Методологическая проблема ньютонианской физической картины мира. Принцип дальнодействия и динамическая картина.

Ньютон говорит о том, что всё окружающие человека должно рассматриваться как приложение математики и физики. Он говорит о том, что вся трудность современной ему физики – это за заявлениями природы распознать силы природы, а затем за этими силами распознать законы природы.

Если тело запустить с начальной скоростью (Uн), то оно будет стремится сохранить прямолинейное   движение, но если оно отклоняется, то есть сила   способная поменять траекторию движения тела – сила тяготения. Открытие закона тяготения позволило Ньютону создать единую механику земли и неба, в основе которой лежат две силы: сила инерции и сила гравитации (закон всемирного тяготения).

Ньютон создаёт единую картину материального мира, в котором карпускулы и дискретные тела движутся с помощью этих двух универсальных сил. Истинность Ньютоновской механики была подтверждена экспериментально (открытие планеты Нептун).

Ньютоновская картина мира порождала две великие проблемы:

тайна тяготения (теория движения планет на основе закона тяготения имеет недостаточную точность, особенно для Луны и Марса) 

и проблема света.

Решение этих проблем привело к смене научной парадигмы.

Система Ньютона оказалась такой же неокончательной, как в свое время система Аристотеля, система Ньютона — это первая действительно научно-теоретическая система, что определило ее непреходящую ценность.

Ньютон впервые в истории науки разработал единую научную картину мира, закрепив этим тенденцию к единству и единственности одной отдельно взятой научной теории максимальной степени общности и окончательно определив стратегию развития всей науки на столетия вперед. Такая стратегия обусловила и тенденцию развития методологии к единственно верной целостной системе, борьбу различных методологических систем за право называться таковой.

Синтезировав научные знания на соответствующей методологической и философской основе, Ньютон однозначно и четко сформулировал идеал научного знания, к достижению которого наука с тех пор стала постоянно стремиться, тогда как у Галилея он только вырисовывался. Повторим, что речь идет о постоянно возникающей надежде создать на едином методологическом основании единую научную картину мира, охватывающую все его явления. Картины мира меняются, но идеал этот и методологические устремления к нему сохраняются. Так было и с ньютоновской механической картиной мира.

правила-принципы таковы:

Правило 1. Не должно требовать в природе других причин, сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений.

Правило II. Посему, поскольку возможно, те же причины должно приписывать проявлениям природы одинакового рода.

Правило III. “Такие свойства тел, которые не могут быть ни усиляемы, ни ослабляемы и которые оказываются присущими всем телам, над которыми возможно проводить испытания, должны быть почитаемы за свойства всех тел вообще.

Правило IV. В экспериментальной философии предложения, выведенные из явлений с помощью общей индукции, должны быть почитаемы за точные или приближенно верные, несмотря на возможность противных им гипотез, пока не обнаружатся такие явления, которыми они еще более уточняются или же окажутся подверженными исключениям. Этому правилу должно следовать, чтобы доводы индукций не уничтожались гипотезами

  Правила Ньютона представляют собой глубоко продуманную и твердую методологическую платформу. И нужно признать, что она остается непоколебимой до сегодняшнего дня, потому что идеи объяснимости, наблюдаемости, простоты, причинности, относительности, симметрии, единства знания и сейчас формулируются как методологические принципы, хотя, конечно, их содержание претерпело известные изменения.

Ньютон, продолжив методологические традиции, идущие от естествоиспытателей античности и развитые учеными средневековья, а затем Галилеем, фактически завершил создание методологической системы, максимально подходящей для познания человеком макромира, завершив тем самым и первый этап развития методологии конкретно-научного уровня.

Ньютон говорит о том, что всё окружающиечеловека должно рассматриваться как приложение математики и физики. Он говорит о том, что вся трудность современной ему физики – это за заявлениями природы распознать силы природы, а затем за этими силами распознать законы природы.Если тело запустить с начальной скоростью (Uн), то оно будет стремится сохранить прямолинейное движение, но если оно отклоняется, то есть сила способная поменять траекторию движения тела – сила тяготения. Открытие закона тяготения позволило Ньютону создать единую механику земли и неба, в основе которой лежат две силы: сила инерции и сила гравитации (закон всемирного тяготения).Ньютон создаёт единую картину материального мира, в котором карпускулы и дискретные тела движутся с помощью этих двух универсальных сил. Истинность Ньютоновской механики была подтверждена экспериментально (открытие планеты Нептун)

 Три закона Ньютона:

1. Инерциальные системы отсчёта существуют.

2.В инерциальных системах отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе.

3.Тела действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль одной и той же прямой, равными по модулю и противоположными по направлению.Согласно концепции (теории) дальнодействия, тела действуют друг на друга без посредников, через пустоту, на любом расстоянии, и такое взаимодействие осуществляется с бесконечно большой скоростью (починяясь при этом определённым законам). Примером дальнодействия можно считать силу тяготения в классической теории гравитации Ньютона. 

Механическая картина мира (МКМ) создана трудами Галилея, Кеплера, Гюйгенса, Ньютона. Главной задачей Ньютона и был «синтез системы мира». Положенная в основу его труда механика давала научное объяснение природы. Для Ньютона было важно не только доказать, как Гюйгенс и Кеплер, правдоподобность идей Коперника на основе наблюдений, но и математически обосновать предпосылки всей системы, что делало ее «абсолютно достоверной». В «Математических началах натуральной философии», как видно уже из названия, Ньютон ориентировался на аксиоматический метод Евклида, только у него вместо аксиом — принципы, управляющие явлениями природы. Ньютон уходил от причин тяготения, от гипотез «о скрытых качествах», заменяя эти натурфилософские размышления результатами эксперимента. И описание движения было сведено к математическому: знание координат и скоростей тел в начальный момент по уравнениям движения определяло динамику в последующие моменты. Три закона механики Ньютона управляют движениями объектов, заполняющих пространственно-временную сцену.

Дальнодействие (непосредственное действие тел на расстоянии) и короткоде́йствие (близкодействие) — две концепции классической физики, противоборствовавшие на заре её становления.

Согласно концепции дальнодействия, тела действуют друг на друга без материальных посредников, через пустоту, на любом расстоянии. Такое взаимодействие осуществляется с бесконечно большой скоростью (но подчиняется определённым законам). Примером силы, считавшейся одним из примеров непосредственного действия на расстоянии, можно считать силу всемирного тяготения в классической теории гравитации Ньютона.

Согласно концепции короткодействия (близкодействия), взаимодействия передаются с помощью особых материальных посредников. Например, в случае электромагнитных взаимодействий таким посредником является электромагнитное поле.

В современной физике эти понятия иногда используются в другом смысле, а именно, дальнодействующими полями называют гравитационное и электромагнитное (они подчиняются в классическом пределе закону обратных квадратов), а короткодействующими — поля сильного и слабого взаимодействия, которые быстро спадают с расстоянием на больших масштабах, и поэтому проявляются лишь при малых расстояниях между частицами.

Описание теорий

Принципиальное отличие теории близкодействия, принятой на сегодняшний день, можно рассмотреть на простом примере: взаимодействии двух точечных частиц. Концепция близкодействия постулирует, что в процессе этого взаимодействия частица А испускает другую частицу — С, при этом ее скорость и импульс меняются согласно законам сохранения. Частица С поглощается частицей В, что, в свою очередь, приводит к изменению импульса и скорости последней. В результате создается иллюзия непосредственного влияния частиц A и B друг на друга.

В современной физике проводится четкое разделение материи на частицы-участники (или источники) взаимодействий (называемые веществом) и частицы-переносчики взаимодействий (называемые полем). Из четырех видов фундаментальных взаимодействий надежную экспериментальную проверку существования частиц-переносчиков получили три — сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия. Обнаружение переносчиков гравитационного взаимодействия — так называемых гравитонов — как отдельных частиц на современном уровне техники проблематично. Их существование предсказывается в некоторых квантовых расширениях Общей теории относительности и других теорях квантовой гравитации.

Важным отличием теории близкодействия от теории дальнодействия является наличие максимальной скорости распространения взаимодействий (полей, частиц), совпадающей со скоростью света.