Мы всячески пытаемся сделать наш сайт лучше, удобней, проще..
Но для этого нужны немалые средства.
Поэтому, если Вы желаете помочь нам, бросьте монетку нашей хрюше:
Она обязательно скажет вам спасибо!:)
Администрация благодорит вас за помощь!
ФИЗИКА (от древнегреч. physis — природа). Древние называли физикой
любое исследование окружающего мира и явлений природы. Такое понимание
термина "физика" сохранилось до конца 17 в. Позднее
появился ряд специальных дисциплин: химия, исследующая свойства вещества,
обусловленные особенностями его атомной структуры, биология, изучающая живые
организмы и т.д. Помимо традиционных предметов исследования,
о которых пойдет речь ниже, физика занимается столь разными проблемами,
как поведение смазки в машинах, процессы образования химических связей,
хранение и передача генетической информации в живых системах
и т.д. Объединяющий принцип физики как науки кроется не столько
в предметах исследования, сколько в подходе к их изучению,
и этим физика отличается от других наук. Опираясь
на определенные аксиомы и гипотезы, проводя эксперименты
и используя математические методы, она стремится объяснить все
многообразие природных явлений, исходя из небольшого числа
взаимосогласующихся принципов. Физик надеется, что, когда о природных
явлениях станет известно достаточно много и когда они будут достаточно
хорошо поняты, множество других, на первый взгляд разрозненных
и не связанных с ними фактов уложатся в простую,
допускающую математическое описание схему.
РАННЯЯ ИСТОРИЯ ФИЗИКИ
До эпохи Возрождения, последовавшей
за тысячелетием застоя, большинство научных открытий было совершено
в Древней Греции, хотя родиной многих открытий и изобретений были
также арабские страны и Китай. Особенно больших успехов греки достигли
в математике и астрономии. Правда, многое из того, что принято
в наследство от древних греков, было известно уже вавилонянам. Однако
именно греки ввели понятие доказательства. Греческим мыслителям мы обязаны
и другой важной идеей: о возможности объективного познания природы.
И все же физика древних греков во многом была несовершенной.
Ее основные представления были разработаны Аристотелем и базировались
на аналогиях с поведением человека и животных в том смысле,
что явления природы объяснялись целями, достижению которых они якобы служат.
Греческие астрономы наблюдали небо и записывали свои наблюдения, однако
не существует никаких свидетельств того, что они проводили научные
эксперименты.
Античный мир породил лишь две фигуры, внесшие важный вклад
в формирование основ современной физики: Демокрит из Абдеры
(ок. 460-370 до н.э.) во Фракии (ныне Болгария)
и Архимед из Сиракуз (ок. 287-212 до н.э.). Демокрит
первым из великих математиков оказал глубокое влияние на развитие
физики. Более всего Демокрит известен как создатель атомистической теории. Идея
атомистики, по-видимому, зародилась у его учителя Левкиппа из Милета,
фигуры апокрифической, о котором мало что известно. Аргументы атомистов
носили косвенный характер (чему вряд ли приходится удивляться, если
принять во внимание, что прямые экспериментальные исследования атомных
явлений стали возможны только в 20 в.). Они полагали, что, хотя
в природе и происходят непрерывные изменения, в ней также,
по всей видимости, имеется некий неизменный субстрат. Демокриту этот
субстрат виделся как совокупность атомов, а рост и распад организмов
и растений — лишь как проявления изменений в расположении
неизменных атомов. Плавление твердых тел и испарение жидкостей
он объяснял как переход совокупности атомов к менее связанному
состоянию.
Эпохальные открытия часто можно отнести к одной из двух категорий.
Открытие первого рода состоит в обнаружении неожиданно нового явления
в эксперименте, который может быть повторен с тем же результатом
кем угодно; такое открытие заставляет пересмотреть понятия, ранее считавшиеся
твердо установленными. В качестве примера можно привести обнаружение
Галилеем спутников Юпитера и открытие Рентгеном излучения, носящего ныне
его имя. К открытиям другого рода принадлежат такие, в которых
наблюдаемые явления оставляют место для размышлений и выводов. Такие
открытия в конечном счете основаны на свойственном ученому
интуитивном ощущении природы вещей, и именно к ним относятся
открытия, совершенные Левкиппом и Демокритом. К этой же категории
принадлежат теория строения Солнечной системы Коперника и специальная
и общая теории относительности Эйнштейна.
Второй великий предтеча современной физики, Архимед, был величайшим
математиком древности. В центре его интересов была статика, которая
занимается изучением сил в состоянии равновесия. Например, Архимед
показал, как находить центр тяжести различных геометрических фигур. Другая
важная работа Архимеда — трактат о гидростатике и плавающих
телах. Хотя его труды, в отличие от атомистической теории, не были
нацелены на выяснение самой сути природы, они позволили физике подняться
еще на одну ступень, показав, как с помощью математики можно
расширить физические представления. Иногда математика дает возможность
систематизировать все следствия некой физической гипотезы, выражая их в виде
соотношений, истинность или ложность которых поддается экспериментальной
проверке. В древности этот вывод сделал для себя, пожалуй, лишь Архимед;
в Средние века этот урок был предан забвению, и его пришлось
открывать заново в эпоху Возрождения.
ВОЗРОЖДЕНИЕ
В конце 16 в. в теоретической
астрономии возник кризис, распространившийся и на другие области
естествознания. Его результатом стал полный переворот во взглядах человека
на самого себя и на окружающий его мир. Событие, послужившие
причиной такого переворота, внешне выглядело вполне заурядно:
в 1543 вышла в свет книга Николая Коперника Об обращенияхнебесных сфер (De Revolutionibus), в которой было
показано, что движение небесных тел легче понять и описать, если
предположить, что в центре Солнечной системы находится Солнце,
а Земля — лишь одна из планет, которые обращаются вокруг него.
Старая птолемеевская теория помещала неподвижную Землю в центр мироздания,
а звезды и планеты, которые мыслились расположенными
на прозрачных сферах, обращались вокруг Земли.
Новая теория предлагала по-новому посмотреть на устройство мира.
По Аристотелю, Земля находится в центре мироздания потому, что
состоит из тяжелых веществ, которых заставило собраться в центре мира
их естественное движение. Каждый объект во Вселенной имеет свое
собственное место, к которому он стремится, если может двигаться
свободно и если его место не занято чем-то другим, что должно
находиться в другом месте. Место земли, воздуха, огня и воды —
под самой низкой сферой, сферой Луны. Все в более высоких сферах состоит
из особой субстанции — эфира — и не подвержено
ни изменению, ни гибели. Понятия собственного места и назначения
применимы повсюду: в царствах растений и животных,
в человеческих сообществах, в нематериальном мире. Выше всего этого
стоит Бог, придающий смысл мирозданию и дарующий ему существование.
Солнечная система была важной частью Божественного замысла, и когда
Коперник поставил под вопрос эту часть, стало ясно, что опасность грозит
и всему целому.
К началу 1600-х годов опасность стала еще более реальной. Немецкий астроном
Кеплер (1571-1630) усовершенствовал коперниковскую теорию, заменив круговые
орбиты эллипсами, а неравномерное движение — равномерным, после чего
новая теория стала настолько точной, что обращение к старой стало просто
неуместным. В 1608 флорентийский математик и физик Галилео
Галилей (1564-1642) изобрел телескоп, с помощью которого вскоре удалось
получить наглядное подтверждение правильности новой теории, и решился
высказать мысль, которая должна была произвести переворот в умах
итальянцев и прежде всего в сознании папы Урбана VIII
и кардиналов.
"О философии — писал Галилей — можно прочесть
в величественной книге — я имею в виду Вселенную,
и эта книга постоянно открыта нашему взору, но понять ее может
лишь тот, кто сначала научится постигать ее язык и толковать символы,
которыми она пользуется. Написана же она на языке математики,
а символы ее — треугольники, круги и другие геометрические
фигуры, без которых человек не смог бы понять в ней
ни единого слова; без них он был бы обречен блуждать
в потемках по лабиринту".
Тысячу лет люди искали истину в бесконечных спорах о латинских
текстах отцов церкви. Оказывается, они использовали не тот язык
и не те книги. После нескольких тайных заседаний суда инквизиции
Галилею было запрещено следовать коперниковскому учению. Галилей
не подчинился и в 1633 в возрасте 70 лет был вызван
на публичный процесс, отрекся от своего учения, несмотря на это,
был приговорен к пожизненному домашнему аресту.
Но этот запрет вернул Галилея к фундаментальным исследованиям,
и через пять лет он опубликовал свой последний и наиболее
значительный труд Беседы и математические доказательства, касающиеся
двух новых отраслей науки (рус. перевод 1934). Науки эти — статика,
занимающаяся изучением сил, находящихся в равновесии, и динамика,
изучающая движения под действием сил. Эта работа Галилея стала основой
исчерпывающего объяснения коперниковской системы, которое Ньютон дал спустя
50 лет.