ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Юрист по наследству
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Становлення фізичної картини світу від Галілея до Ейнштейна
         

     

    Культура і мистецтво
    План.
    Введення
    I. Метод Галілея
    1. Аналіз історичної обстановки і проблемної ситуації в науці. Новиеконцепціі Галілея
    2. Заслуга Галілея
    II.Классіческая механіка
    III.Максвелл: розвиток і криза механічної картини світу
    1.Молекулярно-кінетична концепція
    2.Теоріія електромагнітного поля і криза механічної картини світу
    3.Ейнштейн і народження релятивістської фізичної картини світу
    Висновок
    Введення
    V. Проблема елементарного
    1.Як об'єкт можна назвати «самим елементарним»
    2. Систематика елементарних частинок. Суперелементарние частки
    Висновок
    Список літератури

    Введення.
    Наукову картину світу слід розуміти як широку панораму сучасних знань про природу, включающуюв себе найбільш важливі факти, гіпотези, теорії. Функціональне значення такого роду сумарного знання бачиться в забезпеченні синтезу знання, зв'язки разлічнихразделов природознавства. При цьому є розбіжності розуміння того, для чого необхідний синтез:
    * Одні вважають, що він потрібен в плані методологічному, забезпечуючи інтеграцію научногознанія.
    * Інші - що він потрібен скоріше в плані психологічному, допомагаючи долати узкуюспеціалізацію сучасних досліджень.
    Це розходження в розумінні функцій картини світу в свою чергу веде до розбіжності в самому підході до ееаналізу:
    * У першому випадку для розуміння змісту і ролі картіниміра в науковому пізнанні необхідно розглядати методологію сучасної науки, структуру наукового знання;
    * По друге - досліджувати спеціальну обусловленностьнаучного пізнання, соціально - психологічні та соціокультурні чинники діяльності вчених.
    На противагу точці зору авторів, що висувають на перший план ідею синтезу, об'єднання разнообразнихестественнонаучних знань, ряд дослідників вважає, що наукова картина світу необхідна при побудові кожної окремої теорії як складова частина еефундамента. (В. С. Степин)
    В.С. Степин вважає, що наукова (наприклад, фізична) картина є необходімимкомпонентом кожної окремої теорії. Будучи за походженням результатом синтезу наукових знань, частнонаучние картини світу дають, на його думку, віденіеосновних систематичних характеристик предмета дослідження відповідної науки. «Таке бачення. Змінюючись помер історичного розвитку наукових знань, виражається за коштами уявлень:
    1. Про елементарних об'єктах, з яких передбачаються побудовані всі інші об'єкти, досліджувані всоответствующей науці
    2. Про типології досліджуваних об'єктів
    3. Про характеристиці взаємодії об'єктів (про особливості причинності та закономірності)
    4. Про простір - тимчасових характеристик досліджуваної реальності ».
    З огляду на зазначені розбіжності, В.А. Амбарцумян і В.В. Каротінскій предполагаютразлічние трактування фізичної реальності в широкому і вузькому значенні цього слова.
    Фізична картина світу у вузькому сенсі цього слова - це система фундаментальнихконструктов, що характеризують основні властивості фізичної реальності (простору, час, речовина, поле, вакуум) зв'язки між якими представленифізіческімі принципами.
    Фізична картина світу в широкому сенсі цього слова - це найбільш загальні конкретно-історичні уявлення про фізичний світ, який з точки зреніястіля наукового мислення конкретної епохи розглядається як найбільш важливі та істотні.
    II.Метод Галілея.
    З ім'ям Галілея пов'язаний початок принципово важливого етапу розвитку фізичного знання - сходження рівень пізнання.
    * Аналіз історичної обстановки і проблемної ситуації внауке. Нові концепції Галілея.
    Прийняті в науковому співтоваристві того часу методологічні принципи вимагали, чтобитеоретіческіе судження безпосередньо підтверджувалися чуттєвим даним.
    Історично склалася проблемна ситуація не дозволяла Галілею прийняти порцію емпіризму [1], згідно з якою всі наукові твердження виникають тільки в результатеобобщенія безпосередньо спостережуваних фактів. Він прагнув виробити і захистити істотно інше ставлення дослідників до емпіричних даних.
    Вимоги логічної (і математичної) самосогласованності, системної цілісності всехутвержденій фізичної науки спирається у Галілея на важливу світоглядну ідею про цілісність Всесвіту, однаковості «способу дії самої природи».
    Цілісність, досконалість, самосогласованность наукового знання (якої не змогли добітьсяні Аристотель, ні тим більше його середньовічні послідовники) грунтуються на гармонії світобудови.
    В методологічному плані це означає, що наука повинна знаходити вихідні, базисні форми цього порядку, які мають до того ж вищої універсальністю іпотому змогу на їхній основі пояснити все що відбуваються в міре.Так, у фізиці Нового часу входила ідея, що загальний принцип побудови цілісної, що пояснює всі явища наукової теорії повинен виходити із загальної фізичної картини світу.
    За Галілею, закономірності світу відображаються саме в кількісних отношеніяхмежду спостерігаються явищами, а не в тій зовнішньої видимості окремо взятих фактів, які носить видимості зазвичай оманливий характер. Математика, отражающаяуніверсальние форми природних законів, виступає для Галілея найважливішим засобом перевірки взаємної узгодженості фактичних даних і теоретіческіхпостроеній.
    Згідно з Галілеї, логічні конструкції з ідеалізованих об'єктів можна рассматріватькак науково достовірні за наступних умов:
    * Вся система витримує перевірку на внутрішню логічну узгодженість, цілісність;
    * Ідеалізації і теоретичні моделі, відображаючи загальні закони даній області явищ, дозволяють сивини позицій (однаковим способом) пояснювати всю сукупність фактів, у тому числі і здаються ефектів, передбачити ще не спостерігалися події;
    * Ідеалізація і теоретичні моделі аж ніяк не є допоміжними або фіктівниміумственнимі побудовами, вони відображають загальний план світобудови, загальні закони даній області явищ, картину світу.
    * Заслуга Галілея.
    Він не тільки звернувся до наукових експерименту, не тільки ввів метод предельнихідеалізацій, не тільки використовував математику, але перш за все передбачив принципи методом побудови фізичних теорій. Ця методологія містить у себяіспользованіе експериментів (як реальних, так і уявних), створення фундаментальних ідеалізацій, побудова з їх допомогою конструктівнихтеоретіческіх моделей реальності із застосуванням математичного апарату і найголовніше, без чого втрачає сенс застосування всіх зазначених методологіческіхсредств, - «розробку і конструктивне використання загальних уявлень про принципи будови всесвіту, наукової картини світу на теоретичному рівні ».
    III. Класична Механіка.
    В історії механіки за роботами Галілея (який також мав попередників внакопленіі емпіричних фактів і узагальнень і в розробці теоретичних передумов механіки) послідовники численні роботи цілої плеяди видающіхсяучених. Їх колективними зусиллями крок за кроком не тільки будувалася вся будівля класичної механіки, але й удосконалювався її концептуальний фундамент, система вихідних теоретичних ідеалізацій. Створення фундаменту ідеалізацій стало своєрідною, характерної для теоретичного рівня пізнання формойлогіческого аналізу матеріальної дійсності. Продуктами аналізу стали ідеалізації елементарного об'єкта, елементарного процесу, просторово-часових відносин, форми детермінізму [2], що відобразили конкретний зміст картини світу.
    Хоча почуттєві сприйняття небесних тіл, руху яких опинилося в центрі уваги Галілея і Ньютона, з самого началаподсказивалі образ точкового об'єкта, теоретична ідеалізація матеріальної точки народилася не відразу. І Галілей, і Ньютон широко використовували поняття телакак рухомого об'єкту. Лише пізніше, коли з'ясувалося, що поле тяжіння сферично симетричної тіла виглядає в точності так, як якщо б вся маса цього тіла биласосредоточена в його геометричному центрі, в одній точці, ідея теоретичного заміщення матеріальних тел ідеалізованими образами матеріальних точок могларассматріваться як логічно узгоджена з усім вмістом теорії.
    Ідеалізація матеріальної точки широко використовувалася Л. Ейлером в його програмі побудови механікі.В основі цієї програми, яку Л. Ейлера багато в чому вдалося реалізувати, лежало принципове переконання, що складні випадки механічного двіженіямогут бути теоретично представлені конструктивними моделями, побудованими з образів взаємодії і переміщаються матеріальних точок. Логічно ісходнимпунктом системи механіки, за Л. Ейлера, виступають викладені в його трактаті 1736 теорія руху вільної матеріальної точки і динаміка точкіпрі наявності зв'язків.
    Крім ідеалізації основного елементарного об'єкта в логічній структурі теорііпрінціпіальное значення має ідеалізація основного елементарного процесу (у даному випадку - форми руху). Галілей впритул наблизився до вироблення такойідеалізаціі в уявленнях про рівномірному русі (по колу), що, раз почавшись, продовжується нескінченно, якщо цьому не перешкоджає внешніедействія.
    Р. Декарт поправив і доповнив Галілея, який сформулював два вихідних поняття: «... одного разу прийшло в рух тіло продовжує рухатися, поки цей рух не затримається яких-небудь зустрічним тілом.», При цьому «кожна частинка матерії вотдельності прагне продовжувати подальший рух не по кривій , а виключно по прямій ... ». Сполучені вмести ці два положення у І. Ньютонапрінялі форму першого закону механіки.
    Для побудови теоретичних моделей механічного руху істотно сістемапространственно - тимчасового опису. Введення системи координат і розробка математики змінних величин озброїли вчених універсальним средствомтеоретіческого зображення механічного руху, що поєднує в собі високу ступінь абстрактності (зображення руху тіла математичної функцією) зверхньо ступенем наочності (графіки функцій у заданій системі координат міг безпосередньо зображувати траєкторію переміщення тіла в просторі збігом часу) .
    Теоретичне знання може виконати свої основні функції лише в тому випадку, якщо в немотражена конкретна форма детермінації досліджуваних явищ, перш за все фундаментальні закони зміни стану, взаємодії. І. Ньютон ввелпонятіе сили як причини зміни стану руху за величиною і за напрямком (або одночасно за величиною і за напрямком). У механіці Ньютонаісточнікамі і точкою докладання зусиль є матеріальні точки.
    Центральне місце в системі трьох законів механіки займає другий закон Ньютона-основний закон руху. Він пов'язаний із зміною стану матеріальної точки з величиною і напрямком що діє на нього сил: прискорення, з которимдвіжется тіло прямо пропорційно силі що діє на це тіло і обернено пропорційно масі цього тіла. Цей закон дозволяє пояснити іпрогнозіровать зміна механічного руху тіла в залежності від величини та напрямки сили і від попереднього стану руху.
    Визначною заслугою Ньютона стало встановлення конкретного закону, определяющеговелічіну діючої сили для випадку гравітаційної взаємодії, - закон Всесвітнього тяжіння.
    Незважаючи на обмеженість механічної картини світу з її змістом, основниеособенності методології фізичного пізнання, що виявилися в ході створення та розвитку класичної механіки, відтворюються і в процесі построеніяпоследующіх фізичних теорій, як би не відрізнялося їх конкретний зміст і навіть зміст фундаментального уявлення картини світу від концептуального змісту класичної механіки. У цьому сенсі класична механіка до сьогоднішнього дня залишається і классіческімпрімером побудови природно - наукової теорії.
    IV. Максвелл: розвиток і криза механічної картини світу.
    * Молекулярно-кінетична концепція.
    Важлива світоглядна ідея єдності небесного і земного, яку ми зустрічаємо вже вработах Галілея і Ньютона, все в більшій мірі спонукала застосовувати фундаментальні образи механічної картини світу до самих різних явищ, безпосередньо оточували людини. У XIX столітті новий принципово важливий етап у развітіімеханіческой картини світу виявився пов'язаний із застосуванням її основних уявлень до створення теорії, що пояснює властивості газів, а потім рідини ітвердих тел.
    Основні етапи розвитку знань про властивість газів:
    У 1643 році Е. Торрічеллі виявив, що ртуть у запаяної зверху скляній трубці, опущеною іншим кінцем в посудину з ртуттю, встановлюється на висоті 46см; він дав правильне тлумачення цього явища: тиск повітря врівноважується вагою стовпчика ртуть. В результаті цього відкриття наука отримала прилад дляізмеренія тиску.
    Майже через 20 років Р. Бойль встановив, що при зменшенні обсягу газу в замкнутомсосуде тиск відповідно зростає, при збільшенні - зменшується. Це означало, що твір тиску газу на його об'єм є величина постійна (для даної маси газу при постійно температурі).
    У 1787 році Ж. Шарль експериментально довів, що в замкнутому посудині зі зміною температури на один градус тиск газу змінюється на 1/273 первісного, тобто змінюється за лінійним законом.
    Через 14 років Ж. Гей-Люссак визначив досвідченим шляхом, що обсяг даної маси газаменяется лінійно зі зміною температури (при постійному тиск).
    У ході цих емпіричних досліджень перед вченими вимальовувалася ціла областьсвоеобразних явищ, в яких центральну роль грали властивості та відносини, що виражаються поняття «тиск», «температура», «обсяг». Щоб перейти від суммичастних емпіричних законів до загальної теорії поведінки газу, необхідно було або знайти можливість ввести теоретичні уявлення механіки з іхцентральнимі поняттями рухомих матеріальних точок, або знайти інші, специфічні для даних фундаментальні образи. Останні означало, що для теоретіческогооб'ясненія властивостей газів необхідна фізична картина світу, що відрізняється від механічної.
    Дослідження на теоретичному рівні створили передумови для об'єднання знайдених ранееразрозненних емпіричних законів поведінку газів. Спираючись на ідеї та метод С. Карно, Б. Клайперон, в 1834 годуоб'едініл закони Бойля-Маріотта, Гей-Люссака і Шарля: твір обсягу газу на тиск пропорційно абсолютній температурі. Знайдені ранееемпіріческіе закони можна було вивести з об'єднаного закону як його окремі випадки і, крім того, він відображав той істотний для практики випадок, когдаодновременно застосовуються всі три параметри - тиск, об'єм і температура. Це був важливий, але поки що формальний крок, тому що Б. Клайперон не мав адекватнихпредставленій про природу теплоти, дотримувався теорії теплорода і не користувався ні якими уявленнями про природу газу, за допомогою якого можнобило б пояснити закони її поведінки.
    Наступний крок - перетворення термодинаміки у відносно завершену фізичну теорію-багато в чому пов'язаний з ім'ям В. Томсона і Р. Клаузіуса. У серії робіт 50-х років вони чітко сформулювали два фундаментальних принципи термодинаміки, уточнимо іразвілі систему основних її понять. У зв'язку з другим принципом термодинаміки було введено поняття ентропії [3], найважливішою поряд з енергією характеристикою термодинамічної процесів.
    Принципи термодинаміки розумілися її творцями як необмежено загальні, придатні дляпоніманія всіх процесів у світі. Однак ототожнення термодинамічної картини з загальної фізичної картиною світу народжувало парадоксальний висновок про такназиваемой теплової смерті Всесвіту. Парадокс полягав у тому, що з другого принципу термодинаміки, який підтверджувався усіма ісследованіямітермодінаміческіх процесів, з неминучістю, здавалося б, випливав висновок, що з плином временіразность температур між тілами у Всесвіті повинна зникнути і тоді настане стан теплової рівноваги, рівносильно смерті, так як дінаміческіепроцесси , порождающі?? і підтримують сложноорганізованние системи, засновані на різниці температур, можливості виконувати роботу.
    Представлення так званої аксіоматичної (тобто формально побудованої на основі двох основних постулатів) термодинаміки НЕ могутпретендовать на роль первинних базисних навіть у своїй області, а тим більше в теоретичному осмислення всіх процесів Всесвіту.
    Основні роботи в галузі молекулярно-кінетичної теорії теплоти належать Клаузіусом. Це общійметод побудови пояснюють теоретичних моделей для газів, рідин твердих тіл, на зображенні у вигляді системи великого числа рухомих івзаімодействующіх матеріальних точок, що ототожнене з атомами і молекулами. Він вводив більш складні уявлення про форми руху молекул: кромепоступательного руху вони мають обертанням, можуть відчувати коливання щодо положення рівноваги в твердому тілі, кожна молекула має івнутреннімі рухами. У газі всі напрямки руху рівноймовірно, однак Клаузіус, як зазначав пізніше Дж. К. Максвелл, «не визначити, рівні чи скоростівсех молекул одного і того ж газу або, якщо вони не рівні, то чи має який-небудь закон їх розподілу». Як і Кренінг, Клаузіус у своїх расчетахусловно приписував усім молекул однакове значення швидкості, що відповідає середньому статистичному.
    Питання про характер руху молекул, а разом з тим про специфіку детермінізму в областімолекулярного руху були глибоко розроблені Дж. К. Максвелом. «... Розподіляючи молекули по групах відповідно до їх швидкості, ми можемо заменітьневиполнімую завдання спостереження всіх зіткнень окремої молекули реєстрацією збільшення або зменшення числа молекул в різних группах.Следуя цим методом, - єдино можливого з точки зору експериментальної, так і математичної ми переходимо від строго динамічних методів до методамстатістікі та теорії ймовірності ». При цьому Дж. К. Масксвелл спирався на наступне важливе твердження: хоча швидкість кожної молекули буде істотно менятьсяпрі кожному її зіткненні з іншого, число молекул, що входять в ту чи іншу групу, буде стабільним. А це і означало, що простежувати «долю» каждойотдельной молекули немає необхідності, навіть якщо б це було технічно можливо.
    Тільки перехід до більш послідовної системно узгодженої трактуванні статистичного характеру законів руху молекул газу дозволили получітьрезультати, написані за всіма експериментами.
    На основі статистичної трактування природи другого закону термодинаміки Л. Больцман розробив послідовне вирішення парадоксу «теплової смерті» Всесвіту. Сучасній точки зору воно вже не є достатньо повним і досить переконливий, але в той час це було перше логічним узгодженим «в рамках наявних теоретичних уявлень» відповіддю на питання, чому «теплова смерть» ще не настала. По Л. Больцманом, «теплова смерть» настала багато разів і багато разів Всесвіт більшою чи меншою мірою відхилилася від рівноважного стану повного молекулярного безладу ксостояніям нерівноважних і більш впорядкованим, тобто до станів з меншою ентропією, з температурними відмінностями. Це можливо тому, що в процесах, підпорядкованих статистичним законам, весь час виникають флуктуації - випадкові відхилення від найбільш вірогідного стану.
    Молекулярно - кінетична концепція, на відміну від класичної механіки, імелапрінціпіально іншу методологічну основу, вона розкривала реальну структуру речовини і внутрішній механізм процесів, що відбуваються в газах, рідинах, твердих тілах.
    * Теорія електромагнітного поля і криза механічної картини світу.
    Дж. К. Максвелл не тільки вніс внесок в розвиток молекулярно - кінетичної концепції, яка базувалася на уявленнях механічної картини світу, але й створив теорію електромагнітного поля, що викликала криза і крах цієї картини.
    Механіческаякартіна світу спиралася на уявлення, що сили діють за направленіюпрямой, що сполучає взаємодіючі тіла (матеріальні точки), тобто є центральними силами. Іншими словами в картині світу классіческоймеханікі всі взаємодії зводилися до тяжінню або відштовхуванню частинок, це було, мабуть, головною підставою для того, щоб у рамках ньютонівської сістемиабстрагіроваться від ролі проміжної середовища в передачі взаємодії.
    З відкриттям Х. К. Ерстеда виникла принципово нова ситуація протіворечівшаяпредставленіям механічної картини світу: на певній відстані від провідника зі струмом на магнітну стрілку діяла сила, яка непрітягівала і не відштовхувала, а лише прагнула обертати стрілку навколо провідника, тобто діяла в «пліч» . У слід за розвитком Ерстеда А. Ампер довів на досвіді, що кругової електричний струм створює магнітне поле, спрямоване по осі кола. Тим самим була виявлена не тільки удівітельнаясімметрія електричного і магнітного явища (прямолінійний провідник зі струмом створює магнітне поле, спрямоване по колу навколо провідника; кругової токсоздает магнітне поле, спрямоване по осі кола), але і їх глибоке внутрішнє єдність, взаємопородження.
    У той же час радикальне протиріччя з найважливішим принципом класичної фізичної картиною світу - принципом центральних сил - винуждалопрізнавать активну роль середовища, що оточує провідники або магніти, в тому числі і фізичного «вакууму». Таким чином, ставало необхідним существенноізменіть подання у фізичній картині світу, включивши в неї принципову роль проміжної середовища.
    Ерстед по суті встановив вирішальний факт, суттєво вплинув потім на перехід отмеханіческой картини світу до нової, електромагнітної.
    У 1831 році М. Фарадей встановив, що в момент зміни величини струму водному контурі в розташованому поруч контурі на короткий час виникає електричний струм. В момент руху магніту близько котушки в ній теж на короткий час виникає електричний струм. Принципово новим було тут не тільки те, що процесскакім - то чином передавався через фізичний вакуум, якому доводилося тепер приписувати властивості особливої середовища. Новим у порівнянні з картиною міраклассіческой фізики було і те, що уявлення про постійне дії одного тіла на інше (як це було у випадку тяжіння або взаімодействіяелектріческі заряджених тіл) заміщалися уявленнями імпульсів або хвиль в момент зміни стану одного з тіл.
    Електромагнітна концепція, який захотіли тепер замінити колишню, полягала, насамперед, у цілковиту відмову від всіх образних уявлень, від тих «механічних моделей» без яких колись не існувало цієї фізики.
    * Ейнштейн і народження релятивістської фізичної картини світу.
    Там, де багато фізиків, які користувалися теоретичними уявленнями про електронах, взаємодіючих з електромагнітним полем, не бачили проблеми. А. Ейнштейн бачив принципову методологічну труднощі.
    Теорія Максвелла була логічно і методологічно неповна щонайменше в двухаспектах:
    * По-перше, вона не поєднувалася з фундаментальним принципом класичної фізики - прінціпомотносітельності, її рівняння не були інваріантними [4] щодо перетворень Галілея;
    * Во - друге, як з'ясувалося, польова картина світу (або, як її зазвичай називають, електромагнітнаякартіна світу) виявилося недостатнім як концептуальної основи нового етапу розвитку фізики, бо не дозволяла з єдиної точки зору об'єднати всерассматріваемие в теорії процеси.
    Таким чином, всупереч широко поширеної точки зору є підстави стверджувати, що надія побудувати відповідний розділ фізики на основеелектромагнітной картини світу не була здійснена, хоч уявлення про таку картині світу активно обговорювалися.
    Революція у фізиці, викликана теорією Максвелла, все ж таки привела до народження новойрелятівістской картини світу. Важлива роль у її створенні і послідовному розвитку належить А. Ейнштейна. Необхідність її створення діктовалосьтребованіем забезпечити логічну узгодженість теоретичної системи, а також нездоланною силою досвідчених фактів. Відсутня внутрішня і внешняясогласованность теоретичних уявлень електродинаміки в гострій формі з'явилася з виникненням не усунутих фізичних парадоксів. Сьогодні можнос упевненістю сказати, що їх виявлення стало ознакою кризи фізичної картини світу і разом з тим почалася революцією у фізиці.
    Один з важливих парадоксів полягає в наступному. З дуже загальних уявлень освойствах простору і часу, які здавалися очевидними в рамках механічної картини світу, безпосередньо випливали формули перетворення координат отодной системи до іншої, що рухається відносно першої (перетворення Галілея, безпосередньо пов'язані з його принципом відносності).
    Як з'ясувалося, рівняння Максвелла не були інваріантними щодо перетворень Галілея, тобто до електромагнітних процесів галілеевскійпрінціп відносності виявився не застосуємо. З цього випливав висновок, що в експерименті можна виявити швидкість рівномірного прямолінійного двіженіеоб'екта щодо поля (ефіру). Проте порівняння цих теоретичних наслідків з експериментальними даними бентежило фізиків: в одних дослідах (наприклад, в явище аберації, тобто що здаються зміщення які спостерігаються в телескоп зірок з - за руху Землі) ефір слідувала вважати абсолютно нерухомим; вдругих (наприклад, в дослідах по зміні швидкості світла в рухається воді) - результат був такий, як якщо б ефір частково захоплювався рухом води.
    У формулюванні А. Ейнштейна принцип відносності придбав більше багате фізичний зміст: «Закони, за якими змінюються стану фізіческіхсістем, не залежать від того який з двох координатних систем рухаються рівномірно і прямолінійно відносно один одного, віднесені ці ізмененіясостоянія ...».
    А. Ейнштейн у першій публікації з основ спеціальної теорії відносності онвводіт поняття фізичного події як фундаментального елемента нової картини світу, що заміщає образ матеріальної точки.
    У всіх наступних роботах Ейнштейн буде користуватися ідеалізацією точечногопространственного - тимчасового фізичного події як елементарного об'єкта теорії, що представляє в теоретичних моделях фізичну реальність.
    Фізична картина світу Галілея - Ньютона, в якої світ відображений як множествоматеріальних точок, що рухаються в просторі з плином часу, заміщується в спеціальній теорії відносності Ейнштейна картиною світу, представленноймножеством точкових просторово - тимчасових матеріальних подій. Глибоке єдність матерії руху, руху, простору, часу дістала тут концентрований вираз: на місце образів речей ставилися образи матеріальних процесів.
    Спеціальна теорія відносності припускає існування матеріальних полів іматеріальних часток, але зображує у теоретичних моделях не частинки і поля безпосередньо, а відношення між що відбуваються з ними подіями. У зв'язку з цим можна сказати, що значення теорії відносності, відбитий в її найменування, полягає не в тому, що деякі фізичні величини меняютчісленное значення при переході до іншої системи відліку (такі величини були в класичної механіки), а скоріше в тому, що ця теорія отражаетзакономерності відносин між подіями.
    Перехід до нової картині світу супроводжувався досить болісним процесом ісключеніяіз теорії вигаданих образів, в першу чергу поняття ефіру з механічними властивостями.
    Образ ефіру, яку він розумів відповідно до уявлень механічної картіниміра, був замінений чином польових процесів, вираженим за допомогою ідеалізаціонних подій. На переконання А. Ейнштейна, і спеціальна, і общаятеорія відносності грунтується на польових уявленнях (поле і є «ефір» у новому розумінні).
    Висновок.
    Питання про неминучу обмеженість природно наукових теорій спеціально розглядалося вченим фізиком В. С. Барашенковим. Він переконливо доводить, що можливість побудови щодо "закінчених теорій" (типу механіки Ньютона, термодинаміки, електродинаміки Максвелла, квантової механіки, теорії гравітаційних полів Ейнштейна та ін), майже повністю, що описують разлічниеформи руху матерії, не означає можливості в одній або декількох таких теоріях повністю "перекрити" весь світ, вичерпати всі качественноемногообразіе законів природи. Кожна така теорія не враховує багато параметрів, другорядні у цьому наближенні, але стають важливими прідальнейшем поглибленні в суть ознаками. Це і привід до неминучої обмеженості сфери застосування теорій. Можливість "законченнихтеорій" означало б можливість кінця науки, далі якого нічого було б пізнавати. І, навпаки, непереборна обмеженість кожної окремої теорііпредполагает нескінченність всього наукового пізнання. Відомі науки, узагальнюючі теорії становлять важливі етапи її розвитку. Всі вони засновані на конкретнихпрінціпах, узагальнюючих певне коло фактів, і допускають можливість і необхідність свого подальшого розвитку шляхом створення все більш загальних іглубокіх теорій, що враховують нові, невідомі раніше факти. Такий закон пізнання, зумовлений законами природи.
    Введення.
    Перш за все, проаналізуємо саме поняття елементарного об'єкта і обговоримо разлічниекрітеріі елементарності. Подібний аналіз особливо актуальне нині, коли кількість частинок, які називаються елементарними, досягло кілька сот. Далеекратко зупинимося на характеристиці основних експериментальних і теоретичних даних про структуру мікрочастинок.
    V. Проблема елементарного.
    У V ст. до н. е.. Анаксагор, за - мабуть, першим висловив думку про нескінченної подільності матерії. Він представляв світ як совокупностьбесконечного числа частинок - «гомеомерій» (подобочастних), кожна з яких у свою чергу складається з неісчерпаемоогромного кількості дрібніших «гомеометрій» і т. д. без кінця. При цьому кожна з цих частинок містить в собі властивості Всесвіту, вона «бесконечновеліка» і, подібно до цілого, містить в собі все, що існує і що існує не просто нескінченно, але нескінченно нескінченно.
    Інша точка зору сформульована, у вченні Демокріта, який вважав, що світ складається ізбесконечного числа вчених, абсолютно неподільних, спочатку простих часток - атомів речовини і амеро - атомів простору. Невичерпне багатство свойствокружающего світу в такій картині реалізується завдяки нескінченному кількості що розрізняються за своїми властивостями атомів (пірамідальних, круглих, гладеньких, гачкуватий і т. д.), які в силу властивої їм твердості й непроникності визначають межу фізичної делімостівещества. Між атомами може бути лише порожнеча.
    Атом Демокріта - це не крапка, а протяжність тіло, яке не можна механіческіразделіть на компоненти, але всередині якого подумки можна все ж виділити розрізняються між собою частини: верх, низ, праве, ліве, середину і т.д. Етімінімальние просторові частини, або амеро, являють собою «істинне неподільне», позбавлене яких би то не було частин, що не мають ні верху, ні низу, ні правою, ні лівого боку. З амеро (квантів простору, якщо говорити сьогоднішнім мовою) складається порожнеча, з різного числа амеро слагаютсябольшіе і малі атоми речовини. З сучасної точки зору саме амеры ( «Бесчастних»), вони протяжні атомиследовало б розглядати в якості найпростіших елементів світу. Вчення Демокріта було вершиною натурфілософські уявлень про матеріальномпревосходстве світу.
    Гостра критична ситуація виникла на рубежі XIX і XX століть, коли з'ясувалося, що принаймні частина маси електрона пов'язана з егоелектромагнітним полем, а в теоретичних роботах А. Пуанкаре й А. Ейнштейна було встановлено взаємно однозначна відповідність між масою і енергіей.Значітельная частина вчених , не розрізняє до цього понять маси, речовини і матерії, сприйняли ці результати як доказ зникнення матерії, як «розчинення» її в електромагнітне поле і енергії. Звідси робився висновок про крах матеріалістичної картини світу і експериментальні доказидеальной першооснови світу.
    * Який об'єкт можна назвати «самим елементарним».
    Протягом всієї історії розвитку науки незалежно від того, приймалася чи вкачестве елементарного якась матеріальна субстанція або вихідними елементами буття вважалися деякі почуттєві «сутності» і «первинні ідеї», - під всехслучаях елементарне завжди розумілося як те основне, незмінне і первинне, «з чого складаються всі речі, з чого як першого вони виникають і в що як впоследніе вони, гинучи, перетворюються »; при цьому елементарне являє собою« граничні частини, на які подільні тіла, у той час як самі ці частини уженеделіми на інші, що відрізняються від них по виду ... Але якщо вони і діляться, то виходять одного з ними виду частини ».
    Протягом тривалого часу за найнижчими відомий рівень організації матерііпрінімалісь атоми хімічних елементів, хоча вже відкриття Д. І. Менделєєвим періодичного закону наштовхувала на думку, що в природі має бути - тоеще більш елементарне, властивостями якого і пояснюється цей закон. Перша елементарна частинка була відкрита Дж. Томсоном лише в самому кінці XIX століття. На початку нашого століття досліди Е. Резерфордаобнаружілі складну структуру атома, а незабаром було встановлено, що і ядро атома в свою чергу має складну внутрішні будову. На початку 30 - х років биліуже 5 частинок, що входять до складу атома і його ядра або приймають участь у усередині атомних взаємодіях: фотон, електрон - позитронна пара, протон інейтрон. До теперішнього часу число таких часток досягло вже кілька сот і продовжує швидко зростати. Виявилося, що властивості цих суб'ядерних частіцне простіше, а, навпаки, складніше, ніж у атома і його ядра. Деякі частинки - це ультракороткожівущіе, майже ефемерні [5] освіти з часом життя, протягом якого частка встигає пролетіти лише відстань, рівну радіусу ядра; інші частинки несподівано виявилися дуже важкими, навіть важче деяких атомів. Для опису частинок потрібні були зовсім нові поняття: спін [6], гіперзаряд, баріонів і лептони числа і т.д. Експеримент показав, чтосуб'ядерний рівень надзвичайно бога і різноманітний.
    Крім того, що всі відкриті частинки беруть участь в суб'ядерних взаємодіях, оніобладают ще одним загальним властивістю. Спроби виділити серед них які - то «більш елементарні» об'єкти, з яких можна було б побудувати всі інші, закінчилися невдачею. Виявилося, що кожна така частка складається одразу з усіх інших. З точки зору критерію відносності простоти ці частки в равнойстепені елементарні. В цілому сукупність суб'ядерних часток, образно кажучи, нагадує якусь багатовимірну сферу, де немає ні першого, ні останнього елементалі де кожен елемент пов'язаний з усіма іншими.
    Щоправда, недавні дослідження внесли важливу поправку в цю картину. З'ясувалося, чтосреді суб'ядерних частинок є такі, які слід розглядати як збуджені стани інших часток. Так, сімейство J /? - Частинок являє собою спектр ( «сходи») возбу
         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати ! DMCA.com Protection Status