Роль Галилео Галилея в формировании методологии науки нового времени

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

по "Истории и философии науки"

на тему: Роль Галилео Галилея в формировании методологии науки нового времени

Введение

Социально-исторический контекст

Техника в период XVI-XVII вв. прошла гигантский этап своего развития. В эту эпоху начинает господствовать новая форма производства, зародившаяся ещё в XIV-XVI вв. в Италии - мануфактура. В этой стране раньше всего сложились условия, способствовавшие зарождению капитализма в промышленности. В XVI-XVIII вв. суконные, шелковые, оружейные, стекольные и др. мануфактуры распространились во всех европейских странах.

Ещё с эпохи средневековья было унаследовано большое количество технических средств, которые использовались и в XVI веке. Наряду с ручными орудиями все более широко применялись мускульные приводы, а также устройства, использующие силу животных, силу ветра и силу воды. В XIII-XIV вв. возникает чугунолитейное производство. В XV в. появляются доменные печи, дающие чугун для дальнейшего передела на железо. Все это были зачатки новых технических средств, характерных в дальнейшем для мануфактурной эпохи.

Прогрессивной чертой данного периода был резкий рост изобретательства по сравнению со средневековьем. Количество проектов и опытов росло от столетия к столетию.

Среди изобретателей встречались представители самых различных слоев населения. Однако главную роль в создании новых изобретений играли работники производства: гидротехники, ткачи, кузнецы, часовых дел мастера, горные мастера, строители военных сооружений.

Во всех областях усложняющегося материального производства и военного дела - в судостроении, сооружении зданий, артиллерии возникает потребность в более точных расчетах, в теоретическом осмыслении, в обобщении технического опыта. Происходит все большее сближение техники с наукой. Едва ли не все выдающиеся ученые того времени, работавшие в области естественных и точных наук, - Г. Галилей, X. Гюйгенс, И. Ньютон, Г. Лейбниц,- успешно занимались изобретательством.

Именно в Новое время наука становится производительной силой общества, поскольку посредством инженерной деятельности ее открытия целенаправленно внедряются в производство. Наука теперь занимается не естественным и созданным, а решением общественно важных вопросов, становится полезной. Со временем она становится движущей силой обновления военной техники. В таких условиях формируются социальный заказ на баллистику, служившей целям оружейного дела.

Научно-историческая ситуация

Развитие науки Нового времени непосредственно шло за широким возрождением торговли и промышленности, знаменовавшим подъем буржуазии в XV и XVI веках и ее политическую победу в Англии и Голландии в XVII веке. Рождение науки следует сразу же за рождением капитализма. Тот самый дух, который разрушил застывшие формы феодализма и церкви, порвал также и с еще более старой, рабовладельческой, консервативной традицией классического мира.[5]

Революция XVI в. означала коренной интеллектуальный "сдвиг", выражением и продуктом которого является физическая наука Нового времени. Она характеризуется переходом от созерцательной жизни к деятельной, человек нового времени стремится к господству над природой, в то время как усилия античных ученых были сосредоточены на ее созерцании. Этим стремлением нового времени можно объяснить механическую направленность классической физики Галилея, Декарта, Гоббса, наука должна была сделать человека господином природы. Ученый XVII столетия был в состоянии охватить все отрасли известной в то время науки и создать в них оригинальные труды. Ньютон был не только математиком, астрономом, оптиком и механиком, но и химиком. Наука Нового времени особое место уделяет деятельности, практике в большей степени, чем это делала античная или средневековая мысль. Экспериментирование заменяет опыт и наблюдение. Оно заключалось в методологическом задавании вопросов природе на определенном языке, и последующем диалоге с ней получать знания. Таким языком, по мнению Галилея, была математика или, точнее, геометрия.

Переходу на новый уровень предшествовали усилия ученых средневековья и Ренессанса. Их деятельность можно разделить на два периода:

аристотелевская физика,

физика импетуса.

Эти этапы мы обнаруживаем в работах молодого Галилея: они раскрывают перед нами историю -- или предысторию -- формирования его мышления, руководивших им и вдохновлявших его импульсов и мотивов.

Так огромный прогресс техники начиная с XIV века и даже еще раньше явился следствием разрыва с традицией в условиях сложившейся в Европе благоприятной обстановки, когда обильные природные ресурсы должны были эксплуатироваться небольшим количеством людей, что стимулировало развитие оружейного дела.

Проблематизация исследуемой ситуации.

Проблема заключалась в отсутствие теории способной точно описать положение ядра в пространстве в процессе полета. Перед ученым стояла задача создать новые методы исследования, способные решить данную проблему.

1. Концепции курса

Для исследования роли Галилео Галилея в становлении науки нового времени мною проведен философско-методологический анализ его деятельности.

Теоретическая схема - модель объекта исследования, выражает особое видение мира под определенным углом зрения, заданным в данной теории.

Картина мира - образы предмета исследования, посредством которых фиксируются основные системные характеристики изучаемой реальности.

Научная революция - этап развития, связанный с перестройкой исследовательских стратегий, задаваемых основаниями науки.

Основание науки - системообразующий блок, который определяет стратегию научного поиска, систематизацию полученных знаний и обеспечивает их включение в культуру соответствующей исторической эпохи (идеалы и нормы исследования, научная картина мира, философские основания науки).

Научный закон - необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями, их свойствами и/или этапами развития.

Научный факт - фиксированное по установленной в науке процедуре результаты эмпирических исследований, выраженные на языке науки и обладающие новизной, достоверностью, точностью.

Метод - система регулятивных принципов и правил познавательной, практической или теоретической деятельности, выработанных субъектом на основе изучения объекта.

Методология - тип рационально-рефлексивного сознания, направленный на изучение, совершенствование и конструирование методов в различных сферах духовной и практической деятельности.

2. Формирование идеалов и норм исследования науки нового времени

2.1 Попытка решения поставленной задачи с помощью физики Аристотеля

Перед Галилеем стояла задача в определении положения ядра в полете, для решения которой он пытается использовать физику Аристотеля.

Главная особенность теории Аристотеля заключается в том, что она строится на концепции здравого смысла. Так движение разделяется на два вида: "по природе" и "насильственного". Данное разделение удачно вписывается в целостную концепцию физической реальности, концепцию, основными чертами которой, как представляется, являются следующие: а) вера в существование качественно различных "природ"; б) вера в существование Космоса; то есть, вера в существование принципов порядка, в силу которых множество реальных существ образует иерархически упорядоченное целое.

Целое, космический порядок, гармония: эти понятия предполагают, что во Вселенной вещи распределены и располагаются в некотором определенном порядке, что их локализация не является безразличной ни для них самих, ни для Вселенной, а, наоборот, любая вещь в соответствии со своей природой обладает своим собственным, однозначно определенным "местом" во Вселенной. Единственное место для каждой вещи -- и каждая вещь на своем месте: понятие "естественное место" выражает это теоретическое требование аристотелевской физики.[1]

Из этого следует, что всякое движение вызывает космический беспорядок, нарушение равновесия Вселенной, если оно является результатом принуждения, а стремление восстановить порядок - движением "по природе". Согласно его теории в основе любого движения лежит определенная причина. Покой - состояние утраты причины. Изымите причину и движение остановится. В случае движения по природе двигателем является сама природа тела, и по принуждению двигатель - взаимодействие. Из этого следует, что всякая передача движения предполагает соприкосновение.

С помощью данной теории Галилей рассматривает случай полета ядра при выстреле из пушки в вертикальном направлении. В этом опыте движение разделяется на две составляющие: это "по природе" когда ядро падает вниз и по причине, когда ядро отделяется от пушки и движется за счет реакции воздуха. Воздуху приписывается двойная роль - сопротивляющаяся среда и двигатель. Галилей прекрасно понимал, что данное приписывание воздуху роли двигателя совершенно не укладывается в концепцию здравого смысла. Теория Аристотеля она лишь перемещает проблему с тела на воздух и потому вынуждена приписывать воздуху то, в чем отказано другим телам, а именно способность поддерживать движение, отделенное от внешней причины. К тому же теория объясняла лишь причину движения, но не положение ядра в пространстве, т.е. не описывала само перемещение.

2.2 Математизация эксперимента

Предшественники Галилея для описания происходящих явлений главным образом опирались на понятии больше - меньше; быстрее - медленнее. А в области больших, малых и переменных скоростей, где органы чувств не могут дать объективной картины мира, человек не может различить характер движения (равноускоренное, равномерное,…..).

Галилей приходит к мысли, что в познание естествознания необходимо ввести число - объективная характеристика явления. Под количеством движения ученый понимает время, а под качеством движения скорость.

Таким образом, Галилей, оперируя понятиями качества и количества движения, строит физику на основе числа. Галилей утверждает: "следует измерять то, что измеримо, и делать измеримым то, что таковым не является".

Так же как и у Аристотеля, непосредственное измерение траектории падающих тел вызывало у Галилея затруднения, так как человеческое зрение не обладает достаточной быстротой для этого, а существовавшие на тот момент средства измерения времени неспособны были измерять короткие промежутки времени с необходимой точностью.

Вместо того чтобы замедлять падение тел при помощи сгущения среды, через которую они проходят, как это делал Аристотель, Галилей попытался замедлить движение, не бросая шары, а скатывая их по наклонным плоскостям. С помощью такого подхода, по его мнению, можно было отыскать способ аппроксимации свободного падения тел. Скатывая шарик по наклонной плоскости, Галилей отмечает, что, чем круче наклон, тем больше характер качения шара будет приближаться к свободному падению.

Галилей полагал, что для заданного угла наклона бруска темп изменения скорости шара не должен изменяться с расстоянием. Ученый разделяет движение на две составляющих: горизонтальное и вертикальное, открывает закона сложения движений, т.е. в предельных случаях, когда плоскость горизонтальная или вертикальная можно отдельно исследовать движение либо в горизонтальном, либо в вертикальном направлении.

Для измерения времени ученый пользуется сосудом, наполненным водой, с узким горлышком, расположенным в его нижней части. Отверстие в сосуде открывалось в начале опыта и закрывалось в конце. Собирая и взвешивая воду, вытекшую из сосуда, он определял промежуток времени, затраченный на данный этап.

В результате Галилей начинает оперировать не субъективными характеристиками движения, а объективными данными - числовыми зависимостями. Тем самым он исключает субъект из эксперимента. Результаты становятся взаимозаменяемыми и объективными.

2.3 Идеализация опыта. Принцип воспроизводимости эксперимента

Галилей изменяет экспериментально-измерительную деятельность, посредством которой выявляются существенные черты исследуемой реальности. Ученый неоднократно подчеркивает абсолютную точность своих экспериментов. Так данная измерительная схема основывается на определенных допущениях и выражается в представлениях о том, что следует учитывать в измерениях и какими взаимодействиями измеряемых объектов с приборами можно пренебречь.

Проводя эксперимент по скатыванию шара по наклонной плоскости, Галилей замечает следующие особенности, если плоскость более гладкая, то шар катится быстрей и дальше. И если шар правильной формы, а плоскость совершенно прямая, то он так же катится дальше. Так ученый отмечает, что шероховатость и форма вносит существенный вклад в характер движения, т.е. оперируя этими факторами можно добиться того, что шар будет катиться очень долго - идеализации эксперимента.

Галилей формирует принцип воспроизводимости эксперимента основанного на идеи однородности пространства. Т.е. при одинаковых начальных условиях результат эксперимента по скатыванию шарика не зависит от наблюдателя, так как шарик катится только под действием физических сил.

2.4 Мысленный эксперимент

Далее Галилей делает утверждение, а если канал будет абсолютно прямым и гладким, а сам шар правильной формы, то он будет катиться бесконечно далеко. Тем самым он делает предельный переход между реальным экспериментом и идеальным. Ученый сближает математический объект с объектом физическим, настаивая на необходимости иметь дело с идеализованными объектами, а не объектами эмпирического мира.

Тем самым он сразу решает целый ряд проблем. Во-первых, он снимает различие между физикой как наукой, объясняющей причины движения, и математикой как наукой, позволяющей описать это движение, т.е. сформулировать его закон. Во-вторых, устраняет принципиальное различие между математикой и физикой как науками и механикой как искусством. В-третьих, отменяет традиционное представление о том, что математика - это наука о неизменных сущностях, и тем самым кладет начало новому роду математики, способному как раз описывать движение и изменение, устанавливать законы изменения[4]. В-четвертых, приходит к выводу, что для механики существеннее установить закон, описывающий процесс падения тел, т.е. описывающий, как ведет себя явление, нежели устанавливать умопостигаемую его сущность, как это стремилась делать физика импетуса, да и вообще физика в рамках перипатетической программы.

Но создать идеальный эксперимент в реальных условиях не представляется возможным, поэтому ученый переходит на новый уровень экспериментирования - мысленный эксперимент (предельная экспериментальная ситуация), который может дать предельное единичное решение. Галилей рассуждает теоретически, и все его построения носят характер теоретического допущения.

Так теоретическое построение у Галилея создается до всякого опыта и независимо от него - оно представляет собой решение задачи, правильность которого лишь задним числом должна быть подтверждена в опыте. Он прибегает к мысленному эксперименту для подтверждения своего допущения.

Такое изменение значения мысленного эксперимента связано с перестройкой метода доказательства. Опыт теряет свою доказательную способность, нет таких точных инструментов, с помощью которых можно было бы измерять, на какую долю миллиметра больше свая вошла в землю, когда груз "падал" на нее с высоты, равной толщине листка, по сравнению со случаем, если бы он просто давил на нее без всякого падения.

2.5 Закон Галилея

Галилей изменяет опыт по скатыванию шарика, добавив в него ванную с песком. Опыт заключался в последовательном скатывании бронзового шарика абсолютно правильной формы по наклонной доски, в которой был прорезан канал шириною не больше одного дюйма, в ванную с песком (рисунок 1). Канал был прорезан совершенно прямым и оклеен полированной пергаментной бумагой. Шарик помещался на разную высоту доски и скатывался с измерением времени движения по доске. Ванная с песком перемещалась в вертикальном направлении.

Рисунок 1.

В процессе данного эксперимента Галилей приходит к необходимости введения принципа относительности движения. Ибо не представлялось возможным определить скорость движения шара по наклонной плоскости без нанесения на ней отметин, человек определяет, движется тело или покоится только по отношению к другим телам. Принцип относительности.

Другим кардинальным изменением в теории движения является пересмотр самого понятия движения. Он приходит к идее не разделять движение на вынужденное и естественное, а рассматривать движение как состояние, которое характеризуется скоростью.

В настоящее время приведенная зависимость известна под названием закона Галилея.

Галилей также обнаружил, что данный закон справедлив независимо от угла наклона, из чего он заключил, что закон, характеризующий ускорение тел, скатывающихся по наклонной плоскости, справедлив не только для тел, находящихся в состоянии свободного падения, но для любого тела, движущегося с ускорением, независимо от направления движения, вверх или вниз.

Это было чрезвычайно важное открытие. Во-первых, благодаря Галилею изменилось само представление о естественно-ускоренном движении. Равное ускорение предполагает равные приращения скорости через равные промежутки времени. Во-вторых, Галилею удалось убедительно продемонстрировать, что не существует принципиальной разницы между "насильственным движением" тяжелых тел, направленным вверх, и их "естественным движением", направленным вниз. В обоих случаях тела движутся с ускорением, следовательно, их движение должно описываться одним и тем же математическим законом. В сочетании с другими открытиями Галилея это стало еще одним свидетельством того, что аристотелевскую систему нельзя было просто "подправить", а требовалось провести глубокий философско-методологический анализ компонентов оснований науки, фактически их сформировать.

изобретательство ученый галилей аристотель

Заключение

Галилей по праву считается основателем науки нового времени. Его вклад, заключается в пересмотре идеалов и норм науки. Он вводит число в физику, как объективную характеристику явления. Таким образом, исключается субъективная составляющая из эксперимента, который ученый использует для доказательства своих предположений. Эксперимент - это идеальный опыт, где происходит совпадение теории и практики, он может дать единично верное решение на поставленный вопрос. Галилей переходит на новый уровень доказательства своих предположений, он начинает оперировать не физическим экспериментом, а мысленным - предельная экспериментальная ситуация, т.к. не один реальный эксперимент не может дать на столько точное решение.

При написании данной работы возникли следующие трудности:

непосредственно формулировка темы реферата по причине обширности тематик затронутых Галилеем в науке;

выбор концепции курса, с помощью которой можно было более полно показать весь вклад великого ученого;

Работа над рефератом помогла детально узнать концепции курса и научила меня анализировать материал.

Список используемой литературы

1. Койре, А. Очерки истории философской мысли / А. Койре. - М.: Прогресс, 1985.

2. Гайденко П. П. История новоевропейской философии в её связи с наукой. - М.: Наука, 1987.

3. Фейерабенд, П. Галилей и тирания истины сборник “Дело Галилея: встреча веры и науки”, Ватикан, 1985.

4. Поппер, К. Предположения и опровержения: Рост научного знания / Пер. с англ. А. Л. Никифорова, Г. А. Новичковой. -- М.: ООО "Издательство АСТ", ЗАО НПП "Ермак", 2004. -- 638 с.

5. Бернал Дж. Наука в истории общества/ Пер. с англ. А. М. Вязьминой, Н. М. Макаровой, Е. Г. Панфилова. - М.: Ин. Литература, 1956, с. 743.

6. Степин, В. С. Философия науки. Общие проблемы: учебник для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук / В.С. Степин. - М.: Гардарики, 2006. - 384с.

Размещено на Allbest.ru