ЕНКЕстественнонаучная картина мира в классической науке

Август 3, 2022

Главная
Астрономия
ЕНКЕстественнонаучная картина мира в классической науке

Содержание

2. Согласно теории смены научных парадигм, новые идеи, которые составят основу новой научной парадигмы, зарождаются в рамках
3. Как свидетельствуют исторические источники, подлинно гелиоцентрическая система была предложена в начале III века до н. э.
4. Аристарх впервые (во всяком случае, публично) высказал гипотезу, что все планеты вращаются вокруг Солнца, причём Земля
5. Николай Коперник 1473 —1543 Размышляя о Птолемеевой системе мира, Коперник поражался её сложности и искусственности, и,
6. Небесные сферы в рукописи Коперника Главное и почти единственное сочинение Коперника, плод более чем 30-летней его
7. Гелиоцентрическая система Коперника 1.Орбиты и небесные сферы не имеют общего центра. 2.Центр Земли — не центр
8. Эти утверждения полностью противоречили господствовавшей на тот момент геоцентрической системе. Хотя, с современной точки зрения, модель
9. На центральной площади польского Торуня стоит памятник Копернику, на котором есть надпись: «Остановивший Солнце — сдвинувший
10. Галилео Галилей (Galileo Galilei) 1564 – 1642 Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал инерцию и свободное
11. Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который был позже назван в его
12. Галилей перед судом инквизиции На основании наблюдений за небом Галилей сделал вывод, что гелиоцентрическая система мира,
13. На публичных слушаниях Галилей не смог представить никаких доказательств научной правоты своих взглядов (это неудивительно, ведь
14. Исаак Ньютон. Sir Isaac Newton, 1643 – 1727 С работами Ньютона связана новая эпоха в физике
15. Последующие века доказали исключительную плодотворность такого подхода. По словам А. Эйнштейна, «Ньютон был первым, кто попытался
16. Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисление, ставшее основой математического аппарата физики. С именем Ньютона связаны законы
17. Важно отметить, что Ньютон опубликовал не просто предполагаемую формулу закона всемирного тяготения, но фактически предложил целостную
18. Первым аргументом в пользу ньютоновской модели послужил строгий вывод на её основе эмпирических законов Кеплера. Позже
19. Ньютону принадлежат фундаментальные открытия в оптике. Он построил первый зеркальный телескоп. Он также открыл дисперсию света,
20. Могила И. Ньютона в Вестминистерском аббатстве Основные опубликованные сочинения Ньютона Method of Fluxions (1671, «Метод флюксий»,
21. На этапе классической науки начинаются также интенсивные исследования электрических, магнитных и тепловых явлений. Хотя одним из
22. Классическая теория электромагнетизма создавалась целой плеядой выдающихся ученых. В 1785 году Ш. Кулон открывает закон взаимодействия
25. Джеймс Клерк Максвелл 1831 – 1879
26. Генрих Рудольф Герц 1857 – 1894
27. Теория электромагнетизма Максвелла получила полное опытное подтверждение и стала общепризнанной классической основой современной физики. Роль этой
28. ЮЛИУС РОБЕРТ МАЙЕР 1814–1878 В начале сороковых годов XIX в. Майеру удалось сформулировать один из важнейших
29. Герман Гемгольц 1821–1894 Джеймс Прескотт Джоуль 1818 – 1889 Важную роль в установлении точной количественной формулировки
30. Михайло Васильевич Ломоносов 1711 — 1765 «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько
31. В этих словах Ломоносова заключено гениальное обобщение великих философских принципов материализма — неуничтожаемость материи и неуничтожаемость
32. «Ломоносов, - писал академик Вавилов, - на два века вперёд как бы взял в общие скобки
34. Скачать презентацию

Слайд 2

Согласно теории смены научных парадигм, новые идеи, которые составят основу новой

научной парадигмы, зарождаются в рамках старой парадигмы – кризис нормальной науки.
Так, идея движения Земли возникла еще в рамках пифагорейской школы. Пифагореец Филолай из Кротона обнародовал систему мира, в которой Земля является одной из планет; правда, речь пока шла об её вращении (за сутки) вокруг мистического Центрального Огня, а не Солнца.
Гераклид Понтийский (387 до н. э. — 312 до н. э.) выдвинул гипотезу, согласно которой Земля совершает суточное вращение вокруг своей оси. Кроме того, Гераклид, по видимому, предположил, что Меркурий и Венера обращаются вокруг Солнца и только с ним — вокруг Земли.

Слайд 3

Как свидетельствуют исторические источники, подлинно гелиоцентрическая система была предложена в начале

III века до н. э. Аристархом Самосским (ок. 310 до н.э.— ок. 230 до н.э.). Скудная информация о гипотезе Аристарха дошла до нас через труды Архимеда, Плутарха, и др. авторов. Обычно считается, что Аристарх пришёл к гелиоцентризму исходя из установленного им факта, что Солнце по размерам много больше Земли (вычислению относительных размеров Земли, Луны и Солнца посвящён единственный дошедший до нас труд учёного). Естественно было предположить, что меньшее тело обращается вокруг большего, а не наоборот.
Плутарх в своём сочинении «О лике видимом на диске Луны» отмечает, что «сей муж [Аристарх Самосский] пытался объяснять небесные явления предположением, что небо неподвижно, а земля движется по наклонной окружности [эклиптике], вращаясь вместе с тем вокруг своей оси».

Слайд 4

Аристарх впервые (во всяком случае, публично) высказал гипотезу, что все планеты

вращаются вокруг Солнца, причём Земля является одной из них, совершая оборот вокруг дневного светила за один год, вращаясь при этом вокруг оси с периодом в одни сутки (гелиоцентрическая система мира).
Тем не менее, в конечном итоге гелиоцентризм был оставлен греками. Главной причиной может быть общий кризис науки, начавшийся после II века до н. э. На место астрономии заступает астрология.
Центральное место в доклассической естественнонаучной картине мира на долгие годы – вплоть до Николая Коперника занимает геоцентрическая система Птолемея.

Слайд 5

Николай Коперник
1473 —1543
Размышляя о Птолемеевой системе мира, Коперник поражался её

сложности и искусственности, и, изучая сочинения древних философов, он пришел к выводу, что не Земля, а Солнце должно быть неподвижным центром Вселенной. Исходя из этого положения, Коперник весьма просто объяснил всю кажущуюся запутанность движений планет, но, не зная ещё истинных путей планет и считая их окружностями, он был ещё вынужден отчасти сохранить эпициклы и деференты древних для объяснения разных неравенств движений. Эти эпициклы и деференты были окончательно отброшены лишь Кепплером.

Слайд 6

Небесные сферы в рукописи Коперника
Главное и почти единственное сочинение Коперника,

плод более чем 30-летней его работы во Фромборке, «Об обращении небесных сфер».

Памятник Копернику
в Кракове

Слайд 7

Гелиоцентрическая система Коперника
1.Орбиты и небесные сферы не имеют общего центра.

2.Центр Земли — не центр вселенной, но только центр масс и орбиты Луны.
3.Все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира.
4.Расстояние между Землей и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звездами.
5.Суточное движение Солнца — воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе.
6.Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), вращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) — не более чем эффект движения Земли.
7.Это движение Земли и других планет объясняет их расположение и конкретные характеристики движения планет.

Слайд 8

Эти утверждения полностью противоречили господствовавшей на тот момент геоцентрической системе. Хотя, с

современной точки зрения, модель Коперника недостаточно радикальна. Все орбиты в ней круговые, движение по ним равномерное. Механизм, обеспечивавший движение планет, также оставлен прежним — вращение сфер, к которым планеты прикреплены. На границу мира Коперник поместил сферу неподвижных звёзд. Строго говоря, модель Коперника даже не была гелиоцентрической, так как Солнце он расположил не в центре планетных сфер.
И всё же модель мира Коперника была колоссальным шагом вперёд и сокрушительным ударом по архаичным авторитетам. Низведение Земли до уровня рядовой планеты определённо подготавливало (вопреки Аристотелю) совмещение земных и небесных природных законов.

Слайд 9

На центральной площади польского Торуня стоит памятник Копернику, на котором есть

надпись: «Остановивший Солнце — сдвинувший Землю».

Ян Матейко. Астроном Коперник, или Разговор с Богом (1872)

Памятник Копернику в Ольштыне

Слайд 10

Галилео Галилей (Galileo Galilei)
1564 – 1642
Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал

инерцию и свободное падение тел. В частности, он заметил, что ускорение свободного падения не зависит от массы тела, таким образом опровергая господствовавшее со времен Аристотеля мнение, что «скорость падения» пропорциональна весу тела. Существует легенда об эксперименте, в котором Галилей сбрасывал объекты разной массы с вершины Пизанской башни и позже описал их падение. Вероятно, Галилей в действительности совершал подобные эксперименты, но к знаменитой наклонной башне в Пизе они, скорее всего, не имели никакого отношения.

Слайд 11

Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который

был позже назван в его честь. Галилей заметил, что при одинаковых начальных условиях любое механическое явление протекает одинаково в изолированной системе, находящейся в покое либо движущейся прямолинейно и равномерно. В 1593 году Галилей опубликовал книгу под названием «Механика», где описал свои наблюдения.
В 1609 Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Наблюдения в телескоп показали, что Луна покрыта горами и изрыта кратерами, звёзды потеряли свои кажущиеся размеры, и впервые была постигнута их колоссальная удалённость, у Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника, Млечный путь распался на отдельные звёзды, стало видно громадное количество новых звёзд. Галилей открывает фазы Венеры, солнечные пятна и вращение Солнца.

Слайд 12

Галилей перед судом инквизиции
На основании наблюдений за небом Галилей сделал вывод,

что гелиоцентрическая система мира, предложенная Н. Коперником, является верной. Это расходилось с буквальным прочтением Псалмов 93 и 104, а также стиха из Экклезиаста 1:5, где говорится о неподвижности Земли. Галилея вызвали в Рим и потребовали прекратить пропаганду своих взглядов; этому требованию он вынужден был подчиниться.

Слайд 13

На публичных слушаниях Галилей не смог представить никаких доказательств научной правоты

своих взглядов (это неудивительно, ведь первое истинное доказательство движения Земли появилось в 1748 году, спустя более века со времен Галилея). 22 июня 1633 года Галилею пришлось произнести предложенный ему текст отречения. После вынесения приговора Галилея поселили на роскошной вилле в Пинчо, откуда он был приглашен во дворец архиепископа в Сиене, одного из достопочтенных церковных сановников, который поддерживал дружеские отношения с ним и помогал ему.
Только в XX веке, по инициативе Папы Иоанна Павла II, c 1979 по 1981 годы работала комиссия Ватикана по ребилитации Галилея, и 31 октября 1992 года Папа Иоанн Павел II официально признал, что инквизиция в 1633 году совершила ошибку, силой вынудив учёного отречься от теории Коперника.».

Слайд 14

Исаак Ньютон.
Sir Isaac Newton,
1643 – 1727
С работами Ньютона связана

новая эпоха в физике и математике. В математике появляются мощные аналитические методы, происходит вспышка в развитии анализа и математической физики. В физике основным методом исследования природы становится построение адекватных математических моделей природных процессов и интенсивное исследование этих моделей с систематическим привлечением всей мощи нового математического аппарата.

Слайд 15

Последующие века доказали исключительную плодотворность такого подхода.
По словам А. Эйнштейна,
«Ньютон

был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности» и «… оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на всё мировоззрение в целом».

Слайд 16

Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисление, ставшее основой математического аппарата физики.
С

именем Ньютона связаны законы механики и теория тяготения. Сама идея всеобщей силы тяготения неоднократно высказывалась и до Ньютона. Ранее о ней размышляли Эпикур, Кеплер, Декарт, Гюйгенс, Гук и другие. Кеплер полагал, что тяготение обратно пропорционально расстоянию до Солнца и распространяется только в плоскости эклиптики; Декарт считал его результатом вихрей в эфире. Но до Ньютона никто не сумел ясно и математически доказательно связать закон тяготения (силу, обратно пропорциональную квадрату расстояния) и законы движения планет (законы Кеплера) для случая некруговых орбит. Последнее, конечно, означает, что Ньютон завершил этим и формальное обоснование закона, т. к. вывод только для круговых орбит в принципе допускал неоднозначность при допущении зависимости силы также от скорости.

Слайд 17

Важно отметить, что Ньютон опубликовал не просто предполагаемую формулу закона всемирного

тяготения, но фактически предложил целостную математическую модель в контексте хорошо разработанного, полного, явно сформулированного и систематически изложенного подхода к механике:
закон тяготения;
закон движения (2-й закон Ньютона);
система методов для математического исследования (математический анализ).

В совокупности эта триада достаточна для полного исследования самых сложных движений небесных тел, тем самым создавая основы небесной механики. До Эйнштейна никаких принципиальных поправок к указанной модели, согласующихся с опытом, сделано не было, хотя математический аппарат был очень значительно развит.

Слайд 18

Первым аргументом в пользу ньютоновской модели послужил строгий вывод на её

основе эмпирических законов Кеплера. Позже с помощью ньютоновского тяготения были с высокой точностью объяснены все наблюдаемые движения небесных тел.
Первые наблюдаемые поправки к теории Ньютона в астрономии были обнаружены лишь более, чем через 200 лет и объяснены в общей теории относительности. Впрочем, и они очень малы в пределах Солнечной системы.

Ньютону принадлежит первый вывод скорости звука в газе. Он предсказал сплюснутость Земли у полюсов, примерно 1:230. (Современное значение 1:298).
Ньютон много времени отдавал алхимиии, а также богословию. Никаких трудов по алхимии он не издавал, и единственным известным результатом этого многолетнего увлечения стало серьёзное отравление Ньютона в 1691 году.

По легенде, эта яблоня в Кембридже выращена из семечка яблока, упавшего на голову Ньютона

Слайд 19

Ньютону принадлежат фундаментальные открытия в оптике. Он построил первый зеркальный телескоп.

Он также открыл дисперсию света, показал, что белый свет раскладывается на цвета радуги вследствие различного преломления лучей разных цветов при прохождении через призму, и заложил основы правильной теории цветов.
В этот период было множество спекулятивных теорий света и цветности; в основном боролись точка зрения Аристотеля («разные цвета есть смешение света и тьмы в разных пропорциях») и Декарта («разные цвета создаются при вращении световых частиц с разной скоростью»). Гук в своей «Микрографии» (1665) предлагал вариант аристотелевских взглядов. Многие полагали, что цвет есть атрибут не света, а освещённого предмета. Всеобщий разлад усугубил каскад открытий XVII века: дифракция (1665, Гримальди), интерференция (1665, Гук), двойное лучепреломление (1670, Эразм Бартолин, изучено Гюйгенсом), оценка скорости света (1675, Рёмер), значительное усовершенствование телескопов. Теории света, совместимой со всеми этими фактами, не существовало.

Слайд 20

Могила И. Ньютона в Вестминистерском аббатстве
Основные опубликованные сочинения Ньютона
Method of Fluxions

(1671, «Метод флюксий», опубликован посмертно, в 1736)
Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1678, «Математические начала натуральной философии»)
Opticks (1704, «Оптика»)
Arithmetica Universalis (1707, «Универсальная арифметика»)

Г. Галилей и И. Ньютон заложили фундамент классического этапа в развитии науки

Слайд 21

На этапе классической науки начинаются также интенсивные исследования электрических, магнитных и

тепловых явлений. Хотя одним из первых исследователей электричества был еще древнегреческий натурфилософ Фалес Милетский, который в VII веке до н. э. обнаружил, что потёртый о шерсть янтарь приобретает свойства притягивать лёгкие предметы, только в 1600 году Уильям Гилберт ввёл в обращение сам термин электричество («янтарность»). По мнению некоторых исследователей магнитные явления и материалы были открыты в Китае еще за четыре тысячи лет до н. э.

Слайд 22

Классическая теория электромагнетизма создавалась целой плеядой выдающихся ученых. В 1785 году

Ш. Кулон открывает закон взаимодействия электрических зарядов (знаменитый закон Кулона), а в 1819г. датский физик Г.Х. Эрстед обнаружил, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны.
В 1824 году А. Ампер установил закон взаимодействия электрических токов (Закон Ампера). А в 1845г. М.Фарадей впервые ввел в физику представление об электромагнитном поле. Обобщение опытных фактов привело Фарадея к выводу. что электрические и магнитные силы распространяются по кривым линиям, их конфигурация зависит от свойств среды (силовые линии), через которую они распространяются (близкодействие). Это противоречило концепции И. Ньютона о дальнодействии, согласно которой что тела природы и частицы, составляющие эти тела, взаимодействуют между собой мгновенно.

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Джеймс Клерк
Максвелл
1831 – 1879

Слайд 26

Генрих Рудольф
Герц
1857 – 1894

Слайд 27

Теория электромагнетизма Максвелла получила полное опытное подтверждение и стала общепризнанной классической

основой современной физики. Роль этой теории ярко охарактеризовал
А. Эйнштейн: "... тут произошел великий перелом, который навсегда связан с именами Фарадея, Максвелла, Герца. Львиная доля в этой революции принадлежит Максвеллу… После Максвелла физическая реальность мыслилась в виде непрерывных, не поддающихся механическому объяснению полей... Это изменение понятия реальности является наиболее глубоким и плодотворным из тех, которые испытала физика со времен Ньютона".

Слайд 28

ЮЛИУС РОБЕРТ МАЙЕР
1814–1878
В начале сороковых годов XIX в. Майеру удалось сформулировать

один из важнейших законов современной физики — закон сохранения энергии, согласно которому энергия в произвольной замкнутой системе при любых процессах, происходящих в системе, остается величиной постоянной и лишь переходит из одной формы в другую.

Слайд 29

Герман
Гемгольц
1821–1894
Джеймс Прескотт Джоуль
1818 – 1889
Важную роль в установлении точной количественной

формулировки закона сохранения энергии сыграл знаменитый немецкий естествоиспытатель, врач, физик и философ Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц. В 1847 г. независимо от Майера закон сохранения энергии был также установлен английским физиком Джеймсом Прескоттом Джоулем, проводившим в начале 40-х годов XIXв. опыты по выделению тепла в проводниках при прохождении по ним электрического тока. В 1843 г. эти опыты привели его к определению механического эквивалента тепла. Таким образом, усилиями Майера и Джоуля было сделано открытие, принесшее первое экспериментальное доказательство кинетического характера тепла

Слайд 30

Михайло Васильевич Ломоносов
1711 — 1765
«Все перемены, в натуре случающиеся, такого

суть состояния, что сколько чего от одного тела отнимается, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте... Сей всеобщий естественной закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своей силой другое, столько, же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от, него движение получает».

Слайд 31

В этих словах Ломоносова заключено гениальное обобщение великих философских принципов материализма

— неуничтожаемость материи и неуничтожаемость движения, примененных им во всей своей широте к новому естествознанию. Великий закон природы, установленный Ломоносовым, находится в неразрывной связи со всем его философским мировоззрением и определяет характер сделанных им многочисленных частных открытий и самого метода экспериментальной работы. Одним из конкретных проявлений всеобщего закона Ломоносова был открытый и экспериментально подтвержденный им закон сохранения вещества при химических превращениях, установление которого долгое время совершенно несправедливо приписывалось французскому химику Антуану Лорану Лавуазье (1743—1794). Предложенный Ломоносовым всеобщий закон природы включает в себя и закон сохранения энергии, вошедший в науку лишь в середине XIX века.

Слайд 32

«Ломоносов, - писал академик Вавилов, - на два века вперёд как

бы взял в общие скобки все виды сохранения свойств материи. Глубочайшее содержание великого начала природы, усмотренного Ломоносовым, раскрывалось постепенно и продолжает раскрываться в прогрессивном историческом процессе развития наук о природе »

ЕНКЕстественнонаучная картина мира в классической науке

Содержание

Согласно теории смены научных парадигм, новые идеи, которые составят основу новой

Как свидетельствуют исторические источники, подлинно гелиоцентрическая система была предложена в начале

Аристарх впервые (во всяком случае, публично) высказал гипотезу, что все планеты

Николай Коперник 1473 —1543Размышляя о Птолемеевой системе мира, Коперник поражался её

Небесные сферы в рукописи Коперника Главное и почти единственное сочинение Коперника,

Гелиоцентрическая система Коперника 1.Орбиты и небесные сферы не имеют общего центра.

Эти утверждения полностью противоречили господствовавшей на тот момент геоцентрической системе. Хотя, с

На центральной площади польского Торуня стоит памятник Копернику, на котором есть

Галилео Галилей (Galileo Galilei)1564 – 1642Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал

Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который

Галилей перед судом инквизицииНа основании наблюдений за небом Галилей сделал вывод,

На публичных слушаниях Галилей не смог представить никаких доказательств научной правоты

Исаак Ньютон. Sir Isaac Newton, 1643 – 1727С работами Ньютона связана

Последующие века доказали исключительную плодотворность такого подхода.По словам А. Эйнштейна, «Ньютон

Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисление, ставшее основой математического аппарата физики.С