Становление идей современного естествознания



Pdf просмотр
страница15/39
Дата28.01.2019
Размер5.05 Kb.
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   39

Время формирования основ современной науки – XVII век. У истоков естествознания Нового времени возвышается фигура Галилео Галилея (1564-
1642).
Основные научные принципы, сформулированные Галилеем, таковы.
Галилей пришел к необходимости сосредоточить основное внимание физики на таких понятиях, как пространство, время, тяготение, скорость, ускорение, сила и импульс. В выборе этих понятий проявился гений Галилея, ибо их важность вначале века отнюдь не была очевидной, а соответствующие физические величины не всегда доступны прямому измерению.
Галилей первым поставил задачу получения количественного описания физических явлений, те. задачу – облечь физические законы в математические формулировки. Это в корне противоречило подходу Аристотеля, считавшему, что естественные науки имеют дело с изменяющимися объектами, в то время как математика – с неизменными. Именно поэтому Физика Аристотеля изложена без использования математики. В выдвинутый Галилеем план изучения природы входило выделение наиболее фундаментальных характеристик природы, которые, по его мысли, надо научиться измерять, а затем принять их в качестве переменных в математических формулах. Галилей считал, что ключом к пониманию языка Вселенной является математика. Он утверждал Книга природы написана математическими символами, без которых человек не сможет понять в ней ни одного слова».
Галилей сыграл решающую роль в произошедшем в дальнейшем развитии науки переломе в пользу экспериментального подхода, который окончательно утвердился только в XIX веке. Галилей неустанно подчеркивал, что если мы хотим установить правильные основополагающие принципы, то необходимо прислушиваться к голосу природы (а не следовать тому, что кажется предпочтительным нашему разуму. Критикуя средневековых схоластов, занимавшихся в основном изощренными логическими построениями и спорами, Галилей неустанно повторял, что знания берутся из наблюдений, а не из книг. Природа создает свои творения – как ей заблагорассудится, и человеческому разуму надо напрягать все силы, чтобы понять ее. Надо сказать, что понятие эксперимента Галилей трактовал весьма широко, будучи сам блестящим экспериментатором. Галилей часто проводил так называемый умозрительный экспе-
римент (опыт в уме. Например, размышляя о движении тел под действием силы тяжести, Галилей вначале придерживался позиции Аристотеля, согласно которой тяжелые тела падают на землю быстрее, чем легкие. Но затем он провел следующий умозрительный эксперимент. Если к тяжелому камню добавить легкий, то он должен падать быстрее, так как его масса при этом возрастет. С другой стороны, добавление к тяжелому телу части, падающей медленнее, должно его тормозить. Возникает противоречие, разрешить которое можно единственным способом – считать, что и тяжелый, и легкий камень падают с одинаковой скоростью.
46

Именно Галилей впервые высказали неоднократно использовал важнейший научный принцип – принцип идеализации (те. игнорирования второстепенных деталей. Например, всякий реальный предмет обладает определенными размерами и геометрической формой, однако при проведении, скажем, физических экспериментов ни размеры, ни форма предмета не играют существенной роли, поэтому допустимо рассматривать его как материальную точку, в которой сосредоточена вся его масса (точечная масса. Принцип идеализации играет важнейшую роль современной математике и физике.
Галилей внес решающий вклад в развитие представлений о движении. Один из основных принципов средневековой натурфилософии, восходящий к Аристотелю, гласит Все, что движется, движется посредством чего-то», то есть посредством действующей силы. Галилей первым высказал предположение, что если бы не было трения и сопротивления воздуха, то всякое тело, будучи раз приведенным в движение, двигалось бы – в отсутствие внешних воздействий неограниченно долго и равномерно. Под действием силы происходит лишь изменение скорости, те. создается ускорение. Таким образом, постоянно действующая сила есть причина не скорости, а ускорения. Всякое тело сопротивляется изменению своей скорости – как по величине, таки по направлению. Мера сопротивления изменению скорости тела называется его массой точнее, инертной массой).
Важнейшей заслугой Галилея было установление того факта, что все механические явления протекают одинаково во всех системах отсчета, которые движутся равномерно и прямолинейно (инерциальных системах отсчета) – это положение называется принципом относительности Галилея. Опыт, который Галилей предложил для подтверждения этого принципа, состоит в следующем. Если наблюдать за протеканием различных механических процессов на движущемся (равномерно и прямолинейно) корабле и на корабле, стоящем неподвижно никакой разницы заметить невозможно. Именно этим объясняется тот факт, что никто из нас не замечает никаких последствий орбитального движения Земли (которое происходит с огромной скоростью 30 км/с). Осознание принципа относительности Галилея сыграло важнейшую роль в признании гелиоцентрической системы Коперника.
Галилей разделял убеждение, что природа сотворена по математическому плану и что источником всего рационального в природе является божественный разум. Галилей считал, что Бог вложил в мир строгую математическую необходимость, которую люди постигают с большим трудом, хотя их разум устроен по образу и подобию божественного разума. Следующий отрывок из сочинения Галилея 1623 г. характеризует его взгляд на роль математики в познании природы.
«Философия природы написана в величайшей книге, которая всегда открыта перед нашими глазами, – я разумею Вселенную, но понять ее сможет лишь тот, кто сначала выучит языки постигнет письмена, которыми она начертана. А написана эта книга на языке математики, и письмена ее – треугольни-
47

ки, окружности и другие геометрические фигуры, без коих нельзя понять по- человечески ее слова без них – тщетное кружение в темном лабиринте».
Галилей был профессором математики Пизанского и Падуанского университетов, а впоследствии – придворным математиком, однако его главным вкладом в науку стали не его математические результаты, а сформулированные им методологические принципы естествознания. Наиболее важным из них был отказ от поисков физического объяснения происходящих явлений (что Аристотель считал истинной целью науки, и переход к математическому описанию этих явлений. Например, вместо нахождения причины падения поднятого над Землей тела на ее поверхность, Галилей устанавливает закон этого движения, имеющий вид математической формулы
2 1
2
s
gt
=
, где s – расстояние, пройденное телом, t – время падения, g – ускорение свободного падения. Галилей первым высказал убеждение, что физические законы должны иметь математические формулировки, которые показывают – как протекает то или иное явление, не затрагивая вопроса о том, – почему оно так протекает. Именно поэтому пути пошла физика, наиболее развитая из всех естественных наук. Тем самым физика ив определенной степени, все естествознание оказались поставленными на математические рельсы. Еще один важный методологический принцип, выдвинутый Галилеем, состоит в том, что любая область естествознания должна быть построена по образу и подобию математики. Это значит, что любой раздел естествознания должен начинаться с аксиом (основополагающих положений) и строиться де- дуктивно, то есть на логической основе. Что касается вопроса происхождения
аксиом, – здесь Галилей решительно отходит как от философов античности, таки от Декарта. В отличие от Декарта, который считал врожденной способность разума к непосредственному постижению ясных и четких истин, Галилей провозгласил, что в физике источником первых принципов должен быть эксперимент в сочетании с анализом полученных результатов. По мнению Галилея, те ученые, которые верят в способность разума к выработке фундаментальных принципов, заранее решают, как должен функционировать мир в соответствии с предустановленными положениями. Галилей неустанно повторял, что надо прислушиваться к голосу природы, а не к тому, чему отдает предпочтение разум. Ведь природа не сотворила сначала мозг человека, а затем мир таким, чтобы он воспринимался разумом. Таким образом, именно Галилеем
были заложены основные методологические принципы современного экспери-
ментального естествознания.
3.3. Опыты Торричелли, Паскаля, Герике, Бойля
Ни одно научное изобретение XVII в. (за исключением, быть может, телескопа) не вызывало столько интереса и удивления, как эксперименты с ба-
48



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   39


База данных защищена авторским правом ©genderis.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница