Научные революции в естествознании

 

 

 

 

 
 
 
Научные революции в естествознании

 

 

 

 

Введение

 

• Сам термин «научная революция» интерпретируется по-разному. Самая радикальная его трактовка- признание одной един-ой «революции», состоящей в победе над невежеством и предрассудками, в рез-те чего и рождается наука.
• Поскольку рев-ция - это переворот, след-но, применительно к науке,- это радикальное изменение всех ее элементов.
• Теории, в сов-ти описывающие природ-й мир, сливаются в единую научную картину мира. Она является целостной сис-ой представл-ий о единых принципах и законах устр-ва мироздания.

 

 

 

 

 

 

 

 

• Науч-е откр-е способно вызвать цепную реакцию, кот-я даст целую серию подобных открытий, а они могут, в конеч-м счете, привести к смене научной картины мира.
• Наука- это, прежде всего, метод, таким образом можно предположить, что смена научной картины мира означает и радикальную перестройку методов получения нового знания.

 

 

 

 

 

Принципиальные различия классического естествознания от античных ученых

 

Классическое естест-ние:

 

• Стало активно испол-ть язык матем-ки
• Опора в методах экспериментального исслед-я явл-й с контрол-ми условиями
• Появляется концепция бесконечной, существующей без смысла и цели Вселенной, кот-ую объединяет только идентичность законов
• Доминантной стала механика. Сформировалась чисто механич-я картина мира.
• Создается четкий идеал науч-го знания- это навсегда установленная истинная картина природы, кот-ую переделывать уже нельзя, а можно только поправлять в деталях

 

 

 

 

 

Античные ученые:

 

• Ограничивали область применения математики  «идеальными» небесными сферами
• Представления о космосе, как о гармоничном мире, обладающем целесообразностью и совершенством

 

 

 

 

 

 

 

       

 

Формирование основ классической механики- величайшее достижение естествознания XVII в. Классическая механика была первой фундаментальной  естественно-научной теорией. В течение трех столетий(XVII по нач. XIXв.) она выступала единственным теоретическим основанием физического познания, а также ядром второй естественно-научной картины мира- механистической.

 

Выдающиеся ученые

 

Г.Галилей

 

И.Кеплер

 

Р.Декарт

 

И.Ньютон

 

 

 

 

Галилео Галилей (1564-1642) 
разработка- понятий и принципов «земной динамики»

 

 

 

 

 

 

 

•   Заложил основы нового мех-кого естест-ния
• В своих исследованиях установил, что скорость свободного падения тел не зависит от их массы, а пройденный падающем телом путь пропорционален квадрату времени падения.
• Открыл, что траектория брошенного тела, движущегося под воздействием начального толчка и земного притяжения, является параболой.

 

 

 

 

 

• Сформулировал совершенно иной принцип движения, получивший впоследствии наим-ние принципа инерции: тело либо находится в состоянии покоя, либо движется, не изменяя направления и скорости своего движения, если на него не производится какого-либо внешнего воздействия.
• Открытие законов колебания маятника
• Немалый вклад в разработку учения о сопротивлении материалов и др.
• Ему принадлежит экспериментальное обнаружение весомости воздуха

 

 

 

 

 

Историческая заслуга Г.Галилея перед естествознанием

 

• Исследования Галилея заложили надежный фундамент динамики, а также методологии классического естествознания. Дальнейшие исследования лишь углубляли и укрепляли этот фундамент. С полным основанием Галилея называют «отцом современного естествознания»
• На основании этих законов открылась возможность решения простейших динамических задач.

 

 

 

 

 

Иоган Кеплер (1571-1630) 
от поисков гармонии мира к открытию тайны планетных орбит

 

• Установил три закона движения планет относительно солнца
• Разработал теорию солнечных и лунных затмений
• Уточнил величину расстояния между Солнцем и Землей
• Составил Рудольфовы таблицы. С помощью этих таблиц можно было с высокой степенью точности определять в любой момент времени положение планет
• Ему принадлежит также решение ряда важных для практики стереометрических задач и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

Главная заслуга И.Кеплера

 

Три закона движения  планет

 

1609г.

Первый закон:

Каждая планета

 движется по эллипсу,

 в одном из фокусов

 которого находится

 Солнце.

В этом законе

 Кеплер отказывается

от коперниковского

 представления о

круговом движении 

планет вокруг Солнца

 

1609г.

Второй закон:

Радиус-вектор,

проведенный

от Солнца к планете,

 в равные промежутки

времени описывает

равные площади.

Вывод: Скорость 

движения планеты по 

орбите непостоянна

и она тем больше,

чем ближе планета

к Солнцу.

 

 

1619 г.

Третий закон:

Квадраты времен

обращения планет

вокруг Солнца

относятся как кубы  их

 средних расстояний

от него.

 

 

 

 

Значение деятельности И.Кеплера

 

• Иоган Кеплер заложил фундамент новой теоретической астрономии и учения о гравитации.
• Показал, что законы надо искать в природе, а не в выдумывать их как искусственные схемы и подгонять под них явления природы.
• В исследованиях механики неба Кеплер до предела исчерпал возможности современной ему физики

 

 

 

 

Рене Декарт (1596-1650) 
картезианская физика

 

•  «Теория вихрей» 40-е года XVII в.
• Создал  основы аналитической геометрии
• Автор первой новоевропейской теории происхождения мира Вселенной
• Космогоническая теория Декарта (объясняла суточное движение Земли вокруг своей оси и ее годовое движение вокруг Солнца)
• Разработал рационалистическую методологию теоретического естествознания
• « Рассуждение о методе»(1637), где провозглашены новые принципы научного мышления и новые средства матем-кого анализа в геометрии и оптике и др.

 

 

 

 

 

 

Итоги  работы Р.Декарта

 

• Учение Декарта захватило лучшие умы и надолго определило дальнейшее развитие физики и всего естествознания
• Общие идеи Декарта продолжали оказывать серьезное влияние на формирование научных взглядов XVIII в. И даже XIX в., а разработанная им идея космического вихревого движения не раз возрождалась в астрономии и космогонии вплоть до XX в.

 

 

 

 

Исаак Ньютон(1643-1727) 
«Гипотез не измышляю»

 

Основные достижения

 

 

 

 

 

физика:

Сформулировал три 

основных закона 

движения, кот-е легли

основу механики

Опыты в области

дисперсии света

«Начала» Ньютона 

(1687)

(книга подводила

итоги всему сделанному

за предшествующие

тысячелетия в учении

о простейших формах

движения материи)

 

 

 

 

 

Астрономия:

Построение теории

Солнечной системы

Изобретение 

телескопа-рефлектора

Открытие закона 

Всемирного тяготения 

и др.

 

 

Математика:

Создание 

(параллельно

 с Лейбницем, но

 независимо от него)

дифференциального

И интегрального

исчисления и др.

 

 

 

 

 

Закон всемирного тяготения

 

 

• Опр.: Все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в котрой они находятся, испытывают взаимное притяжение, прямо пропорциональное их массам и обратно пропорциональное квадрату расстояния между ними.
• Значение: Закон явился основой создания небесной механики- науки, изучающей движение тел Солнечной системы.

 

 

 

 

              

 

Законы движения Ньютона

 

Первый закон

(Закон инерции):

Всякое тело сохраняет

состояние покоя или

равномерного и 

прямолинейного

движения до тех пор,

пока оно не будет

вынуждено изменить

его под действием

каких-то сил.

 

Второй закон:

Приобретаемое телом

под действием 

какой-то силы 

ускорение прямо

пропорционально 

этой действующей 

силе и обратно 

пропорционально

массе тела.

 

 

Третий закон

(з-н равенства 

действия и

противодействия):

Действия двух тел

друг на друга всегда

равны по величине

и направлены в

противоположные 

стороны.

 

 

 

 

Вклад Ньютона в научную революцию

 

• На основе ньтоновской классической механики сложилась картина мира. В этой картине, носящей абстрактный характер, отбрасывалось все «лишнее»: не имели значения размеры небесных тел, их внутреннее строение, идущие в них бурные процессы. Оставались только массы и расстояния между центрами этих масс, к тому же связанные несложной формулой.

 

 

 

 

Роберт Бойль(1627-1691) 
английский физик и химик

 

• Открытие «Газового закона» (произведение удельного объема газа на его давление при неизменной температуре есть величина постоянная)
• Один из первых получил и описал водород
• Сумел получить фосфор и некоторые его соединения
• Разработал основы кач-ного хим-го анализа «мокрым путем»
• Четко сформулировал отличительные признаки кислот
• Книга «химик-скептик» (1661)- отверг как нереальное утверждение представителей античной натурфилософии о четырех «стихиях» и изложил применительно к химии основы корпускулярной теории.