Áèáëèîòåêà
Òåîëîãèÿ
Êîíôåññèè
Èíîñòðàííûå ÿçûêè
Äðóãèå ïðîåêòû
|
Âàø êîììåíòàðèé î êíèãå
Ãðóøåâèöêàÿ Ò., Ñàäîõèí À. Êîíöåïöèè ñîâðåìåííîãî åñòåñòâîçíàíèÿ
ÒÅÌÀ 8 ÔÈÇÈ×ÅÑÊÀß ÊÀÐÒÈÍÀ ÌÈÐÀ
Èñòîðèÿ íàóêè ñâèäåòåëüñòâóåò, ÷òî åñòåñòâîçíàíèå, âîçíèêøåå â õîäå íàó÷íîé ðåâîëþöèè XVI - XVII ââ., áûëî ñâÿçàíî äîëãîå âðåìÿ ñ ðàçâèòèåì ôèçèêè. Èìåííî ôèçèêà áûëà è îñòàåòñÿ ñåãîäíÿ íàèáîëåå ðàçâèòîé è ñèñòåìàòèçèðîâàííîé åñòåñòâåííîé íàóêîé. Ïîýòîìó, êîãäà âîçíèêëî ìèðîâîççðåíèå åâðîïåéñêîé öèâèëèçàöèè Íîâîãî âðåìåíè, ñêëàäûâàëàñü êëàññè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà, åñòåñòâåííûì áûëî îáðàùåíèå ê ôèçèêå, åå êîíöåïöèÿì è àðãóìåíòàì, âî ìíîãîì îïðåäåëèâøèì ýòó êàðòèíó. Ñòåïåíü ðàçðàáîòàííîñòè ôèçèêè áûëà íàñòîëüêî âåëèêà, ÷òî îíà ìîãëà ñîçäàòü ñîáñòâåííóþ ôèçè÷åñêóþ êàðòèíó ìèðà, â îòëè÷èå îò äðóãèõ åñòåñòâåííûõ íàóê, êîòîðûå ëèøü â XX âåêå ñìîãëè ïîñòàâèòü ïåðåä ñîáîé ýòó çàäà÷ó (ñîçäàíèå õèìè÷åñêîé è áèîëîãè÷åñêîé êàðòèí ìèðà).
Ïîýòîìó, íà÷èíàÿ ðàçãîâîð î êîíêðåòíûõ äîñòèæåíèÿõ åñòåñòâîçíàíèÿ, ìû íà÷íåì åãî ñ ôèçèêè, ñ êàðòèíû ìèðà, ñîçäàííîé ýòîé íàóêîé.
Ïîíÿòèå «ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà» óïîòðåáëÿåòñÿ äàâíî, íî ëèøü â ïîñëåäíåå âðåìÿ îíî ñòàëî ðàññìàòðèâàòüñÿ íå òîëüêî êàê èòîã ðàçâèòèÿ ôèçè÷åñêîãî çíàíèÿ, íî è êàê îñîáûé ñàìîñòîÿòåëüíûé âèä çíàíèÿ - ñàìîå îáùåå òåîðåòè÷åñêîå çíàíèå â ôèçèêå (ñèñòåìà ïîíÿòèé, ïðèíöèïîâ è ãèïîòåç), ñëóæàùåå èñõîäíîé îñíîâîé äëÿ ïîñòðîåíèÿ òåîðèé. Ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà, ñ îäíîé ñòîðîíû, îáîáùàåò âñå ðàíåå ïîëó÷åííûå çíàíèÿ î ïðèðîäå, à ñ äðóãîé - ââîäèò â ôèçèêó íîâûå ôèëîñîôñêèå èäåè è îáóñëîâëåííûå èìè ïîíÿòèÿ, ïðèíöèïû è ãèïîòåçû êîòîðûõ äî ýòîãî íå áûëî è êîòîðûå êîðåííûì îáðàçîì ìåíÿþò îñíîâû ôèçè÷åñêîãî òåîðåòè÷åñêîãî çíàíèÿ: ñòàðûå ôèçè÷åñêèå ïîíÿòèÿ è ïðèíöèïû ëîìàþòñÿ, íîâûå âîçíèêàþò, êàðòèíà ìèðà ìåíÿåòñÿ.
Ðàçâèòèå ñàìîé ôèçèêè íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàíî ñ ôèçè÷åñêîé êàðòèíîé ìèðà. Ïðè ïîñòîÿííîì âîçðàñòàíèè êîëè÷åñòâà îïûòíûõ äàííûõ êàðòèíà ìèðà âåñüìà äëèòåëüíîå âðåìÿ îñòàåòñÿ îòíîñèòåëüíî íåèçìåííîé. Ñ èçìåíåíèåì ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà íà÷èíàåòñÿ íîâûé ýòàï â ðàçâèòèè ôèçèêè ñ èíîé ñèñòåìîé èñõîäíûõ ïîíÿòèé, ïðèíöèïîâ, ãèïîòåç è ñòèëÿ ìûøëåíèÿ. Ïåðåõîä îò îäíîãî ýòàïà ê äðóãîìó çíàìåíóåò êà÷åñòâåííûé ñêà÷îê, ðåâîëþöèþ â ôèçèêå, ñîñòîÿùóþ â êðóøåíèè ñòàðîé êàðòèíû ìèðà è â ïîÿâëåíèè íîâîé.
 ïðåäåëàõ äàííîãî ýòàïà ðàçâèòèå ôèçèêè èäåò ýâîëþöèîííûì ïóòåì, áåç èçìåíåíèÿ îñíîâ êàðòèíû ìèðà. Îíî ñîñòîèò â ðåàëèçàöèè âîçìîæíîñòåé ïîñòðîåíèÿ íîâûõ òåîðèé, çàëîæåííûõ â äàííîé êàðòèíå ìèðà. Ïðè ýòîì îíà ìîæåò ýâîëþöèîíèðîâàòü, äîñòðàèâàòüñÿ, îñòàâàÿñü â ðàìêàõ îïðåäåëåííûõ êîíêðåòíî-ôèçè÷åñêèõ ïðåäñòàâëåíèé î ìèðå.
Êëþ÷åâûì â ôèçè÷åñêîé êàðòèíå ìèðà ñëóæèò ïîíÿòèå «ìàòåðèÿ», íà êîòîðîå âûõîäÿò âàæíåéøèå ïðîáëåìû ôèçè÷åñêîé íàóêè. Ïîýòîìó ñìåíà ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà ñâÿçàíà ñî ñìåíîé ïðåäñòàâëåíèé î ìàòåðèè.  èñòîðèè ôèçèêè ýòî ïðîèñõîäèëî äâà ðàçà. Ñíà÷àëà áûë ñîâåðøåí ïåðåõîä îò àòîìèñòè÷åñêèõ, êîðïóñêóëÿðíûõ ïðåäñòàâëåíèé î ìàòåðèè ê ïîëåâûì - êîíòèíóàëüíûì. Çàòåì, â XX âåêå, êîíòèíóàëüíûå ïðåäñòàâëåíèÿ áûëè çàìåíåíû ñîâðåìåííûìè êâàíòîâûìè. Ïîýòîìó ìîæíî ãîâîðèòü î òðåõ ïîñëåäîâàòåëüíî ñìåíÿâøèõ äðóã äðóãà ôèçè÷åñêèõ êàðòèíàõ ìèðà.
ÌÅÕÀÍÈ×ÅÑÊÀß ÊÀÐÒÈÍÀ ÌÈÐÀ
Îíà ñêëàäûâàåòñÿ â ðåçóëüòàòå íàó÷íîé ðåâîëþöèè XVI -XVII ââ. íà îñíîâå ðàáîò Ã. Ãàëèëåÿ è Ï. Ãàññåíäè, âîññòàíîâèâøèõ àòîìèçì äðåâíèõ ôèëîñîôîâ, èññëåäîâàíèé Äåêàðòà è Íüþòîíà, çàâåðøèâøèõ ïîñòðîåíèå íîâîé êàðòèíû ìèðà, ñôîðìóëèðîâàâøèõ îñíîâíûå èäåè, ïîíÿòèÿ è ïðèíöèïû, ñîñòàâèâøèå ìåõàíè÷åñêóþ êàðòèíó ìèðà.
Îñíîâó ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà ñîñòàâèë àòîìèçì, êîòîðûé âåñü ìèð, âêëþ÷àÿ è ÷åëîâåêà, ïîíèìàë êàê ñîâîêóïíîñòü îãðîìíîãî ÷èñëà íåäåëèìûõ ÷àñòèö - àòîìîâ, ïåðåìåùàþùèõñÿ â ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè.
Êëþ÷åâûì ïîíÿòèåì ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà áûëî ïîíÿòèå äâèæåíèÿ. Èìåííî çàêîíû äâèæåíèÿ Íüþòîí ñ÷èòàë ôóíäàìåíòàëüíûìè çàêîíàìè ìèðîçäàíèÿ. Òåëà îáëàäàþò âíóòðåííèì âðîæäåííûì ñâîéñòâîì äâèãàòüñÿ ðàâíîìåðíî è ïðÿìîëèíåéíî, à îòêëîíåíèÿ îò ýòîãî äâèæåíèÿ ñâÿçàíû ñ äåéñòâèåì íà òåëî âíåøíåé ñèëû (èíåðöèè). Ìåðîé èíåðòíîñòè ÿâëÿåòñÿ ìàññà, äðóãîå âàæíåéøåå ïîíÿòèå êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêè. Óíèâåðñàëüíûì ñâîéñòâîì òåë ÿâëÿåòñÿ òÿãîòåíèå.
Ðåøàÿ ïðîáëåìû âçàèìîäåéñòâèÿ òåë, Íüþòîí ïðåäëîæèë ïðèíöèï äàëüíîäåéñòâèÿ. Ñîãëàñíî ýòîìó ïðèíöèïó âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó òåëàìè ïðîèñõîäèò ìãíîâåííî íà ëþáîì ðàññòîÿíèè, áåç êàêèõ-ëèáî ìàòåðèàëüíûõ ïîñðåäíèêîâ.
Êîíöåïöèÿ äàëüíîäåéñòâèÿ òåñíî ñâÿçàíà ñ ïîíèìàíèåì ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè êàê îñîáûõ ñðåä, âìåùàþùèõ âçàèìîäåéñòâóþùèå òåëà. Íüþòîí ïðåäëîæèë êîíöåïöèþ àáñîëþòíîãî ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè. Ïðîñòðàíñòâî ïðåäñòàâëÿëîñü áîëüøèì «÷åðíûì ÿùèêîì», âìåùàþùèì âñå òåëà â ìèðå, íî åñëè áû ýòè òåëà âäðóã èñ÷åçëè, ïðîñòðàíñòâî âñå ðàâíî áû îñòàëîñü. Àíàëîãè÷íî, â îáðàçå òåêóùåé ðåêè, ïðåäñòàâëÿëîñü è âðåìÿ, òàêæå ñóùåñòâóþùåå àáñîëþòíî íåçàâèñèìî îò ìàòåðèè.
 ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíå ìèðà ëþáûå ñîáûòèÿ æåñòêî ïðåäîïðåäåëÿëèñü çàêîíàìè ìåõàíèêè. Ñëó÷àéíîñòü â ïðèíöèïå èñêëþ÷àëàñü èç êàðòèíû ìèðà. Êàê ãîâîðèë Ï. Ëàïëàñ, åñëè áû íàøåëñÿ ãèãàíòñêèé óì, ñïîñîáíûé îáúÿòü ìèð (çíàíèå î êîîðäèíàòàõ âñåõ òåë â ìèðå, à òàêæå ñèëàõ, äåéñòâóþùèõ íà íèõ), òî îí îäíîçíà÷íî ìîã áû ïðåäñêàçàòü áóäóùåå ýòîãî ìèðà.
Æèçíü è ðàçóì â ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíå ìèðà íå îáëàäàëè íèêàêîé êà÷åñòâåííîé ñïåöèôèêîé. Ïîýòîìó ïðèñóòñòâèå ÷åëîâåêà â ìèðå íå ìåíÿëî íè÷åãî. Åñëè áû ÷åëîâåê îäíàæäû èñ÷åç ñ ëèöà çåìëè, ìèð ïðîäîëæàë áû ñóùåñòâîâàòü êàê íè â ÷åì íå áûâàëî.
Íà îñíîâå ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà â XVIII - íà÷àëå XIX ââ. áûëà ðàçðàáîòàíà çåìíàÿ, íåáåñíàÿ è ìîëåêóëÿðíàÿ ìåõàíèêà. Áûñòðûìè òåìïàìè øëî ðàçâèòèå òåõíèêè. Ýòî ïðèâåëî ê àáñîëþòèçàöèè ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà, ê òîìó, ÷òî îíà ñòàëà ðàññìàòðèâàòüñÿ â êà÷åñòâå óíèâåðñàëüíîé.
 ýòî æå âðåìÿ â ôèçèêå íà÷àëè íàêàïëèâàòüñÿ ýìïèðè÷åñêèå äàííûå, ïðîòèâîðå÷àùèå ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíå ìèðà. Òàê, íàðÿäó ñ ðàññìîòðåíèåì ñèñòåìû ìàòåðèàëüíûõ òî÷åê, ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâîâàâøåé êîðïóñêóëÿðíûì ïðåäñòàâëåíèÿì î ìàòåðèè, ïðèøëîñü ââåñòè ïîíÿòèå ñïëîøíîé ñðåäû, ñâÿçàííîå ïî ñóòè äåëà, óæå íå ñ êîðïóñêóëÿðíûìè, à ñ êîíòèíóàëüíûìè ïðåäñòàâëåíèÿìè î ìàòåðèè. Òàê, äëÿ îáúÿñíåíèÿ ñâåòîâûõ ÿâëåíèé ââîäèëîñü ïîíÿòèå ýôèðà - îñîáîé òîíêîé è àáñîëþòíî íåïðåðûâíîé ñâåòîâîé ìàòåðèè.
 XIX â. ìåòîäû ìåõàíèêè áûëè ðàñïðîñòðàíåíû íà îáëàñòü òåïëîâûõ ÿâëåíèé, ýëåêòðè÷åñòâà è ìàãíåòèçìà. Êàçàëîñü áû, ýòî ñâèäåòåëüñòâîâàëî î áîëüøèõ óñïåõàõ ìåõàíè÷åñêîãî ïîíèìàíèÿ ìèðà â êà÷åñòâå îáùåé èñõîäíîé îñíîâû íàóêè. Íî ïðè ïîïûòêå âûéòè çà ïðåäåëû ìåõàíèêè ìàòåðèàëüíûõ òî÷åê ïðèõîäèëîñü ââîäèòü âñå íîâûå èñêóññòâåííûå äîïóùåíèÿ, êîòîðûå ïîñòåïåííî ãîòîâèëè êðóøåíèå ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà. Àíàëîãè÷íî ñâåòîâûì ÿâëåíèÿì, äëÿ îáúÿñíåíèÿ òåïëîòû, ýëåêòðè÷åñòâà è ìàãíåòèçìà ââîäèëèñü ïîíÿòèÿ òåïëîðîäà, ýëåêòðè÷åñêîé è ìàãíèòíîé æèäêîñòè êàê îñîáûõ ðàçíîâèäíîñòåé ñïëîøíîé ìàòåðèè.
Õîòÿ ìåõàíè÷åñêèé ïîäõîä ê ýòèì ÿâëåíèÿì îêàçàëñÿ íåïðèåìëåìûì, îïûòíûå ôàêòû èñêóññòâåííî ïîäãîíÿëèñü ïîä ìåõàíè÷åñêóþ êàðòèíó ìèðà. Ïîïûòêè ïîñòðîèòü àòîìèñòè÷åñêóþ ìîäåëü ýôèðà ïðîäîëæàëèñü åùå è â XX âåêå.
Ýòè ôàêòû, íå óêëàäûâàþùèåñÿ â ðóñëî ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà, ñâèäåòåëüñòâîâàëè î òîì, ÷òî ïðîòèâîðå÷èÿ ìåæäó óñòàíîâèâøåéñÿ ñèñòåìîé âçãëÿäîâ è äàííûìè îïûòà îêàçàëèñü íåïðèìèðèìûìè. Ôèçèêà íóæäàëàñü â ñóùåñòâåííîì èçìåíåíèè ïðåäñòàâëåíèé î ìàòåðèè, â ñìåíå ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà.
ÝËÅÊÒÐÎÌÀÃÍÈÒÍÀß ÊÀÐÒÈÍÀ ÌÈÐÀ
 ïðîöåññå äëèòåëüíûõ ðàçìûøëåíèé î ñóùíîñòè ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ ÿâëåíèé Ì. Ôàðàäåé ïðèøåë ê ìûñëè î íåîáõîäèìîñòè çàìåíû êîðïóñêóëÿðíûõ ïðåäñòàâëåíèé î ìàòåðèè êîíòèíóàëüíûìè, íåïðåðûâíûìè. Îí ñäåëàë âûâîä, ÷òî ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå ñïëîøü íåïðåðûâíî, çàðÿäû â íåì ÿâëÿþòñÿ òî÷å÷íûìè ñèëîâûìè öåíòðàìè. Òåì ñàìûì îòïàë âîïðîñ î ïîñòðîåíèè ìåõàíè÷åñêîé ìîäåëè ýôèðà, íåñîâïàäåíèè ìåõàíè÷åñêèõ ïðåäñòàâëåíèé îá ýôèðå ñ ðåàëüíûìè îïûòíûìè äàííûìè î ñâîéñòâàõ ñâåòà, ýëåêòðè÷åñòâà è ìàãíåòèçìà. Îñíîâíàÿ òðóäíîñòü â îáúÿñíåíèè ñâåòà ïðè ïîìîùè ïîíÿòèÿ ýôèðà ñîñòîÿëà â ñëåäóþùåì: åñëè ýôèð - ñïëîøíàÿ ñðåäà, òî îí íå äîëæåí ïðåïÿòñòâîâàòü äâèæåíèþ â íåì òåë è, ñëåäîâàòåëüíî, äîëæåí áûòü ïîäîáåí î÷åíü ëåãêîìó ãàçó.  îïûòàõ ñî ñâåòîì áûëè óñòàíîâëåíû äâà ôóíäàìåíòàëüíûõ ôàêòà: ñâåòîâûå è ýëåêòðîìàãíèòíûå êîëåáàíèÿ ÿâëÿþòñÿ íå ïðîäîëüíûìè, à ïîïåðå÷íûìè, è ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýòèõ êîëåáàíèé î÷åíü âåëèêà.  ìåõàíèêå æå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ïîïåðå÷íûå êîëåáàíèÿ âîçìîæíû òîëüêî â òâåðäûõ òåëàõ, ïðè÷åì ñêîðîñòü èõ çàâèñèò îò ïëîòíîñòè òåëà. Äëÿ òàêîé áîëüøîé ñêîðîñòè, êàê ñêîðîñòü ñâåòà, ïëîòíîñòü ýôèðà âî ìíîãî ðàç äîëæíà áûëà ïðåâîñõîäèòü ïëîòíîñòü ñòàëè. Íî òîãäà, êàê æå äâèãàþòñÿ òåëà?
Îäíèì èç ïåðâûõ èäåè Ôàðàäåÿ îöåíèë Ìàêñâåëë. Ïðè ýòîì îí ïîä÷åðêèâàë, ÷òî Ôàðàäåé âûäâèíóë íîâûå ôèëîñîôñêèå âçãëÿäû íà ìàòåðèþ, ïðîñòðàíñòâî, âðåìÿ è ñèëû, âî ìíîãîì èçìåíÿâøèå ïðåæíþþ ìåõàíè÷åñêóþ êàðòèíó ìèðà.
Âçãëÿäû íà ìàòåðèþ ìåíÿëèñü êàðäèíàëüíî: ñîâîêóïíîñòü íåäåëèìûõ àòîìîâ ïåðåñòàâàëà áûòü êîíå÷íûì ïðåäåëîì äåëèìîñòè ìàòåðèè, â êà÷åñòâå òàêîâîãî ïðèíèìàëîñü åäèíîå àáñîëþòíî íåïðåðûâíîå áåñêîíå÷íîå ïîëå ñ ñèëîâûìè òî÷å÷íûìè öåíòðàìè - ýëåêòðè÷åñêèìè çàðÿäàìè è âîëíîâûìè äâèæåíèÿìè â íåì.
Äâèæåíèå ïîíèìàëîñü íå òîëüêî êàê ïðîñòîå ìåõàíè÷åñêîå ïåðåìåùåíèå, ïåðâè÷íûì ïî îòíîøåíèþ ê ýòîé ôîðìå äâèæåíèÿ ñòàíîâèëîñü ðàñïðîñòðàíåíèå êîëåáàíèé â ïîëå, êîòîðîå îïèñûâàëîñü íå çàêîíàìè ìåõàíèêè, à çàêîíàìè ýëåêòðîäèíàìèêè.
Íüþòîíîâñêàÿ êîíöåïöèÿ àáñîëþòíîãî ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè íå ïîäõîäèëà ê ïîëåâûì ïðåäñòàâëåíèÿì. Ïîñêîëüêó ïîëå ÿâëÿåòñÿ àáñîëþòíî íåïðåðûâíîé ìàòåðèåé, ïóñòîãî ïðîñòðàíñòâà ïðîñòî íåò. Òàê æå è âðåìÿ íåðàçðûâíî ñâÿçàíî ñ ïðîöåññàìè, ïðîèñõîäÿùèìè â ïîëå. Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ ïåðåñòàëè áûòü ñàìîñòîÿòåëüíûìè, íåçàâèñèìûìè îò ìàòåðèè ñóùíîñòÿìè. Ïîíèìàíèå ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè êàê àáñîëþòíûõ óñòóïèëî ìåñòî ðåëÿöèîííîé (îòíîñèòåëüíîé) êîíöåïöèè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè.
Íîâàÿ êàðòèíà ìèðà òðåáîâàëà íîâîãî ðåøåíèÿ ïðîáëåìû âçàèìîäåéñòâèÿ. Íüþòîíîâñêàÿ êîíöåïöèÿ äàëüíîäåéñòâèÿ çàìåíÿëàñü ôàðàäååâñêèì ïðèíöèïîì áëèçêîäåéñòâèÿ; ëþáûå âçàèìîäåéñòâèÿ ïåðåäàþòñÿ ïîëåì îò òî÷êè ê òî÷êå íåïðåðûâíî è ñ êîíå÷íîé ñêîðîñòüþ. *
Õîòÿ çàêîíû ýëåêòðîäèíàìèêè, êàê è çàêîíû êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêè, îäíîçíà÷íî ïðåäîïðåäåëÿëè ñîáûòèÿ, è ñëó÷àéíîñòü âñå åùå ïûòàëèñü èñêëþ÷èòü èç ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà, ñîçäàíèå êèíåòè÷åñêîé òåîðèè ãàçîâ ââåëî â òåîðèþ, à çàòåì è â ýëåêòðîìàãíèòíóþ êàðòèíó ìèðà ïîíÿòèå âåðîÿòíîñòè. Ïðàâäà, ïîêà ôèçèêè íå îñòàâëÿëè íàäåæäû íàéòè çà âåðîÿòíîñòíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ÷åòêèå îäíîçíà÷íûå çàêîíû, ïîäîáíûå çàêîíàì Íüþòîíà.
Íå ìåíÿëîñü â ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíå ìèðà ïðåäñòàâëåíèå î ìåñòå è ðîëè ÷åëîâåêà âî Âñåëåííîé. Åãî ïîÿâëåíèå ñ÷èòàëîñü ëèøü êàïðèçîì ïðèðîäû. Èäåè î êà÷åñòâåííîé ñïåöèôèêå æèçíè è ðàçóìà ñ áîëüøèì òðóäîì ïðîêëàäûâàëè ñåáå ïóòü â íàó÷íîì ìèðîâîççðåíèè.
Íîâàÿ ýëåêòðîìàãíèòíàÿ êàðòèíà ìèðà îáúÿñíèëà áîëüøîé êðóã ÿâëåíèé, íåïîíÿòíûõ ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðåæíåé ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà. Îíà ãëóáæå âñêðûëà ìàòåðèàëüíîå åäèíñòâî ìèðà, ïîñêîëüêó ýëåêòðè÷åñòâî è ìàãíåòèçì îáúÿñíÿëèñü íà îñíîâå îäíèõ è òåõ æå çàêîíîâ.
Îäíàêî è íà ýòîì ïóòè âñêîðå ñòàëè âîçíèêàòü íåïðåîäîëèìûå òðóäíîñòè. Òàê, ñîãëàñíî ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíå ìèðà, çàðÿä ñòàë ñ÷èòàòüñÿ òî÷å÷íûì öåíòðîì, à ôàêòû ñâèäåòåëüñòâîâàëè î êîíå÷íîé ïðîòÿæåííîñòè ÷àñòèöû-çàðÿäà. Ïîýòîìó óæå â ýëåêòðîííîé òåîðèè Ëîðåíöà ÷àñòèöà-çàðÿä âîïðåêè íîâîé êàðòèíå ìèðà ðàññìàòðèâàëàñü â âèäå òâåðäîãî çàðÿæåííîãî øàðèêà, îáëàäàþùåãî ìàññîé. Íåïîíÿòíûìè îêàçàëèñü ðåçóëüòàòû îïûòîâ Ìàéêåëüñîíà 1881 - 1887 ãã., ãäå îí ïûòàëñÿ îáíàðóæèòü äâèæåíèå òåëà ïî èíåðöèè ïðè ïîìîùè ïðèáîðîâ, íàõîäÿùèõñÿ íà ýòîì òåëå. Ïî òåîðèè Ìàêñâåëëà, òàêîå äâèæåíèå ìîæíî áûëî îáíàðóæèòü, íî îïûò íå ïîäòâåðæäàë ýòîãî. Íî òîãäà îá ýòèõ ìåëêèõ íåïðèÿòíîñòÿõ è íåóâÿçêàõ ôèçèêè ïîñòàðàëèñü çàáûòü, áîëåå òîãî, âûâîäû òåîðèè Ìàêñâåëëà áûëè àáñîëþòèçèðîâàíû, òàê ÷òî äàæå òàêîé êðóïíûé ôèçèê, êàê Êèðõãîô, ñ÷èòàë, ÷òî â ôèçèêå íå îñòàëîñü íè÷åãî íåèçâåñòíîãî è íåîòêðûòîãî.
Íî ê êîíöó XIX â. íàêàïëèâàëîñü âñå áîëüøå íåîáúÿñíèìûõ íåñîîòâåòñòâèé òåîðèè è îïûòà. Îäíè áûëè îáóñëîâëåíû íåäîñòðîåííîñòüþ ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíû ìèðà, äðóãèå âîîáùå íå ñîãëàñîâûâàëèñü ñ êîíòèíóàëüíûìè ïðåäñòàâëåíèÿìè î ìàòåðèè: òðóäíîñòè â îáúÿñíåíèè ôîòîýôôåêòà, ëèíåé÷àòûé ñïåêòð àòîìîâ, òåîðèÿ òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ.
Ïîñëåäîâàòåëüíîå ïðèìåíåíèå òåîðèè Ìàêñâåëëà ê äðóãèì äâèæóùèìñÿ ñðåäàì ïðèâîäèëî ê âûâîäàì î íåàáñîëþòíîñòè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè. Îäíàêî óáåæäåííîñòü â èõ àáñîëþòíîñòè áûëà òàê âåëèêà, ÷òî ó÷åíûå óäèâëÿëèñü ñâîèì âûâîäàì, íàçûâàëè èõ ñòðàííûìè è îòêàçûâàëèñü îò íèõ. Èìåííî òàê ïîñòóïèëè Ëîðåíö è Ïóàíêàðå, ÷üè ðàáîòû çàâåðøàþò äîýéíøòåéíîâñêèé ïåðèîä ðàçâèòèÿ ôèçèêè.
Ïðèíèìàÿ çàêîíû ýëåêòðîäèíàìèêè â êà÷åñòâå îñíîâíûõ çàêîíîâ ôèçè÷åñêîé ðåàëüíîñòè, À. Ýéíøòåéí ââåë â ýëåêòðîìàãíèòíóþ êàðòèíó ìèðà èäåþ îòíîñèòåëüíîñòè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè è òåì ñàìûì óñòðàíèë ïðîòèâîðå÷èå ìåæäó ïîíèìàíèåì ìàòåðèè êàê îïðåäåëåííîãî âèäà ïîëÿ è íüþòîíîâñêèìè ïðåäñòàâëåíèÿìè î ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè. Ââåäåíèå â ýëåêòðîìàãíèòíóþ êàðòèíó ìèðà ðåëÿòèâèñòñêèõ ïðåäñòàâëåíèé î ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè îòêðûëî íîâûå âîçìîæíîñòè äëÿ åå ðàçâèòèÿ.
Èìåííî òàê ïîÿâèëàñü îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè, ñòàâøàÿ ïîñëåäíåé êðóïíîé òåîðèåé, ñîçäàííîé â ðàìêàõ ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíû ìèðà.  ýòîé òåîðèè, ñîçäàííîé â 1916 ã., Ýéíøòåéí âïåðâûå äàë ãëóáîêîå îáúÿñíåíèå ïðèðîäû òÿãîòåíèÿ, äëÿ ÷åãî ââåë Ïîíÿòèå îá îòíîñèòåëüíîñòè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè è î êðèâèçíå åäèíîãî ÷åòûðåõìåðíîãî ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîãî êîíòèíóóìà, çàâèñÿùåé îò ðàñïðåäåëåíèÿ ìàññ.
Íî äàæå ñîçäàíèå ýòîé òåîðèè óæå íå ìîãëî ñïàñòè ýëåêòðîìàãíèòíóþ êàðòèíó ìèðà. Ñ êîíöà XIX â. îáíàðóæèâàëîñü âñå áîëüøå íåïðèìèðèìûõ ïðîòèâîðå÷èé ìåæäó ýëåêòðîìàãíèòíîé òåîðèåé è ôàêòàìè.  1897 ã. áûëî îòêðûòî ÿâëåíèå ðàäèîàêòèâíîñòè è óñòàíîâëåíî, ÷òî îíî ñâÿçàíî ñ ïðåâðàùåíèåì îäíèõ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â äðóãèå è ñîïðîâîæäàåòñÿ èñïóñêàíèåì àëüôà- è áåòà-ëó÷åé. Íà ýòîé îñíîâå ïîÿâèëèñü ýìïèðè÷åñêèå ìîäåëè àòîìà, ïðîòèâîðå÷àùèå ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíå ìèðà. À â 1900 ã. Ì. Ïëàíê â ïðîöåññå ìíîãî÷èñëåííûõ ïîïûòîê ïîñòðîèòü òåîðèþ èçëó÷åíèÿ áûë âûíóæäåí âûñêàçàòü ïðåäïîëîæåíèå î ïðåðûâíîñòè ïðîöåññîâ èçëó÷åíèÿ.
ÑÒÀÍÎÂËÅÍÈÅ ÑÎÂÐÅÌÅÍÍÎÉ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÎÉ ÊÀÐÒÈÍÛ ÌÈÐÀ
 íà÷àëå XX â. âîçíèêëè äâà íåñîâìåñòèìûõ ïðåäñòàâëåíèÿ î ìàòåðèè: 1) èëè îíà àáñîëþòíî íåïðåðûâíà; 2) èëè ñîñòîèò èç äèñêðåòíûõ ÷àñòèö. Ôèçèêè ïðåäïðèíèìàëè ìíîãî÷èñëåííûå ïîïûòêè ñîâìåñòèòü äâå ýòè òî÷êè çðåíèÿ, íî äîëãîå âðåìÿ îíè îñòàâàëèñü áåçðåçóëüòàòíûìè. Ìíîãèì êàçàëîñü, ÷òî ôèçèêà çàøëà â òóïèê, èç êîòîðîãî íåò âûõîäà.
Ýòî ñìÿòåíèå óñóãóáèëîñü, êîãäà â 1913 ã. Í. Áîð ïðåäëîæèë ñâîþ ìîäåëü àòîìà. Îí ïðåäïîëîæèë, ÷òî ýëåêòðîí, âðàùàþùèéñÿ âîêðóã ÿäðà, âîïðåêè çàêîíàì ýëåêòðîäèíàìèêè íå èçëó÷àåò ýíåðãèè. Îí èçëó÷àåò åå ïîðöèÿìè ëèøü ïðè ïåðåñêàêèâàíèè ñ îäíîé îðáèòû íà äðóãóþ. È õîòÿ òàêîå ïðåäïîëîæåíèå êàçàëîñü ñòðàííûì è íåïîíÿòíûì, èìåííî ìîäåëü àòîìà Áîðà â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ñïîñîáñòâîâàëà ôîðìèðîâàíèþ íîâûõ ôèçè÷åñêèõ ïðåäñòàâëåíèé î ìàòåðèè è äâèæåíèè.  1924 ã. Ëóè äå Áðîéëü âûñêàçàë ãèïîòåçó î ñîîòâåòñòâèè êàæäîé ÷àñòèöå îïðåäåëåííîé âîëíû. Èíûìè ñëîâàìè, êàæäîé ÷àñòèöå ìàòåðèè ïðèñóùè è ñâîéñòâî âîëíû (íåïðåðûâíîñòü), è äèñêðåòíîñòü (êâàíòîâîñòü). Ýòè ïðåäñòàâëåíèÿ íàøëè ïîäòâåðæäåíèå â ðàáîòàõ Ý. Øðåäèíãåðà è Â. Ãåéçåíáåðãà 1925 -1927 ãã., à âñêîðå Ì. Áîðí ïîêàçàë òîæäåñòâåííîñòü âîëíîâîé ìåõàíèêè Øðåäèíãåðà è êâàíòîâîé ìåõàíèêè Ãåéçåíáåðãà.
Òàê ñëîæèëèñü íîâûå, êâàíòîâî-ïîëåâûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ìàòåðèè, êîòîðûå îïðåäåëÿþòñÿ êàê êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâîé äóàëèçì - íàëè÷èå ó êàæäîãî ýëåìåíòà ìàòåðèè ñâîéñòâ âîëíû è ÷àñòèöû. Óøëè â ïðîøëîå è ïðåäñòàâëåíèÿ î íåèçìåííîñòè ìàòåðèè. Îäíîé èç îñíîâíûõ îñîáåííîñòåé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ÿâëÿåòñÿ èõ óíèâåðñàëüíàÿ âçàèìîçàâèñèìîñòü è âçàèìîïðåâðàùàåìîñòü.  ñîâðåìåííîé ôèçèêå îñíîâíûì ìàòåðèàëüíûì îáúåêòîì ÿâëÿåòñÿ êâàíòîâîå ïîëå, ïåðåõîä åãî èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå ìåíÿåò ÷èñëî ÷àñòèö.
Ìåíÿåòñÿ ïðåäñòàâëåíèå î äâèæåíèè, êîòîðîå ñòàíîâèòñÿ ëèøü ÷àñòíûì ñëó÷àåì ôèçè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ. Èçâåñòíî ÷åòûðå âèäà ôóíäàìåíòàëüíûõ ôèçè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèé: ãðàâèòàöèîííîå, ýëåêòðîìàãíèòíîå, ñèëüíîå è ñëàáîå. Îíè îïèñûâàþòñÿ íà îñíîâå ïðèíöèïà áëèçêîäåéñòâèÿ: âçàèìîäåéñòâèÿ ïåðåäàþòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèìè ïîëÿìè îò òî÷êè ê òî÷êå, ñêîðîñòü ïåðåäà÷è âçàèìîäåéñòâèÿ âñåãäà êîíå÷íà è íå ìîæåò ïðåâûøàòü ñêîðîñòè ñâåòà â âàêóóìå (300 000 êì/ñ).
Îêîí÷àòåëüíî óòâåðæäàþòñÿ ïðåäñòàâëåíèÿ îá îòíîñèòåëüíîñòè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè, çàâèñèìîñòü èõ îò ìàòåðèè. Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ ïåðåñòàþò áûòü íåçàâèñèìûìè äðóã îò äðóãà è, ñîãëàñíî òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, ñëèâàþòñÿ â åäèíîì ÷åòûðåõìåðíîì ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîì êîíòèíóóìå.
Ñïåöèôèêîé êâàíòîâî-ïîëåâûõ ïðåäñòàâëåíèé î çàêîíîìåðíîñòè è ïðè÷èííîñòè ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíè âûñòóïàþò â âåðîÿòíîñòíîé ôîðìå, â âèäå òàê íàçûâàåìûõ ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ. Îíè ñîîòâåòñòâóþò áîëåå ãëóáîêîìó óðîâíþ ïîçíàíèÿ ïðèðîäíûõ çàêîíîìåðíîñòåé.
Êâàíòîâî-ïîëåâàÿ êàðòèíà ìèðà âïåðâûå âêëþ÷àåò â ñåáÿ íàáëþäàòåëÿ, îò ïðèñóòñòâèÿ êîòîðîãî çàâèñèò ïîëó÷àåìàÿ êàðòèíà ìèðà. Áîëåå òîãî, ñåãîäíÿ ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî íàø ìèð òàêîâ, êàê îí åñòü, òîëüêî áëàãîäàðÿ ñóùåñòâîâàíèþ ÷åëîâåêà, ïîÿâëåíèå êîòîðîãî ñòàëî çàêîíîìåðíûì ðåçóëüòàòîì ýâîëþöèè Âñåëåííîé.
Êâàíòîâî-ïîëåâàÿ, êâàíòîâî-ðåëÿòèâèñòñêàÿ êàðòèíà ìèðà è â íàñòîÿùåå âðåìÿ íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè ñòàíîâëåíèÿ, è ñ êàæäûì ãîäîì ê íåé äîáàâëÿþòñÿ íîâûå ýëåìåíòû, âûäâèãàþòñÿ íîâûå ãèïîòåçû, ñîçäàþòñÿ è ðàçâèâàþòñÿ íîâûå òåîðèè.
Ïîäðîáíåå î ïðîáëåìàõ, ñòîÿùèõ ïåðåä ôèçè÷åñêîé íàóêîé, ñòðîÿùåé êàðòèíó ìèðà, î ñîäåðæàíèè åå ìû ïîãîâîðèì íèæå.
Ïëàí ñåìèíàðñêîãî çàíÿòèÿ (2 ÷àñà)
1. Ïîíÿòèå ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà.
2. Ìåõàíè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà, åå îñíîâíîå ñîäåðæàíèå.
3. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ êàðòèíà ìèðà.
4. Ñòàíîâëåíèå ñîâðåìåííîé ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà.
Òåìû äîêëàäîâ è ðåôåðàòîâ
1. Â.Ãåéýåíáåðã î ñâÿçè ôèçèêè è ôèëîñîôèè.
2. Ñîâðåìåííàÿ ôèçèêà è âîñòî÷íûé ìèñòèöèçì.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1. Àõèåçåð À.È., Ðåêàëî Ì.Ï. Ñîâðåìåííàÿ ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà. Ì., 1980.
2. Ãåéçåíáåðã Â. Ôèçèêà è ôèëîñîôèÿ. ×àñòü è öåëîå. Ì., 1989.
3. Ãóäêîâ Í.À. Èäåÿ «âåëèêîãî ñèíòåçà» â ôèçèêå. Êèåâ, 1990.
4. Åäèíñòâî ôèçèêè. Íîâîñèáèðñê, 1993.
5. Êàïðà Ô. Äàî ôèçèêè. ÑÏá., 1994.
6. Ïàõîìîâ Á.ß. Ñòàíîâëåíèå ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà. Ì., 1985,
.
Âàø êîììåíòàðèé î êíèãå Îáðàòíî â ðàçäåë Íàóêà
|
|