Содержание 
 

1. Введение………………………………………………………………….3
2. Основные понятия и законы  механической картины мира (МКМ)…4
3. Гелиоцентрическая система Мира Николая Коперника……………....8
4. Галилео Галилей и рождение опытного естествознания……………...9
5. Иоганн Кеплер и открытие законов небесной механики…………….12
6. Механика и методология Исаака Ньютона……………………………14
7. Заключение………………………………………………………………21
8. Список используемой литературы……………………………………..22

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1. Введение 
 

     Механическая  картина мира, далее МКМ, складывается в результате научной революции XVI -XVII вв. на основе работ Г. Галилея и П. Гассенди, восстановивших атомизм древних философов, исследований Декарта и Ньютона, завершивших построение новой картины мира, сформулировавших основные идеи, понятия и принципы, составившие механическую картину мира. 
Основу механической картины мира составил атомизм, который весь мир, включая и человека, понимал как совокупность огромного числа неделимых частиц - атомов, перемещающихся в пространстве и времени. 
Ключевым понятием механической картины мира было понятие движения. Именно законы движения Ньютон считал фундаментальными законами мироздания.

     В механической картине мира любые  события жестко предопределялись законами механики. Случайность в принципе исключалась из картины мира. Как  говорил П. Лаплас, если бы нашелся  гигантский ум, способный объять мир (знание о координатах всех тел  в мире, а также силах, действующих  на них), то он однозначно мог бы предсказать  будущее этого мира. 
Жизнь и разум в механической картине мира не обладали никакой качественной спецификой. Поэтому присутствие человека в мире не меняло ничего. Если бы человек однажды исчез с лица земли, мир продолжал бы существовать как ни в чем не бывало. 
На основе механической картины мира в XVIII - начале XIX вв. была разработана земная, небесная и молекулярная механика. Быстрыми темпами шло развитие техники. Это привело к абсолютизации механической картины мира, к тому, что она стала рассматриваться в качестве универсальной. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. Основные понятия и законы  МКМ 
 

     МКМ складывалась под влиянием материалистических представлений о материи и  формах ее существования. Основополагающими  идеями этой картины Мира являются классических атомизм, восходящий к  Демокриту и т.н. механицизм. Само становление механической картины  справедливо связывают с именем Галилео Галилея, впервые применившего для исследования природы экспериментальный  метод вместе с  измерениями исследуемых  величин и последующей математической обработкой результатов. Этот метод  принципиально отличался от ранее  существовавшего натурфилософского  способа, при котором для объяснения явлений природы придумывались  априорные (<лат. a priori – букв. до опыта), т.е. не связанные с опытом и наблюдением, умозрительные схемы, для объяснения непонятных явлений вводились дополнительные сущности, например мифическая “жидкость” теплород, определявшая нагретость тела или флогистон – субстанция, обеспечивающая горючесть вещества (чем больше флогистона в веществе, том лучше оно горит).

     Законы  движения планет, открытые Иоганном Кеплером, в свою очередь, свидетельствовали  о  том, что между движениями земных и небесных тел не существует принципиальной разницы (как полагал Аристотель), поскольку все они подчиняются  определенным естественным законам.

     Ядром МКМ является механика Ньютона (классическая механика).

     Формирование  классической механики и основанной на ней механической картины мира происходило по 2-м направлениям:

     1) обобщения полученных ранее результатов  и, прежде всего, законов свободного  падения тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных Кеплером;

     2) создания методов для количественного  анализа механического движения  в целом.

     В первой половине 19-го века наряду с  теоретической механикой выделяется и прикладная (техническая) механика, добившаяся больших успехов в  решении прикладных задач. Все это  приводило к мысли о всесилии механики и к стремлению создать  теорию теплоты и электричества  так же на основе механических представлений. Наиболее четко эта мысль была выражена в 1847-м году физиком Германом Гельмгольцем в его докладе “О сохранении силы”: “Окончательная задача физических наук заключается в том, чтобы явления природы свести к неизменным притягательным и отталкивающим  силам, величина которых зависит  от расстояния”

     В любой физической теории присутствует довольно много понятий, но среди  них есть основные, в которых проявляется  специфика этой теории, ее базис, мировоззренческая сущность. К таким понятиям относят т.н. фундаментальные понятия, а именно:

• материя,
• движение,
• пространство,
• время,
• взаимодействие.

     Каждое  из этих понятий не может существовать без четырех остальных. Вместе они  отражают единство Мира. Как же раскрывались эти фундаментальные понятия  в рамках МКМ?

     МАТЕРИЯ. Материя, согласно МКМ – это вещество, состоящее из мельчайших, далее неделимых, абсолютно твердых движущихся частиц – атомов, т.е. в МКМ были приняты  дискретные (дискретный – “прерывный”), или, другими словами, корпускулярные представления о материи. Вот  почему важнейшими понятиями в механике были понятия материальной точки  и абсолютно твердого тела (Материальная точка – тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь, абсолютно твердое тело – система  материальных точек, расстояние между  которыми всегда остается неизменным).

     ПРОСТРАНСТВО. Вспомним, что Аристотель отрицал  существование пустого пространства, связывая пространство, время и движение. Атомисты 18-19-го веков наоборот, признавали атомы и пустое пространство, в  котором атомы движутся. Ньютон, впрочем, рассматривал два вида пространства:

• относительное, с которым люди знакомятся путем измерения пространственных отношения между телами;
• абсолютное, которое по самой своей сущности безотносительно к чему бы то ни было и внешнему и остается всегда одинаковым и неподвижным; т.е. абсолютное пространство – это пустое вместилище тел, оно не связано со временем, и его свойства не зависят от наличия или отсутствия в нем материальных объектов.

     Пространство  в Ньютоновской механике имеет следующие  свойства, оно:

• трёхмерное (положение любой точки можно описать тремя координатами);
• непрерывное;
• бесконечное;
• однородное (свойства пространства одинаковы в любой точке);
• изотропное (свойства пространства не зависят от направления).

     Впоследствии  А. Эйнштейн, анализируя понятия абсолютного  пространства и абсолютного времени, писал: “Если бы материя исчезла, то осталось бы только пространство и  время (своего рода сцена, на которой  разыгрываются физические явления)”. В этом случае пространство и время  не содержат никаких особых “меток”, от которых можно было бы вести отсчет и ответить на вопросы “Где?” и “Когда?” Поэтому для изучения в них материальных объектов необходимо вводить систему отсчета (систему координат и часы). Система отсчета, жестко связанная с абсолютным пространством, называется инерциальной.

     Пространственные  отношения в МКМ описываются  геометрией Евклида.

     ВРЕМЯ. Ньютон рассматривал два вида времени, аналогично пространству: относительное  и абсолютное. Относительное время  люди познают в процессе измерений, а абсолютное (истинное, математическое время) само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и  иначе называется длительностью. Таким  образом, и время у Ньютона, аналогично пространству – пустое вместилище событий, не зависящее ни от чего. Время  течёт в одном направлении  – от прошлого к будущему.

     ДВИЖЕНИЕ. В МКМ признавалось только механическое движение, т.е.изменение положения  тела в пространстве с течением времени. Считалось, что любое сложное  движение можно представить как  сумму пространственных перемещений (принцип суперпозиции ). Движение любого тела объяснялось на основе трёх законов  Ньютона, при этом использовались такие  важные понятия как сила и масса. Под силой в МКМ понимается причина изменения механического  движения и причина деформации. Кроме  того, было замечено, что силы удобно сравнивать по вызываемым ими ускорениям одного и того же тела (m = const). Дейсвительно, из 2-го закона следует, что  F1/F2 = a1/а2, величина же m = F/a для данного тела было величиной постоянной и характеризовала  инертность тела. Таким образом, количественная мера инертности тела есть его инертная масса.

     ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ. Здесь следует вернуться в  наше время и посмотреть, как решается вопрос о взаимодействиях (первопричине, природе сил) в рамках современной  научной картины Мира. Современная  физика все многообразие взаимодействий сводит к 4-м фундаментальным взаимодействиям: сильному, слабому, электромагнитному  и гравитационному. В дальнейшем они будут рассмотрены  более  подробно. Здесь же остановимся на гравитационном.

     Гравитационное  взаимодействие означает наличие сил  притяжения между любыми телами. Величина этих сил может быть определена из закона всемирного тяготения. Если же известна масса одного из тел (эталона) и сила гравитации, можно определить и массу второго тела. Масса, найденная  из закона всемирного тяготения, получила название гравитационной. Ранее уже  говорилось о равенстве этих масс, поэтому масса является одновременно и мерой инертности и мерой  гравитации. Гравитационные силы являются универсальными. Ньютон ничего не говорил  о природе гравитационных сил. Интересно, что и в настоящее время  их природа все ещё остается проблематичной.

     Следует сказать, что в классической механике вопрос о природе сил, собственно, и не стоял, вернее, не имел принципиального  значения. Просто все явления природы сводились к трём законам механики и закону всемирного тяготения, к действию сил притяжения и отталкивания. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Гелиоцентрическая система Мира Николая Коперника

     Геоцентрическая система Птолемея, несмотря на высказываемые  сомнения в ее правильность и верные догадки о движении Земли, продержалась в науке 14 веков. И только с началом  географических открытий, с переходом  от феодального средневековья к  новому времени назрела необходимость  заменить теорию Птолемея новой.

     В1506г. Коперник, получив образование (математика, каноническое право, медицина, астрономия) вернулся из Италии на Родину в Польшу и в течение 10 лет оформил свои идеи, рожденные в годы учебы и  странствий, в виде научной теории – гелиоцентрической системы  Мира. В этой системе Коперник низвел Землю до роли рядовой планеты, Солнце он поместил в центре системы, а все  планеты вместе с Землей двигались  вокруг Солнца по круговым орбитам. В  течение 16 лет Коперник ведет астрономические  наблюдения Солнца, звезд и планет. В1532г., накануне своего шестидесятилетия, он закончил труд всей своей жизни  “О вращениях небесных сфер”. В  феврале 1543 г., бессмертное творение Н. Коперника “о вращениях небесных сфер” было напечатано Но сам Коперник увидел свою книгу лишь за несколько  часов до смерти (24 мая 1543 г.). Сочинение  “О вращениях небесных сфер” состоит  из 6 книг. В первой книге приводятся все логические и физические аргументы  в пользу движения Земли. Вторая книга  содержит элементы сферической астрономии и заканчивается каталогом, содержащим координаты 1025 звезд. Третья книга содержит теорию движения Солнца, четвертая  книга – теорию движения Луны. Самой  главной является пятая книга, в  которой дано полное развитие гелиоцентрической  теории планетных движений со всеми  математическими доказательствами. В шестой книге изложено видимое  движение планет.