Pojawienie się cech fizycznych fizyki jako nauki podstawowej. Jak działa silnik postępu

(ze starożytnej greki. fuzja « Natura „) to dziedzina nauk przyrodniczych, nauka badająca najbardziej ogólne i podstawowe prawa określające strukturę i ewolucję świata materialnego. Prawa fizyki leżą u podstaw wszystkich nauk przyrodniczych.

Termin „fizyka” po raz pierwszy pojawił się w pismach jednego z największych myślicieli starożytności – Arystotelesa, żyjącego w IV wieku p.n.e. Początkowo terminy „fizyka” i „filozofia” były synonimami, gdyż obie dyscypliny starają się wyjaśnić prawa funkcjonowania Wszechświata. Jednak w wyniku rewolucji naukowej XVI wieku fizyka wyłoniła się jako odrębny kierunek naukowy.

Słowo „fizyka” do języka rosyjskiego wprowadził Michaił Wasiljewicz Łomonosow, kiedy opublikował pierwszy w Rosji podręcznik fizyki przetłumaczony z języka niemieckiego. Pierwszy rosyjski podręcznik zatytułowany „Krótki zarys fizyki” został napisany przez pierwszego rosyjskiego akademika Strachowa.

We współczesnym świecie znaczenie fizyki jest niezwykle duże. Wszystko, co odróżnia społeczeństwo współczesne od społeczeństwa minionych wieków, pojawiło się w wyniku praktycznego zastosowania odkryć fizycznych. Tym samym badania w dziedzinie elektromagnetyzmu doprowadziły do ​​pojawienia się telefonów, odkrycia w termodynamice umożliwiły stworzenie samochodu, a rozwój elektroniki doprowadził do pojawienia się komputerów.

Fizyczne rozumienie procesów zachodzących w przyrodzie stale się rozwija. Większość nowych odkryć wkrótce znajdzie zastosowanie w technice i przemyśle. Jednak nowe badania nieustannie odkrywają nowe tajemnice i zjawiska, których wyjaśnienie wymagają nowe teorie fizyczne. Pomimo ogromnej ilości zgromadzonej wiedzy, współczesna fizyka wciąż jest bardzo daleka od wyjaśnienia wszystkich zjawisk naturalnych.

Ogólne podstawy naukowe metod fizycznych rozwinięte są w teorii wiedzy i metodologii nauki.

Przedmiot fizyki.

Fizyka jest nauką o przyrodzie w najogólniejszym znaczeniu (część historii naturalnej). Bada materię i energię, a także podstawowe interakcje natury, które kontrolują ruch materii.

Niektóre prawa są wspólne dla wszystkich systemów materialnych, na przykład zasada zachowania energii - zwane prawami fizycznymi. Fizykę czasami nazywa się „nauką podstawową”, ponieważ inne nauki przyrodnicze (biologia, geologia, chemia itp.) opisują tylko pewną klasę układów materialnych, które podlegają prawom fizyki. Na przykład chemia bada atomy, powstałe z nich substancje i przemianę jednej substancji w drugą. Właściwości chemiczne substancji są jednoznacznie określone przez właściwości fizyczne atomów i cząsteczek, opisane w takich gałęziach fizyki, jak termodynamika, elektromagnetyzm i fizyka kwantowa.

Fizyka jest ściśle związana z matematyką: matematyka zapewnia aparat, za pomocą którego można precyzyjnie formułować prawa fizyczne. Teorie fizyczne są prawie zawsze formułowane w kategoriach matematycznych, przy użyciu bardziej złożonej matematyki niż jest to zwykle stosowane w innych naukach. I odwrotnie, rozwój wielu dziedzin matematyki był stymulowany potrzebami teorii fizycznych.

Fizyka teoretyczna i eksperymentalna.

1) W swej istocie fizyka jest nauką eksperymentalną: wszystkie jej prawa i teorie opierają się na danych eksperymentalnych. Często jednak to nowe teorie motywują do eksperymentów i w rezultacie leżą u podstaw nowych odkryć. Dlatego zwyczajowo rozróżnia się fizykę eksperymentalną i teoretyczną.

Fizyka eksperymentalna bada zjawiska naturalne w wcześniej przygotowanych warunkach. Do jego zadań należy odkrywanie nieznanych wcześniej zjawisk, potwierdzanie lub obalanie teorii fizycznych. Wiele postępów w fizyce osiągnięto dzięki eksperymentalnemu odkryciu zjawisk nieopisanych przez istniejące teorie (na przykład odkryta eksperymentalnie absolutność prędkości światła dała początek szczególnej teorii względności).

2) Do zadań fizyki teoretycznej należy formułowanie ogólnych praw przyrody i wyjaśnianie różnych zjawisk na podstawie tych praw, a także przewidywanie zjawisk dotychczas nieznanych. Dokładność każdej teorii fizycznej sprawdza się eksperymentalnie: jeśli wyniki eksperymentu pokrywają się z przewidywaniami teorii, uważa się ją za odpowiednią (opisującą dane zjawisko dość dokładnie).

Przy badaniu dowolnego zjawiska równie ważna jest rola fizyki eksperymentalnej i teoretycznej.

Podstawowe teorie.

Chociaż fizyka zajmuje się różnymi systemami, niektóre teorie fizyczne mają zastosowanie w dużych obszarach fizyki. Teorie takie uważa się za ogólnie prawdziwe, z zastrzeżeniem dodatkowych ograniczeń. Na przykład mechanika klasyczna jest poprawna, jeśli rozmiary badanych obiektów są znacznie większe niż rozmiary atomów, prędkości są znacznie mniejsze od prędkości światła, a siły grawitacyjne są małe. Teorie te są nadal aktywnie badane; na przykład taki aspekt mechaniki klasycznej, jak teoria chaosu, odkryto dopiero w XX wieku. Stanowią one podstawę wszelkich badań fizycznych.

Tradycyjnie goździki można znaleźć w prawie każdym przepisie na pierniki i poncze. Przyprawa ta poprawia smak sosów oraz dań mięsnych i warzywnych. Naukowcy odkryli, że pikantne goździki są doskonałym przeciwutleniaczem i dlatego nadają się do wzmacniania mechanizmów obronnych organizmu.

Przeczytaj całkowicie

Kategoria: Zdrowy styl życia

Ramson (dziki czosnek) to swego rodzaju zwiastun wiosny, na który z niecierpliwością czekamy. Nie jest to zaskakujące, ponieważ delikatne zielone liście dzikiego czosnku są nie tylko atrakcją kulinarną, ale także zdrową! Dziki czosnek usuwa toksyny, obniża ciśnienie krwi i poziom cholesterolu. Zwalcza istniejącą miażdżycę oraz chroni organizm przed bakteriami i grzybami. Oprócz bogactwa witamin i składników odżywczych, dziki czosnek zawiera także substancję czynną alliinę, naturalny antybiotyk o różnorodnych właściwościach leczniczych.

Kategoria: Zdrowy styl życia

Zima to czas grypy. Coroczna fala zachorowań na grypę rozpoczyna się zwykle w styczniu i trwa od trzech do czterech miesięcy. Czy grypie można zapobiegać? Jak chronić się przed grypą? Czy szczepionka na grypę jest naprawdę jedyną alternatywą, czy też istnieją inne opcje? Co dokładnie można zrobić, aby wzmocnić układ odpornościowy i w naturalny sposób zapobiec grypie, dowiesz się w naszym artykule.

Przeczytaj całkowicie

Kategoria: Zdrowy styl życia

Istnieje wiele roślin leczniczych na przeziębienie. W naszym artykule poznasz najważniejsze zioła, które pomogą Ci szybciej uporać się z przeziębieniem i zyskać siłę. Dowiesz się, które rośliny pomagają na katar, działają przeciwzapalnie, łagodzą ból gardła i łagodzą kaszel.

Przeczytaj całkowicie

Jak stać się szczęśliwym? Kilka kroków do szczęścia Kategoria: Psychologia związków

Klucze do szczęścia nie są tak odległe, jak mogłoby się wydawać. Są rzeczy, które zaciemniają naszą rzeczywistość. Musisz się ich pozbyć. W naszym artykule przedstawimy Ci kilka kroków, które sprawią, że Twoje życie stanie się jaśniejsze i poczujesz się szczęśliwszy.

Przeczytaj całkowicie

Naucz się poprawnie przepraszać Kategoria: Psychologia związków

Osoba może szybko coś powiedzieć i nawet nie zauważyć, że kogoś obraziła. W mgnieniu oka może wybuchnąć kłótnia. Jedno złe słowo następuje po następnym. W pewnym momencie sytuacja staje się tak napięta, że ​​wydaje się, że nie ma z niej wyjścia. Jedynym ratunkiem jest to, że jeden z uczestników kłótni zatrzyma się i przeprosi. Szczery i przyjazny. Przecież zimne „przepraszam” nie wywołuje żadnych emocji. Właściwe przeprosiny są najlepszym lekarstwem na relacje w każdej sytuacji życiowej.

Przeczytaj całkowicie

Kategoria: Psychologia związków

Utrzymanie harmonijnej relacji z partnerem nie jest łatwe, ale jest nieskończenie ważne dla naszego zdrowia. Można dobrze się odżywiać, regularnie ćwiczyć, mieć świetną pracę i dużo pieniędzy. Ale nic z tego nie pomoże, jeśli mamy problemy w relacji z ukochaną osobą. Dlatego tak ważne jest, aby nasze relacje były harmonijne i jak to osiągnąć, pomogą rady zawarte w tym artykule.

Przeczytaj całkowicie

Nieświeży oddech: jaki jest powód? Kategoria: Zdrowy styl życia

Nieświeży oddech to dość nieprzyjemny problem nie tylko dla sprawcy tego zapachu, ale także dla jego bliskich. Nieprzyjemny zapach w wyjątkowych przypadkach, na przykład w postaci jedzenia czosnkowego, jest każdemu wybaczony. Jednakże chroniczny nieświeży oddech może łatwo skierować osobę na pozycję spalonego w społeczeństwie. Nie powinno się to zdarzać, ponieważ w większości przypadków przyczynę nieświeżego oddechu można stosunkowo łatwo zidentyfikować i wyeliminować.

Przeczytaj całkowicie

Nagłówek:

Sypialnia powinna być zawsze oazą spokoju i dobrego samopoczucia. To oczywiste, dlaczego wiele osób chce udekorować swoją sypialnię roślinami domowymi. Ale czy jest to wskazane? A jeśli tak, jakie rośliny nadają się do sypialni?

Współczesna wiedza naukowa potępia starożytną teorię, że kwiaty są nieodpowiednie w sypialni. Wcześniej uważano, że rośliny zielone i kwitnące zużywają w nocy dużo tlenu i mogą powodować problemy zdrowotne. W rzeczywistości rośliny domowe mają minimalne zapotrzebowanie na tlen.

Przeczytaj całkowicie

Sekrety fotografii nocnej Kategoria: Fotografia

Jakich ustawień aparatu należy więc używać w przypadku długich ekspozycji, fotografowania nocą i fotografowania przy słabym oświetleniu? W naszym artykule zebraliśmy kilka wskazówek i rekomendacji, które pomogą Ci wykonać wysokiej jakości zdjęcia nocne.

Streszczenie na temat: „Historia fizyki”

Rozwój fizyki

Fizyka jest jedną z nauk przyrodniczych, której zadaniem jest badanie przyrody w celu podporządkowania jej człowiekowi.

W starożytności słowo „fiika”) oznaczało historię naturalną. Następnie historię naturalną podzielono na szereg nauk: fizykę, chemię, astronomię, geologię, biologię, botanikę itp.

Wśród tych nauk fizyka zajmuje w pewnym stopniu szczególne miejsce, ponieważ przedmiotem jej badań są wszystkie podstawowe, najbardziej ogólne, najprostsze formy ruchu materii.

Nagromadzenie wiedzy o zjawiskach przyrodniczych nastąpiło już w starożytności. Nawet ludzie prymitywni, dostrzegając podobieństwa i różnice w zjawiskach otaczającego świata, czerpali ze swojej praktyki pewną wiedzę o przyrodzie. Następnie systematyzacja zgromadzonej wiedzy doprowadziła do pojawienia się nauki.

Pogłębianie i udoskonalanie wiedzy o zjawiskach przyrodniczych ludzie dokonywali ze względu na potrzeby praktyczne poprzez obserwacje, a na wyższym etapie rozwoju nauki – poprzez eksperymenty (obserwacja to badanie zjawiska w środowisku naturalnym, eksperyment to odtworzenie zjawiska w sztucznym otoczeniu w celu odkrycia cech tego zjawiska w zależności od stworzonych warunków).

Stworzono hipotezy wyjaśniające zjawiska. Wnioski z obserwacji, eksperymentów i hipotez sprawdzano w różnorodnych interakcjach nauki i praktyki; praktyka wskazywała sposoby wyjaśniania doświadczenia naukowego (obserwacje i eksperymenty), korygowała hipotezy i wzbogacała naukę. Nauka z kolei wzbogaciła praktykę.

W miarę poszerzania się zastosowań wiedzy naukowej w praktyce pojawiła się potrzeba wykorzystania tej wiedzy do przewidywania zjawisk i obliczania konsekwencji określonego działania. Doprowadziło to do konieczności tworzenia uogólniających i uzasadnionych teorii zamiast izolowanych hipotez.

Po raz pierwszy potrzeba teorii pojawiła się podczas budowy budynków i budowli i doprowadziła do rozwoju mechaniki, przede wszystkim doktryny równowagi. W starożytnym Egipcie i Grecji rozwinęła się statyka ciał stałych i hydrostatyka. Konieczność określenia czasu prac rolniczych i konieczność określenia kierunku podczas nawigacji dała impuls do rozwoju astronomii. Szereg dziedzin wiedzy został uzasadniony i usystematyzowany przez starożytnego greckiego myśliciela Arystotelesa. Jego „Fizyka” (w 8 książkach) na długi czas zdeterminowała ogólny światopogląd fizyczny.

Nagromadzoną wiedzę o przyrodzie klasy rządzące wykorzystywały we własnym interesie; w czasach starożytnych nauka znajdowała się w rękach duchowieństwa (kapłanów) i była ściśle związana z religią. Dopiero w starożytnej Grecji przedstawiciele innych uprzywilejowanych warstw społeczeństwa zaczęli zajmować się nauką. Najlepsi przedstawiciele starożytnej filozofii przyrody, czyli filozofii przyrody (Leucyppos, Demokryt, Lukrecjusz), położyli podwaliny pod materialistyczne rozumienie przyrody i pomimo skrajnego braku materiału faktograficznego doszli do idei atomowa budowa materii.

Upadek starożytnego społeczeństwa chwilowo zatrzymał rozwój nauki. W średniowieczu Kościół chrześcijański, opierając się na klasach rządzących ustroju feudalnego, podporządkował filozofię celom teologii poprzez skrajne okrucieństwo, inkwizycję i egzekucje. Fizyka Arystotelesa, wraz z jej dogmatyczną interpretacją, wykluczającą możliwość postępu, została przez Kościół zaadaptowana w celu wzmocnienia autorytetu Pisma Świętego. W tym czasie, głównie wśród Arabów, którzy tworzyli rozległe państwa i prowadzili ożywiony handel z odległymi krajami, elementy nauk przejętych od Greków i Rzymian zostały zachowane i rozwinęły się, zwłaszcza w mechanice, astronomii, matematyce i geografii.

W XV-XVI w. W oparciu o rozwój europejskiego handlu i przemysłu rozpoczął się szybki wzrost i rozwój najpierw mechaniki i astronomii, a później nauk stanowiących podstawę technologii przemysłowej - fizyki i chemii. Dzieła Kopernika, Keplera, Galileusza i ich zwolenników uczyniły naukę potężną bronią w walce burżuazji z bastionem przestarzałego systemu feudalnego – religią. W walce z kościołem wysunięto zasadę naukową: wszelka prawdziwa wiedza opiera się na doświadczeniu (na zestawie obserwacji i eksperymentów), a nie na autorytecie tego czy innego nauczania.

W XVII wieku Wielka burżuazja szukała kompromisu z pozostałościami klas rządzących systemu feudalnego. W związku z tym przedstawiciele nauki zmuszeni byli znaleźć kompromis z religią. Newton wraz z genialnymi dziełami naukowymi napisał interpretację księgi kościelnej - apokalipsy. Kartezjusz w swoich dziełach filozoficznych próbował udowodnić istnienie Boga. Naukowcy podtrzymali fałszywą koncepcję pierwszego pchnięcia, którego rzekomo potrzebował wszechświat, aby wprawić się w ruch.

Rozwój mechaniki odcisnął piętno na ówczesnej teorii naukowej. Naukowcy próbowali postrzegać świat jako mechanizm i starali się wyjaśnić wszystkie zjawiska, sprowadzając je do ruchów mechanicznych.

W tym okresie rozwoju nauk przyrodniczych pojęcie siły zyskało ogromne zastosowanie. Z każdym nowo odkrytym zjawiskiem wynaleziono siłę, która została uznana za przyczynę zjawiska. Do dziś ślady tego zachowały się w fizyce w zapisie: siła życiowa, siła prądu, siła elektromotoryczna itp.

Teorie naukowe tego okresu, które postrzegały świat jako niezmiennie poruszającą się maszynę, zaprzeczały rozwojowi materii, przejściom ruchu z jednej formy do drugiej. Pomimo sukcesów w poszerzaniu materiału doświadczalnego, nauka pozostała na stanowisku mechanistycznego światopoglądu.

W XVIII wieku Powojnik ov poprawnie przewidział obraz molekularno-kinetycznej budowy ciał i po raz pierwszy wyraził jednolite prawo wieczności materii i jej ruchu słowami: „...wszelkie zmiany zachodzące w przyrodzie zachodzą w ten sposób, że jeśli coś jest dodawane do czegoś, potem zostaje odjęte czemuś innemu... Ponieważ jest to uniwersalne prawo natury, rozciąga się ono także na zasady ruchu: ciało, które swoim pchnięciem pobudza drugiego do ruchu, przegrywa jako wiele z jego ruchu, który przekazuje drugiemu, poruszany przez niego.

W tych samych latach teoria Kanta i Laplace'a o rozwoju Układu Słonecznego z mgławicy wyeliminowała potrzebę pierwszego pchnięcia.

W 19-stym wieku W oparciu o kolosalny wzrost sił wytwórczych w okresie rozkwitu kapitalizmu przemysłowego, postęp nauki ogromnie przyspieszył. Zapotrzebowanie na mocny i wszechstronny silnik dla przemysłu i transportu skłoniło do wynalezienia silnika parowego, a jego pojawienie się skłoniło naukowców do zbadania procesów termicznych, co doprowadziło do rozwoju termodynamiki i teorii kinetyki molekularnej. Z kolei w oparciu o termodynamikę okazało się, że możliwe jest zaprojektowanie silników o większej mocy i ekonomiczności (turbiny parowe, silniki spalinowe). Widzimy na tym przykładzie, jak praktyka zachęca do rozwoju teorii naukowej, a teoria później przejmuje wiodącą rolę w stosunku do praktyki.

Innym przykładem złożonego współdziałania teorii z praktyką jest rozwój teorii elektryczności i elektrotechniki. Fragmentaryczne informacje o zjawiskach elektrycznych są dostępne od dawna. Jednak dopiero po odkryciu elektrycznej natury błyskawicy i prądu galwanicznego fizyka skupiła swoją uwagę na badaniu elektryczności. Faraday, Maxwell, Lenz i inni opracowali fizyczne podstawy współczesnej elektrotechniki. Przemysł szybko wykorzystał odkrycia naukowe, a powszechny rozwój technologii otworzył niespotykane dotąd możliwości eksperymentów naukowych. Badanie struktury molekularnej ciał ujawniło elektryczną naturę oddziaływań molekularnych i atomowych, co z kolei doprowadziło w naszych czasach do odkrycia atomowej formy ruchu materii, co otwiera ogromne perspektywy dla nowych technologii.

Szereg odkryć – prawo zachowania i przemiany energii, teoria fal elektromagnetycznych, odkrycie elektronów i radioaktywności – ostatecznie obaliło doktrynę o niezmienności przyrody. Mechanizm uległ awarii.

Prawidłową ocenę i zrozumienie istoty nowych odkryć naukowych okazało się możliwe jedynie z punktu widzenia filozofii stworzonej przez Marksa i Engelsa dialektyczny naturalny materializm.

„Materializm dialektyczny jest światopoglądem partii marksistowsko-leninowskiej. Nazywa się materializmem dialektycznym, ponieważ jego podejście do zjawisk naturalnych, jej metoda badania zjawisk naturalnych, jej metoda poznawania tych zjawisk jest dialektyczna, a jej interpretacja zjawisk naturalnych, jej rozumienie zjawisk naturalnych, jej teoria jest materialistyczna.

Zjawiska naturalne z dialektycznym podejściem należy rozpatrywać w ich wzajemnych powiązaniach, współzależnościach, współzależnościach i ich rozwoju, biorąc pod uwagę, że zmiany ilościowe prowadzą do fundamentalnych przemian jakościowych, że rozwój zjawisk jest generowany przez walkę ukrytych w nich sprzeczności .

Dialektyczne podejście do zjawisk naturalnych zapewnia niezniekształcone, prawidłowe odzwierciedlenie rzeczywistości w naszej świadomości. Tę zdecydowaną, absolutną przewagę metody dialektycznej nad wszystkimi innymi podejściami do badania zjawisk przyrodniczych tłumaczy się tym, że główne cechy charakteryzujące metodę dialektyczną nie są wymyślone arbitralnie, nie narzucają nam sztucznych, martwych schematów, które nie są z nią związane. wiedzę, a wręcz przeciwnie, wiernie odtwarzają najogólniejsze, prawa dialektyki natury, od których nie ma wyjątków.

Wszystkie nauki, w szczególności fizyka, każdym faktem jednoznacznie potwierdzają, że:

po pierwsze, każde zjawisko występuje w organicznym, nierozerwalnym związku z otaczającymi je zjawiskami; Chcąc wyizolować zjawisko, zerwać jego związek z otaczającymi go zjawiskami, nieuchronnie zniekształcamy zjawisko;

po drugie, wszystko, co istnieje, podlega naturalnym i niewyczerpanym zmianom, rozwojowi wpisanemu w samą naturę rzeczy;

po trzecie, przy ciągłym rozwoju kumulacja zmian ilościowych prowadzi do sporadycznych, spazmatycznych przemian jakościowych; po czwarte, rozwój wszystkiego, co istnieje, dokonuje się w odwiecznej walce przeciwstawnych tendencji, w walce między starym a nowym, między umieraniem a wyłanianiem się, między przestarzałym a rozwijającym się.

Dialektyczna metoda badania zjawisk przyrodniczych odzwierciedla te uniwersalne obiektywne prawa i odtwarza dialektykę obiektywnego świata w zasadach poznania. Prawidłowe odzwierciedlenie rzeczywistości w naszej świadomości przy dialektycznym podejściu do zjawisk przyrodniczych obliguje nas do uznania metody dialektycznej za jedyną słuszną metodę badania zjawisk przyrodniczych. Jedynie materializm dialektyczny jest światopoglądem ściśle naukowym). Wszystkie inne poglądy filozoficzne są błędne, oderwane od rzeczywistości i metafizyczne.

Burżuazja jednak ze względu na swoje interesy klasowe nie może zaakceptować filozofii proletariatu - materializmu dialektycznego. Naukowcy XIX wieku w swojej pracy naukowej nie mogli oprzeć się wierze w realność świata zewnętrznego, który badają; Zatem w swojej twórczości byli spontanicznymi materialistami, ale w swoim światopoglądzie odzwierciedlali poglądy klasy panującej i w mniejszym lub większym stopniu oddawali hołd idealizmowi, zwłaszcza w sprawach związanych z filozofią. Szybki rozwój nauk przyrodniczych i jednocześnie upadek filozofii burżuazyjnej dały początek ideom charakterystycznym dla teoretyków XIX wieku. zamęt ideologiczny i nieufność wobec filozofii.

Wraz z nadejściem imperializmu, na przełomie XIX i XX wieku, idealizm przybrał wyrafinowaną formę machizmu (nazwanego na cześć twórcy tej doktryny, austriackiego fizyka i filozofa Ernsta Macha). Machiści argumentowali, że w naszym „doświadczeniu” nie poznajemy właściwości obiektywnej rzeczywistości, a jedynie nasze własne doznania. Należy pamiętać, że słowo „doświadczenie” jest rozumiane inaczej przez machistów niż przez materialistów. Materialiści nazywają doświadczenie weryfikacją przez praktykę wniosków teoretycznych na temat praw świata zewnętrznego; eksperyment jest decydującym miernikiem wierności tej czy innej teorii naukowej, jej zgodności z obiektywną rzeczywistością. Dla Macha doświadczenie to całość naszych wrażeń, a nauka to ich uporządkowanie w naszej świadomości.

Agnostycyzm to także rodzaj idealizmu, który twierdzi, że znamy zjawiska, ale nie „rzecz samą w sobie”, która jest niepoznawalna.

W wyniku rozbieżności pomiędzy kolosalnym wzrostem pozytywnej wiedzy faktograficznej o przyrodzie a idealistycznymi wnioskami, jakie burżuazyjni naukowcy starają się z tej wiedzy wyciągać, współczesna fizyka przeżywa głęboki kryzys. V. I. Lenin

w książce „Materialism and Empirio-Criticism” nie tylko zdemaskował machizm, ale także dał głęboką analizę kryzysu w fizyce.

Sukcesy naszego kraju w budowaniu komunizmu przerażają imperialistów, a jednocześnie budzą aktywność polityczną wśród milionów ludzi pracujących w krajach kapitalistycznych, a zwłaszcza w krajach kolonialnych i zależnych, co zmusza przywódców świata kapitalistycznego wszelkimi niezbędnymi środkami do przeciwdziałania rosnącemu władzę i wpływy Związku Radzieckiego. Jedną z metod walki ideologicznej imperialistów jest fałszowanie prawdziwego obrazu rozwoju nauki: przemilczanie, ukrywanie osiągnięć Związku Radzieckiego i umniejszanie roli rosyjskich naukowców w rozwoju nauki.

Jeśli chodzi o sukcesy fizyki radzieckiej, najlepiej świadczą o nich dwa fakty: po pierwsze, w naszym kraju technologia osiągnęła bezprecedensowy szczyt, a fizyka służy jako podstawa naukowego udoskonalenia technologii; po drugie - Armia Radziecka pokazała całemu światu niespotykaną dotąd moc swojej broni, a fizyka, jak wiemy, odgrywa ważną rolę w ulepszaniu sprzętu wojskowego.

Z każdym rokiem we wszystkich krajach świata filozofia materializmu dialektycznego wywiera coraz większy wpływ na świadomość mas. Chcąc przeciwdziałać temu wpływowi, prawdziwi władcy państw imperialistycznych hojnie wspierają zwiastunów wszelkiego rodzaju idealistycznych kierunków w nauce.

Sukcesy współczesnej fizyki wyraźnie pokazują triumf materializmu dialektycznego. Niemniej jednak prasa krajów kapitalistycznych szczególnie reklamuje i wprowadza w modę takie odmiany teorii fizycznych, które swoim niespotykanym formalizmem otwierają drogę idealistycznym wypaczeniom. To nie przypadek, że w ostatnich latach zagraniczne czasopisma naukowe z zakresu fizyki chętnie poświęcają miejsce na omówienie niektórych teorii neometafizycznych. Na przykład wybitni zagraniczni naukowcy są zajęci próbami wyciągnięcia z fizycznej teorii względności wniosku o skończoności wszechświata i obliczenia „promień” i „wiek” świata.

A. A. Żdanow w przemówieniu wygłoszonym podczas dyskusji filozoficznej w 1947 r. wykazał, że modne zagraniczne idealistyczne wypaczenia fizyki odgrywają służebną rolę w kampanii zagranicznej reakcji przeciwko marksizmowi. „Weźmy na przykład naukę angielskiego astronoma Eddingtona o stałych fizycznych świata, która bezpośrednio prowadzi do pitagorejskiego mistycyzmu liczb i ze wzorów matematycznych wyprowadza takie „istotne stałe” świata, jak apokaliptyczna liczba 666 itp. Nie rozumiejąc dialektycznego przebiegu wiedzy, związku między prawdą absolutną i względną, wielu zwolenników Einsteina, przenosząc wyniki badań praw ruchu skończonego, ograniczonego obszaru wszechświata na cały nieskończony wszechświat, zgadza się o skończoności świata, o jego ograniczeniach w czasie i przestrzeni, a astronom Mealy wręcz „obliczył”, że świat powstał 2 miliardy lat temu. Być może do tych angielskich naukowców odnoszą się słowa ich wielkiego rodaka, filozofa Bacona, że ​​niemoc swojej nauki zamieniają w oszczerstwo przeciwko naturze.

Podobnie kantowskie dziwactwa współczesnych burżuazyjnych fizyków atomowych prowadzą ich do wniosków na temat „wolnej woli” elektronu, do prób przedstawiania materii jedynie jako pewnego zbioru fal i do innych diabelstw” (A. A. Żdanow).

Idealistyczne trendy w nauce zagranicznej wpłynęły także na niektórych fizyków radzieckich. Szczere głoszenie idealizmu w naszym kraju komplikuje fakt, że spotyka się ono z oporem środowiska naukowego. Niemniej jednak, wskutek podziwu dla nauki obcej, niektórzy z naszych teoretyków, w ukrytej, scholastycznej formie, czasami wychodzą z aktywną obroną koncepcji idealistycznych. Próbują udowodnić, że choć Einstein, Eddington, Bohr, Heisenberg i inni umiejętnie skierowali fizykę na drogę machizmu, to wypracowane przez nich poglądy podobno łatwo pogodzić z materializmem dialektycznym, jeśli „odrzuci się frazeologię machowską” i te same poglądy zaopatrzony w „wyjaśnienia dialektyczne”” Stanowisko to, niezwykle niebezpieczne dla naszej domowej fizyki, uzasadniane jest czasem chęcią nie zatracenia cennych metod matematycznych dostępnych w niektórych teoriach fizycznych. Jednocześnie zapominają (lub milczą), że w celu udoskonalenia tych metod istnieje od dawna potrzeba opracowania innej podstawy metodologicznej dla ich zastosowania (patrz tom III).

Twierdzenie, że jakakolwiek „prawdziwa” teoria materii jest materialistyczna, jest zwodnicze. Dominujące teorie zawsze przedstawiano współczesnym jako „teorie prawidłowe”, jednak z biegiem czasu stało się jasne, że zawierały one jedynie ziarno prawdy, a wiele z tego, co wnosiły fizyczno-filozoficzne poglądy autorów teorii, okazywało się być błędny. W ten sposób Sadi Carnot odkrył drugą zasadę termodynamiki, ale idea kaloryczności, która była podstawą jego teorii, została odrzucona trzydzieści do czterdziestu lat później. Ampere odkrył pewne prawa elektrodynamiki, jednak metodologiczne podstawy elektrodynamiki Ampere'a okazały się fałszywe i zostały odrzucone wraz z koncepcją, że elektryczność jest pozbawiona bezwładności. Największe osiągnięcia w optyce dokonali Huygens i Fresnel w oparciu o obecnie wykluczone koncepcje dotyczące drgań mechanicznych eteru itp.

Nie ma powodu, aby absolutyzować współczesne teorie fizyczne; nie można sobie wyobrazić, że okażą się wieczne, że dalszy rozwój fizyki ich nie wyjaśni, i to nie tylko szczegółowo, ale także w niektórych pozycjach wyjściowych.

Dialektyczno-materialistyczne podejście do teorii fizycznych naświetla prawidłowe, zdrowe, postępowe kierunki fizyki teoretycznej i ujawnia błędne metodologicznie powiązania w teoriach, ujawnia pseudonaukowy charakter poszczególnych przesłanek teoretycznych i wniosków, pokazuje gdzie, w jakich założeniach oddala się ta czy inna teoria od rzeczywistości, w czym w niektórych częściach wymaga poprawy i przetworzenia.

Bez wątpienia przeprowadzenie przetwarzania i restrukturyzacji niezbędnej dla postępu nauki niektórych teorii fizycznych, które ich autorzy opracowali w duchu machowskim lub idealistycznym, będzie wymagało wiele pracy i talentu. To zadanie jest trudne, ale wykonalne dla fizyki radzieckiej, która już pokazała swoją dojrzałość i siłę.

Materia i ruch

Najprostszym narzędziem poznania świata są nasze zmysły. Fizyka instrumentalna jest dodatkowym wyposażeniem ludzkiego oka i ucha. Nasze spostrzeżenia słuchowe i wzrokowe są subiektywne; postrzegamy tony dźwiękowe, odcienie kolorów, zapachy itp. Obiektywna różnica istniejąca pomiędzy dźwiękami o nierównym tonie polega na nierównej częstotliwości wibracji dźwięku. W ten sam sposób różnica odcieni kolorów obiektywnie odpowiada różnicy częstotliwości wibracji światła. Nasze postrzeganie ciepła i zimna jest generowane przez większą lub mniejszą intensywność ruchu molekularnego. Wrażenie dźwięku, wrażenia światła, smaku, dotyku i zapachu są jedynie reakcjami naszego ciała i świadomości na zjawiska fizyczne, które je powodują.

W życiu codziennym używamy słów takich jak „światło”, „kolor”, „ciepło”, „dźwięk”, „natężenie światła”, „stopień nagrzania” w jednym znaczeniu: wkładamy w nie treść fizjologiczną – treść naszych wrażeń. W fizyce używamy tych samych słów w innym znaczeniu: określamy tymi słowami te obiektywnie zachodzące procesy, które generują nasze wrażenia, lub takie zjawiska, które byłyby w stanie wywołać odpowiednie wrażenie, gdyby nasze narządy zmysłów były doskonalsze.

Nasze odczucia są heterogeniczne. Zjawiska, które je powodują, są niezwykle różnorodne. Jednak w miarę wzrostu naszej wiedzy zauważamy, że wiele zjawisk ma istotne podobieństwa. Jesteśmy przekonani, że dla prawidłowego zrozumienia świata musimy opracować koncepcje, które szeroko uogólniają wyniki eksperymentu i, co najważniejsze, odzwierciedlają jedność natury dowolnego ciągu badanych przez nas zjawisk.

Najbardziej ogólne i podstawowe kategorie to materia i ruch. „Materia to obiektywna rzeczywistość, istniejąca niezależnie od ludzkiej świadomości i znajdująca w niej odbicie... Materia to to, co działając na nasze narządy zmysłów, wywołuje wrażenia” (Lenin). Jest rzeczą oczywistą, że poprzez doznania poznajemy materię jedynie w jej indywidualnych, specyficznych przejawach; Również w naszej działalności naukowej i praktycznej nie zajmujemy się materią „w ogóle”, ale zawsze jej konkretnymi przejawami.

Atrybutem (właściwością przyrodzoną) materii jest ruch. Ruch jest formą istnienia materii. Kiedy mówimy o ruchu, zawsze wyobrażamy sobie jakiś ruch czegoś, na przykład ruch ciał, środowiska, cząstek. Musimy jednak pamiętać, że ruch nie ogranicza się do ruchu. „Każdy ruch wiąże się z jakimś przemieszczeniem – ruchem ciał niebieskich, mas ziemskich, cząsteczek, atomów czy cząstek eteru. Im wyższa forma ruchu, tym ruch ten staje się mniej znaczący. W żaden sposób nie wyczerpuje to natury odpowiedniego ruchu, ale jest z nim nierozerwalnie związane. Dlatego należy ją studiować przede wszystkim” (Engels).

Ruch w sensie filozoficznym to każda zmiana materii, każdy proces zachodzący w przyrodzie: reakcja chemiczna, promieniowanie elektromagnetyczne, wzrost drzewa, myślenie.

„Ruch rozumiany w najogólniejszym znaczeniu tego słowa, czyli rozumiany jako forma istnienia materii, jako cecha właściwa materii, obejmuje wszelkie zmiany i procesy zachodzące we wszechświecie, począwszy od prostego ruchu, a skończywszy na myślenia” (Engels).

Mechanika bada najprostszą formę ruchu, a mianowicie ruch ciał lub cząstek w przestrzeni (ruch mechaniczny).

Niektóre odkrycia fizyczne XIX wieku. pozwoliło niejako „zredukować” cały szereg zjawisk, które wydawały się całkowicie niejednorodne w stosunku do ruchu mechanicznego. I tak na przykład stan termiczny ciała został jakby „sprowadzony” do mechanicznego ruchu jego cząsteczek. Na tej podstawie wzmocniło się założenie, że wszystkie zjawiska naturalne ostatecznie reprezentują jedynie ruch mechaniczny; Wysunięto hasło - sprowadzić wszelkie nauki przyrodnicze do mechaniki. Pogląd ten nazywany jest światopoglądem mechanistycznym.

Ten pogląd jest błędny. Istota wysokich form ruchu jest bowiem nieredukowalna do ruchu mechanicznego. Każda forma ruchu ma szczególne cechy, które składają się na jej oryginalność (jej jakość). Nawet ruch termiczny, chociaż składa się z mechanicznego ruchu cząsteczek, nie wyczerpuje się na nim; podczas ruchu termicznego ruchy cząsteczek podlegają średnio specjalnym prawom statystyki, które nie wynikają z praw mechaniki.

Prawa mechaniki są ważne dla zrozumienia niższych form ruchu, ale nie są wystarczające do zrozumienia wyższych (bardziej złożonych) form. Już w ruchach molekularnych odkrywane są zjawiska, których nie da się wyjaśnić i przewidzieć samymi prawami Newtona. To właśnie te zjawiska, których nie da się w pełni wyjaśnić, wychodząc jedynie od ruchów, wychodzą na pierwszy plan, gdy przechodzimy do badania ruchów wewnątrzatomowych, a także ruchów leżących u podstaw procesów elektrycznych i magnetycznych. W tak wysokich formach ruchu, jak procesy biologiczne i myślenie, ruchy niewątpliwie odgrywają rolę drugorzędną w porównaniu z innymi unikalnymi aspektami tych procesów, których nie można sprowadzić do ruchu mechanicznego. Natura jest bardziej złożona, niż myślą mechanicy.

Fizyka bada najprostsze formy ruchu: 1) ruch mechaniczny (posuwowy, obrotowy, oscylacyjny, falowy) oraz przejawy powszechnej grawitacji związane z ruchem mechanicznym; 2) molekularny ruch termiczny i procesy wywołane oddziaływaniami międzycząsteczkowymi (właściwości i zmiany stanów skupienia, dyfuzji i rozpuszczania, przenikanie ciepła itp.); 3) procesy elektryczne i elektromagnetyczne oraz 4) ruch wewnątrzatomowy i właściwości ciał zdeterminowane budową atomów (w szczególności właściwości optyczne ciał, pochodzenie najważniejszych właściwości chemicznych substancji, kosmiczne i laboratoryjne procesy przemian pierwiastków itd., aż do uwolnienia energii wewnątrzjądrowej).

W naukowym badaniu zjawisk fizycznych w przeważającej większości przypadków spotykamy się z najbliższymi powiązaniami, przenikaniem i przemianami wszystkich tych form ruchu materii.

Obecnie bardzo trudno jest rozróżnić fizykę od nauk pokrewnych, zwłaszcza chemii.

W fizyce bada się zarówno ruchy ciał złożonych z ogromnej liczby cząsteczek, jak i bardziej subtelne formy ruchu materii - ruch cząsteczek, atomów, ich jąder, elektronów. Czasami dziedzina fizyki zajmująca się ciałami zawierającymi ogromną liczbę atomów lub cząsteczek nazywana jest makrofizyką; Dział fizyki badający ruchy i interakcje poszczególnych drobnych cząstek nazywa się mikrofizyką.

Chemia zajmuje się również atomami i cząsteczkami, ale bada jakościowe cechy substancji, które są spowodowane ilościowymi zmianami liczby elektronów w atomie, liczbą i rodzajem atomów w cząsteczkach. Na pograniczu fizyki i chemii rozwinęło się kilka dyscyplin: chemia fizyczna, chemia koloidalna itp.

Fizyka obejmuje nauki badające określone stany materii otaczające nas na Ziemi (geofizyka, meteorologia, hydrologia), ciała niebieskie (astrofizyka) i organizmy żywe (biofizyka).

Głęboki wewnętrzny związek między fizyką, chemią, astronomią, geologią i biologią zapewnia jedność i wspólność struktury materii we wszystkich jej specyficznych przejawach. Najdalsze gwiazdy, Słońce, skorupa ziemska, organizmy żywe zbudowane są z tych samych pierwiastków chemicznych. Siły molekularne, chemiczne siły międzyatomowe, siły wewnątrzatomowe mają głównie charakter elektryczny. Atomy wszystkich pierwiastków chemicznych zbudowane są w pewnym stopniu w ten sam sposób: z dodatnio naładowanych masywnych jąder atomowych i najlżejszych znanych nam cząstek elementarnych - elektronów, które w swoim szybkim ruchu po zamkniętych orbitach wokół jądra tworzą jakby , chmura elektronów otaczająca jądro. Jądra wszystkich atomów zbudowane są z protonów - dodatnio naładowanych jąder atomów wodoru, których masa jest 1836 razy większa od masy elektronu i prawie tej samej masy, ale cząstek obojętnych elektrycznie - neutronów.

Oprócz tych podstawowych, stabilnych cząstek, w promieniowaniu kosmicznym odkryto istnienie cząstek mało stabilnych: elektronów dodatnich – pozytonów, które mają tę samą masę co elektrony ujemne, oraz mezonów – cząstek trzech rodzajów ładunków – ujemnych, dodatnich i neutralne - i kilka odmian pod względem wielkości mas: mezony, które mają masę około 210 razy większą od masy elektronu i mezony, których masa jest około 280 razy większa od masy elektronu.

W przestrzeni, w której znajdują się ładunki elektryczne, ukryte, nieznane nam, zachodzą ruchy materii, które objawiają się działaniem sił elektrycznych na ładunek próbny wprowadzony w dowolne miejsce tej przestrzeni oraz działaniem sił magnetycznych na ładunek ruchomy; ta szczególna forma poruszającej się materii (inna niż cząstki, ale generująca interakcję elektrycznie naładowanych cząstek i namagnesowanych ciał) nazywana jest polem elektrycznym i magnetycznym.

W przeciwieństwie do elektryczności, nie ma swobodnego, niezwiązanego magnetyzmu polarnego – biegunów magnetycznych nie można rozdzielić. Energia elektryczna i magnetyczna jest stale rozprowadzana w polu elektrycznym i magnetycznym. Jednak jednym z głównych praw fizyki (co wyjaśniono w tomie III) jest to, że tam, gdzie jest energia, istnieje również masa w proporcjonalnej ilości. Zatem pola elektryczne i magnetyczne mają podstawę materialną - mają masę i energię.

Można powiedzieć, że współczesna fizyka zna materię w dwóch głównych postaciach, które jednak pomimo całej ich opozycji są ze sobą nierozerwalnie powiązane: w postaci cząstek materii oraz w postaci pól. Elektrony są połączeniem tych dwóch form materii: elektron jest cząstką i jednocześnie jest centrum generowanego przez siebie pola elektromagnetycznego, które jest nośnikiem jego energii i masy.

Neutrony (cząstki obojętne elektrycznie o masie jądra wodoru) są najbardziej typowym przykładem korpuskularnej formy materii. Neutron ma również pewien rodzaj pola, ale natura i struktura tego pola pozostają niejasne.

Fizyka doskonale zdaje sobie sprawę z drugiej skrajności – elektromagnetycznej formy materii. Jest to światło, promieniowanie cieplne i ogólnie promieniowanie kwantowe, czyli falowe pole elektromagnetyczne, które oderwało się od ładunków, które je wygenerowało i rozchodzi się z maksymalną prędkością ruchu – z prędkością światła. Oddzielenie pola elektromagnetycznego od ładunków, które je wytworzyło, następuje zgodnie z prawem kwantowym, zgodnie z którym energia jest emitowana tylko w określonych porcjach, w ilościach równych lub kilkukrotnie powtarzających się wartości e=hv, gdzie h jest pewną uniwersalną stałą oraz v jest częstotliwością oscylacji w emitowanym polu elektromagnetycznym. Te części promieniowania nazywane są fotonami.

Każdemu ułamkowi energii odpowiada proporcjonalna do niej masa: atom emitujący foton traci wraz z energią określoną masę; masa ta jest przenoszona przez foton. Przed promieniowaniem była to masa jakiejś części pola elektromagnetycznego ładunków, a po napromieniowaniu stała się masą fotonów.

Dyskusje pojawiające się w niektórych książkach na temat przemiany masy w energię reprezentują nieostrożność, niedokładność prezentacji lub celowe idealistyczne zniekształcenie fizyki. Nigdy nie następuje konwersja masy na energię.

W sensie integralności i obecności masy fotony są podobne do cząstek i w niektórych przypadkach pojawiają się jako cząstki, ale jednocześnie fotony, nie posiadające strukturalnie odrębnych ośrodków koncentracji masy i energii, są kompletnym przeciwieństwo cząstek; foton to pole elektromagnetyczne, które zostało oddzielone od ładunków, ale zachowuje swoją integralność, mimo że jest mniej więcej rozproszone w przestrzeni jako grupa, paczka fal.

Zamiast dwóch głównych form materii (cząstek i pól), przy bardziej szczegółowej klasyfikacji rodzajów materii, każdy rodzaj cząstek i ich stabilne kombinacje można uznać za szczególny rodzaj materii. Zatem w fizyce wyróżnia się materię:

w postaci fotonów o różnych długościach fal;

w postaci cząstek elementarnych, a mianowicie: elektronów (chmura elektronów w atomie, gaz elektronowy w metalu, prąd elektronowy, promienie elektronowe) i cząstek jądrowych (pozytony, protony, neutrony, mezony i najprostsze jądra atomowe, które ujawniają się podczas radioaktywność i reakcje jądrowe);

w postaci atomów, jonów, cząsteczek i ich kombinacji w substancje chemiczne.

Podane klasyfikacje fizycznych form ruchu materii i rodzajów materii badanych przez fizykę odpowiadają współczesnemu etapowi rozwoju fizyki. W miarę pogłębiania się naszej wiedzy o naturze i budowie materii tego typu klasyfikacje podlegają ciągłym rewizjom i udoskonaleniom.

Wraz z rozwojem fizyki zmieniają się teorie fizyczne, prawa i koncepcje fizyki są wyjaśniane i ulepszane. Wraz z rozwojem fizyki następuje zmiana przedmiotu fizyki i metod badań fizycznych świata.

Fizyka była początkowo nauką o przyrodzie, tj. jej przedmiot był, jak się wydaje, nieporównywalnie szerszy od współczesnego, kiedy to liczne nauki przyrodnicze oddzieliły się i izolowały od fizyki: chemia, biologia, geologia itp. Należy jednak wziąć pod uwagę, że fizyka, rozumiana w starożytności jako nauka przyrodnicza, w rzeczywistości przedmiotem badań było kilka zjawisk, które stały się znane ludzkości z wąskiego kręgu obserwacji dokonanych gołym okiem przez kilka osób zainteresowanych nauką.

Już w średniowieczu, kiedy rodzącą się chemię i początki niektórych innych nauk przyrodniczych oddzielono od fizyki, przedmiot badań fizyki nie tylko nie zawęził się, ale wręcz przeciwnie, rozszerzył (co spowodowało oddzielenie się nauk fizycznych) wspomniane nauki). Rzeczywiście, do tego czasu wiedza ludzi na temat ruchu i równowagi ciał, unoszenia się ciał stałych w cieczach, zjawisk termicznych, wrzenia, rozpuszczania, krystalizacji, zjawisk pogodowych itp. znacznie się poszerzyła.To rozszerzenie zakresu badanych zjawisk przez fizykę, spowodowane było praktycznymi potrzebami ludzi, w związku z rozprzestrzenianiem się rzemiosła i handlu, a następowało dzięki rozszerzeniu i pewnemu ulepszeniu obserwacji i prostych eksperymentów.

Wraz ze wzrostem produkcji i środków technicznych, fizyka stała się instrumentem; Do praktyki badań fizycznych stopniowo wprowadzano wagi, areometry, termometry, higrometry, szkła powiększające, mikroskop, pryzmaty optyczne, spektrometry i inne przyrządy. Wraz z tym opracowano metody matematyczne, które pozwoliły fizykom, poprzez obliczenia, mentalnie wniknąć w sferę zjawisk niedostępnych do bezpośredniego badania za pomocą przyrządów fizycznych. Wszystko to znacznie rozszerzyło przedmiot fizyki; badanie zjawisk mechanicznych, cieplnych, dźwiękowych i świetlnych, a także właściwości ciał stałych, ciekłych i gazowych, zostało uzupełnione badaniem procesów elektrycznych i magnetycznych, badaniem świata cząsteczek i atomów, a później odkryciem budowy atomu.

Rozwój technologii i znacznie zwiększone znaczenie fizyki dla przemysłu doprowadziły do ​​wyposażania laboratoriów fizycznych w wiele precyzyjnych przyrządów, a przede wszystkim w wysoce wyrafinowany sprzęt elektryczny i optyczny. Rygorystyczne metody badania składu chemicznego i struktury ciał - analiza spektralna, mikroskopia i analiza dyfrakcji promieni rentgenowskich - zostały uzupełnione jeszcze bardziej subtelnymi metodami, w których światło i promienie rentgenowskie zastąpiono promieniami atomowymi i elektronowymi. Znaleziono metody, które umożliwiają wytwarzanie substancji radioaktywnych ze zwykłych substancji i przeprowadzanie atomowych reakcji jądrowych, czyli przemiany pierwiastków chemicznych. W rezultacie fizyka osiągnęła nowoczesny poziom odkryć eksperymentalnych i teoretycznych, które prowadzą do nowych, szybkich ulepszeń i transformacji technologii.

Z tego, co zostało powiedziane jasno wynika, że ​​jedną z charakterystycznych cech rozwoju fizyki jest stopniowe i systematyczne badanie przez fizykę coraz subtelniejszych, bardziej ukrytych rodzajów fizycznego ruchu materii, w którym ruchu doświadczają coraz mniejsze cząstki materii. materii i gdzie sam geometryczny ruch cząstek schodzi na dalszy plan w porównaniu z innymi zjawiskami. Ten kierunek w historycznym rozwoju fizyki można scharakteryzować za pomocą następującego schematu: badanie ruchu mechanicznego ciał (mechanika ciał stałych, ciekłych i gazowych) ® badanie ruchów sprężystych ciał (teoria sprężystości, akustyka) ® badanie ruchu ciała molekularny ruch termiczny (teoria kinetyczna, termodynamika) ® badanie ruchu elektrycznego (elektrodynamika) ® badanie ruchów wewnątrzcząsteczkowych i wewnątrzatomowych (chemia fizyczna, optyka) ® badanie ruchów korpuskularno-promienistych i wewnątrzjądrowych (fizyka elektroniczna, badanie radioaktywności i promieni kosmicznych , badanie przemian jądrowych).

Oczywiście ten schemat, jak każdy schemat w ogóle, upraszcza sprawę. W rzeczywistości wymienione rodzaje ruchu są ze sobą tak powiązane, że w wielu przypadkach odkrycia dokonane w zakresie jednego rodzaju ruchu mają ogromny wpływ na badanie innych rodzajów ruchu. Nie da się zatem jednoznacznie wskazać etapów historycznych w rozwoju fizyki, które ściśle odpowiadałyby danemu schematowi. Niemniej jednak diagram ten poprawnie wskazuje ogólny kierunek rozwoju fizyki.

Na uwagę zasługuje kolejna charakterystyczna cecha rozwoju fizyki: przez długi czas (w XVII, XVIII i pierwszej połowie XIX wieku) w badaniu różnych fizycznych rodzajów ruchu główne miejsce w nowych teoriach fizycznych zajmowały pojęcie siły; następnie, w drugiej połowie XIX wieku, pojęcie energii zajęło główne miejsce w teoriach fizycznych; w fizyce XX wieku. Główne miejsce w teoriach fizycznych zajmuje koncepcja działania (iloczynu energii i czasu). Ten kierunek rozwoju fizyki oznacza wyzwolenie fizyki spod wpływu idei metafizycznych, które zachęcały do ​​uznania sił za „przyczyny powstania” ruchu; fizyka odkryła potrzebę umieszczenia w teoriach na pierwszym miejscu wielkości, która najpełniej określa wzajemną konwersję różnych rodzajów ruchu; Początkowo zakładano, że tą wielkością jest energia, okazało się jednak, że główną rolę odegrało działanie.

Odbicie brak obiektywnej rzeczywistości w teoriach fizycznych

Materialiści i idealiści podchodzą do ustalania celu i treści fizyki, oceniając prawdziwość jej praw i teorii z zupełnie odmiennych stanowisk. Samo rozumienie prawdy i możliwość jej odsłonięcia podczas fizycznego badania świata jest odwrotna wśród materialistów i idealistów.

Przedstawiciele najbardziej obecnie rozpowszechnionej za granicą szkoły idealistycznej – zwolennicy Macha – wychodzą z faktu, że nasza wiedza o przyrodzie kształtuje się poprzez doznania i argumentują, że w rezultacie fizyczne badanie świata nie może nam dać nic więcej niż ustanowienie ogólnie uznawanych przez wszystkich ludzi powiązań pomiędzy faktami doznań. Mach w jednym ze swoich dzieł (w 1872 r.) napisał wprost, że zadaniem fizyki jest „odkrycie praw powiązań między wrażeniami”.

Najbardziej konsekwentni machiści uważają, że to doznania, a nie rzeczy, są prawdziwymi elementami świata; inni machiści o przekonaniu neokantowskim, zgadzając się z materialistami, że przyczyną wrażeń są rzeczy istniejące obiektywnie, jednocześnie w przeciwieństwie do materialistów uważają, że nasza wiedza ogranicza się do wrażeń, że rzeczy pozostają z gruntu niepoznawalne.

W związku z tym Machiści zaprzeczają możliwości ujawnienia prawdy absolutnej. Ich zdaniem nie ma prawdy absolutnej, a gdyby istniała, to zawsze pozostawałaby poza granicami ludzkiej wiedzy.

Ale czym jest prawda? Wszyscy filozofowie zawsze zadawali sobie to pytanie i odpowiadali na nie różnie.

Filozofowie o poglądach religijnych bezskutecznie poszukiwali prawdy w religii, niektórzy filozofowie idealistyczni widzieli prawdę w moralnej doskonałości człowieka, inni w jego subiektywnych wyobrażeniach, jeszcze inni w uduchowieniu wszelkiej natury, jeszcze inni uważali prawdę za niepoznawalną itp. Według machistów wiedza ludzka nie można na nich polegać i dlatego wszystkie prawdy są względne; Nie ma obiektywnej, absolutnej prawdy.

Zdaniem Machistów celem nauki nie jest odkrycie prawdy, lecz ułożenie faktów w system zapewniający jak największą ekonomię myślenia. Fizyczne pojęcia, prawa i teorie, zdaniem Machistów, nie odsłaniają natury rzeczy, lecz stanowią jedynie wygodną formę dla całkowicie konwencjonalnego „opisu faktów”. Przez „fakty” Machowie rozumieją kompleksy naszych wrażeń,

Jak powinno działanie Czy możliwe jest zrozumienie treści i granic badań fizycznych świata?

„Przede wszystkim należy zauważyć, że w rzeczywistości cały przebieg historycznego rozwoju nauki, a także przebieg poszczególnych badań naukowych, przebiega zgodnie z prawem dialektycznym sformułowanym przez W.I. Lenina w następujących słowach: „Od żywa kontemplacja do myślenia abstrakcyjnego, a stamtąd do praktyki – oto dialektyczna droga poznania prawdy, poznania obiektywnej rzeczywistości.” Badania naukowe to zatem jedność teorii i praktyki z decydującą rolą praktyki i wiodącą rolą teorii.

Wynik eksperymentu, zakładając, że badacz kieruje się już pewną hipotezą, pozwala sprawdzić hipotezę, doprecyzować ją i rozszerzyć do poziomu teorii, ustalić prawo fizyczne, czyli ustalić naturę eksperymentu. obiektywny związek pomiędzy różnymi wielkościami fizycznymi.

Doświadczenie (obserwacja, eksperyment, praktyka) jest źródłem wszelkiej naszej wiedzy. Jednak obok doświadczenia w rozwoju wiedzy wiodące znaczenie ma myślenie teoretyczne. Bez teoretycznych uogólnień, bez wskazówek teorii dotyczących rozsądnego kierunku eksperymentów, nauka nie może posunąć się do przodu.

Teoretyczne uogólnienia współczesnej fizyki podsumowują wszystko, co dociekliwy umysł ludzki osiągnął w dziedzinie badania zjawisk fizycznych w ciągu całego długiego okresu rozwoju kultury. Aby wyjaśnić uogólnienia i objąć niezliczoną liczbę faktów za pomocą stosunkowo niewielkiej liczby pojęć i wzorów teoretycznych, konieczne okazało się utworzenie szeregu nauk matematycznych: rachunku różniczkowego i całkowego, teorii równań różniczkowych i całkowych, rachunku wariacyjnego , matematyczna teoria prawdopodobieństwa, analiza wektorowa, matematyczna teoria pola, analiza tensorowa itp. Nie jest łatwo opanować ten rozbudowany aparat matematyczny. Trudności matematyczne, które stoją na drodze do prawidłowego stosowania współczesnych teorii fizycznych, czasami zniechęcają niektórych fizyków eksperymentalnych; Los takich fizyków to płaski, wulgarny empiryzm, który prowadzi ich badania w ślepy zaułek.

Często zdarza się, że z powodu trudności matematycznych poszczególni fizycy zamiast poprawnie posługiwać się współczesnymi teoriami fizycznymi, „niespodziewanie” wysuwają własne, specjalne, bardzo uproszczone hipotezy, hipotezy nieuwzględniające całego złożonego zestawu zjawisk fizycznych. fakty badane przez fizykę, pozostają w tyle za nauką i przez to zwykle okazują się bezsilne, a nawet szkodliwe.

Fizyka, wzbogacona eksperymentami, opiera swój rozwój na matematyce. Pewna matematyzacja fizyki jest konieczna, ale nadmierna abstrakcja teorii fizycznych i matematycznie skomplikowana interpretacja zagadnień nie spowodowana rzeczywistą koniecznością są niebezpieczne. Takie teorie fizyczne, cierpiące na nadmierny formalizm, nie są wykorzystywane przez eksperymentatorów i spychają fizykę w stronę oddzielenia od praktyki.

Charakterystyczne jest, że niepotrzebne przerost aparatu matematycznego w niektórych teoriach fizycznych, dopuszczone przez ich autorów w imię matematycznej „sztuki dla sztuki” z oczywistą szkodą dla fizycznej przejrzystości i prostoty teorii, niepotrzebne wynalazczość wielu nowe, bezużyteczne symbole ze względu na zamiłowanie do symboliki, szczególne upodobanie do wymyślonych wielkości pomocniczych i ich przekształceń warunkowych - wszystkie te i podobne cechy formalizmu w fizyce są najbardziej charakterystyczne dla fizyków idealistycznych.

Bez względu na to, jak abstrakcyjna może być teoria, jeśli jest poprawna, jeśli jest poprawnie skonstruowana, wówczas nie tylko jej wnioski powinny odpowiadać rzeczywistości, ale wszystkie ogniwa teorii, wszystkie pojęcia i wielkości, którymi ona operuje, powinny również odzwierciedlać obiektywność. rzeczywistość możliwie najdokładniej.

Przyjrzyjmy się bliżej zagadnieniu normalnego związku pomiędzy myśleniem teoretycznym a obiektywną rzeczywistością. Źródłem myślenia są przede wszystkim nasze wrażenia. Dzięki pracom wielkiego rosyjskiego fizjologa Sieczenowa ustalono, że zawsze istnieje jakiś pośredni związek między wrażeniem a obiektywnymi przyczynami, które spowodowały wrażenie. Na przykład we wrażeniach wzrokowych ogniwem pośrednim jest obraz obiektów na siatkówce. Ogniwo pośrednie, na przykład obraz obiektu uzyskany w dolnej części oka, jest odzwierciedlane przez aktywność włókien nerwowych, a kora mózgowa przez świadomość. Szczególnie ważne są przekonujące dowody Sieczenowa, że ​​kształty i właściwości obiektów, ich rozmieszczenie w przestrzeni, ich ruchy są odzwierciedlone prawidłowo, w pełnej zgodności z rzeczywistością.

Ten wniosek Sieczenowa koresponduje z marksistowsko-leninowską teorią refleksji: nasza świadomość czerpie wrażenia z wrażeń, które z jednej strony są wynikiem wpływu przedmiotów zewnętrznych na zmysły, a z drugiej strony są nierozerwalnie związane z doznaniami. dzieło myśli; Z żywej kontemplacji proces poznania prowadzi do myślenia abstrakcyjnego, weryfikowanego przez praktykę, w wyniku czego ludzka świadomość prawidłowo odzwierciedla obiektywną rzeczywistość.

Działanie pamięci i myślenia ma na celu zarówno rozczłonkowanie (analizę) faktów, jak i połączenie tego, co wyodrębnione w jedną całość - uogólnienie (syntezę) poprzez abstrakcję od drugorzędnych właściwości przedmiotu lub nieistotnych oznak zjawiska. W wyniku uogólniania dużej liczby faktów nasza świadomość tworzy idee i koncepcje. Zatem myślenie abstrakcyjne operuje pojęciami, które odzwierciedlają, w pełnej zgodności z obiektywną rzeczywistością, typowe cechy wielu podobnych rzeczy i charakterystyczne cechy zjawisk jednorodnych. Refleksja to zgodność, zgodność pomiędzy percepcją lub myślą a obiektywną rzeczywistością; odbicie jest obrazem, a właściwie obrazem, jakby kopią obiektywnego świata.

W fizycznym badaniu świata, w celu ukazania wzorców związanych z takimi formami ruchu, jak na przykład zjawiska elektryczne, które nie dostarczają nam bezpośrednio dużej liczby percepcji zmysłowych, wykorzystujemy idee i koncepcje wypracowane w badaniach nad najbardziej wizualna, najbardziej namacalna forma ruchu - ruchy mechaniczne. W ten sposób do fizyki wprowadzono pojęcia siły elektrycznej, pracy elektrycznej, siły i pracy magnetycznej oraz powiązane pojęcia siły pola elektrycznego i magnetycznego, potencjału elektrycznego itp. W miarę jak nasza wiedza o bardziej złożonych formach ruchu rozwinęła pewne pomysły trzeba było odrzucić koncepcje, które bezskutecznie wprowadzono do fizyki z mechaniki, ponieważ żadnej złożonej formy ruchu nie da się całkowicie sprowadzić do prostszej formy ruchu; inne koncepcje zostały w zasadzie zachowane i zostały szczegółowo przekształcone zgodnie z odkrytymi cechami badanej formy ruchu.

Zatem pojęcia i idee fizyczne dotyczące wielkości fizycznych nie są wcale arbitralnym owocem kreatywności naszego myślenia ani prostym wynikiem porozumień fizyków w celu ujednolicenia pomiarów, jak się to wydaje Machistom; pojęcia fizyczne i idee dotyczące wielkości fizycznych odzwierciedlają obiektywną rzeczywistość i odzwierciedlają ją dokładniej i pełniej, im wyższy poziom rozwoju fizyki.

Wszystko błędne, co wprowadzane jest do nauki z powodu niedostatecznej wiedzy i zamiłowania do formalizmu, które często zatyka fizykę sztucznymi, fałszywymi ideami - wszystko to objawia się w późniejszym rozwoju nauki jako niezgodność z prawdą i jest odrzucona.

Rozwój koncepcji fizyko-teoretycznych następuje poprzez zastępowanie niektórych przestarzałych teorii innymi, bardziej zaawansowanymi, które w nowy, dokładniejszy sposób wyjaśniają zwiększony zakres badanych zjawisk, zachowując jednocześnie całe ziarno prawdy zawarte w stare teorie.

Wraz z tą zmianą teorii, prowadzącą do jej udoskonalenia, czyli pełniejszego odzwierciedlenia rzeczywistości, ogromne znaczenie dla rozwoju fizyki ma proces stopniowej, a czasem gwałtownej transformacji znaczenia i treści pojęć fizycznych.

Przykładem jest rozwinięcie jednego z podstawowych pojęć fizycznych – pojęcia atomu materii.

Starożytni Grecy uważali atom za niezwykle małą cząsteczkę materii, twardą jak maleńki kamyczek, mającą kształt kulisty, owalny lub inny i wyposażoną w występy w kształcie haczyków, które wraz z połączeniami, gdy atomy się łączą, zapewnić siłę organizmu. W XVII i XVIII wieku. atom rozumiano jako granicę mechanicznego i chemicznego podziału materii, jako absolutnie stałą cząstkę inercyjną, będącą jednocześnie ośrodkiem wzajemnych sił grawitacyjnych i sił spójności molekularnej. Na przełomie XIX i XX w. Zaczęli wyobrażać sobie atom jako złożoną cząstkę składającą się z chmury dodatniej elektryczności i określonej liczby znajdujących się w niej elektronów, które pod wpływem czynników zewnętrznych przemieszczają się i poruszają zgodnie z prawami klasycznej elektrodynamiki. Nieco później, na początku drugiej dekady XX wieku, odkryto, że dodatnia elektryczność atomu skupia się w maleńkim, masywnym jądrze atomowym; Elektrony krążą wokół jądra z ogromną prędkością, które utrzymywane są jedynie na określonych orbitach stacjonarnych i ulegają zmianie stanu ruchu nie według praw klasycznej elektrodynamiki, ale według zupełnie innych, kwantowych praw. Obecnie wiemy, że jądro dowolnego atomu jest złożone i składa się z dodatnich jąder atomu wodoru – protonów i cząstek obojętnych o tej samej masie – neutronów; ponadto stało się jasne, że budowę atomu bliżej prawdy przedstawia nie obraz geometryczny, ale obraz energetyczny, który ujawnia mechanika falowa (tom III).

Pojęcie elektronów, które do niedawna w fizyce uważano za najmniejsze kropelki prądu elektrycznego, równomiernie rozmieszczone w objętości kuli lub skupione na jej powierzchni, również uległo głębokiej, radykalnej zmianie. Dość powiedzieć, że obecnie elektrony i pozytony wyobrażamy sobie jako cząstki posiadające właściwości nie tylko elektryczne, ale także czysto magnetyczne, jakby spowodowane obrotem tych cząstek wokół własnej osi, ale w rzeczywistości mające bardziej złożone pochodzenie; ponadto wiadomo, że elektrony i pozytony, podobnie jak wszystkie najmniejsze cząstki materii w ogóle, mają pewne właściwości właściwe falom; Wreszcie odkryto, że pod pewnymi warunkami para cząstek, elektron i pozyton, może zamienić się w tak zwany pakiet fal elektromagnetycznych z materiału gamma-fotonowego, niczym cząstka promieniowania, która jest jeszcze bardziej przenikliwa niż promienie rentgenowskie.

Nawet tak pozornie proste pojęcia, jak ciężar i masa, uległy głębokim zmianom w trakcie rozwoju fizyki.

Pierwszą transformację pojęcia ciężaru ciał spowodowało odkrycie kulistości Ziemi: pojęcie ciężaru należało wiązać z kierunkiem siły ciężaru w stronę środka Ziemi. Prawo ciążenia Newtona pozwoliło odkryć błędne rozumienie ciężaru ciała jako niezmiennej właściwości tego ciała i doprowadziło do poszerzonego rozumienia ciężaru jako przejawu grawitacji pomiędzy danym ciałem a kulą lub innym ciałem niebieskim , jeśli mamy na myśli ciężar ciała w stosunku np. do Księżyca, do którego – albo do planety, albo do Słońca, itp.

Jednocześnie stała się jasna zależność ciężaru ciała na Ziemi od wysokości ciała nad poziomem morza. Zgodnie z tymi prawami mechaniki oraz faktem codziennego obrotu Ziemi i jej nieprecyzyjnie kulistego kształtu odkryto złożoną zależność ciężaru jako nacisku ciała na podporę od szerokości geograficznej obszaru. Jeszcze bardziej rozszerzona koncepcja ciężaru została ustanowiona w teorii grawitacji Einsteina: tutaj rozumienie grawitacji, a w szczególności ciężaru, wiązało się z właściwościami samej przestrzeni, w której znajdują się masy grawitacyjne.

Pojęcie masy jako ilości materii w ciele i jednocześnie miary bezwładności wprowadził do fizyki Newton. Przez długi czas masę rozumiano jako absolutną, niezmienną właściwość ciała, całkowicie niezależną od stanu ruchu ciała, stopnia jego nagrzania, elektryfikacji itp. Kiedy jednak odkryto i zbadano elektrony, okazało się, że odkryli, że ich masa ma pochodzenie elektromagnetyczne. To z kolei doprowadziło do odkrycia zależności masy ciała od prędkości jego ruchu, która występuje jedynie przy bardzo dużych prędkościach, porównywalnych z prędkością światła. Odkrycie to sugeruje, że prędkość światła w pustce (w eterze) jest ograniczającą, najwyższą możliwą prędkością ruchu. Ostatecznie ustalono, że masa ciała i energia ciała są dwiema miarami materii w jej ruchu i że te dwie miary: jedna określa ilość materii – masę, a druga określa zakres ruchu i interakcja - energia, są do siebie ściśle proporcjonalne. Współczynnik proporcjonalności, przez który należy pomnożyć masę ciała wyrażoną w gramach, aby otrzymać jego energię w ergach, jest równy kwadratowi prędkości światła w próżni (w cm/s).

Jak wiadomo, w procesie rozwoju fizyki idee dotyczące ciepła, magnetyzmu, światła, natury sił molekularnych itp. zmieniły się nie do poznania. Każda nowa, zmieniona treść pojęć fizycznych głębiej, dokładniej, lepiej odzwierciedla obiektywną rzeczywistość w pełni.

Celem fizyki jest sprzyjanie podbojowi natury przez człowieka i w związku z tym odkrycie prawdziwej budowy materii i praw jej ruchu.

Całą historię fizyki można z grubsza podzielić na trzy główne etapy:

· starożytne i średniowieczne,

· fizyka klasyczna,

· współczesna fizyka.

Pierwszy etap rozwoju fizyki nazywany jest czasem przednaukowym. Jednak nazwy tej nie można uznać za całkowicie uzasadnioną: podstawowe nasiona fizyki i nauk przyrodniczych w ogóle zostały zasiane w czasach starożytnych. To najdłuższy etap. Obejmuje okres od czasów Arystotelesa do początków XVII wieku, dlatego nazywa się go etap starożytny i średniowieczny.

Rozpoczęcie drugiego etapu – etap fizyki klasycznej- kojarzony jest z jednym z twórców nauk ścisłych - włoskim naukowcem Galileo Galilei oraz twórcą fizyki klasycznej, angielskim matematykiem, mechanikiem, astronomem i fizykiem Izaakiem Newtonem. Drugi etap trwał do końca XIX wieku.

Na początku XX wieku pojawiły się wyniki eksperymentów, które trudno było wyjaśnić w ramach klasycznych koncepcji. W tym zakresie zaproponowano zupełnie nowe podejście – kwantowe, oparte na koncepcji dyskretnej. Podejście kwantowe zostało po raz pierwszy wprowadzone w 1900 roku przez niemieckiego fizyka Maxa Plancka (1858–1947), który przeszedł do historii rozwoju fizyki jako jeden z twórców teorii kwantów. Jego prace otwierają trzeci etap rozwoju fizyki - etap współczesnej fizyki, obejmujące nie tylko koncepcje kwantowe, ale także klasyczne.

Podajmy krótki opis każdego etapu. Powszechnie przyjmuje się, że pierwszy etap otwiera opracowany przez Arystotelesa geocentryczny układ sfer świata. Doktryna o geocentrycznym systemie świata rozpoczęła się od geocentrycznego systemu porządków świata pierścieni znacznie wcześniej – w VI wieku. pne mi. Zaproponował ją Anaksymander (ok. 610 – po 547 p.n.e.), starożytny filozof grecki, przedstawiciel szkoły milezyjskiej. Doktrynę tę rozwinął Eudoksos z Knidos (ok. 406 - ok. 355 p.n.e.), starożytny grecki matematyk i astronom. System geocentryczny Arystotelesa narodził się zatem na gruncie ideologicznym przygotowanym przez jego poprzedników.

Przejście od egocentryzmu – postawy wobec świata charakteryzującej się skupieniem na indywidualnym „ja” – do geocentryzmu jest pierwszym i być może najtrudniejszym krokiem w kierunku wyłonienia się zalążków nauk przyrodniczych. Bezpośrednio widoczna półkula nieba, ograniczona lokalnym horyzontem, została uzupełniona podobną niewidzialną półkulą do pełnej sfery niebieskiej. Świat wydawał się być pełniejszy – konkretny, ale pozostający ograniczony do sfery niebieskiej. W związku z tym samą Ziemię, w przeciwieństwie do reszty (niebiańskiego) sferycznego Wszechświata, jako stale zajmującą w nim szczególne, centralne położenie i całkowicie nieruchomą, zaczęto uważać za kulistą. Trzeba było uznać nie tylko możliwość istnienia antypodów – mieszkańców diametralnie przeciwległych części globu, ale także zasadniczą równość wszystkich ziemskich mieszkańców świata. Idee te, mające głównie charakter spekulacyjny, znalazły potwierdzenie znacznie później – w dobie pierwszych podróży dookoła świata i wielkich odkryć geograficznych, czyli na przełomie XV i XVI w., kiedy to właśnie geocentryczna nauka Arystotelesa z kanoniczny system idealnych, równomiernie obracających się sfer niebieskich, połączonych ze sobą przegubowo swoimi osiami obrotu, o zasadniczo odmiennej fizyce i mechanice ciał ziemskich i niebieskich, przeżywał już swoje ostatnie lata.

Prawie półtora tysiąca lat dzieli ukończony układ geocentryczny greckiego astronoma Klaudiusza Ptolemeusza (ok. 90 - ok. 160) od w miarę doskonałego układu heliocentrycznego (ryc. 3.1) polskiego matematyka i astronoma Mikołaja Kopernika (1473–1543) ). Za wierzchołek układu heliocentrycznego można uznać prawa ruchu planet odkryte przez niemieckiego astronoma Johannesa Keplera (1571–1630), jednego z twórców współczesnej astronomii.

Ryż. 3.1. System świata według Kopernika (Słońce jest w centrum)

Astronomiczne odkrycia Galileusza i jego eksperymenty fizyczne, a także ogólne dynamiczne prawa mechaniki wraz z uniwersalnym prawem grawitacji sformułowanym przez Izaaka Newtona położyły podwaliny pod klasyczny etap rozwoju fizyki.

Pomiędzy tymi etapami nie ma wyraźnych granic. Fizykę i nauki przyrodnicze w ogóle cechuje w dużej mierze postępowy rozwój: prawa Keplera są zwieńczeniem układu heliocentrycznego o bardzo długiej historii, sięgającej czasów starożytnych; Prawa Newtona poprzedzone były prawami Keplera i dziełami Galileusza; Kepler odkrył prawa ruchu planet w wyniku logicznie i historycznie naturalnego przejścia od geocentryzmu do heliocentryzmu, ale nie bez heurystycznych idei mechaniki Arystotelesa.

Mechanika Arystotelesa dzieliła się na ziemską i niebiańską, czyli nie posiadała właściwej zasadniczej jedności: wzajemnemu przeciwstawieniu Arystotelesa Ziemi i Nieba towarzyszyło zasadnicze przeciwstawienie odnoszących się do nich praw jego mechaniki, które tym samym okazały się powszechne wewnętrznie sprzeczne i niedoskonałe.

Galileusz obalił arystotelesowską opozycję między Ziemią a Niebem. Zaproponował zastosowanie prawa bezwładności Arystotelesa, charakteryzującego ruch jednostajny ciał niebieskich wokół Ziemi, do ciał ziemskich, gdy poruszają się one swobodnie w kierunku poziomym. Dzieląc mentalnie wszelkiego rodzaju ciała ziemskie na osobne części, ustanowił dla nich prawo równie szybkiego (lub jednakowo przyspieszonego) swobodnego spadania, niezależnie od ich masy, gdy swobodny spadek w kierunku pionowym do środka Ziemi następuje w warunkach idealnych warunkach, bez żadnego oporu, czyli w pustce. Prawo to stoi w sprzeczności z kanonizowaną nauką Arystotelesa, zgodnie z którą „przyroda nie znosi próżni”, a ciężkie ciała spadają w rzeczywistych warunkach pod wpływem wrodzonej im grawitacji, a właściwie im szybciej, im większa jest ich masa.

Kepler i Galileusz, wychodząc w ten sposób od pierwotnych pomysłów, radykalnie zrewidowali całą mechanikę. W wyniku przejścia od geocentryzmu do heliocentryzmu doszli do swoich praw kinematycznych, które z góry określiły mechanikę Newtona, zasadniczo ujednoliconą dla ciał ziemskich i niebieskich, ze wszystkimi sformułowanymi przez niego klasycznymi prawami dynamiki, w tym uniwersalnym prawem powszechnego ciążenia . Jednocześnie z „Matematycznych zasad filozofii naturalnej” - podstawowego dzieła Izaaka Newtona - możemy wywnioskować, że jego prawa dynamiczne nie tylko wynikają z odpowiednich praw kinetycznych Keplera i Galileusza, ale same mogą być podstawą wszystkich trzy prawa kinematyczne Keplera i oba prawa kinematyczne Galileusza, a także wszelkiego rodzaju teoretycznie oczekiwane odchylenia od nich wynikające ze złożonej struktury i wzajemnych zaburzeń grawitacyjnych oddziałujących ciał.

Prawa Keplera posłużyły za podstawę do odkrycia nowych planet. I tak, zgodnie z wynikami obserwacji odchyleń w ruchu planety Uran, dokonanych w 1781 r. przez angielskiego astronoma i optyka Williama Herschela (1738–1822), angielskiego astronoma i matematyka Johna Coucha Adamsa (1819–1892) oraz Francuzów astronom Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877) niezależnie od siebie i niemal jednocześnie teoretycznie przewidział istnienie kolejnej – planety pouranowej, odkrytej na niebie w 1846 r. przez niemieckiego astronoma Johanna Halle (1812–1910) . Ta planeta nazywa się Neptun. Następnie amerykański astronom Percival Lovell (1855–1916) podobnie przewidział w 1905 r. istnienie kolejnej planety pouranowej i zorganizował jej systematyczne poszukiwania w utworzonym przez siebie obserwatorium, w wyniku czego młody amerykański astronom-amator odkrył w 1930 r. upragnioną nową planetę – Pluton.

W szybkim tempie rozwijała się nie tylko mechanika klasyczna Newtona. Etap fizyki klasycznej charakteryzuje się także znaczącymi osiągnięciami w innych gałęziach fizyki: termodynamice, fizyce molekularnej, optyce, elektryczności, magnetyzmie itp. Ograniczymy się do wyliczenia niektórych najważniejszych osiągnięć. Ustalono eksperymentalne prawa gazowe. Zaproponowano równanie kinetycznej teorii gazów. Sformułowano zasadę równomiernego rozkładu energii w stopniach swobody, czyli pierwszą i drugą zasadę termodynamiki. Odkryto prawa Coulomba, Ohma i indukcji elektromagnetycznej. Zjawiska interferencji, dyfrakcji i polaryzacji światła otrzymały interpretację falową. Ustalono prawa absorpcji i rozpraszania światła.

Można oczywiście wymienić inne, równie ważne osiągnięcia, wśród których szczególne miejsce zajmuje teoria elektromagnetyczna opracowana przez wybitnego angielskiego fizyka Jamesa Clerka Maxwella. Maxwell jest nie tylko twórcą elektrodynamiki klasycznej, ale także jednym z twórców fizyki statystycznej. Ustalił statystyczny rozkład cząsteczek według prędkości, nazwany jego imieniem. Rozwijając idee Michaela Faradaya (1791–1867), stworzył teorię pola elektromagnetycznego (równania Maxwella), która nie tylko wyjaśniała wiele znanych wówczas zjawisk elektromagnetycznych, ale także przewidywała elektromagnetyczną naturę światła. Teorii elektromagnetycznej Maxwella trudno porównać z inną, bardziej znaczącą teorią fizyki klasycznej. Jednak teoria Maxwella okazała się nie wszechmocna.

Pod koniec ubiegłego wieku, badając widmo promieniowania ciała absolutnie czarnego, ustalono eksperymentalnie wzór rozkładu energii w widmie promieniowania. Krzywe rozkładu eksperymentalnego miały charakterystyczne maksimum, które wraz ze wzrostem temperatury przesuwało się w stronę krótszych fal. W ramach klasycznej elektrodynamiki Maxwella nie było możliwe wyjaśnienie wzoru rozkładu energii w widmie promieniowania ciała absolutnie czarnego. Prawidłowy wyraz na gęstość widmową jasności energii ciała absolutnie czarnego, zgodny z danymi eksperymentalnymi, znalazł w 1900 roku Max Planck. Aby to zrobić, musiał porzucić ustalone stanowisko fizyki klasycznej, zgodnie z którym energia dowolnego układu może zmieniać się w sposób ciągły, to znaczy może przyjmować dowolnie bliskie wartości. Zgodnie z hipotezą kwantową wysuniętą przez Plancka oscylatory atomowe emitują energię nie w sposób ciągły, ale w pewnych porcjach - kwanty, a energia kwantu jest proporcjonalna do częstotliwości oscylacji.

Charakterystyczną cechą trzeciego etapu rozwoju fizyki jest nowoczesna scena– polega na tym, że obok klasycznych powszechnie wprowadza się pojęcia kwantowe, na podstawie których wyjaśnia się wiele mikroprocesów zachodzących w atomie, jądrze i cząstkach elementarnych, w związku z czym powstały nowe gałęzie współczesnej fizyki : elektrodynamika kwantowa, kwantowa teoria ciał stałych, optyka kwantowa i wiele innych.

Rozdział pierwszy. Fizyka starożytności

Pochodzenie wiedzy naukowej

Człowiek zdobywał wiedzę o otaczającym go świecie w ciężkiej walce o byt. W tej walce jego odlegli przodkowie oddzielili się od świata zwierząt, a ich ręce i intelekt rozwinęły się. Od przypadkowego i nieświadomego używania patyków i kamieni do ochrony i zdobywania pożywienia przeszedł do wytwarzania narzędzi, najpierw w postaci prymitywnie i prymitywnie obrobionych kawałków kamienia, następnie do coraz bardziej wyrafinowanych narzędzi kamiennych, aż po łuki i strzały, sprzęt wędkarski, pułapki myśliwskie – te pierwsze urządzenia programujące. Największym podbojem człowieka było zdobycie i użycie ognia. W tej ewolucji, która trwała tysiące lat, ukształtowała się ludzka świadomość, rozwinęła się mowa, zgromadziła się wiedza i wyobrażenia o świecie, powstały pierwsze antropomorficzne wyjaśnienia otaczających zjawisk, których pozostałości zachowały się w naszym języku. Podobnie jak człowiek prymitywny, nasze słońce „chodzi”, miesiąc „wygląda” itp.

Człowiek prymitywny nie miał innego sposobu na zrozumienie natury, jak porównać ją do siebie, żywej istoty, obdarzyć ją uczuciami i świadomością. Z tego źródła rozwinęła się zarówno wiedza naukowa, jak i wierzenia religijne.

W biblijnym micie stworzenia świata, zapisanym już w epoce rozwiniętego społeczeństwa niewolniczego, te antropomorficzne wyobrażenia o Bogu, który działa jak ludzki rolnik, są bardzo wyraźnie wyrażone; prowadzi prace rekultywacyjne (oddziela wodę od ziemi), rozpala ogień („niech stanie się światłość”), tworzy wszystko, co otacza i odpoczywa po pracy.

Wraz z tymi fantastycznymi wyobrażeniami o naturze człowiek wzbogacił się o realną wiedzę o ciałach niebieskich, roślinach i zwierzętach, o ruchu i siłach, zjawiskach meteorologicznych itp. Zgromadzona wiedza i umiejętności praktyczne, przekazywane z pokolenia na pokolenie, utworzyły początkową tło przyszłej nauki. W miarę rozwoju społeczeństwa i pracy społecznej kumulowały się warunki konieczne do stworzenia stabilnej cywilizacji. Decydującą rolę odegrało tu pojawienie się rolnictwa. Tam, gdzie istniały warunki do uzyskania zrównoważonych zbiorów w tym samym miejscu i rok po roku, powstawały osady, miasta, a następnie państwa.

Takie warunki powstały w Afryce Północnej w Dolinie Nilu, którego coroczne powodzie pozostawiły żyzny muł na polach, w dwóch rzekach pomiędzy rzekami Tygrys i Eufrat, gdzie już w IV tysiącleciu p.n.e. mi. Najstarsze państwa niewolnicze zaczęły nabierać kształtu, stając się kolebką współczesnej nauki. System rolnictwa nawadnianego, wydobycie metalu (miedzi) i jego obróbka, rozwój technologii i produkcja narzędzi stworzyły przesłanki do powstania złożonego organizmu społecznego z rozwiniętą gospodarką. Potrzeby społeczne doprowadziły do ​​pojawienia się pisma: hieroglifów w Egipcie, pisma klinowego w Babilonii oraz do pojawienia się wiedzy astronomicznej i matematycznej.

Wielkie piramidy Egiptu, które przetrwały do ​​dziś, wskazują, że już w III tysiącleciu p.n.e. mi. państwo mogłoby organizować duże masy ludzi, prowadzić ewidencję materiałów, robocizny i wydatkowanej pracy. Do tego potrzebni byli specjalni ludzie, pracownicy umysłowi. Dokumentację gospodarczą w Egipcie prowadzili skrybowie, którym przypisuje się spisywanie wiedzy naukowej swoich czasów. Słynne zabytki II tysiąclecia: papirus Rhinda przechowywany w Muzeum Brytyjskim i papirus moskiewski zawierają rozwiązania różnych problemów napotykanych w praktyce, obliczenia matematyczne, obliczenia pól i objętości. Papirus moskiewski podaje wzór na obliczenie objętości ściętej piramidy. Egipcjanie obliczyli pole koła podnosząc do kwadratu osiem dziewiątych średnicy, co daje dość dobre przybliżenie dla k - 3,16.

Ustalenie czasu rozpoczęcia wylewu Nilu wymagało wnikliwych obserwacji astronomicznych. Egipcjanie opracowali kalendarz składający się z dwunastu miesięcy po 30 dni i pięciu dodatkowych dni w roku. Miesiąc dzielił się na trzy okresy dziesięciodniowe, dzień na dwadzieścia cztery godziny, dwanaście okresów dniowych i dwanaście okresów nocnych. Ponieważ długość dnia i nocy zmieniała się wraz z porami roku, wartość godziny nie była stała, ale zmieniała się w zależności od pory roku.

Babilońska matematyka i astronomia osiągnęły wysoki poziom. Babilończycy znali twierdzenie Pitagorasa, obliczali kwadraty i pierwiastki kwadratowe, sześciany i pierwiastki sześcienne oraz potrafili rozwiązywać układy równań i równania kwadratowe. Należą także do podziału ekliptyki na dwanaście konstelacji zodiaku.

Należy podkreślić, że matematyka Egipcjan i Babilończyków miała charakter praktyczny i wyrosła z potrzeb praktyki ekonomicznej i budowlanej. Według historyków matematyki matematyka babilońska znajdowała się na wyższym poziomie naukowym niż matematyka egipska. Ale w dziedzinie geometrii Egipcjanie posunęli się dalej niż Babilończycy.

Astronomia była pierwszą z nauk przyrodniczych, od której rozpoczął się rozwój nauk przyrodniczych, m.in. Engels w „Dialektyce natury” nakreślił schemat rozwoju nauk przyrodniczych, zgodnie z którym astronomia powstała najpierw z obserwacji zmiany dnia i nocy, pór roku, a zatem była absolutnie konieczna dla ludów pasterskich i rolniczych. Do rozwoju astronomii potrzebna była matematyka, a praktyka budowlana stymulowała rozwój mechaniki.

Niewątpliwie wspaniałe budowle starożytnych państw (świątynie, fortece, piramidy, obeliski) wymagały przynajmniej empirycznej wiedzy z zakresu mechaniki i statyki konstrukcji. Podczas prac budowlanych wykorzystywano proste maszyny: dźwignie, rolki, pochyłe płaszczyzny. Tym samym potrzeby praktyczne powołały do ​​życia początki wiedzy naukowej z zakresu arytmetyki, geometrii, algebry, astronomii, mechaniki i innych nauk przyrodniczych.

Ograniczymy się do tych krótkich uwag. Na zakończenie zauważmy, że znaczenie początkowego okresu w dziejach nauki i kultury jest niezwykle duże.Nieprzypadkowo historycy matematyki przywiązują dużą wagę do matematyki egipskiej i babilońskiej. Tutaj narodziły się początki wiedzy matematycznej, a przede wszystkim ukształtowała się podstawowa idea liczby i podstawowe działania na liczbach. Położono tu podstawy geometrii. Tutaj człowiek po raz pierwszy opisał gwiaździste niebo, ruchy Słońca, Księżyca i planet, nauczył się obserwować ciała niebieskie i stworzył podstawy pomiaru czasu oraz położył podwaliny pod pismo alfabetyczne.

Szczególnie duże było znaczenie pisma – podstawy nauki i kultury. Nie bez powodu Galileusz w swoim Dialogu entuzjastycznie wychwalał twórcę pisma.

Z książki Tao fizyki autorstwa Capry Fritjofa

Z książki Rewolucja w fizyce przez de Broglie Louisa

Z książki Atomy i elektrony autor Bronsztein Matwiej Pietrowicz

Rozdział II. Fizyka klasyczna 1. Dalszy rozwój mechaniki W poprzednim rozdziale nie mieliśmy zamiaru przedstawiać pełnego przeglądu mechaniki klasycznej. Co więcej, nie będziemy w tym rozdziale przedstawiać całej fizyki klasycznej. Zauważymy tutaj tylko jego główny

Z książki Kurs historii fizyki autor Stepanowicz Kudryavtsev Paweł

Rozdział pierwszy. Tajemnica radioaktywności W tej książce znajdziesz historie o wnikliwych detektywach, którzy rozwiązują najbardziej zagadkowe zagadki, najbardziej niezrozumiałe tajemnice świata. Ale nie myślcie, że ta książka będzie taka jak inne książki o detektywach – książki o detektywach

Z książki Samoświadomy wszechświat. Jak świadomość tworzy świat materialny przez Amita Goswamiego

Część pierwsza. Pojawienie się fizyki (od starożytności do

Z książki Fizyka w grach przez Donata Bruno

Rozdział drugi. Fizyka średniowiecza Uwagi historyczne Proces upadku niewolniczego państwa rzymskiego i przejścia do feudalizmu w Europie Zachodniej odbywał się w złożonym środowisku starć militarnych oraz ruchów plemion i narodowości. Zapadł się pod ciśnieniem

Z książki Twórcy autor Snegow Siergiej Aleksandrowicz

Z książki George i skarby wszechświata autor Hawkinga Stephena Williama

Rozdział pierwszy Doświadczenia z mechaniki Rubel na kartce papieru. Połóż pocztówkę na krawędzi stołu tak, aby wystawała w dwóch trzecich, a na kartce przy samym brzegu umieść na jej krawędzi srebrny rubel lub nikiel (ryc. 1). Oczywiście tego miejsca na stole nie należy zakrywać obrusem i stołem

Z książki Teoria strun i ukryte wymiary wszechświata przez Yau Shintana

ROZDZIAŁ PIERWSZY OGÓLNOUnijNY...

Z książki Nowy umysł króla [O komputerach, myśleniu i prawach fizyki] przez Penrose'a Rogera

Z książki Powrót czasu [Od starożytnej kosmogonii do przyszłej kosmologii] przez Smolina Lee

Rozdział pierwszy Wszechświat jest gdzieś blisko Wynalezienie teleskopu i jego późniejsze udoskonalanie na przestrzeni lat pozwoliło potwierdzić fakt, który obecnie stał się elementarną prawdą: we Wszechświecie jest wiele rzeczy niedostępnych dla naszych obserwacji. Rzeczywiście, według

Z księgi 1. Nowoczesna nauka o przyrodzie, prawa mechaniki autor Feynmana Richarda Phillipsa

Z książki Kwarki, protony, wszechświat autor Baraszenkow Władilen Siergiejewicz

Z książki Idealna teoria [Bitwa o ogólną teorię względności] przez Ferreirę Pedro

Z książki autora

ROZDZIAŁ PIERWSZY, który można uznać za przedmowę; w nim czytelnik zapoznaje się z autorem i wraz z nim zastanawia się nad cechami współczesnej fizyki. Być może najbardziej zaskakującą rzeczą we współczesnej fizyce jest nieoczekiwane połączenie przestrzeni, w której galaktyki i

Z książki autora

Rozdział 3: Poprawna matematyka, brzydka fizyka Równania pola Einsteina to zbiór złożonych, wzajemnie powiązanych funkcji, ale każdy, kto ma niezbędne umiejętności i wytrwałość, może je rozwiązać. Po otwarciu