Вторая революция в астрономии кратко
Обновлено: 04.07.2024
В ХХ в. в астрономии произошли поистине радикальные изменения. Прежде всего, значительно расширился и обогатился теоретический фундамент астрономических наук. Начиная с 20-30-х годов, в качестве теоретической основы астрономического познания стали выступать (наряду с классической механикой) релятивистская и квантовая механика, что существенно раздвинуло "теоретический горизонт" астрономических исследований. Общая теория относительности создала возможность модельного теоретического описания явлений космологического масштаба и по сути впервые поставила космологию – эту чрезвычайно важную отрасль астрономии – на твердую теоретическую почву 1 .
А создание квантовой механики послужило чрезвычайно мощным импульсом развития, как астрофизики, так и космогонического аспекта астрономии (в частности, выяснения источников энергии и механизмов эволюции звезд, звездных систем и др.); обеспечило переориентацию задач астрономии с изучения в основном механических движений космических тел (под влиянием гравитационного поля) на изучение их физических и химических характеристик. Выдвижение на первый план астрофизических проблем сопровождалось также интенсивным развитием таких отраслей астрономической науки, как звездная и внегалактическая астрономия.
Наряду с этим существенно совершенствовались и эмпирические методы астрономического познания. Астрономия стала всеволновой, т.е. астрономические наблюдения проводятся на всех диапазонах длин волн излучений (радио,- инфракрасный, оптический, ультрафиолетовый, рентгеновский и гамма - диапазоны). Появилась также возможность непосредственного исследования с помощью космических аппаратов и наблюдений космонавтов околоземного космического пространства, Луны и планет Солнечной системы.
Все это привело к значительному расширению наблюдаемой области Вселенной и открытию целого ряда необычных (и, как правило, неожиданных и во многом необъяснимых) явлений. Среди этих открытий особенное значение имеют нестационарные процессы во Вселенной:
обнаружение в конце 40-х годов существования "звездных ассоциаций", представляющих собой группы распадающихся после своего рождения звезд;
обнаружение в 50-х годах явлений распада скоплений и групп галактик;
открытие в 60-е годы квазаров (Квазары - самые мощные из известных сейчас источников энергии. При сравнительно небольших размерах (не более 1 светового месяца) средний квазар излучает вдвое больше энергии, чем вся наша Галактика, имеющая в поперечнике размер в 100 тысяч световых лет и состоящая из 200 млрд. звезд. Для квазаров характерны и признаки явной нестабильности: переменность блеска и выбросы вещества с огромными скоростями), радиогалактик, взрывной активности ядер галактик с колоссальным энерговыделением (~ 1 0 n эрг, где n = 6 0);
нестационарных явлений в недрах звезд;
нестационарных явлений в Солнечной системе (быстрый распад короткопериодических комет, планетарная эруптивная деятельность и др.).
Кроме того, к выдающимся астрономическим открытиям следует отнести обнаружение 2 :
"реликтового" излучения, которое является важнейшим аргументом в пользу теории "горячей" Вселенной;
космических мазеров на линиях некоторых молекул (воды, ОН и др.);
вероятное открытие "черных дыр"; и др.
Попытки объяснить эти и другие новейшие открытия столкнулись с рядом принципиальных трудностей, преодоление которых связано с необходимостью совершенствования теоретико- методологического инструментария современной астрономии. Все это привело к значительному возрастанию количества разрабатываемых астрофизических и космологических моделей, концепций, опирающихся на разные принципы и не связанных пока единой фундаментальной теорией.
На этом фоне происходит интенсивная дифференциация и интеграция знаний о Вселенной. Выделяются не только новые отрасли теоретической и наблюдательной астрономии, но в связи с успехами космической техники возникают прикладные отрасли астрономии.
В то же время возрастает роль общетеоретических интегративных принципов, понятий, установок, которые формируются под влиянием математики, физики, других естественных и даже гуманитарных наук 3 . Изменяется место астрономии в системе научного познания: она сближается не только с естественными и математическими, но и с гуманитарными науками, философией.
По сути, астрономия во второй половине ХХ века астрономия вступила в период научной революции, которая изменила способ астрономического познания – на смену классическому способу познания пришел "неклассический" способ астрономического познания. Свидетельством этого является радикальная смена методологических установок астрономического познания и астрономической картины мира 4 .
Основа астрономического познания – признание объективного существования предмета астрономической науки (космических тел, их систем и Вселенной в целом) и их принципиальной познаваемости научно-рациональными средствами (причем не только структурного, но и исторического аспекта Вселенной). Следовательно, можно говорить о полной победе материалистического принципа познаваемости природы, истории Вселенной в системе методологии астрономии XX в 5 .
Эмпирическая основа современной астрономии – наблюдение во всеволновом диапазоне. Теоретические исследования и экспериментальные попытки регистрации гравитационных волн открывают перспективы развития гравитационной астрономии. Сведения о космосе несут космические лучи и нейтрино. Важная особенность наблюдений во внеоптических диапазонах состоит в том, что они дают информацию, как правило, о нестационарных процессах во Вселенной.
Теоретическая основа современной астрономии – не только классическая механика, но и релятивистская и квантовая механика, квантовая теория поля. Классическая механика не потеряла своего значения для астрономического познания (прежде всего, для объяснения процессов, происходящих в Солнечной системе). Как и прежде, все расчеты движений тел планетной системы и искусственных спутников Земли, Луны и планет, космических аппаратов, созданных человеком, осуществляются (в силу слабости релятивистских и квантовых эффектов для этих систем) на базе ньютоновской механики.
В системе астрономического познания большую роль играет исследование закономерностей микромира, связанных с процессами излучения звезд, ранних этапов эволюции Вселенной и т.п., поэтому современная астрономия пользуется и аппаратом микрофизики (квантовая механика, квантовая электродинамика, теория электрослабого взаимодействия, квантовая хромодинамика и др.). Вопрос о глубинных внутренних связях между микро-, макро- и мегамирами, о том, что на определенном уровне они представляют, собой некое (диалектическое) единство, также входит в поле зрения современной астрономии.
Хотя эмпирических данных, подтверждающих представление о множественности вселенных, пока нет (более того, проблематична даже та конкретная логико-гносеологическая форма, в которой такой эмпирический базис может быть зафиксирован), тем не менее, такое представление вытекает из принципов инфляционной космологии.
Претерпевают значительные изменения трактовки сущности пространства и времени. С одной стороны, современная астрономия опирается на общую теорию относительности, в соответствии с которой пространственно-временные характеристики перестают быть фундаментальными, не зависимыми ни от чего понятиями физики.
Это значит, что метрический и континуальный характер пространства-времени в нашей Вселенной относителен и возможны пространственно-временные организации вещества и поля с иными топологическими характеристиками.
С другой стороны, инфляционная космология допускает на ранних стадиях эволюции Вселенной раздувание физического вакуума со скоростью, на много порядков превышающей скорость света; стадия раздувания физического вакуума, наполненного скалярным полем, осуществляется без присутствия вещества и излучения, которые к тому времени еще не образовались 6 .
Современная астрономия теоретически и эмпирически обосновывает идею нестационарности Вселенной: мир астрономических объектов находится в состоянии постоянного качественного изменения, развития. Идея развития пронизывает всю современную астрономию. Эта идея носит не умозрительный характер, а воплощается в конкретных астрофизических и космологических моделях.
Общая идея о нестационарности Вселенной (пространственной и структурной) конкретизируется в следующих методологических установках:
во-первых, развитие космических тел рассматривается диалектически – со взрывами, скачками, перерывами постепенности; при этом учитывается многообразие путей развития, включая моменты нисходящего, регрессивного движения;
во-вторых, в качестве факторов, определяющих процесс развития космических тел, рассматриваются все четыре известных сейчас фундаментальных взаимодействия; прибегать ко всем четырем приходится в моделировании начальных стадий эволюции Вселенной, вблизи сингулярности; в масштабах Метагалактики решающая роль принадлежит силе тяготения;
в-третьих, признается необходимость доведения теоретического описания астрономического объекта и его эволюции до выделения его индивидуальных черт, поскольку астрономические объекты даже одного типа (например, звезды или даже звезды определенного класса) имеют заметные индивидуальные различия (масса, светимость, химический состав, температура и др.).
Современная астрономия исходит из установки о космогоническом смысле (прямом или опосредованном) любой астрономической проблемы. Именно космогонический аспект исследования Вселенной начинает все больше выступать в виде того организующего центра, который объединяет различные разделы дифференцировавшейся астрономической науки.
В современной неклассической астрономии (так же, как и в классической) нет свободы выбора условий наблюдения. Современная астрономия осознает зависимость результата наблюдения от условий, в которых находится наблюдатель. Но в отличие от классической современная астрономия не во всех случаях допускает возможность пренебречь этой зависимостью или внести в нее поправку. В современной астрономии на эмпирическом уровне познания возрастает роль субъекта. Так, при объяснении с помощью общей теории относительности космологических явлений (искривленного пространства-времени) необходимо пользоваться классическими понятиями для описания содержания эксперимента с излучением от удаленных объектов, поскольку он происходит в однородной и изотропной локальной области плоского пространства-времени. Это описание условий эксперимента не может быть элиминировано в окончательном результате исследования.
Изменяемость структуры познавательной деятельности в астрономии – одна из новых методологических установок. Принципы и способы познавательной деятельности в развитии астрономии периодически изменяются. Эпохи, когда происходят такие изменения, – это эпохи научных революций в астрономии 7 .
Итак, методологические установки современной астрономии существенно отличаются от методологических установок классической астрономии.
Такая смена методологических установок позволяет сделать вывод о том, что в XX в. в астрономии произошла научная революция, которая привела к изменению способов астрономического познания и астрономической картины мира.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Астрономия и современная картина мира // Под ред. В.В.Казютинского. – М.: 2004. – 247 с.
Дубнищева, Т. Я. Концепции современного естествознания: Учеб. для студентов высш. учеб. заведений. – Новосибирск: ЮКЭА, 2004. – 830 с.
Еремеева А.И. Астрономическая картина мира и ее творцы. – М.: 2003. – 224 с.
Идлис Г.М. Революции в астрономии, физике и космологии. – М.: 2003.
Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов. – М.: 2003. – 519 с.
Клишишин И.А. Астрономия наших дней. – М.: Наука. – 2004.
Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов/В. Н. Лавриненко В. П. Ратников, В. Ф. Голубь и др. – М.: Издательское объединение "ЮНИТИ", 2002. – 271 с.
Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов / Г. И. Рузавин. – М.: Культура и спорт: ЮНИТИ, 2002. – 286 с.
Струве О., Зебергс В. Астрономия XX века. – М., 2000.
Шама Д. Современная космология. Перевод с английского. – М.: 2001.
1 Астрономия и современная картина мира // Под ред. В.В.Казютинского. – М.: 2004. – 247 с.
2 Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов. – М.: 2003. – 519 с.
3 Идлис Г.М. Революции в астрономии, физике и космологии. – М.: 2003.
4 Еремеева А.И. Астрономическая картина мира и ее творцы. – М.: 2003. – 224 с.
5 Струве О., Зебергс В. Астрономия XX века. – М., 2000.
6 Клишишин И.А. Астрономия наших дней. – М.: Наука. – 2004.
7 Шама Д. Современная космология. Перевод с английского. – М.: 2001.
Похожие документы:
Алиса а бейли седьмой луч открыватель нового века из трудов алисы бейли
. 4. Возникла астрофизика и были сделаны новые астрономические открытия. Седьмой Луч превратит теории . они проявляются в виде великих революций, гигантских катаклизмов и фундамен . человека, мы станем свидетелями великой революции в медицине, в диете и .
Астрономический атлас №1 планет нашего мироздания с описанием функций планет
. ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК © Станислав Семенов Астрономический атлас №1 планет нашего . дня. Недавно пережила социалистическую революцию, колония гипербореев Переименована в . гуманоидов с Венеры), разработки новых технологий, обширные исследовательские полигоны .
Мир философии: Книга для чтения. В 2-х ч. Ч. Исходные философ проблемы, понятия и принципы. М.: Политиздат, 1991. 672 с
. чувство — зрение) беспрестанно приобретали новые формулы и астрономические данные из чтения и собственных наблюдений . христиане продолжали практиковать бесчеловечность в войнах, в революциях и контрреволюциях, в наказаниях тех, которых почитают .
Министерство образования российской федерации
И. Т. Фролов академик ран, профессор (руководитель авторского коллектива) (Предисловие; разд. II, гл. 4: 2-3; Заключение); Э. А. Араб-Оглы доктор философских наук, профессор (разд. II, гл. 8: 2-3; гл. 12); В. Г. Б
. принципом относительности и на нем основывает новую астрономическую систему. Характерная для Николая Кузанского . не происходит благодаря религиозной революции. Такой спасительной "революцией" для древнего мира стало .
Астрономия является одной из древнейших наук, истоки которой относятся к каменному веку (VI-III тысячелетия до н. э.).
Астрономия это наука, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем.
Астрономия [греч. Астрон (astron) - звезда, номос (nomos) -закон] – наука, которая изучает движение небесных тел (раздел “небесная механика”), их природу (раздел “астрофизика”), происхождение и развитие (раздел “космогония”)
Астрономия – одна из самых увлекательных и древнейших наук о природе – исследует не только настоящее, но и далекое прошлое окружающего нас макромира, а также позволяет нарисовать научную картину будущего Вселенной. Человека всегда интересовал вопрос о том, как устроен окружающий мир и какое место он в нем занимает. У большинства народов еще на заре цивилизации были сложены особые - космологические мифы, повествующие о том, как из первоначального хаоса постепенно возникает космос (порядок), появляется все, что окружает человека: небо и земля, горы, моря и реки, растения и животные, а также сам человек. На протяжении тысячелетий шло постепенное накопление сведений о явлениях, которые происходили на небе.
Оказалось, что периодическим изменениям в земной природе сопутствуют изменения вида звездного неба и видимого движения Солнца. Высчитать наступление определенного времени года было необходимо для того, чтобы в срок провести те или иные сельскохозяйственные работы: посев, полив, уборку урожая. Но это можно было сделать лишь при использовании календаря, составленного по многолетним наблюдениям положения и движения Солнца и Луны. Так необходимость регулярных наблюдений за небесными светилами была обусловлена практическими потребностями счета времени. Строгая периодичность, свойственная движению небесных светил, лежит в основе основных единиц счета времени, которые используются до сих пор, - сутки, месяц, год.
Простое созерцание происходящих явлений и их наивное толкование постепенно сменялись попытками научного объяснения причин наблюдаемых явлений. Когда в Древней Греции (VI в. до н. э.) началось бурное развитие философии как науки о природе, астрономические знания стали неотъемлемой частью человеческой культуры. Астрономия - единственная наука, которая получила свою музу-покровительницу - Уранию.
О первоначальной значимости развития астрономических знаний можно судить в связи с практическими потребностями людей. Их можно разделить на несколько групп:
- cельскохозяйственные потребности (потребность в отсчете времени - сутки, месяцы, годы. Например, в Древнем Египте определяли время посева и уборки урожая по появлению перед восходом солнца из-за края горизонта яркой звезды Сотис - предвестника разлива Нила);
- потребности в расширении торговли, в том числе морской (мореплавание, поиск торговых путей, навигация. Так, финикийские мореплаватели ориентировались по Полярной звезде, которую греки так и называли - Финикийская звезда);
- эстетические и познавательные потребности, потребности в целостном мировоззрении (человек стремился объяснить периодичность природных явлений и процессов, возникновение окружающего мира).
Зарождение астрономии в астрологических идеях свойственно мифологическому мировоззрению древних цивилизаций.
Этапы развития астрономии
I-й Античный мир(до н. э). Философия →астрономия → элементы математики (геометрия). Древний Египет, Древняя Ассирия, Древние Майя, Древний Китай, Шумеры, Вавилония, Древняя Греция.
Археологами установлено, что человек владел начальными астрономическими знаниями уже 20 тыс. лет назад в эпоху каменного века.
Представление об астрономических познаниях греков этого периода дают поэмы Гомера и Гесиода: там упоминается ряд звёзд и созвездий, приводятся практические советы по использованию небесных светил для навигации и для определения сезонов года. Космологические представления этого периода целиком заимствовались из мифов: Земля считается плоской, а небосвод - твёрдой чашей, опирающейся на Землю. Главными действующими лицами этого периода являются философы, интуитивно нащупывающие то, что впоследствии будет названо научным методом познания. Одновременно проводятся первые специализированные астрономические наблюдения, развивается теория и практика календаря; в основу астрономии впервые полагается геометрия, вводится ряд абстрактных понятий математической астрономии; делаются попытки отыскать в движении светил физические закономерности. Получили научное объяснение ряд астрономических явлений, доказана шарообразность Земли.
II-ой Дотелескопический период. (наша эра до 1610г). Упадок науки и астрономии. Развал Римской империи, набеги варваров, зарождение христианства. Бурное развитие арабской науки. Возрождение науки в Европе. Современная гелиоцентрическая система строения мира.
Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии в данный период: Клавдий ПТОЛЕМЕЙ (Клавдиус Птоломеус)( 87-165, Др. Рим ), БИРУНИ, Абу Рейхан Мухаммед ибн Ахмед аль – Бируни (973-1048, совр. Узбекистан), Мирза Мухаммед ибн Шахрух ибн Тимур (Тарагай) УЛУГБЕК(1394 –1449, совр. Узбекистан), Николай КОПЕРНИК (1473-1543,Польша), Тихо (Тиге) БРАГЕ (1546- 1601, Дания).
III-ий Телескопический до появления спектроскопии (1610-1814гг). Изобретение телескопа и наблюдения с его помощью. Законы движения планет. Открытие планеты Уран. Первые теории образования Солнечной системы.
- В начале 17 века (Липперсгей, Галилей, 1608 г) был создан оптический телескоп, многократно раздвинувший горизонт познания человечества о мире.
- определяется параллакс Солнца (1671), что позволило с высокой точностью определить астрономическую единицу и определить скорость света,
- открываются тонкие движения оси Земли, собственные движения звёзд, законы движения Луны,
- в 1609- 1618 гг. Кеплер на основе этих наблюдений планеты Марс открыл три закона движения планет,
- в 1687г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения, объясняющий причины движения планет.
- создаётся небесная механика;
- определяются массы планет;
- в начале ХIХ века (1.01.1801г.) Пиацци открывает первую малую планету (астероид) Цереру;
- в 1802 и в 1804 годах были открыты Паллада и Юнона.
- В 1806 - 1817 гг И.Фраунтгофер (Германия) создаёт основы спектрального анализа, измеряет длинны волн солнечного спектра и линий поглощения, заложив таким образом основы астрофизики.
- В 1845 г. И.Физо и Ж.Фуко (Франция) получили первые фотографии Солнца.
- В 1845 - 1850 гг лорд Росс (Ирландия) открыл спиральную структуру некоторых туманностей
- в 1846 г. И.Галле (Германия) по вычислениям У.Леверье (Франция) открыл планету Нептун, что явилось триумфом небесной механики
- Внедрение в астрономию фотографии позволило получить фотоснимки солнечной короны и поверхности Луны, начать исследования спектров звёзд, туманностей, планет.
- Прогресс в оптике и телескопостроении позволил открыть спутники Марса, описать поверхность Марса по наблюдениям его в противостоянии (Д. Скиапарелли)
- Повышение точности астрометрических наблюдений позволило измерить годичный параллакс звёзд (Струве, Бессель, 1838г), открыть движение земных полюсов.
IV-ый Спектроскопия и фотография. (1814-1900гг). Спектроскопические наблюдения. Первые определения расстояния до звезд. Открытие планеты Нептун.
V-ый Современный период (1900-наст.время). Развитие применения в астрономии фотографии и спектроскопических наблюдений. Решение вопроса об источнике энергии звезд. Открытие галактик. Появление и развитие радиоастрономии. Космические исследования.
В середине XX столетия революция произошла и в современной астрономии. Хотя она и носила локальный характер, тем не менее внесла достаточно существенные коррективы в сложившиеся к тому времени взгляды на мир.
Известный астрофизик академик В.А. Амбарцумян предположил, что их природа связана с какими-то еще неизвестными нам физическими процессами и еще не открытыми современной наукой законами физики.
В результате сложилось отчетливое представление о том, что Вселенная – это грандиозная физическая лаборатория, в которой мы можем наблюдать такие явления, которые не можем воспроизвести и исследовать в земных лабораториях.
Как и другие революции в науке, революция в современной астрономии связана не только с обнаружением новых, неизвестных ранее фактов, но и с рядом новых методологических проблем. В частности, сложились два принципиально противоположных подхода к пониманию сущности эволюционных процессов, протекающих во Вселенной.
Академик же Амбарцумян считал, что к построению математической теории можно приступать только при наличии достаточного количества фактов.
Глава 5 Революция 1905–1907гг.. III и IV Съезды партии. Первая русская революция как подготовительный этап в становлении Русского Прорыва к Социализму и как школа революционной борьбы
Глава 5 Революция 1905–1907гг.. III и IV Съезды партии. Первая русская революция как подготовительный этап в становлении Русского Прорыва к Социализму и как школа революционной борьбы "…Ленин есть явление чрезвычайное. Это человек совершенно особенной духовной силы. По своему
2. Диалектика конечного и бесконечного в астрономии
2. Диалектика конечного и бесконечного в астрономии
ИДЕОЛОГИЧЕСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ
ИДЕОЛОГИЧЕСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ Все, пишущие о сталинской эпохе, много уделяют внимания коллективизации, индустриализации и массовым репрессиям. Но в эту эпоху произошло ещё одно событие грандиозного масштаба, о котором пишут мало или умалчивают совсем, а именно -
Неудержимая революция
Неудержимая революция Эти множащиеся и быстро ширящиеся разломы представляют собой глобальную угрозу миру на ближайшие десятилетия. Происходят они от главного конфликта нашей эпохи — подожженного искрами новой цивилизации, которую не сдержать в рассеченной надвое
РЕВОЛЮЦИЯ
РЕВОЛЮЦИЯ Завершив одну революцию, начнем новую. Тогда мы сможем еще сознательнее, чем сегодня, испытывать тяготы
ГЛАВА 2 ВСЕЛЕННАЯ АСТРОНОМИИ
ГЛАВА 2 ВСЕЛЕННАЯ АСТРОНОМИИ Астрономия является старейшей из наук, и созерцание неба с его периодической повторяемостью дало людям их первоначальные понятия о естественном законе. Но вопреки своему возрасту астрономия столь же жизненна сейчас, как и в любое время
Будущее астрономии
Будущее астрономии В запрещении подобий заключается требование самобытности, самостоятельности, действительности.Человек, подобие Бога, творил подобия слепой природы. Это — грех, вмещающий в себе все грехи.Птоломеевской астрономии, принимающей кажущееся за
Заключение Применение астрономии к образованию
Заключение Применение астрономии к образованию 78. Непосредственное применение этой энциклопедической теории — одновременно научной и логической — приводит нас, наконец, к точному определению природы и назначения специального образования, которому посвящен этот
II. Коперниканская революция
II. Коперниканская революция Первым решающим сражением между теологией и наукой — и в некоторых отношениях наиболее примечательным — был астрономический диспут о том, что является центром Солнечной системы (как мы ее сегодня называем) — Земля или Солнце. Ортодоксальной
2.2. Социальная революция
2.2. Социальная революция Пожалуй, наиболее важным разделом в книге Поппера, наряду с идеей социального детерминизма, является его критика теории социальной революции. Начну с первых фраз, которыми открывает эту главу сам Карл Поппер: «В этом пророчестве утверждается, что
Революция (Révolution)
Революция (R?volution) Победоносный коллективный бунт; восстание, увенчавшееся хотя бы временным успехом и свержением общественных или государственных структур. Архетипами революций считаются Французская революция 1789 года и социалистическая революция в России 1917 года.
1. Потребности развивающегося сельскохозяйственного производства.
2. Изменение структуры населения – миграция сельского населения в города и освобождение от крепостной зависимости.
3. Промышленные революции в Италии, Англии, Германии, Франции
4. Прекращение тоталитарного преследования инакомыслящих со стороны католической церкви.
5. Развитие книгопечатания.
6. Светское свободомыслие Ренессанса – гуманизм – основа для восприятия науки.
7. Открытие Америки и информация о новых континентах.
8. Разработка методов экспериментального естествознания – Р.Бэкон, Н.Кузанский.
9. Появление наук, использующих эксперимент в ходе своих исследований – алхимия, ятрохимия.
10. Накопление научных данных, противоречащих парадигме Аристотеля в астрономии, физике, химии, биологии.
Научная революция ХVI – ХVII веков охватила все стороны мировоззрения. Это был новый взгляд на мир, в результате которого возникло новое направление в науке – экспериментальное естествознание. Ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической. Этот переход был обусловлен серией открытий, связанных с именами Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта. И. Ньютон, подвел итог их исследованиям и сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде.
Научная революция имеет своих предшественников. Прежде всего, это Роджер Бэкон, который утверждал, что источником познания является опыт и Николай Кузанский, сделавший существенный шаг в развитии представлений об устройстве Вселенной.
Основные положения гелиоцентрической системы Н.Коперника:
1. Не существует одного центра для всех небесных орбит и сфер.
2. Центр Земли не является центром мира, но только центром тяготения и центром лунной орбиты.
3. Все сферы движутся вокруг Солнца, расположенного как бы в середине Вселенной, так что около Солнца находится центр мира.
4. Размер Вселенной невообразимо больше размера Солнечной системы.
5. Все небесные движения, замечаемые с Земли, есть следствие движения самой Земли. Сами же небесные тела неподвижны.
6. Земля вращается вокруг Солнца также. Как и все планеты солнечной системы.
7. Кажущиеся петлеобразные движения планет в небе связаны с неравенством скоростей вращения Земли и планет вокруг Солнца.
Согласно Копернику, Земля не является центром Вселенной, таким центром является Солнце. Вокруг Солнца, как вокруг центра, вращаются все планеты, и Земля стоит третьей в этом ряду. Вслед за последней планетой, Сатурном, на очень большом расстоянии находится сфера неподвижных звезд. Поэтому для объяснения видимого движения планет ему приходится также создавать модели с использованием эпициклов, деферентов, эксцентриков и т.д. В некоторых случаях математический аппарат, применяемый Клавдием Птолемеем, позволял с большей точностью описывать движения планет, чем способ, применяемый Коперником. Рассчитанные на основе теории Коперника таблицы движения планет стали предсказывать их положения с еще большими погрешностями. Главная же заслуга Коперника в том, что его теория совершенно перевернула астрономические взгляды и создала новую эпоху в науке. Коперник четко изложил свою концепцию, но конкретных подтверждений ее правильности не привел. Единственное, что было определенно - то, что на основе этой концепции существенно упрощалось объяснение видимого движения планет.
Роль идеи гелиоцентризма в научной революции XVI века очевидна. Новая система мира наносила удар, прежде всего по иерархической структуре мироздания. Превращение Солнца в центр движения планет лишило Землю выделенного места во Вселенной. Такой подход упраздняет иерархию небесных сфер, очень существенную в системе мира Аристотеля и подрывает основы старой парадигмы естествознания.
Не все ученые приняли и поддержали новую гелиоцентрическую систему мира. Она была воспринята как математическая система, необходимая для упрощения описания траекторий движения небесных объектов. Поэтому церковные иерархи спокойно отнеслись к изложению Коперником своих идей и никаких репрессий с их стороны не последовало.
Поисками точных законов гелиоцентрического планетного мира почти через пол века после смерти Коперника занялся немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571-1630). Именно он оказался основателем современной астрономии, используя массу точных наблюдений за положением планет, выполненных его учителем датским астрономом Тихо Браге. Кеплер показал, что сложная и неизящная комбинация Коперника с эпициклом и эксцентр - эпициклом не вносит ничего нового в математическое описание движения планет по сравнению с Птолемеем. Он долгое время безуспешно пытался рассчитать круговые орбиты планет. Наконец, наблюдения за движениями Марса привели его к счастливой идее попробовать вместо круга эллипс, что дало положительный результат. Был открыт первый закон Кеплера и первый закон в астрономии – закон эллиптических орбит. Этот закон говорит о том, что все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, причем Солнце находится в одном из фокусов эллипса. Кеплер установил также, что Земля и все другие планеты движутся в плоскости, проходящей через центр Солнца. Он стал искать связь между скоростью движения планет и их расстоянием от Солнца. Он пришел к выводу, что линия, соединяющая Солнце с планетой за равные промежутки времени отмеряет на орбите разные расстояния, однако площади, которые при этом покрывает радиус – вектор равны. Это открытие представляет собой знаменитый второй закон Кеплера – закон равенства площадей.
Далее Кеплер продолжил поиски общей закономерности, объединяющей все планеты, и отражающей тот факт, что планеты движутся тем медленнее, чем дальше они от Солнца. Он интуитивно высказал мнение, что причиной планетных движений является некоторая сила, исходящая от Солнца и ослабевающая с расстоянием. Так был открыт третий закон – квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей их эллиптических орбит. Эти три закона связали движение планет в единое стройное целое. Впервые ученый увидел в гелиоцентрической картине движения планет действие единой физической силы, исходящей от Солнца. Он сравнивал эту силу с действием магнита и считал, что она воздействует на расстоянии через особую тонкую среду. По мнению современных физиков, подход Кеплера к устройству мира близок и идеям, изложенным А. Эйнштейном в его общей теории относительности.
Бруно не был простым последователем коперниканства. Он постоянно подчеркивал преемственность этой идеи с учением Николая Кузанского о бесконечности и вечности Вселенной. Именно эта сторона учения Бруно и представляла особую опасность для религии. Согласно его теории, Вселенная едина, материальна, бесконечна и вечна. То, что мы видим перед собой - лишь малая часть вселенной. Фиксированному центру, каким являлась ранее Земля, а в системе Коперника стало Солнце, нет места во Вселенной. Да и само Солнце не остается неподвижным по отношению к другим солнечным системам. Каждая звезда представляет собой такое же солнце, как наше и имеет планеты. Все звездные системы находятся в постоянном движении друг относительно друга. Вселенная – одна, миры же бесчисленны. Вне Вселенной нет ничего, так как именно она представляет собой все сущее. Она вечна, не сотворена Богом, неподвижна. Смысл ее неподвижности - невозможность перемещения в другое место, так как такого места, такой пустоты не существует. В самой же Вселенной вечно происходит постоянное изменение, развитие. То есть в естествознание впервые проникает целостная картина находящейся в постоянном движении однородной Вселенной.
Одним из следствий учения Бруно является идея о существовании иной разумной жизни на других планетах. Жизнь, согласно его концепции, есть вечное свойство материи, не зависящее ни от случая, ни от Бога. Он считал человека разумным животным. Бруно предполагал, что на других планетах разум мог принимать другие телесные формы, то есть, впервые в истории пытался преодолеть антропоцентристский взгляд на мир.
Его концепция бесконечности Вселенной и бесконечного множества миров, их обитаемости, в которую не вписывался Бог – вот что было главным. К отречению именно от этих еретических идей его безуспешно в течение семи лет пытались склонить инквизиторы. Ничего не добившись, его осудили как нарушителя монашеского обета и еретика.
И надо сказать, что философия Джордано Бруно намного опередила то время, когда гелиоцентризм, как астрономическая концепция был принят достаточно широко.
Дальнейшую поддержку учение Коперника получило с развитием физики - особенно механики небесных тел. Наиболее важное развитие концепция гелиоцентризма получила в работах флорентийца Галилео Галилея (1564-1642). Галилей не только поддержал систему Коперника. Он впервые получил реальные подтверждения ее правильности. В этой связи наибольший интерес представляют его собственные многочисленные наблюдения, сделанные на изобретенном голландскими мастерами и изготовленном им самим телескопе – зрительной трубе.
Ему удалось установить, что Млечный Путь- это огромное скопление отдельных звезд, которые отличаются по яркости и размерам. Он сделал вывод об их различной удаленности от нас. Следовательно, они не могли быть прикреплены к неподвижной сфере, отмечающей границу мира, как считалось в концепции Аристотеля.
Галилей обнаружил кольца Сатурна, спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто), получившие название галилеевых лун, сделал новую карту Луны и установил, что она не является идеальным шаром, а имеет неровную поверхность с горами и кратерами и обращена к Земле всегда одной стороной. Наблюдая пятна на Солнце, он определил время его обращения вокруг оси. Он определил, что все планеты, в отличие от звезд, при наблюдении их в телескоп видны в виде круглых светящихся дисков. Венера, как и Луна, с течением времени меняет свой вид от круглого диска, до узкого серпа.
Все эти исследования на практике подтвердили правильность теории Коперника.
Галилей начал серьезно заниматься исследованиями в области механики в связи с борьбой за признание учения Коперника. Необходимо подчеркнуть, что именно он впервые ввел в практику научных исследований физический эксперимент.
Работы Галилея в области кинематики в корне изменили представления ученых о причинах и характере движения.
Средневековая физика при рассмотрении движения исходила из двух фундаментальных принципов перипатетической кинематики:
1. Всякое движение предполагает двигатель.
2. Любому движению тело оказывает сопротивление. Это сопротивление должно быть преодолено, чтобы движение началось, и постоянно преодолеваемо, чтобы движение продолжалось.
Главное его творение – закон свободного падения тел, движения тела, брошенного горизонтально и под углом к горизонту.
Закон свободного падения: S = gt /2
S – пройденный путь
g – ускорение свободного падения, 9,81 м/сек
Законы механики Галилея вместе с его астрономическими открытиями подводили ту физическую базу под теорию Коперника, которой тот не располагал. Из гипотезы гелиоцентрическая доктрина превращалась в теорию. Кроме того, впервые в истории человеческой мысли было сформулировано само понятие физического закона в современном его значении.
С именем Галилея связывается утверждение в науке гипотетико-дедуктивной методологии познания. Основу этого метода, составляющего ядро современного естествознания, образует логический вывод утверждения из принятой гипотезы и ее последующая эмпирическая проверка. В основе его метода лежит опыт, однако построение гипотезы базируется не непосредственно на опытных данных, а на некоей логической абстракции. Именно абстракция лежит в основе теоретических построений.
Галилей наметил также основные черты нового представления о природе материи, движении и закономерностях материального мира – механистического материализма Материя, по Галилею, обладает лишь простыми геометрическими и механическими свойствами. Это мировоззрение – механистический материализм – на долгие годы стало основным мировоззрением физиков.
Читайте также: