Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представляет собой курс естествознания, который может быть использован в системе высшего гуманитарного и среднего общего образования.
И это неудивительно, ибо не существовало еще понятий силы и взаимодействия. В то время из разделов механики были разработаны лишь старика — учение о равновесии (которая разрабатывалась еще в античности, в первую очередь, Архимедом), а в работах Галилея были сделаны первые шаги в разработке динамики. Но в полной мере динамика—учение о силах и их взаимодействии — была создана лишь позднее Исааком Ньютоном.
Творчеством одного из величайших ученых в истории человечества, каковым был Исаак Ньютон (1643-1727) завершилась вторая научная революция. Исаак Ньютон будучи в двадцать с небольшим лет профессором Кембриджского университета, пришел к выводу, что существует сила притяжения, действующая между любыми телами во вселенной, и что ее можно высчитать. Эта сила была названа тяготением.
Проводя эксперименты в Тринити колледже при Кембриджском университете, Ньютон сумел также определить скорость звука, сосчитав временный интервал между звуком падения бросаемого им предмета и эхом, которое возвращалось к нему с заранее известного расстояния. В 1687 г. Вышел в свет главный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии», заложивший основы современной теоретической физики».
В этой знаменитой работе Ньютон предложил ученому миру научно-исследовательскую программу, которая вскоре стала ведущей не только в Англии, на родине великого ученого, но и в континентальной Европе. Свою научную программу Ньютон назвал «экспериментальной философией», подчеркивая решающее значение опыта, эксперимента в изучении природы. Самым главным научным достижением Ньютона было продолжение и завершение дела Галилея по созданию классической механики. Благодаря их трудам XVII в.
считается началом длительной эпохи торжества механики, господства механических представлений о мире. С наступлением эпохи Нового времени, характеризующегося прогрессом естествознания, ученые естествоиспытатели начали отмежевываться от метафизики с ее умозрительными, оторванными от реального мира рассуждениями. Эта позиция естествоиспытателей нашла свое выражение в известном изречении И. Ньютона: «Физика, берегись метафизики!».
Говорят, что ученые семнадцатого столетия ограничили себя поисками ответов на вопрос «как» и не испытывали интереса к вопросу «почему». Это неверно. У Ньютона, как и у других первых ученых, не было нужды спрашивать «почему», так как они исходили из факта существования персонализированного Бога, создавшего вселенную. Научное наследие Ньютона чрезвычайно разнообразно. В него входит и создание (
параллельно с Лейбницем, но независимо от него) дифференциального и интегрального исчисления, и важные астрономические наблюдения, которые Ньютон проводил с помощью собственноручно построенных зеркальных телескопов (он, так же как и Галилей, именно телескопу обязан первым признаниям своих научных заслуг). Большой вклад внес Ньютон в развитие оптики (
он, в частности, поставил опыты в области дисперсии света и дал объяснение этому явлению). Ньютон сформулировал три основных закона движения, которые легли в основу механики как науки. Данная система законов движения была дополнена открытым Ньютоном законом всемирного тяготения, согласно которому все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в которой они находятся, испытывают взаимное притяжение, пряямопропорциональное квадрату расстояний между ними.
Пожалуй, ни одно из всех ранее сделанных научных открытий не оказало такого громадного влияния на дальнейшее развитие естествознания, как открытие закона всемирного тяготения. (Существует легенда о знаменитом яблоке, падение которого с дерева будто бы навело Ньютона на мысль о законе всемирного тяготения. Но эта легенда имеет различные толкования.
Стукелей — друг Ньютона — утверждал, что якобы сам Ньютон рассказал ему эпизод с яблоком, который и помог ему открыть закон всемирного тяготения. А другой друг Ньютона, Пембертон, считал, что Ньютон, возможно, специально выдумал историю с яблоком, чтобы отделаться от не в меру любопытных собеседников типа Стукелея.) Огромное впечатление на ученых производил масштаб обобщения, впервые достигнутый естествознанием.
Это был поистине универсальный закон природы, которому подчинялось все — малое и большое, земное и небесное. Этот закон явился основой создания небесной механики — науки, изучающей движение тел Солнечной системы. «Созданная Ньютоном теория тяготения и его вклад в астрономию знаменуют последний этап преобразования аристотелевской картины мира начатого Коперником.
Воображение ученых захватывала простота той картины мира, которая складывалась на основе ньютоновской классической механики. В этой картине отбрасывалось все «лишнее»: не имели значения размеры небесных тел, их внутреннее строение, идущие в них процессы. Оставались только массы и расстояния между центрами этих масс, к тому же связанные несложной формулой». Как пишет известный японский физик X .
Юкава, «Ньютон многое отсек у реального мира, о котором размышляют физики... конечно, Ньютон абстрагируется, но он оставляет самое существенное и создает единую картину мира. Ему принадлежит, по крайней мере, построение теории солнечной системы». В качестве крупного ученого первого этапа развития современной науки, который кроме того был верующим христианином, можно упомянуть Блеза Паскаля (1623-1662).
Он создал первый действующий барометр и проделал важные исследования в области сообщающихся сосудов. Он не ограничивался работой в лаборатории, а поднял трубку с ртутью на вершину горы Пюи де Дом, в центральной Франции и, таким образом, зарегистрировал изменение уровня ртути в зависимости от высоты. Кроме того, он был крупным математиком, и его труды ускорили развитие дифференциального исчисления.