Становление идей современного естествознания



Pdf просмотр
страница17/39
Дата28.01.2019
Размер5.05 Kb.
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   39
природе подчинено единому гармоническому началу. Кеплер пытается доказать, что глубинные принципы Вселенной основаны на геометрии Я полагаю, что искусство геометрии символизирует всю природу и прекрасное небо. Представления Кеплера о всеобщей гармонии включают тезис о существовании связи между космосом и отдельной личностью.
Коперник, Галилей и Кеплер разрушили аристотелевскую картину мира. Но мечта Кеплера о создании новой физики, где все явления могут быть объяснены с помощью одного фундаментального закона (или нескольких важнейших законов) была еще далека от своего осуществления. К решению этой задачи приступил Рене Декарта завершил ее Исаак Ньютон – два самых выдающихся мыслителя XVII века.
3.5. Математические начала натуральной философии Ньютона
Человек, открывший законы, которые управляют движением всех тел во Вселенной – Исаак Ньютон – один из величайших ученых за всю историю человечества. Истории было угодно сделать так, что Ньютон родился в том же году, в каком скончался Галилей – в 1642. В 1661 гон поступил в Тринити- колледж (колледж святой троицы) в Кембридже. В год окончания им колледжа в Лондоне разразилась чума, Кембриджский университет был закрыт, и Ньютон уехал, уединившись в тиши родительского дома в Вулсторпе. В 1665 гон начал свои работы по математике и механике. Вот как Ньютон характеризует поставленную им перед собой задачу Появлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления. Труд Ньютона завершился триумфальным успехом он открыл, что одна и та же сила, а, следовательно, один и тот же закон управляет движением и на Земле, и на небе, – закон всемирного тяготения. Все тела во Вселенной, независимо от их размера, формы, строения, химического состава и других свойств, взаимно тяготеют друг к другу. В математической форме закон всемирного тяготения выражается в виде равенства 2
1
r
m
m
G
F
=
,
где
F
– сила тяготения
2 1
, m
m
– массы тел r – расстояние между ними G – универсальная мировая постоянная (постоянная тяготения. Если в этой формуле взять в качестве
1
m – массу Земли, в качестве
2
m – массу тела, находящегося у поверхности Земли, r – радиус Земли, то получится вес тела, те. сила тяготения, которая действует на любое тело, находящееся на поверхности Земли. Закон всемирного тяготения вместе стремя законами движения был изложен Ньютоном в его знаменитой работе Математические
52

начала натуральной философии, опубликованной в 1687 г. Законы движения Ньютона даны им в следующей формулировке.
Первый закон Ньютона: Всякое тело продолжает удерживаться в
своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и
поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состоя-
ние.
Второй закон Ньютона: Изменение количества движения пропорцио-
нально приложенной движущей силе и происходит по направлению той пря-
мой, по которой эта сила действует.
Третий закон Ньютона: Действию есть всегда равное и противопо-
ложное противодействие, иначе – взаимодействия двух тел друг на друга
между собой равны и направлены в противоположные стороны.
К этим трем законам добавлен закон всемирного тяготения. Опираясь на эти законы, можно с высокой точностью рассчитать движение любого тела – как у поверхности Земли, таки в космическом пространстве. В частности, три закона Кеплера о движении планет, носящие эмпирический характер (Кеплер получил эти законы методом проб и ошибок на основе результатов многолетних наблюдений датского астронома Тихо Браге, представляют собой чисто математические следствия законов Ньютона. Ньютон и его последователи пришли к выводу, что движение комет также согласуется с законом всемирного тяготения тем самым кометы были признаны членами Солнечной системы а не пришельцами из космоса, сулящими кару, как это считалось раньше. В 1684 г. вопрос о том, как вывести законы Кеплера, исходя из общих принципов механики, стал одним из центральных в среде английских ученых. В январе 1684 гон обсуждался на заседании Королевского общества, где присутствовали Галлей и Гук. Гук заявил, что он может вывести все законы Кеплера из предположения, что сила притяжения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, но доказательства не представил. В августе того же года обратились к Ньютону (Галлей посетил его в Кембридже. В ноябре 1684 г. Галлей получил небольшой трактат (в нем было всего 9 страниц, озаглавленный О движении тел по орбите. В нем содержалось не только строгое доказательство того, что орбита планеты должна быть эллиптической, норе- шена и более общая задача из закона обратных квадратов следует, что орбита небесного тела всегда представляет собой коническое сечение, превращающееся в эллипс, если скорость небесного тела не превышает некоторой величины.

Эдмонд Галлей, собирая данные о движении комет, предположил, что кометы, зарегистрированные в 1531, 1607 и 1682 гг., – одна и та же комета. Галлей начал рассчитывать ее траекторию. Сложность состояла в том, что орбита кометы претерпевает возмущения со стороны других планет Солнечной системы, главным образом, – Юпитера и Сатурна. Расчет был завершен уже после кончины Галлея группой французских астрономов под руководством выдающегося математика Алексиса Клеро: получалось, что комета должна приблизиться к Земле в конце 1758 или вначале г. И действительно, комета (названная впоследствии кометой Галлея), появилась под Рождество 1758 г.
53

В наше время прохождение кометы Галлея близ Земли произошло в 1986 г. – за ней не только наблюдали, но и произвели зондирование кометного вещества.

Еще один общеизвестный факт, поддерживающий триумф закона всемирного тяготения открытие планеты Нептун по возмущениям, которые она вносит в движение планеты Уран. Это сделали независимо друг от друга два астронома Адамс (из Кембриджа) и директор Парижской обсерватории Леверье. Немецкий астроном Иоганн Галле, получив письмо от Леверье с указанием положения новой планеты, в тот же вечер наблюдал ее в телескоп Используя закон всемирного тяготения, Ньютон сумел объяснить некоторые непонятные ранее явления, например, океанические приливы. Их вызывают силы притяжения, действующие со стороны Луны ив меньшей степени, со стороны Солнца. Поданным о высоте лунных приливов Ньютон вычислил массу Луны. Из законов Ньютона следует, что Земля имеет неточно форму шара, а приплюснута у полюсов, – величину экваториального утолщения Земли оценили Ньютон и Гюйгенс. Из-за экваториального утолщения Земли земная ось под действием притяжения Луны и Солнца описывает конус с периодом лет (это периодическое изменение направления земной оси приводит ежегодно к небольшим сдвигам в наступлении весеннего и осеннего равноденствий, что отмечалось еще выдающимся античным астрономом Гиппархом залет до Ньютона).
Значение Математических начал…» Ньютона состоит в том, что в них не только были открыты фундаментальные законы природы, но также разработаны общие методы, позволяющие получать математическим путем новые факты и закономерности. Тем самым Ньютон реализовал (в области механики) идеал западноевропейской науки огромное разнообразие явлений природы должно объясняться на основе небольшого числа фундаментальных положений, сформулированных на математическом языке. Благодаря Ньютону, механистическая философия Декарта, эмпирические законы Кеплера о движении планет и законы движения Галилея оказались объединенными в стройную математическую теорию.
3.6. Представления Ньютона о механике небесного движения
и о сотворении мира
Согласно теории Ньютона, механика небесного движения объясняется следующим образом. Небесные тела, однажды приведенные в движение, должны согласно первому закону Ньютона – двигаться равномерно и прямолинейно. Но так как между планетами и Солнцем действует тяготение, оно искажает первоначальное движение, превращая прямую в эллипс (аналогично тому, как Земля искажает движение Луны).
54



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   39


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

    Главная страница