Научная революция ХVI–ХVII веков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Кыргызской Республики

Кыргызско-российский славянский университет

Факультет международных отношений

Кафедра политологии

Реферат

Научная революция ХVI-ХVII веков

Выполнила:

Рузиева Тахмина

МП1-15

Бишкек 2016

Научная революция ХVI-ХVII веков охватила все стороны мировоззрения. Это был новый взгляд на мир, в результате которого возникло новое направление в науке - экспериментальное естествознание. Ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической. Этот переход был обусловлен серией открытий, связанных с именами Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта. И. Ньютон, подвел итог их исследованиям и сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде. Научная революция имеет своих предшественников. Прежде всего, это Роджер Бэкон, который утверждал, что источником познания является опыт и Николай Кузанский, сделавший существенный шаг в развитии представлений об устройстве Вселенной. Новую систему мира, находящуюся в противоречии с геоцентризмом Аристотеля предложил Николай Коперник (1473-1543). Польский математик Н. Коперник занялся разработкой гелиоцентрической системы, когда к нему обратились с предложением уточнить таблицы движения планет, известные со времен Птолемея. Он обнаружил в работе Птолемея некоторые несоответствия. В первую очередь это представления о неподвижности Земли, о ее центральном положении в системе мироздания, сложность объяснения видимых движений планет в небе. Главный аргумент Птолемея против вращения Земли - если бы она вращалась вокруг своей оси, она бы распалась на куски под действием центробежного эффекта. Коперник легко опровергает это положение Птолемея, вводя понятие о тяжести. Все тела, находящиеся на Земле и вокруг нее не разлетаются при вращении, так как обладают стремлением притягиваться к ее центру под влиянием своей тяжести. Он предполагал, что такие свойства присущи Луне, Солнцу и другим планетам. То есть, Коперник считал, что Земля и другие небесные тела не покоятся, а находятся в непрерывном движении. Следовательно, раз Земля может вращаться вокруг своей оси, она может вращаться и вокруг другого небесного тела, например Солнца. Вся система Коперника базируется на едином принципе, новом для ученых своего времени. Это - принцип относительности механических движений, согласно которому, всякое движение можно определить только относительно какой - то системы отсчета, в котором оно рассматривается.

Коперник первый ясно сформулировал гелиоцентрическую теорию строения солнечной системы. Однако у него еще 1200 лет назад был предшественник - Аристарх Самосский. Нет никаких данных, был ли Коперник знаком с работами этого ученого. В своем трактате «Об обращении небесных сфер» он приводит свою гипотезу о строении Вселенной. В обобщенном виде она была сформулирована в работе ученого « Малый комментарий».

Основные положения гелиоцентрической системы Н. Коперника:

1. Не существует одного центра для всех небесных орбит и сфер.

2. Центр Земли не является центром мира, но только центром тяготения и центром лунной орбиты.

3. Все сферы движутся вокруг Солнца, расположенного как бы в середине Вселенной, так что около Солнца находится центр мира.

4. Размер Вселенной невообразимо больше размера Солнечной системы.

5. Все небесные движения, замечаемые с Земли, есть следствие движения самой Земли. Сами же небесные тела неподвижны.

6. Земля вращается вокруг Солнца также. Как и все планеты солнечной системы.

7. Кажущиеся петлеобразные движения планет в небе связаны с неравенством скоростей вращения Земли и планет вокруг Солнца.

Согласно Копернику, Земля не является центром Вселенной, таким центром является Солнце. Вокруг Солнца, как вокруг центра, вращаются все планеты, и Земля стоит третьей в этом ряду. Вслед за последней планетой, Сатурном, на очень большом расстоянии находится сфера неподвижных звезд. Для объяснения траектории планет он все еще следует идее Птолемея об их простых круговых движениях с постоянной скоростью. Поэтому для объяснения видимого движения планет ему приходится также создавать модели с использованием эпициклов, деферентов, эксцентриков и т.д. В некоторых случаях математический аппарат, применяемый Клавдием Птолемеем, позволял с большей точностью описывать движения планет, чем способ, применяемый Коперником. Рассчитанные на основе теории Коперника таблицы движения планет стали предсказывать их положения с еще большими погрешностями.

Главная же заслуга Коперника в том, что его теория совершенно перевернула астрономические взгляды и создала новую эпоху в науке. Коперник четко изложил свою концепцию, но конкретных подтверждений ее правильности не привел. Единственное, что было определенно - то, что на основе этой концепции существенно упрощалось объяснение видимого движения планет. Роль идеи гелиоцентризма в научной революции XVI века очевидна. Новая система мира наносила удар, прежде всего по иерархической структуре мироздания. Превращение Солнца в центр движения планет лишило Землю выделенного места во Вселенной. Такой подход упраздняет иерархию небесных сфер, очень существенную в системе мира Аристотеля и подрывает основы старой парадигмы естествознания. Не все ученые приняли и поддержали новую гелиоцентрическую систему мира. Она была воспринята как математическая система, необходимая для упрощения описания траекторий движения небесных объектов. Поэтому церковные иерархи спокойно отнеслись к изложению Коперником своих идей и никаких репрессий с их стороны не последовало. Поисками точных законов гелиоцентрического планетного мира почти через пол века после смерти Коперника занялся немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571-1630). Именно он оказался основателем современной астрономии, используя массу точных наблюдений за положением планет, выполненных его учителем датским астрономом Тихо Браге. Кеплер показал, что сложная и неизящная комбинация Коперника с эпициклом и эксцентр - эпициклом не вносит ничего нового в математическое описание движения планет по сравнению с Птолемеем. Он долгое время безуспешно пытался рассчитать круговые орбиты планет. Наконец, наблюдения за движениями Марса привели его к счастливой идее попробовать вместо круга эллипс, что дало положительный результат. Был открыт первый закон Кеплера и первый закон в астрономии - закон эллиптических орбит. Этот закон говорит о том, что все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, причем Солнце находится в одном из фокусов эллипса. Кеплер установил также, что Земля и все другие планеты движутся в плоскости, проходящей через центр Солнца. Он стал искать связь между скоростью движения планет и их расстоянием от Солнца. Он пришел к выводу, что линия, соединяющая Солнце с планетой за равные промежутки времени отмеряет на орбите разные расстояния, однако площади, которые при этом покрывает радиус - вектор равны. Это открытие представляет собой знаменитый второй закон Кеплера - закон равенства площадей.

Далее Кеплер продолжил поиски общей закономерности, объединяющей все планеты, и отражающей тот факт, что планеты движутся тем медленнее, чем дальше они от Солнца. Он интуитивно высказал мнение, что причиной планетных движений является некоторая сила, исходящая от Солнца и ослабевающая с расстоянием. Так был открыт третий закон - квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей их эллиптических орбит. Эти три закона связали движение планет в единое стройное целое. Впервые ученый увидел в гелиоцентрической картине движения планет действие единой физической силы, исходящей от Солнца. Он сравнивал эту силу с действием магнита и считал, что она воздействует на расстоянии через особую тонкую среду. По мнению современных физиков, подход Кеплера к устройству мира близок и идеям, изложенным А. Эйнштейном в его общей теории относительности.

Большой интерес представляет развитие учения о строении Вселенной итальянским философом Джордано Бруно (1548-1600). Бруно, монах-доминиканец, был философом и писателем, активным борцом против религиозного диктата в науке. Он написал целый ряд работ, в которых выступал против схоластики и ее враждебности по отношению к опытному знанию. Он никогда не был ученым, таким как Коперник или Галилей. Естественнонаучные достижения являлись для Бруно лишь фактами, подтверждающими его философскую систему.

Бруно не был простым последователем коперниканства. Он постоянно подчеркивал преемственность этой идеи с учением Николая Кузанского о бесконечности и вечности Вселенной. Именно эта сторона учения Бруно и представляла особую опасность для религии. Согласно его теории, Вселенная едина, материальна, бесконечна и вечна. То, что мы видим перед собой - лишь малая часть вселенной. Фиксированному центру, каким являлась ранее Земля, а в системе Коперника стало Солнце, нет места во Вселенной. Да и само Солнце не остается неподвижным по отношению к другим солнечным системам. Каждая звезда представляет собой такое же солнце, как наше и имеет планеты. Все звездные системы находятся в постоянном движении друг относительно друга. Вселенная - одна, миры же бесчисленны. Вне Вселенной нет ничего, так как именно она представляет собой все сущее. Она вечна, не сотворена Богом, неподвижна. Смысл ее неподвижности - невозможность перемещения в другое место, так как такого места, такой пустоты не существует. В самой же Вселенной вечно происходит постоянное изменение, развитие. То есть в естествознание впервые проникает целостная картина находящейся в постоянном движении однородной Вселенной. Одним из следствий учения Бруно является идея о существовании иной разумной жизни на других планетах. Жизнь, согласно его концепции, есть вечное свойство материи, не зависящее ни от случая, ни от Бога. Он считал человека разумным животным. Бруно предполагал, что на других планетах разум мог принимать другие телесные формы, то есть, впервые в истории пытался преодолеть антропоцентристский взгляд на мир. Его концепция бесконечности Вселенной и бесконечного множества миров, их обитаемости, в которую не вписывался Бог - вот что было главным. К отречению именно от этих еретических идей его безуспешно в течение семи лет пытались склонить инквизиторы. Ничего не добившись, его осудили как нарушителя монашеского обета и еретика. И надо сказать, что философия Джордано Бруно намного опередила то время, когда гелиоцентризм, как астрономическая концепция был принят достаточно широко. Дальнейшую поддержку учение Коперника получило с развитием физики - особенно механики небесных тел. Наиболее важное развитие концепция гелиоцентризма получила в работах флорентийца Галилео Галилея (1564-1642). Галилей не только поддержал систему Коперника. Он впервые получил реальные подтверждения ее правильности. В этой связи наибольший интерес представляют его собственные многочисленные наблюдения, сделанные на изобретенном голландскими мастерами и изготовленном им самим телескопе - зрительной трубе. Ему удалось установить, что Млечный Путь- это огромное скопление отдельных звезд, которые отличаются по яркости и размерам. Он сделал вывод об их различной удаленности от нас. Следовательно, они не могли быть прикреплены к неподвижной сфере, отмечающей границу мира, как считалось в концепции Аристотеля.

Галилей обнаружил кольца Сатурна, спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто), получившие название галилеевых лун, сделал новую карту Луны и установил, что она не является идеальным шаром, а имеет неровную поверхность с горами и кратерами и обращена к Земле всегда одной стороной. Наблюдая пятна на Солнце, он определил время его обращения вокруг оси. Он определил, что все планеты, в отличие от звезд, при наблюдении их в телескоп видны в виде круглых светящихся дисков. Венера, как и Луна, с течением времени меняет свой вид от круглого диска, до узкого серпа.

Все эти исследования на практике подтвердили правильность теории Коперника.

Галилей начал серьезно заниматься исследованиями в области механики в связи с борьбой за признание учения Коперника. Необходимо подчеркнуть, что именно он впервые ввел в практику научных исследований физический эксперимент.

Работы Галилея в области кинематики в корне изменили представления ученых о причинах и характере движения.

Средневековая физика при рассмотрении движения исходила из двух фундаментальных принципов перипатетической кинематики:

1. Всякое движение предполагает двигатель.

2. Любому движению тело оказывает сопротивление. Это сопротивление должно быть преодолено, чтобы движение началось, и постоянно преодолеваемо, чтобы движение продолжалось.

Галилей изучал движение тел по наклонной плоскости и установил, что они движутся с постоянной скоростью, если отсутствует трение. Таким образом, он вышел на закон инерции: «когда тело движется по горизонтальной плоскости, не встречая сопротивления, то это движение является равномерным и продолжалось бы бесконечно, если бы плоскость простиралась в пространстве без конца». Одновременно с этим он установил второй фундаментальный закон механики - закон независимости действия сил применительно к движению тел в поле силы тяжести земли. Этот закон говорил о том, что когда тело свободно падает, то оно стремится сохранить горизонтальную составляющую своей скорости. На эту составляющую скорости сила тяжести не действует. На основе этих законов Галилей объяснил почему мы не чувствуем скорости вращения Земли, находясь на ней, То есть он сформулировал классический принцип относительности. В нем речь идет о том, что движение по инерции можно заметить, только не участвуя в этом движении, так как оно не воздействует на вещи, находящиеся в таком движении.

Из этого положения вытекает, что все системы координат, в которых справедлив закон инерции, равноправны. Следовательно, различие между покоем и движением относительно.

Главное его творение - закон свободного падения тел, движения тела, брошенного горизонтально и под углом к горизонту.

Закон свободного падения:

S = gt /2

S - пройденный путь

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/сек

t - время

Законы механики Галилея вместе с его астрономическими открытиями подводили ту физическую базу под теорию Коперника, которой тот не располагал. Из гипотезы гелиоцентрическая доктрина превращалась в теорию. Кроме того, впервые в истории человеческой мысли было сформулировано само понятие физического закона в современном его значении.

С именем Галилея связывается утверждение в науке гипотетико-дедуктивной методологии познания. Основу этого метода, составляющего ядро современного естествознания, образует логический вывод утверждения из принятой гипотезы и ее последующая эмпирическая проверка. В основе его метода лежит опыт, однако построение гипотезы базируется не непосредственно на опытных данных, а на некоей логической абстракции. Именно абстракция лежит в основе теоретических построений.

Галилей наметил также основные черты нового представления о природе материи, движении и закономерностях материального мира - механистического материализма Материя, по Галилею, обладает лишь простыми геометрическими и механическими свойствами. Это мировоззрение - механистический материализм - на долгие годы стало основным мировоззрением физиков. Параллельно с накоплением новых экспериментальных данных, разрушавших старую научную парадигму, большую роль играла разработка методов естественнонаучного познания. Большой вклад в развитие учения о научном методе внес Р. Бэкон. Проблеме метода познания посвящена его работа « Новый Органон». Основой познания, по его мнению, является опыт: наука есть опытная наука, она состоит в применении рационального метода к известным данным.

Он подробно разработал новый метод и привел схему познания с его использованием. В настоящее время в логике метод Бэкона известен, как «Индукция Бэкона». Он заключает в себе следующие ступени: накопление новых фактов, их обобщение, установление частных закономерностей, установление аксиом, подтверждение аксиом путем накопления новых фактов. Для получения объективных данных необходим не случайный набор фактов, а специально поставленный научный эксперимент.

Акцентирование значения метода позволило Бэкону выдвинуть важный для педагогики принцип, согласно которому цель образования - не накопление возможно большей суммы знаний, а умение пользоваться методами их приобретения. Призыв Бэкона к экспериментальному изучению природы явился стимулом для естествознания XVII века и сыграл великую роль в создании научных организаций, например Лондонского Королевского общества. Не менее выдающуюся роль в становлении методологии науки и естествознания, в частности, сыграл автор известной максимы: «Я мыслю, значит, я существую» француз Рене Декарт (1596-1650). Он видел конечную задачу знания в господстве человека над силами природы, в открытии и изобретении технических средств, в усовершенствовании самой природы человека.

Правила рационалистического метода Декарта состояли из четырех требований:

Допускать в качестве истинных только такие положения, которые представляются ясными и отчетливыми, не могут вызвать никаких сомнений в их истинности

Расчленять каждую сложную проблему на составляющие ее частные проблемы или задачи

Методически переходить от известного и доказанного к неизвестному и недоказанному

Не допускать никаких пропусков в логических звеньях исследования.

Метод познания природы, который предлагал Декарт, заметно отличался от метода Бэкона. По Декарту, прежде всего, нужно установить самые общие принципы, лежащие в основе всех законов и явлений природы, а затем с помощью дедукции из этих общих принципов вывести частные закономерности. На их основе можно объяснить все явления, которые происходят в природе. Сами общие принципы познаются благодаря интеллектуальной интуиции, исключительно рассудком, а не выводятся из опыта. Опыт играет роль критерия правильности выводов из общих принципов конкретных законов природы, а не критерия истинности самих общих принципов.

В этот переломный для естествознания момент появился такой выдающийся ученый, как Исаак Ньютон. За свою жизнь он сделал огромное количество открытий в естествознании и, особенно в области физики. Он завершил период становления физики как самостоятельной науки, окончательно отделил физику от натурфилософии и наметил программу ее развития. Вначале Ньютон занялся проблемами оптики. Он сконструировал новый тип телескопа - зеркальный (не добившись качественного производства линз). Главное его достижение в оптике - разработка теории, сочетавшей корпускулярные и волновые представления о свете, он открыл и объяснил дисперсию света на отдельные компоненты цветности и преломляемости, обнаружил явление дифракции света, интерференции его в тонких пластинках. Наконец, он первым измерил длину световой волны. Все эти открытия он описал в двух капитальных монографиях - «Новая теория света и цветов» (1672) и «Оптика» (1704). В 1687 году он опубликовал свой грандиозный труд - «Математические начала натуральной философии» (обычно эту монографию коротко, но многозначительно называют «Начала»). В ней он обобщил научные результаты, полученные его предшественниками Галилеем, Кеплером, Декартом, Гюйгенсом, Гуком, Галлеем и др. и свои собственные исследования. В «Началах» впервые дана общая схема строго математического подхода к решению любой конкретной задачи земной или небесной механики. Ньютон показал, что вести продуктивную научную работу можно только на основе строгой методики, продуманных экспериментов и глубокого анализа результатов. Его работа олицетворяла качественный эталон подхода к науке. Ньютон дал определение исходных понятий в физике - количества материи, эквивалентного массе, плотности; количества движения, эквивалентного импульсу и различных видов силы.

Ньютон сформулировал свои знаменитые «аксиомы или законы движения»:

1. «Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока на него не действуют другие тела».

2. «Ускорение, приобретаемое телом, пропорционально вызвавшей его силе и обратно пропорционально массе тела».

3. «Действию всегда равно и противоположно противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны».

На основе 2 и 3 законов он вывел закон сохранения количества движения для замкнутой системы.

Наконец, вершина творчества Ньютона - закон всемирного тяготения.

Надо сказать, что ряд современников и даже предшественников Ньютона - И. Кеплер, Р. Гук и другие высказывали соображения, что движение планет может быть объяснено действием силы, которая притягивает планеты к Солнцу и которая убывает пропорционально квадрату расстояния от Солнца. Однако только Ньютон, опираясь на первые два закона механики и с помощью созданных им новых математических методов, доказал, что «каждые две материальные частицы притягивают друг друга с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними».

Закон тяготения явился основой небесной механики. С его помощью было объяснено во всех деталях движение планет, Луны, комет, звезд, галактик. Этот закон используется для расчетов движения искусственных спутников, космических зондов.

Работа над законами небесной механики привела Ньютона к разработке новых математических методов. Эта разработка была, как бы вынужденной - математика для Ньютона являлась главным орудием в физических изысканиях.

Он сформулировал понятие бесконечных рядов и дал конкретное решение теоремы бинома на случай любого действительного показателя - «Бином Ньютона».

Но, конечно, главным его достижением в области математики является разработка дифференциального и интегрального исчисления, открывшая новую эпоху в математике. Правда, авторство этой разработки Ньютон делит с Готфридом Лейбницем.

Ньютон заставил физику мыслить по-своему, «классически», как мы выражаемся теперь. Можно утверждать, что на всей физике лежал отпечаток его мысли. Без Ньютона физика не совершила бы рывка, окончательно развеявшего державшиеся вплоть до XVII века античные физические концепции Аристотеля и других. Ньютон сформулировал основные представления и законы механики, сделал крупнейшие открытия в оптике. Окончательно отделил физику от натурфилософии и сделал ее самостоятельной наукой. Он сформулировал ее метод на данный период и наметил пути ее дальнейшего развития. Значение открытий Ньютона тем более велико, что они полностью сохранили свое содержание и значение, несмотря на то, что физика шагнула далеко вперед и ньютоновская физика стала частью новой физики. Физика Аристотеля, считавшаяся непререкаемой тысячу лет, ушла в историю, а физика Ньютона - осталась.

Деятельность Ньютона - это пример крупнейшей научной революции, радикальной смены практически всех научных представлений в естествознании. Со времени Ньютона возникла и стала основной и определяющей системой взглядов в науке парадигма классической физики. Значение, влияние этой революции было огромно.

Подводя итоги научной революции XVI-XVII веков, можно выделить основные представления и подходы, сформировавшие научное естествознание в рамках классической парадигмы.

натурализм - идея самодостаточности природы, управляемой естественными, объективными законами

механицизм - представление мира в качестве машины, состоящей из элементов разной степени важности и общности

квантитавизм - универсальный метод количественного сопоставления и оценки всех предметов и явлений мира, потребность в математическом аппарате

детерминизм - обусловленность всех явлений и процессов в мире естественными причинами, описываемыми с помощью законов механики

аналитизм - примат анализа над синтетической деятельностью ученых

геометризм - утверждение картины безграничного однородного, описываемого геометрией Евклида и управляемого едиными законами космического универсума

Ньютоновская механика и космология утвердились как основание нового мировоззрения, сменив господствовавшее тысячу лет учение Аристотеля и средневековые схоластические построения. Поэтому, в глазах ученых все изменения в природе сводились только к механическому перемещению ее компонентов. То есть, систематическое изучение движения материи началось с простейшей его формы - механической.

Список литературы

гелиоцентрический коперник перипатетический кинематика

1. http://www.labrab.ru/spbrosnou/uchebnicCSE/04.htm.

2. http://www.e-college.ru/xbooks/xbook198/book/index/index.html?go=part-006*page.htm.

3. Концепции современного естествознания Л.Ю. Михайлов.

Размещено на Allbest.ru