механические часы. Большего не требовалось.

Движение в механическом мире было механическим перемещением материальных точек или абсолютно твердых тел. Сложные движения в механике описывались как сумма простых перемещений из одной точки пространства в другую. Для описания этих движений применялись открытые Ньютоном законы. Механика ввела в науку понятие массы и силы, причем масса считалась для конкретного тела постоянной и выражала его инертность, а сила понималась как причина изменения механического движения и причина деформации. Любое движение согласно законам Ньютона можно было описать с точки зрения применения данной силы к некой массе. Позднее Декарт ввел понятие количества движения (произведения массы на скорость). Декарт воспринимал окружающий мир как математическую данность: материю он рассматривал как простую протяженность с геометрическими характеристиками, которая существует, поскольку существует движение. Декарту принадлежит формулировка физического понятия импульса силы и закона, который гласит, что импульс силы, равный произведению приложенной силы на время ее действия F · dt, дает постоянство количества движения m · V, то есть m · V = F · dt. В этом определении единственная, способная изменяться, величина – длительность (при неизменной массе, равномерных скорости и силе). Воспринимая материальный мир как математическую модель, Декарт разработал известную всем систему координат (X, Y, Z), которая получила его имя.

27. Понятие взаимодействий в механической картине мира

В классической механике понятие взаимодействий (современная наука разделяет слабое, сильное, электромагнитное и гравитационное) опиралось на известные законы механики Ньютона, и закон всемирного тяготения, оперирующий понятиями сил притяжения и отталкивания, то есть, по сути, вопрос взаимодействия классической механикой не рассматривался.

В механической картине мира он был не нужен: все виды движений можно было свести к простому изменению положения тела в пространстве. Под взаимодействиями понималось приложение сил одного тела к другому для изменения траектории движения или выведения этого тела из состояния покоя. Никакого вида движения кроме механического (поступательного) и вращательного (как движение по окружности) механика не знала, а единственное взаимодействие, которое рассматривалось глубже, было открытой Ньютоном силой гравитации. Гравитация описывалась как механическое движение, но выводилась из движения мегамира. Согласно закону всемирного тяготения, если известна масса одного из тел и сила гравитации, можно определить и массу второго тела.

Закон считался универсальным, сам Ньютон указывал, что это всеобщий закон, применимый для всех планет; на его основе он создал теорию сжатия Земли у полюсов, теорию приливов и отливов, движения комет, возмущения в движении планет и т. п. И первую проверку закон всемирного тяготения прошел именно на космическом уровне. В 1682 г. друг Ньютона Галлей открыл комету, впоследствии названную его именем, и предсказал ее возвращение к Земле через 76 лет; предсказание он делал, исходя из законов Кеплера, но без учета ньютоновой гравитации.

Через 76 лет комета не появилась. Расчеты решил перепроверить француз Клеро, он провел свои вычисления с учетом возмущений Сатурна и Юпитера и дал точную дату появления кометы Галлея, сделав ошибку всего на три недели. Опираясь на закон всемирного тяготения, в XIX в. ученым удалось сначала рассчитать, а затем и увидеть планету Нептун.

Гравитационное взаимодействие является взаимодействием ввиду силы притяжения между двумя любыми телами. Из гравитационного закона Ньютон вывел тождественность гравитационной массы и массы инертности. Этот принцип был назван Эйнштейном фундаментальным законом природы и положен в основу общей теории относительности.

28. Формирование термодинамической картины мира