Студопедия — Новейшая революция в физике в конце XIX – начале ХХ в.в
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Новейшая революция в физике в конце XIX – начале ХХ в.в






Научная революция в физике началась в 70-е годы XIX века с создания электромагнитной теории Дж.К.Максвелла. С этого времени физическая наука становится теоретической в современном смысле слова – основой теории становится не наглядная, а абстрактная математическая модель. Хорошо известен афоризм, что «теория Максвелла – это уравнения Максвелла». Революционный переворот состоял в том, что теория, которая претендовала на роль физической теории, была математической теорией, представляла собой систему математических уравнений, которые не могли быть непосредственно сопоставлены с эмпирическими объектами. Весьма характерно, что сам Максвелл не до конца осознал смысл совершённого им переворота в создании физических теорий – он упорно пытался обосновать эти уравнения с помощью построения мысленных математических моделей. Однако все попытки воплотить максвелловскую математику в неклассические механические модели были безуспешными, так что по словам А.Эйнштейна, «существенными оказались только сами уравнения и входящие в них напряженности поля как ни к чему не сводимые сущности».[20]

Иначе говоря, в теории Максвелла математическая схема впервые стала ядром, основой теории, а для этой математической схемы уже невозможно, как это было в классической физике, подобрать собственных наглядных образов. Произошла радикальная перестройка физической теории.

Помимо этого, в конце XIX века в области физики был сделан целый ряд открытий, которые не могли быть объяснены в рамках классической физики и разрушали прежние физические представления. К этим открытиям относятся:

· открытие в 1895 г. В. Рентгеном неизвестных ранее лучей, получивших впоследствии его имя;

· открытие явления радиоактивности А. Беккерелем в 1896 г., изучение которого было продолжено М.Склодовской-Кюри и П.Кюри;

· открытие Дж. Томсоном в 1897 г. первой элементарной частицы – электрона и установление зависимости его массы от скорости;

· установление М.Планком в 1900 г. несоответствия распределения энергии излучения черного тела;

· открытие Э. Резенфордом в 1911 г. ядра в атоме.

Все эти открытия разрушали представления классической физики о материи. Ситуацию, сложившуюся в физической науке на рубеже XIX—XX вв., А. Пуанкаре назвал кризисом физики. «Признаки серьезного кризиса» физики он в первую очередь связывал с возможностью отказа от фундаментальных принципов физического познания. «Перед нами «руины» старых принципов, всеобщий «разгром» таких принципов», — утверждал он.[21] Закон сохранения массы, закон сохранения количества движения, закон сохранения энергии — все эти фундаментальные принципы, которые долгое время считались незыблемыми, теперь подвергались сомнению.

Сущность революции в науке состояла в переходе исследований с макро-уровня на микро и мега-уровень, где законы макро-уровня оказались неприменимы. К концу XIX в. методологические установки классической физики уже исчерпали себя, и необходимо было изменять теоретико-методологический каркас естественнонаучного познания. Поиски новой методологии были не простыми, сопряженными с борьбой мнений, школ, взглядов, философской и мировоззренческой полемикой. В конце концов, в первой четверти XX в. естествознание нашло свои новые методологические ориентиры, разрешив кризис рубежа веков созданием двух новых способов физического познания — релятивистского и квантового.

2.5.Неклассическая наука.

Тот тип теоретизирования, который характеризуется как неклассический, относится, прежде всего, к физике. Точнее следовало бы говорить не о неклассической науке, а о неклассической физике, но поскольку физические теории изучают глубинные структуры материального мира и лежат в основе космологических построений, то в философию и методологию науки вошел именно этот термин «неклассическая наука». Концептуальные идеи были выдвинуты в теории относительности и квантовой механике.

Неклассическое естествознание связано с созданием релятивистской и квантовой физики и приблизительно охватывает период с 20-х годов ХХ века и по последнюю четверть ХХ века, хотя формирование неклассической науки началось с исследования Фарадеем и Максвеллом явлений электричества и магнетизма, которые не допускали механического толкования. Неклассическая наука, концептуальные схемы которой созданы в квантовой механике и теории относительности, описывает реальность не как совокупность тел в пространстве, а как сеть взаимосвязей.

Развитие в XIX веке электродинамики явилось предпосылкой к созданию релятивистской (от лат. relativus — относительный) физики, в рамках которой была разработана теория относительности, включающая в себя специальную (частную) и общую теории относительности.

Термин «теория относительности» был введён в 1906 году М. Планком, с целью показать, как специальная теория относительности (и, позже, общая теория относительности) использует принцип относительности.

Специальная теория относительности разрабатывалась в начале XX века усилиями таких учёных как Г. А. Лоренц, А. Пуанкаре, А. Эйнштейн и др. Специальная, или частная теория относительности — это теория структуры пространства-времени. Впервые в целостном виде она была представлена в 1905 г. А.Эйнштейном в работе «К электродинамике движущихся тел». Дальнейшим развитием специальной теории относительности стала общая теория относительности — теория гравитации, разработанная Эйнштейном в 1905—1917 г. г. Релятивистские идеи нашли широкое применение в других областях физики и космологии ХХ в.

Квантовые представления, впервые введенные в физику в 1900г. М.Планком, послужили основой для создания квантовой физики, разработанной такими учёными, какН.Бор, М.Борн, В.Гейзенберг, Л.де Бройль и рядом других. Квантовая физика включает следующие разделы: квантовая механика, квантовая теория поля, квантовая электродинамика квантовая термодинамика, квантовая гравитация и некоторые другие. Идея квантов не только лежит в основе физики микромира (атомной физики и физике элементарных частиц), но и нашла применение и в других естественных науках – в химии и биологии.

Во второй половине XX в. основное внимание физиков обращено на создание теорий, раскрывающих с позиций квантово-релятивистских представлений сущность и основания единства четырех фундаментальных взаимодействий — электромагнитного, «сильного», «слабого» и гравитационного. Эта задача одновременно является и задачей создания единой теории элементарных частиц (теории структуры материи).

В эту эпоху происходит своеобразная цепная реакция революционных перемен не только в физике, но и в других областях знания.

На основе релятивистских и квантовых представлений во второй половине ХХ века развивалась космология, в рамках которой разрабатываются различные модели Вселенной, общепризнанной среди котоых стала модель нестационарной эволюционирующей Вселенной. Большой вклад в создание нестационарной релятивистской космологии внесли такие учёные как А.Эйнштейн, А.Фридман, Леметр, Г.Гамов, Хаббл и другие.

В химии возникла квантовая химия, фактически стёршая грань между физикой и химией. Квантовая химия рассматривает строение и свойства химических соединений, реакционную способность, кинетику и механизм химических реакций на атомарном уровне (моделях электронно-ядерного взаимодействия, представленных с точки зрения квантовой механики).

Развитие биологии в ХХ веке определяется переходом исследований о живом на более глубокий уровень – молекулярный. Одним из главных событий в биологии стало становление генетики, науки о законах наследственности и изменчивости организмов.

Генетика сыграла большую роль в утверждении и развитии дарвиновской теории эволюции. Эволюционная генетика исследует генетические механизмы отбора, роль отдельных генов, генетических систем и мутационного процесса в эволюции. Фундаментальный вклад в разработку проблем генетики внесли советский генетик С. С. Четвериков, американский учёный С. Райт и английские — Дж. Холдейн и Р. Фишер, заложившие в 20—30-х гг. основы генетико-математических методов и генетической теории отбора.

Использование в качестве объектов генетических исследований микроорганизмов и вирусов, а также проникновение в генетику идей и методов химии, физики и математики привели в 40-х гг. ХХ в. к возникновению и бурному развитию молекулярной генетики.







Дата добавления: 2015-03-11; просмотров: 3051. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

Примеры задач для самостоятельного решения. 1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P   1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри: Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...

Ганглиоблокаторы. Классификация. Механизм действия. Фармакодинамика. Применение.Побочные эфффекты Никотинчувствительные холинорецепторы (н-холинорецепторы) в основном локализованы на постсинаптических мембранах в синапсах скелетной мускулатуры...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия