Физическое познание. Научная картина мира

Физическое познание. Научная картина мира.

Выполнила Некрасова Ольга.

Научный руководитель

Научная картина мира – это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях природы, возникающая в результате образно-философского обобщения основных естественнонаучных понятий и принципов. Кроме общенаучной картины мира, обобщающей данные всех наук о живой и неживой природе, существуют частные естественнонаучные картины мира, основанные на достижениях отдельных наук, например, физическая и биологическая картина мира.

Основы теоретического физического знания закладывались в эпоху античности в Древней Греции и других странах Средиземноморья. Фалес высказал мысль о том, что все вещи произошли из воды. Гераклит высказал идею об огне, как первооснове всего существующего, Анаксимандр - апейроне, Анаксагор - гомеомериях, Анаксимен – воздухе, Эмпедокл - четырех стихиях (огне, воздухе, воде и земле). Картина мира, построенная на основе данных концепций, не нуждалась в божественном вмешательстве, но ее слабостью был чисто описательный характер, не допускавший количественных изменений. Пифагор внес идею объяснения явлений реальности на основе математической закономерности.

Атомистическая программа Левкиппа, Демокрита и, впоследствии, Эпикура и Лукреция предложила наиболее близкое к истине (с нашей сегодняшней точки зрения) и последовательно материалистическое объяснение мироздания. Она стала исходным пунктом первой научной, механической картины мира, созданной спустя две с лишним тысячи лет. Однако в IV веке до н. э. была разработана и возобладала другая программа. Победный старт и полет сквозь тысячелетия обеспечил ей заряд интеллектуальной мощи, заложенный создателем этой программы, наиболее титанической фигурой античной философии – Аристотелем.

Физическое учение Аристотеля отличалось своей "антиатомистичностью". Для объяснения всего существующего Аристотель использовал четыре типа начал (причин): материальную причину (материю); формальную причину (форму, которая определяет свойства материи); движущую причину (действие), целевую причину (цель - то, ради чего что-либо осуществляется). Источником всякого движения Аристотель считал неподвижный перводвигатель (бога) или первоформу (являющуюся, по сути, планом мира). Учение Аристотеля о пространстве и времени исходит из понятия непрерывности. Непрерывная по протяженности величина – это пространство. Время – величина, непрерывная по последовательности. Пространство и время у Аристотеля не существуют независимо от материи.

В эпоху Возрождения была сокрушена аристотелевская физическая картина мира. Начиная с Коперника, картина мира становится все в большей степени картиной движущихся тел. В первой половине XVIII века великий французский ученый и философ, физик, математик, физиолог Рене Декарт (1596-1650) попытался построить первую универсальную картину мира Нового времени, положив в основу идею вечно движущейся материи.

Декарт сформулировал три закона природы:

1. Всякая вещь находится в одном и том же состоянии, пока другие вещи не заставят ее изменить данное состояние.

2. Всякое движущееся тело стремиться продолжать свое движение по прямой.

3. Если движущееся тело встретит другое, сильнейшее тело, оно ничего не теряет в своем движении; если же оно встретит слабейшее, которое может подвинуть, оно теряет столько, сколько тому сообщает.

Создание первой действительно научной картины мира связано с именем и методом Исаака Ньютона. Основные элементы механической картины мира:

Представления о материи	Материей считалось вещество, состоящее из дискретных неделимых частиц – атомов.
Представления о движении	Мир – это движущаяся материя.
Представления о пространстве и времени	Абсолютное пространство – бесконечная однородная протяженность, Абсолютное время – бесконечная однородная длительность, - которые находятся вне тел и не зависят от них.
Представления о взаимодействии	Действие одного тела на другое – это и всегда и действие второго тела на первое, взаимодействие. Взаимодействие передается мгновенно и без какого-либо материального посредника – это концепция дальнодействия.
Представления о причинности	Каждое явление имеет предшествующую ему причину.
Космологические представления	Вселенная бесконечна, заполнена бесконечным числом звезд, вокруг которых вечно кружат планеты. Позднее появилась гипотеза Канта-Лапласа о происхождении Солнечной системы из газопылевого облака. Однако господствовало ньютоновское представление о том, что первый толчок Вселенной сообщила сверхъестественная сила – бог.

К концу XIX века электродинамика становится ведущей отраслью физического знания. На ее основе возникает новая научная картина мира – электромагнитная. Ее основные элементы:

Представления о материи	Кроме вещества, состоящего из дискретных атомов, материя может существовать в виде поля, непрерывного в пространстве и не имеющего определенных границ.
Представления о движении	Движение материи понимается не только как перемещение частицы, но и как изменение электромагнитного поля (электромагнитные волны).
Представления о пространстве и времени	Вплоть до начала XX века, когда появилась теория относительности, сохраняются ньютоновские представления. Эквивалентом Абсолютного пространства служит неподвижный эфир, в котором распространяются электромагнитные волны.
Представления о взаимодействии	Передача взаимодействия от одной точки пространства к другой осуществляется полем с конечной скоростью (концепция близкодействия). Существуют два типа взаимодействия – гравитационное и электромагнитное.
Представления о причинности и закономерности	Причинность по-прежнему понимается как жесткая предопределенность следствия его причиной. Применение в физике вероятностных методов считается непринципиальным.

На стыке XIX и ХХ вв. в науке свершились открытия, заставившие заколебаться сложившуюся картину мира. Представлениям, основанным на классической механике, суждено было уступить место новой, остающейся до сих пор во многом не завершенной картине мира.

Квантовая теория поля представляет собой распространение квантовых принципов на описание физических полей в их взаимодействиях и взаимопревращениях. При больших энергиях взаимодействия простейших частиц (электронов, протонов и т. д.) происходит их взаимопревращение, т. е. одни частицы исчезают, другие рождаются, причем число их меняется.

Существует четыре разновидности взаимодействия (сил), которые физики надеются представить как проявление одной и той же силы (взаимодействия): сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное взаимодействие.

Основные положения современной атомистики: 1) атом является сложной материальной структурой, представляет собой мельчайшую частицу химического элемента; 2) у каждого элемента существуют разновидности атомов; 3) атомы одного элемента могут превращаться в атомы другого.

Окружающий человека мир, безграничный в пространстве и времени, дает грандиозную картину мироздания, в которой все связано со всем. Жизнь Природы, Земли, Вселенной, физическая и духовная жизнь человека, жизнь и эволюция общества - все подчинено единым фундаментальным законам природы. Человек всегда пытался определить эту глобальную взаимосвязь всего со всеми разными способами и понять свое место, роль и предназначение в мире. Развитие науки, и, прежде всего, физики, как способа познания позволило построить некие модели - системы понимания и описания картины мира на основе существующего знания. На разных этапах развития человечества были механическая, электромагнитная, квантово-механическая, синергетическая картины мира. Естественно, что в целом это отражает лишь бесконечный процесс познания, приближения к единой эволюционной картине Мира и обусловливает принципиальную незавершенность научной картины мира.