Физическая картина мира

1.Введение.

Познание единичных вещей и процессов невозможно без одновременного познания всеобще-го, а последнее в свою очередь познается только через первое. Сегодня это должно быть ясно каж-дому образованному уму. Точно также и целое постижимо лишь в органическом единстве с его час-тями, а часть может быть понята лишь в рамках целого. И любой открытый нами "частный" закон - если он действительно закон, а не эмпирическое правило - есть конкретное проявление всеобщности. Нет такой науки, предметом которой было бы исключительно всеобщее без познания единичного, как невозможна и наука, ограничивающая себя лишь познанием особенного.

Всеобщая связь явлений - наиболее общая закономерность существования мира, представ-ляющая собой результат и проявление универсального взаимодействия всех предметов и явлений и воплощающаяся в качестве научного отражения в единстве и взаимосвязи наук. Она выражает внут-реннее единство всех элементов структуры и свойств любой целостной системы, а также бесконеч-ное разнообразие отношений данной системы с другими окружающими ее системами или явления-ми. Без понимания принципа всеобщей связи не может быть истинного знания. Осознание универ-сальной идеи единства всего живого со всем мирозданием входит в науку, хотя уже более полувека назад в своих лекциях, читанных в Сорбонне, В.И.Вернадский отмечал, что ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится, но неразрывно связан с материально энергетической средой. "В нашем столетии биосфера получает совершенно новое понимание. Она выявляется как планетное явление космического характера".

Естественнонаучное миропонимание (ЕНМП) - система знаний о природе, образующаяся в сознании учащихся в процессе изучения естественнонаучных предметов, и мыслительная деятель-ность по созданию этой системы.

Понятие "картина мира" является одним из фундаментальных понятий философии и естество-знания и выражает общие научные представления об окружающей действительности в их целостно-сти. Понятие "картина мира" отражает мир в целом как единую систему, то есть "связное целое", по-знание которого предполагает "познание всей природы и истории..."

В основе построения научной картины мира лежит принцип единства природы и принцип единства знания. Общий смысл последнего заключается в том, что знание не только бесконечно многообразно, но оно вместе с тем обладает чертами общности и целостности. Если принцип един-ства природы выступает в качестве общей философской основы построения картины мира, то прин-цип единства знаний, реализованный в системности представлений о мире, является методологиче-ским инструментом, способом выражения целостности природы.

Система знаний в научной картине мира не строится как система равноправных партнеров. В результате неравномерного развития отдельных отраслей знания одна из них всегда выдвигается в качестве ведущей, стимулирующей развитие других. В классической научной картине мира такой ведущей дисциплиной являлась физика с ее совершенным теоретическим аппаратом, математиче-ской насыщенностью, четкостью принципов и научной строгостью представлений. Эти обстоятель-ства сделали ее лидером классического естествознания, а методология сведения придала всей науч-ной картине мира явственную физическую окраску.

В соответствии с современным процессом "гуманизации" биологии возрастает ее роль в фор-мировании научной картины мира. Обнаруживаются две "горячие точки" в ее развитии... Это - стык биологии и наук о неживой природе, и стык биологии и общественных наук...

Представляется, что с решением вопроса о соотношении социального и биологического науч-ная картина мира отразит мир в виде целостной системы знаний о неживой природе, живой природе и мире социальных отношений.

2. История развития взглядов на

пространство и время в истории науки.

Даже в античном мире мыслители задумывались над природой и сущностью пространства и времени. Так, одни из философов отрицали возможность существования пустого пространства или, по их выражению, небытия. Это были представители элейской школы в Древней Греции. А знамени-тый врач и философ из г. Акраганта, Эмпедокл, хотя и поддерживал учение о невозможности пусто-ты, в отличие от элеатов утверждал реальность изменения и движения. Он говорил, что рыба, на-пример, передвигается в воде, а пустого пространства не существует.

Некоторые философы, в том числе Демокрит, утверждали, что пустота существует, как мате-рии и атомы, и необходима для их перемещений и соединений.

В доньютоновский период развитие представлений о пространстве и времени носило пре-имущественно стихийный и противоречивый характер. И только в "Началах" древнегреческого ма-тематика Евклида пространственные характеристики объектов впервые обрели строгую математи-ческую форму. В это время зарождаются геометрические представления об однородном и бесконеч-ном пространстве.

Геоцентрическая система К. Птолемея, изложенная им в труде "Альмагест", господствовала в естествознании до XVI в. Она представляла собой первую универсальную математическую модель мира, в которой время было бесконечным, а пространство конечным, включающим в себя равномер-ное круговое движение небесных тел вокруг неподвижной Земли.

Коренное изменение пространственной и всей физической картины произошло в гелиоцен-трической системе мира, развитой Н. Коперником в работе "Об обращениях небесных сфер". Принципиальное отличие этой системы мира от прежних теорий состояло в том, что в ней концеп-ция единого однородного пространства и равномерности течения времени обрела реальный эмпири-ческий базис.

Признав подвижность Земли, Коперник в своей теории отверг все ранее существовавшие представления о ее уникальности, "единственности" центра вращения во Вселенной. Тем самым тео-рия Коперника не только изменила существовавшую модель Вселенной, но и направила движение естественнонаучной мысли к признанию безграничности и бесконечности пространства.

Космологическая теория Д. Бруно связала воедино бесконечность Вселенной и пространства. В своем произведении "О бесконечности, Вселенной и мирах" Бруно писал: "Вселенная должна быть бесконечной благодаря способности и расположению бесконечного пространства и благодаря воз-можности и сообразности бытия бесчисленных миров, подобных этому...". Представляя Вселенную как "целое бесконечное", как "единое, безмерное пространство", Бруно делает вывод и о безгранич-ности пространства, ибо оно "не имеет края, предела и поверхности".

Практическое обоснование выводы Бруно получили в "физике неба" И. Кеплера и в небесной механике Г. Галилея. В гелиоцентрической картине движения планет Кеплер увидел действие еди-ной физической силы. Он установил универсальную зависимость между периодами обращения пла-нет и средними расстояниями их до Солнца, ввел представление об их эллиптических орбитах. Кон-цепция Кеплера способствовала развитию математического и физического учения о пространстве.

Подлинная революция в механике связана с именем Г. Галилея. Он ввел в механику точный количественный эксперимент и математическое описание явлений. Первостепенную роль в развитии представлений о пространстве сыграл открытый им общий принцип классической механики — принцип относительности Галилея. Согласно этому принципу все физические (механические) яв-ления происходят одинаково во всех системах, покоящихся или движущихся равномерно и прямолинейно с постоянной по величине и направлению скоростью. Такие системы называются инерци-альными. Математические преобразования Галилея отражают движение в двух инерциальных сис-темах, движущихся с относительно малой скоростью (меньшей, чем скорость света в вакууме). Они устанавливают инвариантность (неизменность) в системах длины, времени и ускорения.

Дальнейшее развитие представлений о пространстве и времени связано с рационалистической физикой Р. Декарта, который создал первую универсальную физико-космологическую картину ми-ра. В основу ее Декарт положил идею о том, что все явления природы объясняются механическим воздействием элементарных материальных частиц. Взаимодействием элементарных частиц Декарт пытался объяснить все наблюдаемые физические явления: теплоту, свет, электричество, магнетизм. Само же взаимодействие он представлял в виде давления или удара при соприкосновении частиц друг с другом и ввел таким образом в физику идею близкодействия.

Декарт обосновывал единство физики и геометрии. Он ввел координатную систему (назван-ную впоследствии его именем), в которой время представлялось как одна из пространственных осей. Тезис о единстве физики и геометрии привел его к отождествлению материальности и протяженно-сти. Исходя из этого тезиса он отрицал пустое пространство и отождествил пространство с протя-женностью.

Декарт развил также представление о соотношении длительности и времени. Длительность, по его мнению, "соприсуща материальному миру. Время же — соприсуще человеку и потому явля-ется модулем мышления". "... Время, которое мы отличаем от длительности, — пишет Декарт в "На-чалах философии", — есть лишь известный способ, каким мы эту длительность мыслим... ".

Таким образом, развитие представлений о пространстве и времени в доньютоновский период способствовало созданию концептуальной основы изучения физического пространства и времени. Эти представления подготовили математическое и экспериментальное обоснование свойств про-странства и времени в рамках классической механики.

Новая физическая гравитационная картина мира, опирающаяся на строгие математические обоснования, представлена в классической механике И. Ньютона. Ее вершиной стала теория тяготе-ния, провозгласившая универсальный закон природы — закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна