Роль И. Ньютона в естествознании

 

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ  БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.М. МАШЕРОВА»

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ

 

 

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

РОЛЬ И. НЬЮТОНА В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

 

 

 

 

Выполнила:

студентка 4 курса, ХГФ,

Добринская В.В.

Проверила:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Витебск, 2014 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Развитие естествознания в XIIV веке
2. Роль И. Ньютона в развитии естествознания
3. Основные положения  теории Ньютона и их роль в развитии             естествознания

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Новая физическая гравитационная картина мира, опирающаяся на строгие математические обоснования, представлена в классической механике И. Ньютона (1643 - 1727). Ее вершиной стала теория тяготения, провозгласившая универсальный закон природы - закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств. Она всегда пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Распространив на всю Вселенную закон тяготения, Ньютон рассмотрел и возможную ее структуру. Он пришел к выводу, что Вселенная является не конечной, а бесконечной. Лишь в этом случае в ней может существовать множество космических объектов - центров гравитации. Так, в рамках ньютоновской гравитационной модели Вселенной утверждается представление о бесконечном пространстве, в котором находятся космические объекты, связанные между собой силой тяготения.

В 1687 г. вышел основополагающий труд Ньютона «Математические начала натуральной философии». Этот труд более чем на два столетия определил развитие всей естественнонаучной картины мира. В нем были сформулированы основные законы движения и дано определение понятий пространства, времени, места и движения.

Были впервые объяснены главные особенности движения Луны, явление прецессии, приливы и отливы в океанах, сжатие Юпитера; дана теория фигуры Земли и решён ряд вопросов гидромеханики.

Раскрывая сущность времени и пространства, Ньютон характеризует их как «вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве -- в смысле порядка положения». Он предлагает различать два типа понятий пространства и времени: абсолютные (истинные, математические) и относительные (кажущиеся, обыденные) и дает им следующую типологическую характеристику:

Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.

Относительное, кажущееся, или обыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год.

Абсолютное пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительное пространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное. Ньютон является создателем математических непрерывных процессов. Разработал (одновременно с Г.В.Лейбницем) основы дифференциального и интегрального исчислений. Занимался алгеброй, аналитической геометрией, поставил ряд проблем вариационного исчисления. Труды Ньютона и его последователей составили целую эпоху в развитии естествознания.

В результате опытов Ньютона по разложению белого света призмой стало возможным открытие в 1859 Г.Р.Кирхгофом и Р.В.Бунзеном спектрального анализа, одного из основных методов исследования в астрофизики. Открытия Ньютона интерференции и периодических свойств света были фундаментальными для оптики и в конечном счёте привели к пониманию природы изображения в телескопе. От первого маленького отражательного телескопа Ньютона была проложена широкая дорога к мощным рефлекторам нашего времени. Наконец, от ньютоновской механики и теории всемирного тяготения был совершён переход к релятивистской механике А.Эйнштейна и современной космологии.

1. Развитие естествознания в XVII веке

          Основными событиями в экономической и социально-политической жизни Западной Европы XVIII в. явились индустриальная революция в Англии и буржуазная революция во Франции, которые создали предпосылки для интенсивного развития капиталистических отношений. Серьезные изменения происходят в это время в идеологической сфере. Теология отступает и на смену ей приходит «естественная религия». Теизм как единовластие церковной идеологии сменяется деизмом, утверждающим, что Бог, создав природу, не вмешивается дальше в ее развитие, которое идет по ее собственным законам (Дж. Толланд, Д. Юм, Вольтер, Ж. Ж. Руссо).

          Возникло общественное движение Просвещения, цель которого состояла в просвещении силой познания всего существующего. Его представители утверждали, что причина всех человеческих бед – невежество и религиозный фанатизм. Главные средства оздоровления общества, избавления от социальных бед и пороков они видели в решительной борьбе с суевериями, возвращении к естественной, здоровой природе человека, утверждении в умах людей научного знания, опирающегося на опыт и разум.

            Период Просвещения характеризовали вера в человеческий разум; прогресс естественнонаучного знания; развитие идей равенства людей по их природе; утверждение магической роли воспитания. Век Просвещения знаменуется расцветом научной мысли. Наука перестает обслуживать богословие, становится инструментом познания природы. Происходит ее превращение в самостоятельную сферу деятельности, отражением чего являлось создание в ряде европейских стран научных Академий. Главный идеал эпохи Просвещения – свободная самостоятельная личность, наделенная здравым смыслом. Философия здравого смысла, став основной идеей этого времени, в противовес теологическому учению утверждала право и обязанность человека мыслить самостоятельно, без оглядки на догматические религиозные предписания, апеллируя к собственному опыту и рассудку.

2. Роль Ньютона в развитии естествознания

          Особое влияние на научную мысль XVIII в. оказало учение Исаака Ньютона (1642-1727). И. Ньютон – выдающийся английский ученый, заложивший основы современного естествознания, создатель классической физики, член Лондонского королевского общества (1627) и его президент с 1703 года. Его работы относятся к разным естественнонаучным областям – механике, оптике, астрономии, математике и пр.

         И. Ньютон явился создателем нового научного мировоззрения. Его именем завершилась вторая научная революция, начатая учением Галилея, который впервые в истории науки провозглашает, что при изучении природы возможно отвлечение от непосредственного опыта, поскольку природа, как он считал, «написана» на математическом языке, и разгадать ее можно только тогда, когда, отвлекаясь от чувственных данных, но на их основе создаются мысленные конструкции, теоретические схемы.

          И. Ньютон является основателем классической механики. И хотя сегодня с позиции современной науки механистическая картина мира И. Ньютона кажется грубой, ограниченной, именно она дала толчок для развития теоретических и прикладных наук на последующие почти 200 лет.

          И. Ньютону мы обязаны такими понятиями, как абсолютное пространство, время, масса, сила, скорость, ускорение; он открыл законы движения физических тел, заложив основу развития науки физики. Однако ничего этого не могло бы быть, не будь до него Галилея, Коперника и др. Недаром сам он говорил: «Я стоял на плечах гигантов.

         И. Ньютоном были изучены все основные вопросы физики и математики, актуальные для его времени. Могучий аппарат Ньютоновской механики, его универсальность и способность объяснить и описать широчайший круг явлений природы, особенно астрономических, оказали огромное влияние на многие области физики и химии.

          И. Ньютон писал, что было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы, и при объяснении некоторых оптических и химических явлений сам использовал механической модели.

          И. Ньютон довел до совершенства язык математики, создав интегральное и дифференциальное исчисление, он – автор идеи корпускулярно-волновой природы света. Можно было бы и еще перечислять многое из того, что дал науке и пониманию мира этот ученый.

          Он, независимо от Г. Лейбница, изобрел дифференциальное и интегральное исчисление, был автором теории всемирного тяготения, концепции корпускулярной природы света, важных астрономических и оптических открытий, разработал методологическую теорию, ставшую образцом точного знания и оказавшую воздействие на всех передовых мыслителей XVIII в., включая И. Канта.

          В его честь названа единица силы в Международной системе единиц – ньютон.

          Главную работу И. Ньютона «Математические начала натуральной философии» Дж. Бернал назвал «библией науки».

           По словам А. Эйнштейна, «И. 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 все мировоззрение в целом».

           Русский физик С. И. Вавилов писал: «И. Ньютон заставил физику мыслить по-своему, «классически», как мы выражаемся теперь... Можно утверждать, что на всей физике лежал индивидуальный отпечаток его мысли; без Ньютона наука развивалась бы иначе».

          В 1703 г. И. Ньютон был избран президентом Лондонского Королевского общества (английская Академия наук).

           Научное творчество И. Ньютона сыграло исключительно важную роль в истории развития физики. Основные его достижения получили дальнейшее развитие, но понимание их коренным образом изменилось. И. Ньютон понимал реальность в рамках древнего эллинского миропредставления. Нельзя забывать той исторической научной обстановки, в которой он работал.

           В это время впервые на основе открытых в ХVI и ХVII столетиях рукописей эллинских геометров и математиков, их изданий и переводов, творческая мысль западноевропейских ученых в этой области знания подняла нить, упущенную несколько столетий назад, и быстро перегнала достижения древних ученых (поскольку они были тогда известны), положив начало новой математике.

          И. Ньютон закончил и математически оформил идею Аристарха Самосского, жившего больше чем за тысячу лет до него, о вращении Земли вокруг Солнца, дал научное строение Солнечной системы, точное и с тех пор нерушимое геометрическое о ней представление.

           В конце ХVII в. И. Ньютон закончил работу, которая велась на протяжении двух веков до него – Коперником, Кеплером и Галилеем.

           После долгой борьбы с картезианством идеи И. Ньютона вошли в жизнь только во второй половине ХVII в. и окончательно овладели наукой только в конце ХVII в и в начале ХIХ в., когда создалась небесная механика. Но еще в ХIХ в. такой крупный мыслитель и натуралист как Гёте (1749-1832) стоял в стороне от его мировоззрения.

          Углубленные занятия естественными науками и математикой совмещались у Ньютона с религиозностью. К концу жизни он даже написал сочинение о пророке Данииле и толкование Апокалипсиса.

            На могильной плите Ньютона, похороненного в английском национальном пантеоне – Вестминстерском аббатстве, высечено:

           «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, который почти божественной силой своего ума первые объяснил с помощью своего математического метода движения и формы планет, пути комет, приливы и отливы океана.

            Он первый исследовал разнообразие световых лучей и проистекающие отсюда особенности цветов, каких до того времени никто даже не подозревал. Прилежный, проницательный и верный истолкователь природы, древностей и священного писания, он прославил в своем учении Всемогущего Творца. Требуемую Евангелием простоту он доказал своей жизнью.

             Пусть смертные радуются, что в их среде жило такое украшение человеческого рода».

            После смерти Ньютона возникло научно-философское направление, получившее название ньютонианства, наиболее характерной чертой которого была абсолютизация и развитие высказывания Ньютона: «гипотез не измышляю» и призыв к феноменологическому изучению явлений при игнорировании фундаментальных научных гипотез.

             Научная мысль пошла по другому пути. Физики и астрономы ХVII и ХVIII столетий не могли последовать Ньютону и заполнили пустое пространство Ньютона физическим пространством – гипотетической всепроникающей всемирной жидкостью (континуумом), световым эфиром (Гюйгенс). Только при этом условии научное представление о силе тяготения (силах всемирного притяжения материи) могло иметь место.

         В конце ХIХ в., когда идея о свете как волнообразном движении эфира, казалось, окончательно вошла в жизнь, существование эфира казалось доказанным. Как раз в это время динамическое представление о материи входило в жизнь, и я помню прекрасно один из разговоров с моим товарищем по Московскому университету, одним из крупнейших ученых профессоров физики П. Н. Лебедевым, который утверждал, что он уверен только в существовании светового эфира.