Из истории механики

Физика — основа современного естествознания. Из истории физики.

Физика — наука об окружающем нас мире, изучающая наиболее общие свойства материи: существующие формы материи, её строение, взаимодействие и движение — механическое, тепловое, электромагнитное и др.

Физика всегда была тесно связана с другими естественными и техническими науками. Последние десятилетия отмечены проникновением физики в смежные науки и возникновением таких пограничных дисциплин, как биофизика, геофизика, физхимия, физическая экология, радиофизика и др.

Взаимодействие физики и техники можно охарактеризовать как «взаимообогащающее сотрудничество»: открытия физики раздвигают горизонты техники, позволяют создавать новые технологии, открывать принципиально новые производства (энергетика, связь, космическая, компьютерная техника и т.д.)

С другой стороны, достижения техники способствуют непрерывному совершенствованию методов физических исследований.

Из истории механики

«Крёстным отцом»[1] физики считается древнегреческий философ Аристотель (384 – 322 г. до н.э.). В его трактатах «Физика», «О небе», «Механика» и других была предпринята первая успешная попытка научной систематизации всех физических знаний того времени. В этих трудах наряду с верными наблюдениями содержатся и ошибочные, порой наивные теории. Например, Аристотель был сторонником геоцентрической модели мироздания, считал, что сила определяет не ускорение тела, а его скорость, полагал, что движение «лёгких» и «тяжёлых» тел происходит по разным законам… Эти заблуждения просуществовали почти две тысячи лет!

Революция в механике связана с именами Джордано Бруно, Кеплера, Леонардо да Винчи, Галилея и других учёных, но, прежде всего, конечно, с именем великого английского физика Исаака Ньютона (1603 – 1727).

Ньютону удалось распознать все главные закономерности механического движения. Успехи его классической механики были ошеломляющими, а область применения законов Ньютона — его «принципов» — долгое время казалась неограниченной.

Однако, в начале XX столетия фундаментальные работы Альберта Эйнштейна (1879 – 1956) ознаменовали новый этап в истории механики.

В своей теории Эйнштейн создал принципиально новое учение о пространстве и времени. Согласно этой теории, размер движущегося тела и течение времени зависят от скорости движения. Поразительным является вывод теории относительности об эквивалентности массы и энергии тела:

E = mc².

Это самая известная и одна из самых таинственных формул физики.

Вскоре оказалось, что классическая ньютоновская механика — механика макромира — не может быть использована при рассмотрении процессов, происходящих в микромире — в мире атомов, ядер, элементарных частиц. Микромир живёт по своим особым законам. Эти законы микромира изучаются в квантовой (волновой) механике. В создании этой науки участвовали многие учёные мира. Среди них Нобелевские лауреаты Эрвин Шрёдингер, Вернер Гейзенберг, Макс Борн, Поль Дирак и многие другие.

Важно отметить, что квантовая механика — механика микромира, также как и релятивистская механика Эйнштейна — механика движений с околосветовыми скоростями не отвергают классическую механику Ньютона, но переходят в неё при определённых условиях.