Физическая картина мира

Естествознание, возникшее в ходе научной революции XVI-XVII вв., долгое время было связано с развитием физики. Физика была и остается сегодня наиболее развитой и систематизированной наукой, поэтому она во многом оказала влияние на общее мировоззрение европейской цивилизации, начиная с Нового времени. Создание химической и биологической картин мира произошло лишь в ХХ веке.

Физическая картина мира, с одной стороны, обобщает все ранее полученные знания о природе, а с другой, вводит в физику новые философские идеи. Длительное время картина мира остается неизменной, но в результате научной революции, ведущей к смене парадигмы, заменяется новой.

Ключевым в физической картине мира является понятие о материи. Это основная парадигма физики. Смена физической картины мира связана со сменой представлений о материи. В истории физики это происходило два раза. Сначала был совершен переход от атомистических (корпускулярных) представлений о материи к полевым (континуальным), а затем, в ХХ веке, континуальные представления были заменены современными квантовыми.

Первая - механическая картина мира сложилась в физике в результате научной революции XVI-XVII вв. на основе исследований Г. Галилея, П. Гассенди, Р. Декарта, И. Ньютона.

Основу механической картины мира составил атомизм, который весь мир, включая человека, представлял как совокупность огромного числа атомов, перемещающихся в пространстве и времени.

Ключевым понятием механической картины мира было понятие движения, поэтому Ньютон считал законы движения фундаментальными законами мироздания. Решая проблему взаимодействия тел, Ньютон предложил принцип дальнодействия, согласно которому взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии без материальных посредников. Ньютоном была также предложена концепция абсолютного пространства и времени, т. е. существующих независимо от материи.

На основе механической картины мира в XVIII- начале XIX вв. была разработана земная, небесная и молекулярная механика. Это способствовало быстрому развитию техники. Все это привело к абсолютизации механической картины мира и дальнейшему ее кризису. Попытка распространения методов и законов механики на область тепловых явлений, электричество, магнетизм, жизнь, разум потерпели неудачу и привели к дальнейшей смене физической картины мира.

Становление электромагнитной картины мира было связано с открытиями М. Фарадея. Изучая электрические и магнитные явления, Фарадей пришел к идее замены корпускулярных представлений о материи континуальными (непрерывными). Он сделал вывод, что электромагнитное поле бесконечно и непрерывно, с точечными центрами электрических зарядов и волновыми движениями в нем. Движение понималось как распространение колебаний в поле, которое подчинялось законами термодинамики.

Пространство и время перестали быть самостоятельными и независимыми от материи. Изменился взгляд на проблему взаимодействия. Концепция дальнодействия Ньютона была заменена принципом близкодействия Фарадея, в соответствии с которым любые взаимодействия передаются полем непрерывно и с конечной скоростью.

Новая электромагнитная картина мира объяснила большой круг явлений, но вскоре в физике стали возникать проблемы с объяснением новых открытий: фотоэффекта, линейности спектра атомов, теории теплового излучения, радиоактивности. Появившиеся учения о строении атома противоречили электромагнитной картине мира. Все это привело в начале ХХ века к замене электромагнитной картины мира современной физической.

В начале ХХ века в физике возникли два взаимоисключающих представления о материи: 1) либо материя абсолютно непрерывна, 2) либо она состоит из дискретных частиц. В 1924 г. Луи де Бройль высказал гипотезу о том, что каждой частице соответствует определенная волна, т. е. каждой частице материи присущи и свойства волны (непрерывность) и дискретность (квантовость). Вскоре эти представления нашли подтверждение в работах Э. Шредингера и В. Гейзенберга.

Так сложились новые квантово-полевые представления о материи, которые определяются сейчас как квантово-волновой дуализм, т. е. наличие у каждого элемента материи свойств волны и частицы.

Современная физическая картина мира окончательно утвердила представления о пространстве и времени как о неразделимом с материей, едином, четырехмерном пространственно-временном континууме.

Спецификой квантово-полевых представлений о материи является их вероятностный характер, что соответствует более глубокому уровню познания природных закономерностей.

Современная физическая картина мира и в настоящее время  находится в состоянии становления. С каждым годом к ней добавляются новые элементы, выдвигаются новые гипотезы и развиваются новые теории.