Механистическая картина мира

Механическая картина мира является первой физической картиной мира. В период ее возникновения, а именно в 17 веке, наиболее изученным, разработанным разделом физики была механика. И именно она стала основой механической картины мира. Именно принципы и идеи механики являлись наиболее существенными знаниями о физических закономерностях, и именно они наиболее широко отражали физические процессы, происходящие в природе. Механика, в общем смысле, рассматривает механическое движение материальных объектов (тел или частиц) в пространстве. Такими примерами механического движения являются колебания земной коры, движение небесных тел, воздушные течения и т.д. Взаимодействия, возникающие в момент механического движения, являются действиями тел друг на друга, в результате чего происходит изменение скоростей этих тел в пространстве, либо их деформация.

Галилей и Кеплер, отталкиваясь от динамических и кинематических законов Аристотеля, переосмысливали его механику и в итоге перехода от геоцентризма к гелиоцентризму пришли к своим кинематическим законам. Эти законы предопределили принципиально единую для земных и небесных тел механику Ньютона со всеми сформированными им классическими законами механики, включая универсальный закон всемирного тяготения. Галилей, рассматривая движение свободного падения тел, первым ввел понятие инерции. Решающий вклад в становление механики внес И. Ньютон.

Ньютон создал основы теории гравитационного поля, он вывел закон тяготения, определяющий силу тяготения, которая действует на данную массу в любой точке пространства, если заданы масса и положение тела, служащего источником сил тяготения, т. е. притягивающего к себе другие тела.

Кеплер открыл три закона движения планет:

1. все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых, общих для всех планет, находится солнце.

2. радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равновеликие площади.

3. квадраты сидерических периодов обращения планеты вокруг солнца пропорциональны кубам больших полуосей, их эллиптических орбит.

Законы механики считались фундаментом мироздания, согласно механической картине мира. Они регулировали движение всех материальных тел и атомов, поэтому понятие механического перемещения – другими словами, движения – является ключевым. Механическое движение – это изменение положения тела в пространстве с течением времени, и оно является единственным видом движения. Абсолютно любое движение можно считать как сумму пространственных перемещений. Три закона Ньютона объясняли движение. Все взаимодействия, согласно механической картине мира, сводятся к гравитационному взаимодействию – наличию силы притяжения между телами. Закон всемирного тяготения определяет величину этих сил. То есть, массу тела можно определить, зная массу другого тела и силу гравитации, которая является постоянным, действует всегда, между любыми телами и придает всем телам одинаковое ускорение.

Ньютоном был предложен принцип дальнодействия. Он означал, что взаимодействие между телами осуществляется без материальных посредников и мгновенно. Согласно этой концепции, пространство и время представляются как особые среды, которые вмещают в себя взаимодействующие тела. Кроме этого, Ньютоном была предложена концепция абсолютного пространства и абсолютного времени, которые существуют вне зависимости от материи. Абсолютное пространство, в соответствии с этой концепцией, играет роль вместилища материальных тел в природе. Однако на существование абсолютного пространства эти тела повлиять не способны, то есть если предположить полное исчезновение материальных тел, пространство даже в этом случае останется неизменным. То есть, пространство, время и материя являются сущностями, независимыми друг от друга. Таким образом, согласно механической картине мира, Вселенная есть четко отлаженный механизм, в котором все тела связаны между собой, существование Вселенной подчиняется строгим законам. Случайность в ней невозможна, она исключалась из механической картины мира полностью. Случайным могло бы считаться то, о чем нет знаний, но по причине того, что мир является рациональным, то получение знаний о неизвестном лишь вопрос времени. Такой принцип выражается в форме динамических законов. В механической картине мира человек являлся лишь природным объектом, наряду с другими телами, жизнь и разум не носили никакой качественной специфики. Согласно механической картине мира, исчезновение человека никаким образом не могло бы изменить что-либо в мире, он бы продолжил свое существование согласно законам. Нематериальные качества, присущие только человеку, в данной концепции не рассматривались. На данном этапе не было задачи постичь человека, он рассматривался лишь как один из элементов хорошо отлаженной системы. Считалось, что мир природный, и его объективное описание в точности отражает реальность. Механическая картина мира явилась основой для разработки земной, небесной и молекулярной механики. Развитие техники привело к тому, что механическая картина мира стала абсолютной. Представления Ньютона также были абсолютизированы, то есть все разнообразие природных явлений пытались свести к форме движения материи. Отсюда появился механистический материализм, который позже, с развитием физики, был признан несостоятельным, так как с помощью законов механики описать тепловые, электрические, магнитные явления не представлялось возможным. Стало понятно, что существенное изменение взглядов на мир стало неизбежным, физика нуждалась в новых знаниях. Механическая картина мира явилась одним из этапов развития физической картины мира, с развитием науки ее основные положения сохранились, развитие науки лишь показало, что механическая картина мира носит относительный характер. Дальнейшее развитие физики показало, что несостоятельным является не вся механическая картина мира, а лишь ее начальная философская идея, механицизм.

Три гиганта - Коперник, Кеплер и Ньютон построили новую науку - механику. Механика стала первым лидером только что возникшего в качестве самостоятельной науки естествознания. Механика впервые поставила естественнонаучное познание на научную основу.

Однако механическая атомистика не объясняла химических взаимодействий, тепловых процессов и других явлений, с которыми химики сталкивались буквально ежечасно.

Единую механику для всех земных и небесных тел, с общими для них законами инерции, динамики, действия и противодействия, а также взаимного тяготения, впервые создал И. Ньютон.

Согласно законам механики И. Ньютона гравитационные силы связывают все без исключения тела природы, они являются не специфическим, а общим взаимодействием. Законы тяготения определяют отношение материи к пространству и всех материальных тел друг к другу. Тяготение создает в этом смысле реальное единство Вселенной. Объяснение характера движения небесных тел и даже предсказание новых планет Солнечной системы было триумфом ньютоновской теории тяготения.

Поэтому долгое время в науке доминировала механистическая картина мира. Здесь можно выделить четыре следующих принципиальных момента:

1. Мир строился на едином фундаменте — на законах механики Ньютона. Все наблюдаемые в природе превращения, а также тепловые явления на уровне микроявлений сводились к механике атомов и молекул — их перемещениям, столкновениям, сцеплениям, разъединениям. Открытие в середине XIX в. закона сохранения и превращения энергии, казалось, окончательно доказывало механическое единство мира.

2. В механистической картине мира все причинно-следственные связи однозначные, здесь господствует лапласовый детерменизм.

3. В механистической картине мира отсутствует развитие — мир в целом таков, каким он был всегда. Механистическая картина мира фактически отвергала качественные изменения, сводя все к изменениям чисто количественным.

4. Механистическая картина исходила из представления, что микромир аналогичен макромиру.

По самой своей сути эта картина мира являлась метафизической, все многообразие мира сводилось к механике.

В 19 веке произошел скачок в развитии физической науки, на основе механической картины мира стали возникать элементы новой – электромагнитной картины мира.