Понятие научной картины мира. Онтологический статус физической картины мира

Федеральное агенство по образованию

Волгоградский государственный  технический университет

Кафедра «Философия»

Контрольная работа

по курсу  «Методология научного творчества»

Понятие научной  картины мира. Онтологический статус физической картины мира.

Выполнил:

Проверила:

Волгоград, 2012

Под научной картиной мира классики естествоиспытатели понимают систематизированные, исторически  полные образы и модели природы и  общества. Огромен и разнообразен окружающий нас мир природы. Но каждый человек должен пытаться познать  этот мир и осознать свое место  в нем. Чтобы познать мир, мы из частных знаний о явлениях и закономерностях природы пытаемся создать общее - научную картину мира. Содержанием ее являются основные идеи наук о природе, принципы, закономерности, не оторванные друг от друга, а составляющие единство знаний о природе, определяющие стиль научного мышления на данном этапе развития науки и культуры человечества.

В каждый период развития человечества формируется  научная картина мира, которая  отражает объективный мир с той  точностью, адекватностью, которую  позволяют достижения науки и  практики. Кроме того, картина мира содержит и нечто такое, что на данном этапе наукой еще не доказано, т. е. некоторые гипотезы, предвидения, которые в будущем могут прийти в противоречие с опытом и достижениями науки, так что некоторые места в картине мира придется дополнять.

Научная картина мира уточняется и развивается  на протяжении многих веков - проникновение  в сущность явлений природы - бесконечный, неограниченный процесс, поскольку  материя неисчерпаема. С развитием  науки представления людей о  природе становятся все более  глубокими и адекватными, все  более отражающими истинное, реальное состояние окружающего мира. Неплохо  об этом сказал В. И. Ульянов*: «...человеческое мышление по природе своей способно давать и дает нам абсолютную истину, которая складывается из суммы относительных  истин. Каждая ступень в развитии науки прибавляет новые зерна  в эту сумму абсолютной истины, но пределы истины каждого научного положения относительны, будучи то раздвигаемы, то суживаемы дальнейшим ростом знания».

Мы  рассматриваем физические, химические, биологические науки. Общей формой систематизации, которая осуществляет синтез результатов этих наук со знаниями мировоззренческого порядка, является естественнонаучная картина мира. Это  синтетическое, систематизированное  и целостное представление о  природе на данном этапе развития научного познания. Ядром естественнонаучной картины мира служит картина мира лидирующей на данном этапе развития науки - физики, т. е. физическая картина  мира. Участие биологии в формировании естественнонаучной картины мира заключается  в обосновании идеи сохранения, в  разработке принципов эволюции, в  решении проблемы человека как биосоциального существа. Таким образом, мы будем в основном рассматривать объединение знаний на основе физической картины мира, но это совсем не значит, что формируется она только на уроках физики.

Не  только физические, но и многие химические и биологические явления невозможно объяснить, не обращаясь к основным закономерностям и теориям, которые  изучаются на уроках физики. Да это  и понятно: ведь физика изучает наиболее простые и наиболее общие виды движения материи, которые лежат в основе более сложных видов, изучаемых на лекциях по химии и биологии.

Достоверность результатов  моделирования тех или иных реальных явлений или процессов определяется как качеством аппроксимации  в рамках построения соответствующих  уравнений  эмпирической регрессии, так и обоснованностью применения найденных зависимостей для изучения конкретной предметной области. Далеко не всегда подобная достоверность, например существование электромагнитного  поля, наглядна для нас в обыденном  понимании. Вместе с тем по мере всё  более широкого внедрения электромагнитных явлений в производство и быт  человека, электромагнитное поле стало  не менее наглядным, чем поле тяготения.

Совершенствование систем символов в свою очередь позволяет видоизменять вещественные конструкции физических моделей. Из истории физики известно, что введение специальной символики  позволило Лагранжу и Гильберту  продвинуть геометрическую механику И. Ньютона, а несовершенство таких  фундаментальных представлений, как  бесконечная величина полной энергии  абсолютно чёрного тела, привела  М. Планка к гипотезе о световых квантах. Поиск равновесия между излучением и материей (проблема происхождения  спектра излучения нагретого  тела), которую Планк решал более  шести лет [Кляус 1980: 68], «вынудило» его редуцировать «натуральные» излучатели света до «темперированных» гармонических осцилляторов, то есть, по сути, применить в сфере оптики излучения свои познания из области музыкальной акустики. Излучатели в нагретом теле оказались «гармонизированы» (превратились в осцилляторы), и «темперированы» (дискретно распределены по частотам). Тем не менее физики посчитали, что выяснение физического смысла открытия М. Планка было результатом синтеза накопленных знаний на основе атомистического принципа, так как «связь между энтропией и вероятностью (рассматривалась им) в духе идей Больцмана» [Полак 1975:  696]. Больцман интерпретировал «самопроизвольные необратимые процессы… проявлением того, что система стремится к переходу от менее вероятного неравновесного состояния к наиболее вероятному равновесному состоянию» [Китель 1977:  47]. Формально такая связь выражается известной формулой:  S=k·ln(P), где P – термодинамическая вероятность состояния системы, а k – постоянная Больцмана. Таким образом, изменение качественной специфики представлений физических объектов непосредственно влечёт изменение онтологического содержания логико-гносеологических оснований физической картины мира.

Подобные конструктивные допущения в представлениях о  содержательной специфике физических объектов, как известно, в существенной степени являются аппроксимациями, качество которых зависит от объёма ранее накопленного эмпирического материала и от возможностей метода регрессионного анализа, привлечённого для его обработки. В объективном отношении для выработки нового эмпирического материала заметную роль сыграла «экспансия» физики в новые для неё предметные области, сопровождающаяся обнаружением качественно новых типов объектов. Но, как известно, неразвитая символика сдерживает научно-познавательный прогресс. Переход от относительно аддитивных макросистем классической физики, объясняющей логически замкнутую картину природы поиском механических причин и субстанций носителей сил, детерминируемых в наблюдаемые явления (в лапласовском смысле), к отказу от прямолинейного онтологизма  и пониманию относительности истинности теорий и картины природы привёл к скачкообразному развитию символики, которая, к примеру с позиций электродинамической теории Максвелла, феноменологической термодинамики и статистической механики, позволяет иметь альтернативные представления о структуре физической материи (непрерывность поля и дискретность материи) в виде неких спецификаций, являющихся концептуальными подструктурами классической механики, хотя и выходящими за пределы последней. Следует заметить, что синтез указанных подструктур представляет собой не просто расширение подструктуры, включающей в себя понятия и отношения других подструктур без какого-либо изменения, но предполагает радикальный пересмотр физических представлений о пространстве и времени, его непрерывности, которое не находит своё современное выражение в теоретико-множественной конструкции континуума.

Однако в отличие от классических образцов «обоснование теорий в физике предполагало экспликацию  при изложении теории операциональной основы вводимой системы понятий (принцип наблюдаемости) и выяснение связей между новой и предшествующими теориями» [Стёпин 1989:  3–8]. Поэтому новым конструктивным образам физического объекта стали соответствовать и обновлённые смыслы категорий (например, части и целого, причинности, случайности и необходимости, состояния, процесса и т.д.), которые после вторичной рефлексии эксплицировались как новое содержание философских категорий. Возможным это стало благодаря устранению диалектического противоречия между различными концептуальными подструктурами представлений теорий в принципиально новом формализме за счёт обобщения их исходных принципов. Это связано как с обобщением эмпирического и теоретического материала в новой предметной области, так и с включением в познавательный процесс новых конструктивных допущений, играющих не только конструктивную, но и инструментальную роль [Симанов 1994:  9–14]. Так, в связи с высоким уровнем фундаментальности проблем физики, предельных для современного уровня трактовки самой сущности бытия мира как целого, философские идеи в целом начинают определять методологию научного исследования:  «Физик вынужден заниматься философскими проблемами… К этому физиков вынуждают трудности их собственной науки» [Эйнштейн 1967 б]; «…каждый физик-теоретик, глубоко убежден, что его работа теснейшим образом переплетается с философией…» [Борн 1973:  44].

История науки наглядно показывает, что  в физике подобного рода обобщения  операциональной основы системы понятий имели место, в частности на основе обобщения принципа относительности. Указанное обобщение позволило осуществить синтетические процедуры между механикой и электродинамикой (между принципом относительности Галилея и положением о постоянстве скорости света в вакууме) [Омельяновский 1978:  60]. Такого рода «обобщения вплотную подвели науку к отказу не только от механики как общей концепции бытия, но и от оснований классической механики, от классического абсолютного пространства и его посленьютоновского заместителя – эфира» [Кузнецов 1982: 12].

Идеи А. Эйнштейна, Л. де Бройля, в конечном счёте, способствовали созданию волновой механики Э. Шрёдингером в 1926 г. А создание матричной механики, релятивистского обобщения волнового уравнения Э. Шрёдингера, в свою очередь, изменяло физические представления, уступая  место всё более адекватным реальности микромира конструктивным идеям. Как следствие, отбрасывается принцип непрерывности физического действия и энергии в пользу квантового постулата, вводится понятие стационарного состояния, замещается понятие динамической переменной новыми математическими объектами, отличающимися некоммутативностью умножения (q-числа и их матричное представление), вытесняется жёсткий детерминизм статистическими законами и заменяется одновременная измеримость физических характеристик системы различием совместимых и некоммутирующих величин. Кроме того, состояние как заданного точкой фазового пространства системы стало представляться состоянием векторов в бесконечномерном гильбертовом пространстве [Dirac 1973:  1–14].

Вместе с тем расширение поля исследуемых объектов открыло  путь к освоению сложных саморегулирующихся систем, которые характеризуются  уровнями организации, наличием автономных и вариабельных подсистем, массовым стохастическим взаимодействием их элементов, существованием управляющего уровня и обратных связей, обеспечивающих целостность системы. Именно втягивание таких объектов в предметное поле физического познания привело к  резкой перестройке в физической картине мира, которая уже рассматривается не статически, а как постоянно уточняемая и развивающаяся система относительно истинного знания о мире. Таким образом, в общности исходных посылок состоит то, что делает физическую картину мира основой картины мира в целом, формирующейся как результат неограниченной экстраполяции достоверных знаний на область ещё не доступную такой проверке.

 Поскольку обновлённые  смыслы категорий, соответствующие  новым конструктивным образам  физических объектов и приведшие  к новой системе познавательных  идеалов физической теории, были  связаны так же и с философским  мировоззрением и теорией познания, подобная замена не остаётся  строго в рамках одной лишь  физики. Новая категориальная сетка  по существу вводит новый образ  объекта, который предстаёт как  действительно сложная система.  Вместе с тем содержание категории  объекта позволяет рассматривать  объект уже не как самотождественную вещь, но как процесс, воспроизводящий некоторые устойчивые состояния и изменчивый в ряде других характеристик.

Таким образом, комплексный  характер логико-гносеологических проблем  при исследовании синтеза физической картины мира обосновывается в том  числе и междисциплинарной интеграцией  современной физики, в которой  преобладают по большей части  междисциплинарные, являющиеся следствием реализации идеи единства мира, и проблемно  ориентированные формы исследовательской  деятельности. Такая тенденция предполагает существование взаимосвязи, преемственности, взаимо-превращаемости различных объектов физического континуума, свойства которых суть следствия единых закономерностей, проявляющихся по-разному в зависимости от пространственно-временных масштабов. Осознание единства и взаимосвязи всех элементов мирового процесса ведёт к перестройке мышления в части возрождения на новом уровне синкретического видения мира, характерного для древних философских учений, ведь сам по себе синтез отвергает дуалистическое видение мира, а философские взгляды на мир предполагают диалектическую триаду (тезис–антитезис–синтез). Методологическая схема познания природы, таким образом, посредством физической картины мира отражает философские представления в части мировоззренческих возможностей физической картины мира.

Чтобы понять современную научную картину  мира, надо знать, как она развивалась.Начало развития научных представлений о мире восходит к VII-VI вв. до н. э. Это было время рабовладельческого общества, в котором обращение к физическому труду наказывалось презрением; поэтому природа исследовалась силой ума, а опыты игнорировались. Научные обобщения строились на начальных наблюдениях, в красочных картинах мира было еще много наивного, часто рядом с реальным отражением действительности в них уживался вымысел, который сегодня нам кажется несовместимым с мудростью древних мыслителей.*

В период развития феодального общества наряду с земледелием развивается ремесленничество, появляются мануфактуры. Их рост создает  предпосылки для возникновения  науки, опирающейся на эксперимент. Вначале опыты были примитивными и проводились без всякой системы - это было время «ползучего эмпиризма», но они подготавливали почву для  новых опытов, приводили к открытию закономерностей, которые использовались для объяснения явлений природы, построения картины мира. В это  время производство было примитивным; основным видом движения, с которым  оно имело дело, было механическое движение. Естественно, что первыми  были открыты и исследованы законы механики, они стали основой научного объяснения мира: XIV-XVIII вв. - это время  расцвета механической картины мира.

XVIII в.- век промышленного переворота  в Англии и буржуазной революции  во Франции, начало расцвета  капитализма. Развитие техники  ставит вопрос о мощных источниках  энергии, стимулирует их поиски. В связи с этим появляются  новые отрасли знания - учение  о теплоте, электричестве, магнетизме. Выяснение природы соответствующих  явлений приводит к появлению  гипотез о различных «невесомых»  материях: теплороде, флогистоне, электрических  и магнитных жидкостях. Подготавливается  почва для возникновения представлений  об электромагнитном поле, которые  прийдут в науку с открытием Фарадея. С его именем связан последующий переломный этап классической физики. Открытие электромагнитного поля изменило взгляд на мир - механическая картина мира,, согласно которой мир представлялся состоящим из пустоты и неизменных, не имеющих внутренних различий (бескачественных) частиц, пребывающих в бесконечном механическом движении, сменяется электродинамической картиной мира. Согласно этой картине в мире нет пустоты, он заполнен электромагнитным полем, все явления объясняются взаимодействием электрических зарядов.

С 1910 г. в науку начинают входить квантовые  представления, представления о  корпускулярно-волновом дуализме элементарных частиц и наступает время новой, современной картины мира.

Первые  картины мира, дошедшие до нас из глубины веков, созданы в период от 600-х до 500-х гг. до н. э. Древние  мыслители каждый по-своему искали единое в многообразии явлений окружающего  мира.

Родоначальник греческой науки Фалес, основатель философской школы в Милете, полагая началом всего воду, считал, что Вселенная в процессе зарождения возникла из воды. Диоген Лаэртский, историк древности, писал о Фалесе: «Началом всего он полагал воду, а мир считал одушевленным и полным божеств». Действующие в мире силы Фалес отождествлял с «душами», а также с богами. Например, по его мнению, магнит имеет душу, потому что он притягивает железо. Фалес учил, что все знания надо сводить к единой основе: «Многословие вовсе не является показателем разумного мнения».

Другой  мыслитель древности - Анаксимандр  первоначалом всего сущего считал «апейрон» - некое бесконечное и неопределенное начало. Все состоит из алейрона и из него возникает. Части изменяются, целое же остается неизменным. Апейрон все из себя производит сам. Находясь во вращательном движении, апейрон выделяет противоположности - влажное и сухое, холодное и теплое. Парные комбинации этих главных свойств образуют землю, воду, воздух и огонь. Земля оказывается в центре как самое тяжелое, она окружена водной, воздушной и огненной сферами. Под действием небесного огня часть воды испаряется и из Мирового океана выступает часть суши. Вокруг Земли расположены три кольца, как ободы колеса. В нижнем ободе множество отверстий, сквозь которые просматривается заключенный в нем огонь,- это звезды. В среднем ободе одно отверстие - это Луна. В верхнем также одно - Солнце. Ободы вращаются вокруг Земли, с ними вращаются и отверстия - так объяснялось движение Солнца, Луны и звезд. Отверстия способны частично или полностью закрываться - таким образом объясняли солнечные и лунные затмения.

Живое зародилось на границе моря и суши из ила под воздействием небесного  огня. Первые существа жили в море, затем  некоторые из них вышли на сушу, сбросили чешую и стали сухопутными  животными. Человек зародился в  громадной морской рыбе и уже  взрослым вышел на сушу, потому что  без родителей он бы не выжил. Такой  была картина мира Анаксимандра. Нам  она кажется абсурдной, в ней  не сходятся концы с концами, но это  была первая попытка научного объяснения мира: ведь богам в этой картине  нет места и сферы деятельности.

Анаксимен, ученик и последователь Анаксимандра, все формы природы сводил к  воздуху. Он считал, что все тела возникают из воздуха через его  разрежение и сгущение и превращаются снова в воздух; что небесные тела движутся не над Землей, а вокруг нее; что Солнце - это Земля, которая  раскалилась от своего быстрого движения.

Анаксагор - слушатель Анаксимена, как пишет  о нем Диоген Лаэртский. В центре внимания Анаксагора проблема качественного превращения тел («Каким образом из не-волоса мог возникнуть волос и из не-мяса-мясо?»), у него можно найти в зародыше идеи строения мира из элементов («Кости состоят из маленьких косточек, внутренние органы - из таких же маленьких органов; кровь - из бесчисленного множества капелек крови; золото - из кусочков золота; земля - из мелких земель, огонь - из огней, влага-из влаг, подобным же образом и все остальное»). Анаксагор считал, что вначале мир был в состоянии хаоса, все «семена» в нем были перемешаны (под «семенами» он понимал первичные, самые мелкие частицы), затем они разделились и из них образовались вещи. Анаксагор учил, что Луна, Солнце, планеты и звезды являются раскаленными камнями, что «ветры возникают оттого, что солнце разрежает воздух, молнии есть трение туч». Так думал человек, который жил более 2000 лет тому назад.

В системе  мира Гераклита роль единой субстанции играет огонь, вечно движущийся, вечно  развивающийся. Источником движения Гераклит считал борьбу противоположностей. Мир - это непрерывное развитие, непрерывное  изменение, обновление существующего. В этом непрерывном изменении  огонь становится водой, вода - землей, и обратно: земля - водой, вода - огнем. Оба противоположных процесса существуют вместе: «путь вверх и вниз - один и тот же».

Другой  мыслитель древности Эмпедокл в  качестве первоначала мироздания принимал четыре стихии - землю, воду, воздух и  огонь, которые считал пассивными, а  все процессы в мироздании объяснял борьбой двух антагонистических  начал - любви (сила притяжения) и ненависти (сила отталкивания). Он считал, что  любовь и ненависть попеременно  одерживают верх, вследствие чего мироздание проходит последовательно четыре фазы космического цикла. Эмпедокл четко  высказывает идею сохранения тождественной  себе субстанции.

Послушайте, как убедительно звучат его слова: «Сумасшедшие считают, что может  возникнуть что-то, чего никогда не было, или исчезнуть без следа  что-то существующее. Я постараюсь открыть  вам истину. В природе нет возникновения  того, что может умереть; нет полного  уничтожения; ничего, кроме смешивания и разделения соединенного. Только неучи называют это рождением  и смертью».

Основатель  античной атомистики Демокрит полагал, что «начала Вселенной суть атомы и пустота». Атомы Демокрит представлял как неделимые, плотные, непроницаемые, не содержащие в себе никакой пустоты частицы, они могут иметь самую разнообразную форму (шарообразную, угловатую, вогнутую, выпуклую и т.д.). В этом он видел объяснение разнообразия явлений и их противоположностей друг другу. Атомы «вихрем несутся во Вселенной и порождают все сложное-огонь, воду, воздух, землю,- ибо все они суть соединения каких-то атомов, которые не подвержены воздействиям и неизменны в силу своей твердости». Демокрит и другие греческие атомисты считали, что движение - вечное свойство вечных атомов. Атомы бескачественны, т. е. лишены цвета, запаха, вкуса и т. д. Все эти качества возникают в субъекте в результате взаимодействия атомов с органами чувств. Атомисты первыми стали учить о субъективности чувственных ощущений.

Мир в целом для атомистов - беспредельная  пустота, наполненная многими мирами, число которых бесконечно, потому что они образованы бесчисленным множеством атомов самых различных  форм. Земля одинаково удалена  от всех точек области космоса, а  поэтому неподвижна; вокруг нее движутся звезды.

В вопросе  о происхождении жизни Демокрит придерживался материалистических взглядов Анаксимандра и Эмпедокла. Живое возникло из неживого вследствие действия законов природы, без всякого творца. Согласно Демокриту, после образования Земли поверхность ее вздулась, образовав покрытые тонкой кожицей гнилостные пузыри, внутри которых были живые плоды. После того как пузыри увеличились и лопнули, из плодов образовались люди и животные. Демокрит пытался объяснить, почему в его время не рождаются живые существа из пузырей Земли: Земля уже не та, и небо не то; только иногда можно заметить, как в гниющей земле зарождаются живые существа. Это ошибочное мнение о самозарождении червей, гусениц, насекомых долго бытовало в науке. Так, у Овидия можно прочитать: «Из павших кон^й боевых черно-желтые шершни родятся».

Говоря  о картинах мира, созданных древними мыслителями, более подробно следует  остановиться на картине мира, которую  создал Аристотель. Эта картина мира продержалась в науке почти два  тысячелетия.

Аристотель - древнегреческий философ и ученый. Всеобъемлющий ум, мудрость и авторитет  Аристотеля содействовали тому, что  его учение так долго господствовало в науке. Его труды насчитывают  много томов, их можно считать  энциклопедией научных знаний того времени: в них встречаются рассуждения, относящиеся к физике, космогонии, биологии, метеорологии, математике, политике, этике, риторике и др.

Обратимся к физическим воззрениям Аристотеля и постараемся понять, почему его  космогония и физика оказались чрезвычайно  удобными для церкви.

Мир Аристотеля состоит из пяти стихий - земли, воды, воздуха, огня и эфира. Материя в его понимании - это  то, «из чего вещь состоит», и то, «из чего вещь возникает». Материя  у Аристотеля делима до бесконечности, он не признает пустоты. Все многообразие веществ на земле Аристотель конструирует из таких активных качеств, как холодное и теплое, и таких пассивных, как  сухое и влажное. Земля - сочетание  холодного с сухим, огонь - теплого  с сухим, воздух - теплого с влажным, вода - холодного с влажным. Эти четыре элемента существуют в мире, где все бесконечно меняется, где наблюдаются различные виды движения: возникновение, уничтожение, перемещение в пространстве пре-рывное и непрерывное, равномерное и неравномерное.

В небесном мире все тела состоят из некоего  вещества - эфира, который заполняет  все пространство над землей, водой, воздухом и огнем. Эфир вечен, он не меняется и не превращается в другие элементы. Небесные тела движутся, совершая непрерывные круговые движения.

Вселенная Аристотеля конечна, ее ничто не объемлет, вне ее находится только перводвигатель - бог. Бог Аристотеля безличный. Под его жизнью Аристотель понимает деятельность его разума, сам бог и есть чистый деятельный разум. Представления Аристотеля о боге весьма не конкретны. Но Аристотель не мог обойтись без бога, так как без него он не мог объяснить движение звезд, планет, Луны и Солнца. Согласно Аристотелю, все небесные тела прикреплены к сферам, движутся не сами тела, а эти эфирные сферы.* Первую сферу, на которой находятся звезды, движет бог, движение первой сферы передается другим сферам, все ниже и ниже, вплоть до Земли, где вследствие несовершенства подлунных элементов совершенное круговое движение распадается на множество несовершенных. Космос Аристотеля вечен во времени и вечно его движение, но вечность движения - результат вечной деятельности бога.

Одна  из центральных проблем, которая  занимала Аристотеля,- проблема механического  движения. Основным положением его  механики является утверждение: «Движущееся  тело останавливается, если сила, его  толкающая, прекращает свое действие...»**. Очевидно? Конечно. Прекратите двигать  книгу, и она будет спокойно лежать на столе. Перестаньте тянуть санки, и они остановятся. Но очевидность  не всегда доказательство истины. Вчитайтесь еще раз в тезис Аристотеля: утверждение, заключающееся в нем, совершенно не учитывает проявления инерции. Нам понятно, что для  движения тела, которое находится  вне действия других тел, не надо никакой  движущей силы, оно будет двигаться  равномерно и прямолинейно сколь  угодно долго уже потому, что существует и обладает массой. Но Аристотель не увидел проявления инерции в окружающем мире, он заставил бога денно и нощно  вращать небосвод. В объяснении, например, движения стрелы, выпущенной из лука, Аристотель исходил из утверждения, что природа «боится пустоты»: стрела выталкивает воздух и воздушные  массы, устремляясь в пустоту, образовавшуюся за стрелой, толкают ее.

Натурфилософские  взгляды древних греческих мыслителей кажутся нам наивными. Но именно греческими учеными были поставлены все основные проблемы, касающиеся развития естествознания, строенияяматерии и материального мира, проблема движения, проблемы жизни и эволюции и др.

Первый сокрушительный удар по системе мира Аристотеля нанес  выдающийся польский ученый Николай  Коперник. В мае 1543 г. увидело свет его сочинение «О вращениях небесных сфер». В обращении к читателю, напечатанном на титульном листе, автор  указывал, что в книге рассмотрены  движения звезд и планет, «представленные  на основании как древних, так  и современных наблюдений; развитые на новых и удивительных теориях». Обращение заканчивалось словами: «Поэтому, усердный читатель, покупай, читай и извлекай пользу. Да не входит никто, не знающий математики». С  выходом этой книги в науке  началось формирование представлений  о гелиоцентрической системе  мира.

В системе мира Коперника  Земля вращается вокруг своей  оси и вместе с другими планетами  вокруг Солнца. Сфере звезд Коперник приписал покой. Так Земля перестала  быть центром мироздания, стала обычной  планетой Солнечной системы. Эти  взгляды противоречили вековым, установившимся представлениям о мире, поддерживаемым не только наукой, но и  церковью. К отрицанию системы  мира, созданной Аристотелем, Коперника  привели размышления над этой системой: диаметр сферы, на которой  укреплены звезды, огромен, поэтому  она должна иметь невероятно большую  скорость, чтобы успеть обернуться вокруг Земли за сутки. Почему природа  именно так устроила мир? Не проще  ли было Земле вращаться вокруг своей  оси, ведь эффект был бы тот же... И  Коперник приходит к выводу, что  вращается Земля.

«Почему не признать,- пишет  он,- что небу принадлежит только видимость суточного обращения, действительность же его - самой Земле, так что здесь происходит то, о  чем сказано в «Энеиде» Вергилия: «От гавани мы отплываем, а земли  и села от нас убегают. Ибо когда  корабль движется спокойно, то все, что находится вне его, представляется морякам таким, как если бы все  это двигалось по подобию корабля: самих себя и все, что при них, они считали покоящимися». Так  в науке вместе с гелиоцентрической  картиной мира появляется идея относительности  механического движения.

Сам Коперник мало успел  сделать, чтобы утвердить свое учение, он боялся церкви и не спешил обнародовать свои идеи. Однако великое творение Коперника сыграло огромную роль не только в истории естествознания, но и в истории мировой науки. Ф. Энгельс так характеризует  его значение: «Революционным актом, которым исследование природы заявило  о своей независимости... было издание  бессмертного творения, в котором  Коперник бросил - хотя и робко и, так сказать, лишь на смертном одре - вызов церковному авторитету в вопросах природы». Отсюда начинает свое летосчисление освобождение естествознания от теологии.