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.

Возникло фи­лософское учение — механистический детерминизм, клас­сическим представителем которого был Пьер Симон Лаплас (1749-1827), французский математик, физик и философ. Лап­лас был убежден, что к закону всемирного тяготения сво­дятся все явления, известные ученым. Исходя из этого, он работал над созданием, — в дополнение к механике небес­ной, созданной Ньютоном, — новой, молекулярной механи­ки, которая, по его мнению, была призвана объяснить хими­ческие реакции, капиллярные явления, феномен кристалли­зации, а также то, почему вещество может быть твердым, жидким или газообразным.

Лаплас видел причины всего это­го во взаимном притяжении между молекулами, которое счи­тал он, есть только «видоизменение всемирного тяготения». Лапласовскии детерминизм выражает идею абсолютного детерминизма — уверенность в том, что все происходящее имеет причину в человеческом понятии и есть непознанная разумом необходимость. Суть его можно понять из выска­зывания Лапласа: «Современные события имеют с событи­ями предшествующими связь, основанную на очевидном принципе, что никакой предмет не может начать быть без причины, которая его произвела...

Воля, сколь угодно сво­бодная, не может без определенного мотива породить дей­ствия, даже такие, которые считаются нейтральными... Мы должны рассматривать современное состояние вселенной как результат ее предшествующего состояния и причину пос­ледующего. Разум, который для какого-нибудь данного мо­мента знал бы все силы, действующие в природе и относи­тельное расположение ее составных частей, если бы он, кро­ме того, был достаточно обширен, чтобы подвергнуть эти данные анализу, обнял бы в единой формуле движения са­мых огромных тел во вселенной и самого легкого атома; для него не было бы ничего неясного, и будущее, как и про­шлое, было бы у него перед глазами...

Кривая, описываемая молекулой воздуха или пара, управляется столь же строго и определенно, как и планетные орбиты: между ними лишь та разница, что налагается нашим неведением». С этими сло­вами перекликается убеждение А. Пуанкаре: «Наука детерминистична, она является таковой a priori (изначально), она постулирует детерминизм, так как она без него не могла бы существовать.

Она является таковой и a posteriori (из опы­та); если она постулировала его с самого начала как необхо­димое условие своего существования, то она затем строго доказывает его своим существованием, и каждая из ее по­бед является победой детерминизма». Дальнейшее разви­тие физики показало, что в природе могут происходить процессы, причину которых трудно определить.

Например, процесс радиоактивного распада происходит случайно. По­бочные процессы происходят объективно случайно, а не по­тому, что мы не можем указать их причину из-за недостат­ка наших знаний. И наука при этом не перестала развиваться, а обогатилась новыми законами, принципами и концепциями, которые показывают ограниченность классического принципа — лапласовского детерминизма.

Абсолютно точное опи­сание всего прошедшего и предсказание будущего для ко­лоссального многообразия материальных объектов, явлений и процессов — задача сложная и лишенная объективной не­обходимости. Даже в самом простейшем случае классичес­кой механики из-за неустранимой неточности измеритель­ных приборов точное предсказание состояния даже просто­го объекта — материальной точки — также нереально.

Начало крушению механистической картины мира по­ложили работы в области электромагнетизма [16]. С тех пор механические представления о мире были существенно по­колеблены. Любые попытки распространить механические принципы на электрические и магнитные а также оптичес­кие явления оказались несостоятельными. Поэтому есте­ствознание вынуждено было в конце концов отказаться от признания особой, универсальной роли механики.

Механис­тическая картина мира начала сходить с исторической сце­ны, уступая место более глубокому пониманию физической реальности. Согласно современным представлениям, клас­сическая механика имеет свою область применения: ее за­коны выполняются для относительно медленных движений тел, скорость которых много меньше скорости света.   Глава 2  ОСНОВЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ   Понятия тепла и температуры О том, что такое теплота, люди задумывались очень дав­но.

Такие понятия, как «огонь», «свет», «теплород» встречают­ся уже в древнейших сказаниях Востока, а позже в работах античных философов Древней Греции. Однако в те далекие вре­мена были высказаны только общие предположения о природе огня, света и теплоты. Учение о тепловых явлениях начинает развиваться только с середины XVIII века. Толчком для этого развития является изобретение термометра.

Интересно отме­тить, что на протяжении долгого времени между понятиями тепла и температуры не проводилось различия. Temperature — в переводе с латинского означает смеши­вание в должном отношении. Это говорит о происхождении са­мого термина «температура». Дело в том, что не сразу было понято, что здоровые люди имеют практически одну и ту же температуру.

Степень нагретости относили к темпераменту человека. Ученым, который первым изобрел прибор для измерения нагретости тела, был Галилей. Конечно, этот прибор еще да­лек от совершенства, он даже не был проградуирован. Однако он все же позволял сравнивать температуры тел, находящихся в одном и том же месте и в одно и то же время. Впервые температуру человеческого тела начал измерять ита­льянский врач и анатом Санторио с помощью им же изобре­тенного термометра.

После Галилея многие ученые занимались изготовлением приборов для определения нагретости тел: итальянские мастера из Флоренции, Отто фон Генрике, Амон-тон, Гук, Фаренгейт, Цельсий, Реомюр, Делиль и другие. В 1655 году Гюйгенс предложил в качестве опорных точек термомет­ра избрать точку кипения воды и точку таяния льда. Совре­менная шкала Цельсия была предложена шведским ботани­ком Андерсом Цельсием в 1742 году.

Однако за 0 градусов он принимает точку кипения воды, а за 100 градусов — точку та­яния льда, как и Делиль. Такая шкала не завоевала популярно­сти и очень скоро была перевернута обратно. Сама по себе градуировка термометров доставляла не меньше хлопот, чем конструкция термометра. Это связано с вопросом о том, про­исходит ли расширение используемых в термометрах жидко­стей (воды, спирта, ртути)