Механическая картина мира

естествознании и философии в конце 19-го века.
Научная картина мира -

целостная система представлений об общих свойствах, сферах, уровнях и закономерностях природы, формирующая мировоззрение человека.

мира не оставались неизменными, а сменяли друг друга.

век до второй половины 19-го века.;
термодинамическая (в рамках механистической

теории) в 19-м веке;
электромагнитная – конец 19-го – начало 20 века;
квантово-механическая – 20-й век.

на которых основываются теории, объясняющие факты и углубляющие понимание природы.

Физика – это экспериментальная наука, поэтому она не может достичь абсолютных истин, поскольку эксперименты сами по себе несовершенны. Этим обусловлено постоянное развитие научных представлений.

материалистических представлений о материи и формах ее существования.
Становление механической

картины связывают с именем Галилео Галилея, впервые применившего для исследования природы экспериментальный метод вместе с измерениями исследуемых величин и последующей математической обработкой результатов.

котором для объяснения явлений природы придумывались не связанные с опытом

и наблюдением, умозрительные схемы.
Законы движения планет, открытые Иоганном Кеплером (1570-1630), свидетельствовали о том, что между движениями земных и небесных тел не существует принципиальной разницы, поскольку все они подчиняются определенным естественным законам.

происходило по 2-м направлениям:
обобщение законов свободного падения тел, открытых

Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных Кеплером;
создание методов для количественного анализа механического движения в целом.

но среди них есть фундаментальные, а именно:
материя;
движение;
пространство;
время;
взаимодействие.
Каждое из

этих понятий не может существовать без четырех остальных. Вместе они отражают единство Мира.

неделимых, абсолютно твердых движущихся частиц – атомов, т.е. в МКМ

были приняты дискретные (дискретный – “прерывный”), представления о материи.
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).

которым люди знакомятся путем измерения пространственных отношения между телами;
абсолютное,

которое 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.

трёхмерное (положение любой точки можно описать тремя координатами);
непрерывное;
бесконечное;
однородное (свойства пространства

одинаковы в любой точке);
изотропное (свойства пространства не зависят от направления).
Пространственные отношения в МКМ описываются геометрией Евклида.

Относительное время люди познают в процессе измерений,
Абсолютное протекает равномерно

и иначе называется длительностью.
Время у Ньютона, аналогично пространству – пустое вместилище событий, не зависящее ни от чего. Время течет в одном направлении – от прошлого к будущему.

пространстве с течением времени.
Любое сложное движение можно представить как

сумму пространственных перемещений. 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.

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 является одновременно и мерой инертности и мерой гравитации. Гравитационные силы являются универсальными. Ньютон ничего не говорил о природе гравитационных сил. В настоящее время их природа все ещё остается проблематичной.
В классической механике все явления природы сводились к трём законам механики и закону всемирного тяготения, к действию сил притяжения и отталкивания.

Галилея утверждает, что все инерциальные системы отсчета (ИСО) с точки

зрения механики совершенно равноправны (эквивалентны).
Принцип дальнодействия.
В МКМ было принято, что взаимодействие передается мгновенно, и промежуточная среда в передаче взаимодействия участия не принимает.

к механической форме движения материи. С другой стороны известно, что

беспричинных явлений нет, что всегда можно (принципиально) выделить причину и следствие. Причина и следствие взаимосвязаны, влияют друг на друга. Следствие одной причины может стать причиной другого следствия.

17-18-м веках было подготовлено трудами, наблюдениями, идеями, догадками учёных античности

и средневековья. Ньютон сам говорил, что своими успехами он обязан тому, что «…стоял на плечах гигантов».
Ньютон создал динамику – учение о движении тел, которое вошло в науку также под названием «механика Ньютона».

Аристотель определяет движение как изменение положения тела в пространстве. Пространство,

по Аристотелю, целиком заполнено материей, неким подобием эфира или прозрачной, как воздух субстанцией. Пустоты в природе нет («природа боится пустоты»).
В своих рассуждениях Аристотель использовал понятия силы, не давая ему строгого определения. Он различал три вида силы: тягу, давление и удар.

– французский математик и философ (1596-1650).
Декарт сформулировал закон, который

утверждает постоянство количества движения mV, равного произведению приложенной силы на время ее действия FDt, который называется импульсом силы. (mV = FDt ). Он также предложил использовать в математике прямоугольную систему координат (X,Y,Z), получившую название декартовой системы координат.

соотношения в пространстве, Галилей выявлял характер движения тел.
Галилей ввел определения

силы, скорости, ускорения, равномерного движения, инерции, понятия средней скорости и среднего ускорения. Скорость он, в частности, определял как отношение пройденного пути к затраченному времени, а силу сопоставлял такому математическому понятию как вектор.

Свободное движение по горизонтальной плоскости происходит с постоянной по величине

и направлению скоростью;
2-я аксиома: свободно падающее тело движется с постоянным ускорением и конечная скорость тела, падающего из состояния покоя, связано с высотой, которая пройдена к этому моменту;
3-я аксиома: свободное падение тел можно рассматривать как движение по наклонной плоскости, а горизонтальной плоскости соответствует закон инерции.
4-я аксиома (принцип относительности). Галилей доказал, что траектория падающего тела отклоняется от вертикали из-за сопротивления воздуха и в безвоздушном пространстве тело упадет точно над точкой, из которой началось падение. То же происходит при падении тела с мачты движущегося с абсолютно постоянной скоростью корабля, но человеку, стоящему на берегу, траектория его падения представится в виде параболы.

образом: Внутри равномерно движущейся (т.н. инерциальной) системы все механические процессы

протекают так же, как и внутри покоящейся.

образом, все методы, знания и новые идеи предыдущего поколения ученых

и создал теорию, которая на два столетия (!) определила развитие науки.
Ньютон обобщил открытия Галилея в качестве двух законов, добавил к ним третий закон и закон всемирного тяготения.
Ньютон считал, что задачи физики состоят в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить все остальные явления.

состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока оно не будет

вынуждено изменить его под действием каких-то сил.

которое можно придать телу тем меньше, чем больше его масса.

действия и противодействия равны по величине и противоположны по направлению.

тела;
m2 – масса второго тела;
r – расстояние между телами;

g – гравитационная постоянная.

квадрату расстояния;
что сила тяготения между телами пропорциональна массе этих тел.

Ньютон высказал положение о всеобщем характере сил тяготения и одинаковой их природе на всех планетах, показал, что «вес тела на всякой планете пропорционален массе этой планеты».

у полюсов, теорию приливов и отливов, движения комет.

- «лучи света очень мелкие частицы, испускаемыми светящимися телами».
Эта теория

была безоговорочно принята последователями Ньютона и стала господствующей в оптике 18-го века.

Оптика Ньютона

и дифракция света, которые легко объяснялись на основе волновых представлений

о природе света.
Интерференция света – явление взаимного усиления или ослабления света до полной темноты (гашения) при наложении двух его волн, которые имеют одинаковые частоты колебаний.
Дифракция – свойство волн огибать препятствия.

20-м веке вновь была показана необходимость сохранить представление о свете

как о потоке частиц – фотонов.

Первая – о возможном превращении тел в свет и обратно.

Вторая идея – о влиянии тел на распространение света.