Вклад ньютона в развитие науки доклад

Обновлено: 30.06.2024

Введение
Классическая наука Нового времени начинает свое развитие в ХVII в. В это время происходит окончательное становление науки как самостоятельной и независимой от теологии формы духовной жизни человечества.

Исаак Ньютон – английский математик и естествоиспытатель, механик, астроном и физик, основатель классической физики. Он сформулировал основные законы классической механики, дал математическую формулировку закона всемирного тяготения, с научной точки зрения объяснил многие опытные данные (например, морские приливы). Он создал науку, основные идеи которой господствовали более 200 лет – до начала ХХ в. [1]

Исаак Ньютон завершил процесс становления классического естествознания, четко сформулировав механические законы всех процессов движения и взаимодействия макроскопических тел и создав для их описания математический язык бесконечно малых. В этом было отступление от атомистических воззрений, но это привело к значительному продвижению в описании и понимании природы. Несмотря на то, что в настоящее время его подход кажется естественным и очевидным на фоне абстрактных представлений современной физики, и с него начинают знакомство с этой наукой в школе, в то время понадобилось почти семьдесят лет, чтобы этот подход окончательно утвердился в умах ученых. Дав свое определение понятиям скорости, ускорения, силы, массы, Ньютон сформулировал законы динамики в виде связей между этими величинами. [2]

Велик вклад Ньютона и в математику, и в оптику, однако, фундаментом классического естествознания стала созданная им механика, которая не только навела порядок в огромном эмпирическом материале, накопленном многими поколениями ученых, но и дала в руки людей мощный инструмент однозначного предсказания будущего в широкой области объектов и явлений природы. Причины перемещения тел в пространстве, закономерности этих перемещений, способы их адекватного описания всегда были в центре внимания человека, так как непосредственно касались наиболее близкой религиозному сознанию области естествознания, а именно – движения небесных тел.

Поиск закономерностей этих движений был для человека не столько связан с удовлетворением научной любознательности, сколько преследовал глубокую религиозно-философскую цель: познать смысл бытия. Поэтому такое значение во все времена уделялось астрономическим наблюдениям, тщательной фиксации мельчайших подробностей в поведении небесных тел, интерпретации повторяющихся событий. [3]

Роль Ньютона в становлении классической науки является ключевой. Идеи Ньютона распространились на разные сферы науки. Можно говорить об их влиянии на геологические представления того времени. Важнейшим фактором такого широкого резонанса явилась сквозная для творчества Ньютона тема единства мира. Также необходимо подчеркнуть, что теологическом измерении творчества Ньютона тема единства мира была тесно связана с идеей всемогущего Творца. Могущество Бога было для Ньютона первичным и куда более важным аспектом, нежели христианское сострадание и любовь, поэтому для него столь важную роль играла и тема пророчеств, — он предложил и свой вариант даты конца света. Для Ньютона соответствие пророчеств фактам доказывало всемогущество Бога. Власть Бога распространялась на человеческую историю в той же мере, в какой она охватывала и мир Природы; именно эта власть обеспечивала единство мира. Необходимо отметить также роль Ньютона, как Алхимика. В алхимической идее о способности одних элементов превращаться в другие ему были особенно важны темы единства материи и практического освоения природы. Возможности человека в познании вещества, иерархии частиц и сил ограничены только возможностями экспериментальной техники.

Основная часть
Процесс становления классической науки в контексте влияния Ньютона на эти процессы.
Процессы становления классической науки тесно связаны с появлением науки в собственном значении этого слова. Первоначально наука возникает в форме экспериментально-математического естествознания. Период XVIII – XIX вв. считается периодом так называемой классической науки, и характеризуется в первую очередь мощным развитием физики, а также астрономии, химии и биологии. Наука классического периода носит объективный характер в исследованиях, как единственно верный способ познания мира, т.е. исследования объекта (предмета) самого по себе.

Но и до XVI века были выдающиеся учёные-философы, оказавшие сильное влияние на развитие и становление классической науки. Можно даже считать, что истинный фундамент классической науки был заложен в Древней Греции, начиная примерно с VI в. до н. э., когда на смену мифологическому мышлению пришло рационалистическое. Эмпирия дополняется научной методологией: устанавливаются правила логических рассуждений, вводится понятие гипотезы , появляется целый ряд гениальных прозрений, как например теория атомизма. В Западной Европе XVI-XVII вв постепенное становление классической науки совпадает со временем перехода от феодализма к капитализму. Начавшееся бурное развитие производительных сил (промышленности, горное и военное дело, транспорт и т.п.) потребовало решения целого ряда технических задач, что в свою очередь вызвало интенсивное формирование и развитие частных наук, среди которых наиболее значительной была механика. Укрепилась идея о возможности изменения природы и приспособления её под нужды человека на основе познания её закономерностей, все больше осознается практическая ценность научного знания.

Становление классической науки часто называется термином редукционизм. Этот термин означает методологический принцип, согласно которому сложные явления могут быть полностью объяснены с помощью законов, свойственных более простым явлениям (например, социологические явления объясняются биологическими или экономическими законами). Полученное таким образом знание становится эмпирически выверенным материалом для философии при исследовании стандартов научности и структуры самой классической науки. Классическая наука определяется совокупностью критериев:

- научность нацелена на конкретный объект, то есть считается объективной; - наука достоверна;

- отдаётся большой приоритет эмпирическому методу познания, то есть для получения научного знания основными методами стали: эксперимент, наблюдение, измерение;

В период становления классической науки, учёными-философами были сделаны открытия в таких областях как: медицина, биология, астрономия, физика, математика и т.д. Биология и зоология рассматривались как части натурфилософии (философии природы). Вкупе с остальными открытиями, сформировалась теория философии науки в целом. Особенно выделились следующие научно-философские воззрения:

в) экспериментальный метод и его господство (мысленный эксперимент); г) поиск законов природы. Развитие науки внесло свой вклад в разработку методологии.

Методология — это учение о методах и процедурах научной деятельности, а также раздел общей теории познания (гносеологии), в особенности теории научного познания (эпистемологии) и философии науки.

Характерными чертами методологии классической науки стали:

- финализм – стремление к достижению абсолютно истиной системы знания. - имперсональность – рассмотрение знания как объективно сущего, элиминация субъекта как носителя ценностей.

- наивный реализм – признание зеркального соответствия знаний действительности. - динамизм – установка на понимание окружающего мира как жестко детерминированного, где нет места случайности. Случайность рассматривалась как отражение меры незнания.

- сумматизм – ориентация на сведение сложного к простому. Целое рассматривается как сумма частей.

- механицизм – преувеличение возможностей механики как способа миропонимания. Мир и человек рассматривались как машины, механизмы.

- каузальность – всё в мире связано естественными причинами. - соединение эмпирической и практической деятельности. Эволюция этого процесса шла 14 веков.

Таким образом, наиболее выделились следующие типы классической научности:

а) биологический тип научности (характеризуется эволюционными изменениями);

б) математический тип научности (характеризуется ориентиром на стандарт математики); в) гуманитарный тип научности (появился при реконструкции имеющихся знаний, позволяя одновременно мыслить и познавать).

Этап механистического естествознания можно разделить на 2 ступени – доньютоновскую и ньютоновскую. Первая связана с революционного новыми учениями Коперника, Браге, Бруно XVII в. о существовании солнечной системы и наличия бесчисленных множеств других миров.

Так, Н.Коперник сформулировал теорию гелиоцентрической Вселенной, а Д. Бруно - идею о единой, бесконечной и неподвижной Вселенной.

Вторая ступень познания связана с именами Галилея, Кеплера и Ньютона XVIII в. Основные идеи их теорий заключалась в изучении проблем движения объектов.

Впервые проблематика движения появилась в работах Г. Галилея. Р. Декарт определил природу как протяженную субстанцию и был сторонником картезианской теории движения. П.Гассенди и Х. Гюйгенссоздали атомистическую теорию движения. Важное значение на данном этапе развития науки имели также работы родоначальника эмпиризма Ф. Бэкона (наука как средство господства человека над природой, идеал науки есть техника, необходимость создания истории науки и техники, а также учета социальной значимости науки), Р.Бойля (эксперимент), Р.И. Бошковича (атомы как центры сил) и др.

Эта теория оказала сильное влияние на развитие других наук на долгие годы, давала естественнонаучное, а не мифологическое и религиозное понимание многих явлений природы. В то время такой подход можно было считать научной революцией. Однако были и проблемы, и в частности, в одностороннем подходе, заключавшемся в принятии законов механики как единственных законов природы. По мере развития науки проблемы точного естествознания стали выходить за пределы законов и методов механики. Требовались другие, немеханические, более широкие знания. Постепенно эта теория стала терять свой универсальный характер и к середине XIX в. перестала быть общенаучной.

Этап зарождения и формирования эволюционных идей (30-е гг. XIX в. - к. XIX -н. XX в.)

С конца XVIII в. в естественных науках накапливались факты и богатый эмпирический материал, которые не могли соотноситься с механической картиной мира и не объяснялись ею. Процесс изменений генерировался с основном со стороны физики, геологии и биологии.

Вторая половина XIX - н. XX вв. характеризуются высокими темпами развития всех сложившихся и новых отраслей физики, особенно теории теплоты и электродинамики. Теория теплоты разрабатывалась в направлениях совершенствования термодинамики и развития кинетической теории газов. В области электродинамики важнейшим стало создание теории электромагнитного поля. Особенность физики этого периода - противоречия нового содержания науки и старых методологических установок. Развитие физики еще более тесно связано с промышленным производством, технический прогресс стал невозможен без предварительных научных исследований, открытий. Данный период был отмечен целым рядом принципиальных научных открытий: рентгеновские лучи (В. Рентген, Томсон, Резерфорд), электрон, радиоактивность (А. Беккерель, Э. Резерфорд, П. и М. Кюри), фотоэффект (Столетов), периодическая система химических элементов (Менделеев). Были сформулированы принципы термодинамики, и в связи с изучением необратимых систем произошел переход к статистической физике (Карно, Клазиус, Томсон). В работах Маха, Клиффорда дальнейшее развитие получили теории пространства и времени. Была создана теория электромагнитного поля (Максвелл, Герц).

Астрономия. К важнейшим астрономическим открытиям XVIII - XIX вв. относятся: создание внегалактической астрономии (Гершнель, Ламберт, Сведенборг), формирование идеи развития природы, космологическая теория Канта-Лапласа. К. XIX встал своеобразным триумфом ньютоновской астрономии. В этот же период, благодаря открытию фотографии и спектрального анализа, эффекта Доплера, статистической термодинамики, происходит формирование астрофизики, призванной решить ключевую проблему строения звезд и источников их энергии. Здесь следует назвать имена Р.Майера, Г. Кирхгофа, Р. Бунзена, а также Кельвина и Гермгольца.

Химия. Период XVIII - XIX вв. характеризуется переходом от алхимии к научной химии. Следует отметить труды Гассенди, Бойля (теория атомизма), Лавуазье (химия как общая теория), Дальтона (атомно-молекулярное учение).

Биология. В XVIII - XIX вв. в рамках биологии появляются первые идеи эволюции (Бюффон, Линней). Принципы эволюции впервые были сформулированы Ламарком. Наиболее полным и комплексным стало учение Ч. Дарвина, окончательно утвердившееся в к. XIX в. Тогда же произошло становление учения о наследственности (генетика), были сформулированы законы наследования (Мендель). [6]

Заключение
Таким образом, роль Ньютона неразрывно связана с его приоритетом в систематическом применении математических методов к исследованию природы, а также в открытии закона тяготения. Ньютон упрочил основания динамики как надежной опоры механической картины мира, приложив ее законы к небесным явлениям. Достижения Ньютона в применении бесконечных рядов и в дифференциальном и интегральном исчислениях намного превосходят все, что было сделано до него, и поэтому Ньютона считают основоположником этих методов анализа.

Что касается влияния на развитие физической науки, то его трудно преуменьшить. Только к 20 в. основные положения, на которые опирался Ньютон, потребовали коренного пересмотра. Ревизия привела к созданию теории относительности и квантовой теории. Ньютону принадлежат также многочисленные сочинения по теологии, хронологии, алхимии и химии.

Идеи И. Ньютона оказали положительное влияние на естественные науки. Благодаря этим идеям бурно развивались физика, химия и биология.

Исаака Ньютона можно называть основоположником и классическоймеханики и всей классической науки в целом. Его вклад в развитие научного познания мира трудно переоценить. Без него наука развивалась бы иначе.

И. Ньютон создал науку, основные идеи которой господствовали более 200 лет – до начала ХХ в. На основе осмысления законов механики была сформирована механическая научная картина мира, которая вошла в историю как ньютоновская картина мира.

Личности

Исаак Ньютон вклад в науку английского математика, механика, астронома и физика, создателя классической механики, члена и президента Лондонского королевского общества, основоположника современной физики изложен в этой статье.

Исаак Ньютон вклад в физику

Ньютон считается основоположником современной физики. И совсем не зря. Им было сформулировано основные законы механики. Также он создал единую физическую программу, которая на базе механики описала все физические явления.

Ньютон по праву считается основоположником акустики, механики сплошных сред и физической оптики. Что касается оптики, науке о природе света, то здесь он особенно отличился. Проводя эксперимент, Исаак Ньютон пропускал пучок света сквозь треугольную стеклянную призму и тем самым открыл дисперсию. Дисперсия – это явление, которое подразумевает под собой разложение в спектр белого света.

Также Ньютон является изобретателем телескопа – рефлектора с вогнутым зеркалом. И корпускулярной теории, которая гласит о том, что свет состоит из мелкого потока корпускул – частиц.

Вклад Ньютона в математику

Исаак Ньютон вклад в астрономию

Ньютон занимался исследованием важнейшей проблемой — конечности или бесконечности Вселенной. Он пришел к выводу, что она ограниченная в пространстве и все тела в ней со временем соединятся в одно тело.

Он разделил движение планет вокруг Солнца на 2 составляющие — движение и падение по орбите. Каждая из планет совершает эллипсоидальное движение по замкнутому кругу. Однако как происходит орбитальное движение, было непонятно. Даже сила тяготения не могла пояснить это явление. Тогда Ньютон предположил, что существует некая сила, божественная, которая придала орбитального движения планетам.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какой вклад в науку совершил Ньютон.

Исаак Ньютон (1643-1727) – выдающийся английский физик, механик, астроном и математик – сформулировал основные законы классической механики, открыл закон всемирного тяготения, закон разложения белого света на монохроматические составляющие, разработал (наряду с Лейбницем) дифференциальное и интегральное исчисление. Какова же история этих открытий, каков творческий путь этого великого ученого? Хочется сказать Вам сразу: вклад его в физику очень велик.

Давайте я Вам немного поведаю о жизни великого ученого. Исаак Ньютон родился 4 января 1643 г. в Вульсторпе(Англия). В 12 лет мальчика отдали в городскую школу в соседний городок Грэнтэм. Здесь Ньютон поселился на квартире у городского аптекаря Кларка.

Английские школы того времени отличались суровыми педагогическими приемами – порка и другие виды наказаний были обычным явлением. Немногие сохранившиеся материалы о школьных годах Ньютона рисуют его застенчивым, скрытным мальчиком, избегавшим шумного общества своих сверстников, но очень самолюбивым. Учился Ньютон сначала плохо и физически был слабым. Однажды, когда в драке его сильно избили, он принял решение покончить с таким положением и выделиться успехами. Ньютон начинает упорно работать и достигает своей цели – он занял первое место в школе и удерживал его до ее окончания. Интересно, а как же великий ученый проявлял себя в детстве? Уже в самом раннем возрасте Ньютон любил строить сложные механические игрушки, модели мельниц, самокаты, водяные и солнечные часы. Эти рассказы позволяют угадать будущего искусного экспериментатора, отличного шлифовальщика зеркал, призм и линз, превосходящего умением лучших лондонских мастеров. Склонность к занятиям химией и алхимией, которым Ньютон посвятил впоследствии довольно много времени, могла зародиться в обстановке жизни у аптекаря Кларка: ведь от аптеки XVII в. до алхимической лаборатории было совсем недалеко. Имеется немало свидетельств того, что Ньютон хорошо рисовал, увлекался поэзией и математикой.

В 1665 г. в Англии разразилась эпидемия чумы, и Ньютон покинул Кэмбридж, уехав в свою родную деревню Вульсторп. Только в 1668 г. он возвратился в колледж. Годы пребывания в деревне оказались для Ньютона самыми плодотворными: получение и изучение спектра, открытие бинома, дифференциального и интегрального исчисления, конструирование микроскопов, телескопов, шлифовка и полировка стекол и металлов; видимо, к этому периоду относятся и его первые мысли о всемирном тяготении, здесь создается программа всей его дальнейшей научной работы. В 1669 г. Ньютон получил от Барроу кафедру математики и в 27 лет стал профессором Кэмбриджского университета. С тех пор Кэмбридж стал славиться не столько богословием, сколько физикой и математикой.

Первые научные работы Ньютона относятся к оптике. В 1666 г., пропуская свет через трехгранную стеклянную призму, он обнаружил его сложный состав, разложив на семь цветов (в спектр), т.е. открыл явление дисперсии. Кроме того, обнаружив хроматическую аберрацию у линз и считая ее неустранимой, Ньютон пришел к выводу, что линзы в телескопе надо заменить сферическими зеркалами. В 1668 г. он построил первую миниатюрную модель рефлектора длиной 15 см, а в 1671 г. – второй усовершенствованный рефлектор длиной 120 см. Это изобретение послужило поводом к избранию его членом Королевского общества.

Что касается самого Ньютона, то он совсем не был категоричен в ответе на поставленный им вопрос. В разрабатываемой им в 1675 г. теории света Ньютон хотел объединить представление о частицах с представлениями о волнах. Только в начале XIX в. в результате работ Юнга и Френеля победила волновая теория. Однако через сто лет выяснилась необходимость удержать в науке и представление о свете как о потоке частиц.

Приведу формулировку законов Ньютона в русском переводе, сделанном академиком А.Н.Крыловым.

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

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

III. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, - взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.

Во второй части Ньютон рассмотрел силы сопротивления среды при движении в ней тел, гидро- и аэростатику, законы волнового движения, простейшие случаи вихревых движений.

В третьей книге ученый изложил общую систему мира и небесную механику, в частности теорию сжатия Земли у полюсов, теорию приливов и отливов, движение комет, возмущения в движении планет и т.д. Рассматривая все эти явления, Ньютон везде находит подтверждение своего закона тяготения.

Пробным камнем новой теории на первом этапе был вопрос о фигуре земли. По теории Ньютона Земля была сжата у полюсов, по теории Декарта – вытянута. Многолетние споры вокруг этого вопроса были разрешены в результате работ, проведенных в 1735-1744 гг. В 1735 г. Парижская академия наук организовала экспедицию в Перу для измерения дуги меридиана в экваториальной зоне, а в 1736 г. с той же целью в Лапландию.

В 1798 г. Г. Кавендиш экспериментально определил постоянную тяготения, придав тем самым закону всемирного тяготения форму количественного соотношения, пригодного для решения практических задач.

В работах Ньютона раскрывается его мировоззрение и методология исследований. Ньютон был стихийным материалистом. Он был убежден в объективном существовании материи, пространства и времени. Своим стремлением свести все к механике Ньютон поддерживал механистический материализм.

Существует трактовка образа Ньютона, по которой он представляется человеком, всецело погруженным в свои мысли, далеким от всех житейских треволнений, отрешенным от всего земного. Видимо, это не так.

В последние годы жизни Ньютона его авторитет признала уже вся Европа, в том числе картезианская Франция и Германия Лейбница.

Цель работы: рассмотреть основные научные идеи И. Ньютона и его роль в становлении классической науки.
Задачи:
- рассмотреть становление классической науки;
- выявить личность И. Ньютона в изучении поставленных вопросах;
- определить какой вклад он внёс в становлении классической науки.

Содержание работы

Введение……………………………………………………………………………4
1. Процессы становления классической науки…………………………………..6
2. Создатель классической механики И. Ньютон……………………………….17
3. Роль И. Ньютона в становлении классической науки……………………….25
Заключение………………………………………………………………………. 27
Список использованной литературы…………………………………………….28

Файлы: 1 файл

реферат по ксе.docx

Орский гуманитарно- технологический институт (ФИЛИАЛ)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

(Орский гуманитарно- технологический институт (филиал) ОГУ)

И. Ньютон и его роль в становлении классической науке

Орский гуманитарно- технологический институт (филиал) ОГУ 050401.65.5.3.13.09 ОО

студент группы 09И

В данном реферате рассматривается кто же такой И. Ньютон и какой вклад он внёс в становление классической науки.

Структура реферата имеет классическую форму: она состоит из введения, трёх глав и заключения.

Первая глава освещает процессы становления классической науки;

Вторая глава содержит биографическую справку;

Третья глава отражает вклад И. Ньютона в становлении классической науки.

Работа выполнена печатным образом на 28 страницах с использованием ресурсов интернета.

1. Процессы становления классической науки…………………………………..6

2. Создатель классической механики И. Ньютон……………………………….17

3. Роль И. Ньютона в становлении классической науки……………………….25

Список использованной литературы…………………………………………….28

Введение

Актуальность: Современная наука охватывает огромную отрасль знаний - около 15 тысяч дисциплин, которые в различной степени отдалены друг от друга. Современная наука имеет очень сложную организацию. Она разделяется на множество отраслей знания.

Естествознание - наука о природе; совокупность естественных наук, взятая как целое; одна из трех основных областей человеческого знания (наряду с науками об обществе и мышлении). В Новое время природа впервые становится объектом тщательного научного анализа и вместе с тем поприщем активной практической деятельности человека, масштабы которой в силу успехов капитализма постоянно нарастают. Относительно низкий уровень развития науки и вместе с тем овладение человеком мощными силовыми агентами природы (тепловой, механической, а затем и электрической энергией) не могли не привести к хищническому отношению к природе, преодоление которого растянулось на века, вплоть до наших дней.

Физика как ведущая отрасль всего естествознания играет роль стимулятора по отношению к другим отраслям естествознания. Конституирование физики как науки связано в первую очередь с гениальными открытиями Галилео Галилея (1562 - 1642) и Исаака Ньютона (1643 - 1727). Особенно значительны научные прозрения Ньютона.

Классическая наука Нового времени развивается в ХVII в. Здесь происходит окончательное становление науки как самостоятельной и независимой от теологии формы духовной жизни человечества.

Исаак Ньютон – английский математик и естествоиспытатель, механик, астроном и физик, основатель классической физики. Роль открытий Ньютона для истории науки сложно переоценить.

И. Ньютон сформулировал основные законы классической механики, дал математическую формулировку закона всемирного тяготения, с научной точки зрения объяснил многие опытные данные (например, морские приливы). Он создал науку, основные идеи которой господствовали более 200 лет – до начала ХХ в.

Объект исследования – сама природа;

Предмет исследования – различные виды материи и формы их движения, проявляющиеся в природе, их связи и закономерности.

Цель работы: рассмотреть основные научные идеи И. Ньютона и его роль в становлении классической науки.

- рассмотреть становление классической науки;

- выявить личность И. Ньютона в изучении поставленных вопросах;

- определить какой вклад он внёс в становлении классической науки.

1. Процесс становления классической науки

Процессы становления классической науки тесно связаны с появлением науки в собственном значении этого слова. Первоначально наука возникает в форме экспериментально- математического естествознания. Период XVIII – XIX вв. считается периодом так называемой классической науки, и характеризуется в первую очередь мощным развитием физики, а также астрономии, химии и биологии. Наука классического периода носит объективный характер в исследованиях, как единственно верный способ познания мира, т.е. исследования объекта (предмета) самого по себе.

Хронологически становление классического естествознания начинается примерно в XVI-XVII вв. и заканчивается на рубеже XIX-XX вв. Данный период можно условно разделить на 2 этапа: 1) этап механистического естествознания (до 30-х гг. XIX в.); 2) этап зарождения и формирования эволюционных идей (до конца XIX -начала XX в.).

Этап механистического естествознания

Начало этого этапа совпадает со временем перехода от феодализма к капитализму в Западной Европе. Начавшееся бурное развитие производительных сил (промышленности, горное и военное дело, транспорт и т.п.) потребовало целого ряда технических задач, что в свою очередь вызвало интенсивное формирование и развитие частных наук, среди которых наиболее значительной была механика. Укрепилась идея о возможности изменения природы и приспособления ее под нужды человека на основе познания ее закономерностей, все больше осознается практическая ценность научного знания.

Впервые проблематика движения появилась в работах Г. Галилея. Р. Декарт определил природу как протяженную субстанцию и был сторонником картезианской теории движения. П.Гассенди и Х. Гюйгенс создали атомистическую теорию движения. Важное значение на данном этапе развития науки имели также работы родоначальника эмпиризма Ф. Бэкона (наука как средство господства человека над природой, идеал науки есть техника, необходимость создания истории науки и техники, а также учета социальной значимости науки), Р.Бойля (эксперимент), Р.И. Бошковича (атомы как центры сил) и др.

Этап зарождения и формирования эволюционных идей (30-е гг. XIX в. - к. XIX -н. XX в.)

Физика. В период XVIII - н. XIX вв. на развитии физики существенное влияние оказало, прежде всего, учение Ньютона, окончательно победившее картезианскую теорию. Особенно быстрыми темпами развивалась механика, труды Л. Эйлера, Ж. Д’Аламбера, Ж. Лагранжа, П. Лапласа заложили основу аналитической механики, развитию мат.анализа, теории дифференцирования, теории рядов, вариационному исчислению, теории вероятности, начертательной геометрии. На развитие физики важное влияние оказывал технический процесс, развитие производственных сил определило потребность в разработке физики твердых тел, исследовании законов теплоты, электричества и магнетизма. Развивается и оптика (работы Д. Брадлея). Все эти разделы оформляются в самостоятельные отрасли физики , сначала очень обособленные, и вопроса об исследовании законов превращений различных физических форм движения не возникало. Физика еще не стремилась к построению единой научной картины мира, а была нацелена на выявление и количественные исследования отдельных явлений, фактов, частных закономерностей. В первой половине XIX в. бурный рост производства, промышленные революции и перевороты, необходимость развития крупной машинной индустрии, металлургии, горнодобычи, металлообрабатывающих отраслей и т.п. определяют потребность в развитии естествознания как элемента промышленного и сельскохозяйственного производства. Это привело к быстрым темпам развития физической науки, и становления прикладных, технических отраслей. Появились новые отрасли - теплотехника, электротехника (в т.ч. гальванопластика), фотография. Ускоренными темпами стала развиваться оптика. Следует отметить такие важнейшие научные открытия, как волновая теория света (Юнг, Френель), полевая концепция (Фарадей), закон сохранения и превращения энергии (Майер, Гельмгольц, Джоуль), новая концепция пространства и времени (неевклидова геометрия Лобачевского). Вторая половина XIX - н. XX вв. характеризуются высокими темпами развития всех сложившихся и новых отраслей физики, особенно теории теплоты и электродинамики. Теория теплоты разрабатывалась в направлениях совершенствования термодинамики и развития кинетической теории газов. В области электродинамики важнейшим стало создание теории электромагнитного поля. Особенность физики этого периода - противоречия нового содержания науки и старых методологических установок. Развитие физики еще более тесно связано с промышленным производством, технический прогресс стал невозможен без предварительных научных исследований, открытий. Данный период был отмечен целым рядом принципиальных научных открытий: рентгеновские лучи (В. Рентген, Томсон, Резерфорд), электрон, радиоактивность (А. Беккерель, Э. Резерфорд, П. и М. Кюри), фотоэффект (Столетов), периодическая система химических элементов (Менделеев). Были сформулированы принципы термодинамики, и в связи с изучением необратимых систем произошел переход к статистической физике (Карно, Клазиус, Томсон). В работах Маха, Клиффорда дальнейшее развитие получили теории пространства и времени. Была создана теория электромагнитного поля (Максвелл, Герц).

Астрономия. К важнейшим астрономическим открытиям XVIII - XIX вв. относятся: создание внегалактической астрономии (Гершнель, Ламберт, Сведенборг), формирование идеи развития природы, космологическая теория Канта-Лапласа. К. XIX в стал своеобразным триумфом ньютоновской астрономии. В этот же период, благодаря открытию фотографии и спектрального анализа, эффекта Доплера, статистической термодинамики, происходит формирование астрофизики, призванной решить ключевую проблему строения звезд и источников их энергии. Здесь следует назвать имена Р.Майера, Г. Кирхгофа, Р. Бунзена, а также Кельвина и Гермгольца.

Родился Исаак Ньютон 4 января 1643 года (по юлианскому календарю) в деревне Вулсторп, расположенной в графстве Линкольншир в Великобритании. Отец умер еще до рождения сына. С детства Исаак любил строить сложные механические игрушки, модели различных машин, солнечные и водяные часы и т.п.

В школьные годы он был скрытен застенчив, избегал шумного общества своих сверстников.

Своим первым физическим опытом Ньютон считал измерение силы ветра во время бури в 1658 году. Сначала он прыгал по направлению ветра, а потом-против. Измерив длину прыжков в первом и втором случаях, он высчитал силу ветра. Исаак увлекался решением сложных математических задач. Это увлечение склонило его родственников к мысли дать ему университетское образование.

Начало творчества. Оптика.

За шесть лет Исааком Ньютоном были пройдены все степени колледжа и подготовлены все его дальнейшие великие открытия. В 1665 г. Ньютон стал магистром искусств. В этом же году, когда в Англии свирепствовала эпидемия чумы, он решил временно поселиться в Вулсторпе. Именно там он начал активно заниматься оптикой, поиски способов устранения хроматической аберрации в линзовых телескопах привели Ньютона к исследованиям того, что теперь называется дисперсией, т. е. зависимости показателя преломления от частоты. Многие из проведенных им экспериментов (а их насчитывается более тысячи) стали классическими и повторяются и сегодня в школах и институтах.

Сначала И. Ньютон склонялся к мысли о том, что свет — это волны во всепроникающем эфире, но позже он отказался от этой идеи, решив, что сопротивление со стороны эфира должно было бы заметным образом тормозить движение небесных тел. Эти доводы привели Ньютона к представлению, что свет — это поток особых частиц, корпускул, вылетающих из источника и движущихся прямолинейно, пока они не встретят препятствия.

Корпускулярная модель объясняла не только прямолинейность распространения света, но и закон отражения (упругое отражение), и — правда, не без дополнительного предположения — и закон преломления. Это предположение заключалось в том, что световые корпускулы, подлетая, к поверхности воды, например, должны притягиваться ею и потому испытывать ускорение. По этой теории скорость света в воде должна быть больше, чем в воздухе (что вступило в противоречие с более поздними экспериментальными данным).

Законы механики.

Законы Ньютона — три важнейших закона классической механики, которые позволяют записать уравнения движения для любой механической системы, если известны силы, действующие на составляющие ее тела.

Первый закон Ньютона - закон инерции

Определение: Всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит её изменить это состояние.

Закон инерции: Если на тело нет внешних воздействий, то данное тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения относительно Земли.

Инерциальная система отсчёта (ИСО) – система, которая либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно относительно какой-то другой инерциальной системы. Т.е. система отсчета, в которой выполняется 1-й закон Ньютона.

Масса тела – количественная мера его инертности. В СИ она измеряется в килограммах.
Сила – количественная мера взаимодействия тел. Сила – векторная величина и измеряется в ньютонах (Н). Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил.

Первый закон Ньютона содержится 2 важных утверждения:

все тела обладают свойством инерции;
инерциальные системы отсчета существуют.

Второй закон Ньютона.

2 закон Ньютона называют еще основным законом динамики.

Определение: Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение, причем направления силы и ускорения совпадают. Если на тело действует сила, то оно приобретает ускорение.

m— масса материальной точки
F— сила, действующая на тело/ускорение материальной точки
a— ускорение тела

Второй закон Ньютона в импульсной форме:

Единица измерения — единица силы — 1 Н (1 ньютон) - сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с 2 .

1 Н = 1 кг · 1 м/с 2 = 1 кг · м/с 2 .

Ускорение, приобретаемое материальной точкой в ИСО:

Прямо пропорционально действующей на точку силе;
Обратно пропорционально массе точки;
Направлено в сторону действия силы. Если на тело одновременно действуют несколько сил — F1, F2 и F3, то под силой в формуле, выражающей второй закон Ньютона, нужно понимать равнодействующую всех сил: F=F1+F2+F3F=F1+F2+F3

Третий закон Ньютона.

Определение: Взаимодействия двух тел друг на друга равны между собой и направлены в противоположные стороны.

Суть третьего закона Ньютона: на каждое действие есть своё противодействие.

Отличие 3 закона от 1 и 2 закона Ньютона. В первом и во втором законах Ньютона рассматривается только одно тело. В 3 законе рассматривается взаимодействие двух тел с силами, одинаковыми по модулю и противоположными по направлению. Эти силы называют силами взаимодействия. Они направлены вдоль одной прямой и приложены к разным телам.

F1 — это сила, с которой первое тело действует на второе,
F2 — сила, с которой второе тело действует на первое.

Примеры: Все тела во Вселенной взаимодействуют друг с другом, если одно тело тянет другое. Или два тела отталкиваются подчиняясь этому закону.

Вспоминая предыдущие законы Ньютона, отметим, что силы, появляющиеся при взаимодействии между собой объектов, но приложенные к разным материальным точкам между собой не уравновешены. Они могут быть уравновешенными только, если приложены к одному телу.

Закон всемирного тяготения.

Интересный факт: Закон всемирного тяготения был открыт великим английским ученым Исааком Ньютоном, по легенде гуляющим в вечернем саду и раздумывающем над проблемами физики. В этот момент с дерева упало яблоко, ставшее впоследствии знаменитым яблоком Ньютона, так как привело ученого к озарению, эврике. Яблоко, упавшее на голову Ньютону и вдохновило того к открытию закона всемирного тяготения, ведь Луна в ночном небе оставалась не подвижной, яблоко же упало, возможно, подумал ученый, что какая-то сила воздействует как на Луну (заставляя ее вращаться по орбите), так и на яблоко, заставляя его падать на землю.

Определение: закон обычно гласит, что каждая частица притягивает каждую другую частицу во Вселенной с силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами.

Исаак Ньютон вывел закон тяготения, основываясь на эмпирических законах Кеплера, известных к тому времени.
Он показал, что:

- наблюдаемые движения планет свидетельствуют о наличии центральной силы;
- обратно, центральная сила притяжения приводит к эллиптическим (или гиперболическим) орбитам.
Теория Ньютона имела ряд существенных отличий. Сэр Исаак опубликовал не только предполагаемую формулу закона всемирного тяготения, но фактически предложил целостную математическую модель:
- - закон тяготения;
  - закон движения (второй закон Ньютона);
  - система методов для математического исследования (математический анализ).
  Задачи и способы решения.
  
  2) Лифт движется вверх с ускорением 2 метра на секунду в квадрате, а на полу лифта лежит груз массой 20 кг. С какой силой груз действует на пол лифта?
  
  На груз действуют силы тяжести и нормальной реакции опоры. По второму закону Ньютона можно записать (сначала в векторном виде, а потом в проекции на вертикальную ось):
  
  Вес Р – это сила, с которой груз действует на пол лифта. По третьему закону Ньютона она равна силе нормальной реакции опоры, с которой пол лифта действует на груз.
  
  3) Чему равно ускорение свободного падения на высоте над поверхностью Земли, равной двум ее радиусам?
  
  Заключение и вывод
  
  В истории физики не было события более выдающегося, чем создание механики Ньютона. Почти 250 лет в физике, астрономы и инженеры всего мира опирались в своей работе на законы Ньютона, и лишь в начале 20 века другой величайший физик-Альберт Эйнштен открыл новые законы движения. Но теория Эйнштейна не противоречит механике Ньютона, а только дополняет и уточняет ее.
  
  Установив несколько основных законов механики (закон инерции, закон независимого действия сил, закон о равенстве действия и противодействия), Ньютон вывел из них все другие теоремы механики. Ньютон открыл закон всемирного тяготения, указал на ту общую силу, которая является первопричиной таких разнообразных явлений, как падение тел, вращение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, движение комет, приливы и отливы и т.д.
  
  Читайте также: