Предмет физики - причинно-следственные связи между структурой материального мира и энергетическими процессами в нем

Тема5. Физическая картина мира.

Структура и принципы организации физической реальности.

План:

1. Физическая картина мира, в рамках определенных конкретно-физических представлений о мире. Физические методы исследования.

2. Основные принципы физики в обосновании отдельных физических теорий, структурные уровни организации физической материи. Расширенное понимание движения.

Ключевые понятия :

Физическая картина мира; механистическая картина мира; атомизм; движение; материя; принцип дальнодействия; детерминизм; электромагнитная картина мира; принцип близкодействия; теория относительности; квантовая механика; корпускулярно-волновой дуализм; элементарная частица; вещество; поле; физический вакуум; универсальные типы физического взаимодействия, четырехмерный пространственно-временный континуум, квантово-релятивистская картина мира, идея кварков; теория Большого объединения.

История физики как науки уходят в античную культуру, когда и появился сам термин физики (fusis). В древнегреческом языке данным понятием обозначалась природа как таковая, затем - все знания о природе, и только в эпоху Возрождения термин «физика» стал ассоциироваться с естественнонаучной дисциплиной. Физика-это наука о природе. По мере накопления фактического материала и его научного обобщения, по мере дифференциации научных знаний и методов исследований из натурфилософии как учения о природе выделились астрономия, физика, химия и другие науки. Спектр явлений, изучавшихся физикой в разные периоды ее развития, изменялся. Современная физика исследует атомы и молекулы, элементарные частицы, твердые тела (кристаллы), газы, жидкости, электронные и гравитационные поля, различные виды движения частиц и сред. На стыке физики и других естественных наук возникают другие дисциплины- геофизика, биофизика, астрофизика, химическая физика. Развитие физики приводит к появлению новых отраслей науки и техники.

Понятие “физическая картина мира” употребляется давно, но лишь в последнее время оно стало рассматриваться не только как итог развития физического знания, но и как особый самостоятельный вид знания - самое общее теоретическое знание в физике (система понятий, принципов и гипотез), служащее исходной основой для построения теорий.

Физическая картина мира:

-обобщает все ранее полученные знания о природе;

-вводит в физику новые философские идеи и обусловленные ими понятия, принципы и гипотезы (которых до этого не было и которые коренным образом меняют основы физического теоретического знания: старые физические понятия и принципы ломаются, новые возникают, картина мира меняется).

В структуре физики выделяют общую, теоретическую и прикладную физику.

Общая физика включает в себя фундаментальные разделы, как механика, оптика, электричество, магнетизм, молекулярная и атомная физика.

Теоретическая физика представляет собой концепции, логические способы описания фундаментальных разделов общей физики. К ней относятся теоретическая и квантовая физика, теория поля.

К прикладной физике относится: спектроскопия, лазерная физика, физика твердого вещества, физика высоких энергий, кристаллография.

Физика, единственная из всех естественных наук, претендует на роль всеобъемлющей дисциплины. Она позволяет с единых позиций подойти ко всем объектам Вселенной - от элементарных частиц до самых крупных астрономических структур. Ее объект—Универсум, мир в целом. И поэтому физика связана с философией.

Предмет физики - причинно-следственные связи между структурой материального мира и энергетическими процессами в нем.

Развитие самой физики непосредственно связано с физической картиной мира. При постоянном возрастании количества опытных данных картина мира весьма длительное время остается относительно неизменной. С изменением физической картины мира начинается новый этап в развитии физики с иной системой исходных понятий, принципов, гипотез и стиля мышления. Переход от одного этапа к другому знаменует качественный скачок, революцию в физике, состоящую в крушении старой картины мира и в появлении новой. В пределах данного этапа развитие физики идет эволюционным путем, без изменения основ картины мира. Оно состоит в реализации возможностей построения новых теорий, заложенных в данной картине мира. При этом она может эволюционировать, достраиваться, оставаясь в рамках определенных конкретно-физических представлений о мире.

Ключевым в физической картине мира служит понятие “материя”, на которое выходят важнейшие проблемы физической науки. Поэтому смена физической картины мира связана со сменой представлений о материи. В истории физики это происходило два раза. Сначала был совершен переход от атомистических, корпускулярных (прерывных, дискретных) представлений о материи к континуальным (непрерывным). Затем, вXX веке, континуальные представления были заменены современными квантово-полевыми. Поэтому можно говорить о трех последовательно сменявших друг другафизических картинах мира:

Механистическая картина мираскладывается в результате научной революции к. XVI-н. XVII вв., оформляется как целостное образование к ХVIII в., и господствует на протяжении XIX в., на основе работ Г. Галилея и П. Гассенди, восстановивших атомизм древних философов, исследований Р. Декарта и обобщений И. Ньютона, завершивших построение новой картины мира, сформулировавших основные идеи, понятия и принципы.

Основу механической картины мира составил атомизм, который весь мир, включая и человека, понимал как совокупность огромного числа неделимых частиц - атомов, перемещающихся в пространстве и времени.

Ключевым понятием механистической картины мира было понятие движения. Именно законы движения Ньютон считал фундаментальными законами мироздания. Тела обладают внутренним врожденным свойством двигаться равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения связаны с действием на тело внешней силы (инерции). Таким образом, впервые МКМ дает научное обоснование понятию движения материи. Движение трактуется как вечное и естественное состояние тел, как основное их состояние, что прямо противоположно аристотелевским представлениям, в которых движение рассматривалось как привнесенное извне. Вместе с тем в классической механике абсолютизируется механическое движение (как перемещение тел в пространстве), к которому пытались свести все многообразие видов движения в природе.

Классическая физика выработала своеобразное понимание материи, сведя ее к вещественной, или весовой (массе). Масса является мерой инертности, при этом, она остается неизменной при любых условиях движения и при любых скоростях. Универсальным свойством тел является тяготение.

Решая проблемы взаимодействия тел, Ньютон предложил принцип дальнодействия. Согласно этому принципу, взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, без каких-либо материальных посредников. Концепция дальнодействия тесно связана с пониманием пространства и времени как особых сред, вмещающих взаимодействующие тела. Ньютон предложил концепцию абсолютного пространства и времени. Пространство представлялось безграничным “черным ящиком”, вмещающим все тела в мире, но если бы эти тела вдруг исчезли, пространство все равно бы осталось. Аналогично, в образе текущей реки, представлялось и время, также существующее абсолютно независимо от материи. По Ньютону, пространство – это абсолютное неподвижное однородное изотропное бесконечное вместилище всех тел (то есть пустота). А время – это чистая однородная равномерная и непрерывная длительность процессов. Абсолютность времени выражается его одинаковостью во всех точках Вселенной.

В механической картине мира любые события жестко предопределялись законами механики. Случайность в принципе исключалась из этой картины мира. Жизнь и разум в механической картине мира не обладали никакой качественной спецификой. Поэтому присутствие человека в мире не меняло ничего. Если бы человек однажды исчез с лица земли, мир продолжал бы существовать, как ни в чем не бывало. Иначе говоря, во взглядах естествоиспытателей господствовал механистический детерминизм –учение о всеобщей предопределенности и обусловленности явлений природы.Все механические процессы в классических представлениях подчинены принципу строгого детерминизма, т.е. возможно точное предсказание поведения механической системы, если известно ее предыдущее состояние.

.

Поиск по сайту: