Лекция (1183880), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

2. Средневековая Европа.

С 10 века на той части западной римской империи, где до этого господствовали варвары, стали основывать государства. Сначала по необходимости в образованных людях стали появляться сначала "колледжи" и потом университеты. Они были под большим влиянием церкви, ибо это было неизбежно - они оттуда вышли, уставы практически не отличаются от уставов монашеских обителей. Переизобрели бумагу и компас (12 век), 13 век -огнестрельная артиллерия, 14 - книгопечатание, Гуттенберг. В производственном плане запад обогнал восток. Учение о двойственности истины не прижилось. Главный догмат - томизм (Фома Аквинский, схоластика - "ученистика"). Развивается учение об импетусе, Аристотель был канонизирован, хотя много чего из его учений было выкинуто. Появляется представление о силе, которая, однако, включала в себя и импульс, и энергию. Была живая сила, мёртвая. Появилось понятие количества материи, стало ясно, что импетус пропорционален произведению скорости на количество материи (масса или вес - у кого как). Но это некуда было применить. Т.о. арабы получили всё от Рима, варвары запада римские знания уничтожили, потом получив их от арабов.

3. Период возрождения. Галилео Галилей (15 - первая половина 17 века, обобщённый вариант).

1453 год - турки заняли Константинополь. Путь на восток был закрыт. В 1492 году Колумб открыл Америку, ища этот самый путь. 1519-1522 - кругосветное путешествие Магеллана, Земля - шар. Стали строить огромные храмы - для престижа государства. В результате развития техники жизнь в Европе значительно изменилась. Знати хотелось жить так же, как в античности, ибо в замках сыро и холодно. Возникла потребность в специалистах.

Леонардо да Винчи. 1452- Занимался инженерным делом, открыл выражение для силы трения скольжения. F=0.25P. (Р - вес тела). Развивал теорию импетуса, но не разделял его на составляющие. Прогресса он достиг в оптике - открыл законы перспективы. Сделал огромное число изобретений - хотя много ему приписывается - а так как в его время за неверные слова наказывали, то ему приходилось их шифровать. Считают, что он изобрёл парашют, паровую пушку и чуть ли не подводную лодку.

Николай Коперник. 1473-1543. Родился в Польше, учился ещё и в Италии. Служил каноником в соборе. Занимался астрономией, написал рукописную книгу "Малые комментарии" - в начале 16 века, рукописная книга. Там было начальное представление о гелиоцентрической системе. Вторая книга была опубликована - "Об обращениях небесных сфер" - 1543 год, уж очень он хотел чтоб после смерти. 6 глав. В первой - гелиоцентрическая система мира. Во второй - вопросы сферической астрономии, каталог известных звёзд. 3-6 части - описание движения земли, луны и всех известных на то время планет. Проблемы:

1. Почему мы не видим движения звёзд - по-видимому, они находятся на очень большом расстоянии, поэтому не видим параллакса.

2. Почему тела не слетают с земли - движение вместе с землёй является естественным, т.е. не требует внешних сил.

3. А как описывать движение небесных тел - эпициклы, эксцентрики.

К книге прилагалось два предисловия - в одном Коперник извинялся за открытие, во втором эта теория предлагалась как удобный способ описания движения планет. Сам Коперник не боролся за свою идею.

Джордано Бруно - полемист, развил теорию дальше. Считал, что любой человек может быть центром вселенной. Итог известен (1600 год).

Гильберт. "О магните..." - 1600 год. Сделал вывод, что земля обладает магнетизмом, магнитный полюс совпадает с географическим (что это не так, знал ещё Колумб). Движение земли вокруг солнца определяется магнитными силами. Это неверно, конечно, но хоть какие-то силы были введены. Ввёл понятие наэлектризованных, или электрических, тел.

Кеплер. Открыл свои законы (1602 и 1618 годы). "Астрология - незаконнорожденная дочь астрономии и должна кормить свою мать, чтобы та не умерла с голоду". Проанализировав Гильберта, пришёл к выводу, что эта сила обратно пропорциональна расстоянию (а не квадрату расстояния), так как не учёл трёхмерность пространства. Но это был уникальный результат.

Галилео Галилей (1564-1642). Итальянский учёный, который должен был стать врачом. Окончил пизанский университет, стал там профессором математики, сделал много разных, теперь уже классических, механических открытий, at^2/2, движение тела под углом к горизонту, падение тел. В Падуе наиболее плодотворный период деятельности. Там он узнал об изобретении подзорной трубы, и, направив её на небо, выяснил, что там жизнь как на земле - неидеальна. На солнце есть пятна, и оно вращается, у планет есть спутники, а звёзд гораздо больше, чем видно невооружённым глазом. В начале 17 века его письмо было перехвачено инквизицией, но он об этом был извещён и ушёл от ответственности. "Диалоги о двух системах мира - Птолемеевой и Коперниковой" - 1630. Написана на итальянском, что было редкостью, в форме 4х дней беседы. 3 человека - Симпличчио (Птолемей), защитник Коперника и посредник. В первый день обсуждаются общие вопросы, но с подтекстом. 2й день - механика систем, принцип относительности Галилея. В корабле мы можем и не знать - движется ли он. 3й день - астрономические открытия Галилея, деление движения небесных и земных тел не нужно, ибо и их движение неидеально. 4й день - теория приливов и отливов. Земля как баржа с водой одновременно вращается и вокруг солнца, и вокруг оси, что и приводит к приливам и отливам. Это неверно, конечно, но Галилей считал этот аргумент самым весомым. В 1633 году его вызвали в инквизицию и он отрёкся от своего учения, книгу его запретили, а в 1613-15 запретили и книгу Коперника. В 1981 году он был реабилитирован. Но, начиная с Галилея, гелиоцентрическая система мира стала общепризнанной.

Начиная с Галилея - новый метод познания. Раньше "пронаблюдал - записал", теперь "пронаблюдал - построил теорию из гипотез - проверил гипотезу на опыте". Проверка - рабская работа, а потому по Аристотелю неприемлема.

Развитие теории индукции (Бэкон) и дедукции (Декарт). Бэкон стимулировал развитие метода индукции, хоть и не был его основателем. Метод дедукции был развит Декартом до совершенства. Он же был последним натурфилософом (общепризнанным), у него была теория, объяснявшая всё. Основные постулаты: закон сохранения материи и существование у материи неисчезающего количества движения. Но в "mv" v - скаляр, а не вектор. Декарт был сторонником концепции, ныне называющейся концепцией близкодействия. Картезианство - взаимодействие не может передаваться мгновенно. По этому поводу шли споры со сторонниками Ньютона. Сторонники Декарта восприняли его теорию дедукции так: если она теория что-то не объясняет, то просто объяснение придумано неправильно. В индукции такую теорию выбрасывают. А в дедукции пришлось много чего придумывать, и вернулись в то состояние, где погибли схоласты - сколько может на конце иглы разместиться чертей - синих или зелёных. То есть погрязли в абстрактных предположениях. Ньютонианцы вроде победили, однако без Декарта невозможен Максвелл.

Аналитическая геометрия и Декарт почти синонимы. Опубликовал закон преломления света Снеллиуса - то есть официально он его открыл.

Наука в 17м веке до Ньютона.

В 17м веке принципиально изменилась. Стали появляться академии наук. В Англии это было Лондонское Королевское Общество, во Франции это была академия наук, но она не так долго просуществовала. В 1665 году вышел первый журнал Philosophycal Transactions.

Лекция 4.

Период классической физики. От Ньютона до радиоволн.

Формирование физики как науки. Исаак Ньютон. Вторая половина 17 века.

Исаак Ньютон. "Математические начала натуральной философии". 1687 год - начало физики.

Родился в 1643, в Англии, деревушке Вульфстронг, Линкольншир, умер в 1723. Воспитывался бабушкой, ибо родной отец умер, а маме было не до него с новым мужем, и Исаак мечтал сжечь её дом. В Грентеме он получил начальное образование. Но фермера из него не вышло, и в 1661 году он поступает в Кембриджский университет в качестве сабсайзера - за обучение не платил, но прислуживал. Получил бакалавра в 65м, но в том же году в Лондоне была чума, и он переехал в деревню до 68 года, где занимался только наукой. В 1668 году становится магистром и старшим членом колледжа. Обучался на люкасовской кафедре, завкаф - Барроуг, теолог/оптик. В 1669 году он стал сам завкафом, ибо имел к тому времени телескоп-рефрактор. В 1672 году за него был избран членом Лондонского Королевского Общества. Ньютон тоже любил заниматься теологией. В 1675 году - "Мемуар по оптике" - сила притяжения двух тел обратно пропорциональна расстоянию между ними. Его приоритет оспаривался всегда - Гуку он сказал, что по оптике статьи будет публиковать только после его смерти. Галлей заинтересовался законами движения планет, которые Ньютон к тому времени разрешил, но не публиковал по причине политической смуты. Однако Галлей с помощью своих связей убедил его написать эту книгу. Во избежание дискуссий написал книгу 72 года очень сложным языком. 1696 - Ньютон назначается хранителем Финансового Двора, потом - директором. На работе он вершил судьбы фальшивомонетчиков. 1703 - избран президентом ЛКО, 1705 - дворянин. 1727 - похоронен в Вестминстерском аббатстве. История с яблоком - следствие обилия кузин и племянников. Им был дан обет безбрачия (порядки университетов тех времён).

Оптика - с самых юных времён, с покупки призмы.

Механика.

Математика - основатель интегрально-дифференциального счисления.

Теплофизика - закон теплопроводности.

Теология - самая главная для него.

Лингвистика.

Основное содержание книги "Математические начала натуральной философии" - 1672.

1. Вводная часть. 34 страницы русского текста. Остальное - много сотен.

Раздел 1. Определения. Что такое количество материя или масса - это мера такового, происходящая от плотности и объёма совокупно. M = pV. Первичны плотность и объём - не обсуждаются. Так было до середины 19 века и электродинамики.

Количество движения - то, что происходит от скорости и количества материи совокупно. P = mv. Не векторно, естественно, но покомпонентно.

Сила - то, что изменяет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Раздел 2. Поучения. Пишет, что в быту понятия пространство, время, и движения часто путают. Пространство - бывает абсолютное (абсолютно неподвижное, непостижимо органами чувств, но есть - там где Бог живёт) и относительное (все мы там живём, познаём органами чувств и изучаем). Существует абсолютное (однородное изотропное время, постоянно текущее и нашим разумом не познаваемое) и относительное (нами измеряемое). Движение - абсолютное (в абсолютном пространстве и времени) и относительное. Абсолютное движение познаётся с помощью абсолютного ускорения (при вращении). Но Мах эту аналитику опроверг - вращаться можем не мы, а вселенная вокруг нас.

Раздел 3. Аксиомы, или законы движения. Их всего три.

1) – современный, практически без изменений.

2) сила, приложенная к телу, пропорциональна изменению количества движения тела. F=dP/dt=P'.

3.4) учтена электродинамика.

Книга 1. О движении тел. Теория движения тел при наличии центральных сил.

Книга 2. О движении тел. Гидродинамика. На основе собственного подхода, указывающая на неправильность Декартового подхода.

Книга 3. О системе мира. Солнечная система и описание движения её планет; теория приливов и отливов - через учёт движения Солнца.

Свои законы Ньютон для решения задач не использовал. У Ньютона дельты принципиально не стремятся к нулю - ибо теория предельных переходов была не развита. Вся механика сводилась к предельным переходам в рамках геометрии. Результат - книга для философов с математикой, хоть изначально планировал без математики. Его метод неприменим как общий метод решения, кроме как самим Ньютоном.

Открытие закона всемирного тяготения. Считается, что он открыл его в 1667 году (по версии Ньютона). Последние архивные данные были опубликованы в конце 20 века.

К 1677 году Тихо Браге очень точно провёл исследование движения планет - без телескопа. В результате многие описательные теории отвалились. Коперникова осталась, но Птолемеева всё равно была точней. Опубликованы три закона Кеплера.

Этап 1. Анализ законов Кеплера - Ньютон рассчитывает ускорение движения Луны на орбите, его делит на ускорение у поверхности. Отсюда сделан вывод, что камень падает и Луна вертится под действием силы одной природы.

Гипотеза. Для всех тел, обладающих массой, это так.

Этап 2. Ньютон был экспериментатором. Доказывал, что период колебаний маятника не зависит от массы тела - при помощи ящика с песком. Массы инертная и гравитационная - равны. Сила взаимодействия двух тел пропорциональна произведению их масс.

Характеристики

Список файлов лекций