Естественнонаучная картина мира Нового Времени

И еще один важнейший момент содержит в себе закон инерции: согласно формулировке Ньютона инерционным является только прямолинейное движение, движение по прямой линии, но не круговое. Т.о., круговое движение неба, которое греческая и средневековая физика считали единственно непрерывным и равномерным, с точки зрения Ньютона, таковым не является. И точно так же, как признание кругового движения постоянным и " совершенным" предполагало в качестве своего условия конечность космоса, " совершенство" прямолинейного движения требует допустить бесконечную вселенную " [6]

Формирование классической науки, под которой понимают прежде всего механику, вследствие чего соответствующую картину мира именуют механистической, происходило по двум направлениям:

1. обобщение полученных законов движения свободно падающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных И. Кеплером на остове данных наблюдений Тихо Браге;

2. создание методов количественного анализа механического движения в целом.

Роль творца классической механики принадлежит Ньютону. В 1687 году он опубликовал свой гениальный труд " Математические начала натуральной философии". В этом труде он обосновал необходимость для естествознания экспериментальной проверки теоретических построений и необходимость математической обработки результатов. В нем же содержится формулировка трех основных законов (или принципов, как их именует сам Ньютон) механики:

1.Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

2.Изменение количества движения пропорционально приложенной действующей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

3.Действие всегда есть равное и противоположно направленное противодействие, иначе взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Данная система законов движения была дополнена открытым им же законом всемирного тяготения, согласно которому все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в которой они находятся, испытывают взаимное притяжение, прямо пропорциональное им массам и обратно пропорциональное квадрату расстояния между ними.

Для математического выражения получаемых результатов Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисления (Практически независимо от Ньютона эти методы создал и Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646-1716))

" Созданная Ньютоном теория тяготения и его вклад в астрономию знаменуют последний этап преобразования аристотелевской картины мира, начатого Коперником. Ибо представление о сферах, управляемых перводвигателем или ангелами по приказу бога, Ньютон успешно заменил представлением о механизме, действующем на основании простого естественного закона..." [7]

Т.о. в трудах Ньютона была завершена разработка основ классической механики и классической механистической картины мира. Складывавшаяся в течение почти двухсот лет эта картина мира просуществовала без значительных изменений до конца XIX века. Ее основные черты можно выразить следующим образом:

1.Существует реальный познаваемый мир вещей, подчиненный устойчивым и неизменным объективным законам. Взаимодействия вещей в этом мире не приводят к радикальному изменению их структуры, поэтому их можно учесть или ими пренебречь. Основой объективного познания мира является эксперимент и его математическая обработка.

2.Все механические процессы подчиняются принципу строгого или жесткого детерминизма, суть которого состоит в признании возможности точного и однозначного определения состояния механической системы ее предыдущим состоянием. Мир строго причинно обусловлен, поэтому возможно абсолютно точное установление причин поведения вещей. Вероятностные характеристики обуславливаются степенью несовершенства нашего знания, а не объективными свойствами вещей.

3.Пространство и время никак не связаны с движениями тел, они имеют абсолютный характер, т.е. они представляют собой арену, на которой разворачиваются физические процессы. Характер пространства и времени принципиально неизменен – они представляют собой трехмерный эвклидов континуум.

4.Сводимость закономерностей более высоких форм движения материи к законам простейшей его формы - механическому движению. Последнее, в силу однородности и неизменности физических процессов в мире, является наиболее глубокой и неизменной сущностью мира.

5.Признание принципа дальнодействия, согласно которому действия и сигналы могут предаваться в пустом пространстве с какой угодно скоростью. Это положение вытекало, во-первых, из принципа относительности, во-вторых, - из бесконечности Вселенной, единство которой определено законом всемирного тяготения.

6.Все состояния механического движения тел по отношению ко времени оказываются в принципе одинаковыми, поскольку время считается обратимым.

7.Условия познания (приборы и эксперименты) не влияют на существо физических характеристик объектов. Эти физические свойства есть по сути измеримые величины.

Механическая картина мира предусматривала, таким образом, наличие атомов (корпускул) и пустоты и была дискретной картиной. Механические взаимодействия (т.е. те взаимодействия, которые характеризуются законами Ньютона) в идеале своем представляют соударения абсолютно упругих тел в пустом пространстве. Объяснить мир с точки зрения механической картины – это значит свести все процессы мира к взаимодействию упругих тел в пустоте. Механические перемещения тел под действием сил предусматривают возможность однозначной характеристики этих тел вдоль траекторий, обусловленных действием сил. Действительно, перемещение бильярдного шара зависит только от силы удара и места приложения силы. Перемещаясь, шар занимает последовательно всю совокупность мест пустого пространства. Эту непрерывную совокупность точек пространства, которую занимал шар в период своего движения, мы называем траекторией движения. В механике тело может двигаться только по строго определенной траектории. Это обозначает, что в других местах в это время нет рассматриваемого тела. Или, что тоже самое, механическое тело в обязательном порядке должно иметь четкую пространственную локализацию.

Деятельность Исаака Ньютона получила величайшую оценку у его современников и не менее восхищенную - у его потомков[8]. Его " Математические начала" по выражению того же Бернала стали " Библией новой науки, не столько как благоговейно чтимый источник догмы, сколько как источник дальнейшего расширения изложенных в ней методов" [9]. Их значение сравнивали только со значением " Элементов" Евклида или " Происхождением видов" Дарвина.

В предисловии к своему знаменитому труду " Математические начала натуральной философии" И.Ньютон записал: " Было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы,... ибо многое заставляет меня предполагать, что все эти явления обусловливаются некоторыми силами, с которыми частицы тел вследствие причин, пока неизвестных, или стремятся друг к другу и сцепляются в правильные фигуры, или же взаимно отталкиваются и удаляются друг от друга. Так как эти силы неизвестны, то до сих пор попытки философов объяснить явления природы оставались бесплодными. Я надеюсь, однако, что или этому способу рассуждения, или другому, более правильному, изложенные здесь основания доставят некоторое освещение" [10]

Эта, начертанная гениальным Ньютоном, программа долгое время служила основой деятельности ученых, даже тогда, когда открываемые и исследуемые ими явления далеко выходили за рамки классической механики и механистической картины мира, предвещали кризис и закат классической науки.