Несмотря на то, что и Коперник, и Джордано Бруно, и Галилей, и Кеплер много сделали для развития и становления науки на ее начальном этапе, начало классического периода науки связывают обычно с именем Ньютона. Ньютон много сделал и в математике - был одним из создателей, наряду с Лейбницем, "исчисления бесконечно малых", т.е. мат. анализа, и в оптике - у него есть отдельная книга, которая так и называется "Оптика", но фундаментом классического естествознания стала созданная им механика, которая, с одной стороны, дала возможность объяснить все ранее известные факты, как в земной, так и в небесной механике, а с другой - предсказывать поведение широкого класса объектов и явлений природы.
Причины перемещения тел в пространстве, закономерности этих перемещений, способы их описания всегда были в центре внимания человека, так как непосредственно касались наиболее близкой религиозному сознанию области естествознания, а именно - движения небесных тел. Поиск закономерностей этих движений был для человека связан не только с удовлетворением научной любознательности, но и преследовал глубокую религиозно-философскую цель: познать смысл бытия.
Именно поэтому такое значение во все времена уделялось астрономическим наблюдениям, тщательной фиксации малейших подробностей в поведении небесных тел, интерпретации повторяющихся событий.
И. Ньютон сделал решающий шаг именно в этом направлении – в понимании причин порядка в движении планет и других небесных тел. Созданная им классическая механика в очень лаконичной форме обобщила весь предшествующий опыт человечества в изучении движений. Оказалось, что все многообразие перемещений макроскопических тел в пространстве может быть описано всего лишь двумя законами: законом инерции (F=ma) и законом всемирного тяготения 
. К этим главным законам мы вернемся чуть позже, а сейчас рассмотрим два других закона Ньютона.
Первый и третий законы Ньютона (первый: всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не будет выведено из этого состояния внешними силами; третий: всякое действие вызывает равное и обратно направленное противодействие) создали как бы введение в механику. Первый закон прямо вытекает из второго при равенстве нулю сил и соответственно – ускорений.
Из опыта мы знаем, что для того, чтобы тело двигалось с постоянной скоростью, к нему все время надо прикладывать силу: возьмите движение поезда, автомобиля и пр. Ньютон показал, что это не так: силу надо прикладывать, потому что тело движется не по инерции, а все время тратит при движении энергию на трение. Если бы тело двигалось без трения, как в безвоздушном пространстве, то и силу прикладывать было бы не нужно.
Аналогично и с третьим законом. При любом воздействии возникает сила реакции, равная силе воздействия. Например, стоя на земле, я оказываю на нее давление своим весом. Раз я неподвижен, значит, суммарная приложенная ко мне сила равна нулю. Действительно, земля давит снизу на меня с такой же силой, с которой я давлю на неё сверху. Это называется реакцией опоры. Если вдруг опора на способна давить на меня снизу с такой же силой, с которой я давлю на нее сверху, я начинаю погружаться, т.е. двигаться. Так бывает, если вместо земли – болото или вода или сено и т.д.
Важно для анализа правильно определить, к чему эта сила реакции приложена. Например, лошадь везет телегу. Из третьего закона следует, что сила, с которой лошадь тянет телегу, равна силе, с которой телега тянет лошадь. Почему же тогда лошадь с телегой двигаются? А двигаются потому, что помимо этой взаимодействующей пары есть еще пара «Земля – лошадь»: лошадь отталкивается от Земли, немного прокручивая ее под собой, но в основном передвигаясь сама по ней. Земля толкает лошадь с такой же силой, с которой лошадь толкает Землю, это и приводит к их движению. Телега же Землю не толкает. В космосе лошадь с телегой с места сдвинуться не смогли бы.
Повторяю: первый и третий законы Ньютона создали общий подход к механике, показав, что покой эквивалентен равномерному прямолинейному движению, и объяснив распределение сил при перемещении тел под действие сил. Следует при этом помнить, что механический принцип относительности был создан Галилеем еще в 1632 году (дуэль на корабле). Уже из него следовало, что покой и равномерное прямолинейное движение эквивалентны и зависят от системы отсчета. А два главных закона - закон инерции, т.е. второй закон Ньютона (F = ma), и закон всемирного тяготения (F = 
) - создали тот рабочий инструмент, с помощью которого всю небесную и земную механику можно было объяснить. С помощью этих законов все наблюдаемые человеком в естественных условиях перемещения тел стали доступны аналитическому расчету. Точность, с которой такие расчеты позволяли делать предсказания, удовлетворяла любые запросы. Сильнейшее впечатление на людей произвело открытие планеты Нептун, сделанное «на кончике пера», как тогда говорили, - из анализа отклонений Сатурна и Урана от тех орбит, движение по которым им предписывала механика Ньютона. Это открытие было сделано независимо двумя астрономами – Адамсом и Леверрье.
Открытие в 1785 году закона Кулона (F = 
) и его внешнее сходство с Законом всемирного тяготения показали общность законов природы.
К середине 19 века авторитет классической механики возрос настолько, что она стала считаться эталоном научного подхода в естествознании. Широта охвата явлений природы, однозначная определенность (детерминизм) выводов, характерные для ньютоновской механики, были настолько убедительны, что сформировали своеобразное мировоззрение, в соответствии с которым механистический подход следует применять ко всем явлениям природы, включая физиологические и социальные, и, поскольку законы механических движений известны, следует только задать начальные условия, чтобы проследить эволюцию природы во всем ее многообразии. Это мировоззрение часто называют «лапласовским детерминизмом», в память о знаменитом французском ученом Пьере Симоне Лапласе (1749-1827), который с помощью закона всемирного тяготения блестяще объяснил все тонкости движения тел солнечной системы – планет и их спутников, Луны, разработал теорию возмущений небесных тел, предложил новый способ вычисления их орбит. Он доказал устойчивость солнечной системы в течение очень длительного времени. В 1796 году предложил гипотезу о происхождении солнечной системы.
Сам Лаплас так охарактеризовал эту систему взглядов: «Ум, которому были бы известны для какого-либо момента времени все силы, одушевляющие природу, обнял бы в одной формуле движение величайших тел Вселенной наравне с движением атомов. И будущее, так же как и прошедшее, предстало бы перед его взором».
Однако оказалось, что эта заманчивая идея – свести всё к хорошо понятным механическим движениям – реализуется плохо. Есть круг явлений в мире, который совершенно такого рода описанию не поддается. Это световые, электрические и магнитные явления. Во второй половине 19 века стало ясно, что материальный мир не сводится только к механическим перемещениям вещества. Еще одной формой существования материи было признано электромагнитное поле, описанное Д.К. Максвеллом в его знаменитых уравнениях.
После этого, в конце 19 века, большинство ученых считало, что создание научной картины мира в основном завершено. Осталось еще несколько проблем, которые необходимо дорешать, но в целом все уже понятно.
Все явления природы, в соответствии с этой картиной мира, являются следствиями электромагнитных и гравитационных взаимодействий между зарядами и массами, которые приводят к однозначному, полностью определенному начальными условиями поведению тел (концепция детерминизма). Критериями истинности в такой картине мира являются, с одной стороны, эксперимент (практика – критерий истины), а с другой однозначный логический вывод (с 17 века, как правило, математический) из более общих посылок, т.е. дедукция. При этом одним из главных методологических принципов классического естествознания являлась независимость объективных процессов в природе от того, кто эту природу познает, т.е. отделенность объекта от средств познания.
Лекция 5
Поможем написать любую работу на аналогичную тему