Концептуальные основы физики

В настоящее время под естествознанием подразумевается в основном знание о том, что в природе, во Вселенной  действительно есть или, по крайней мере, возможно. Первоначально к физике Аристотель относил проблемы устройства, происхождения, организации всего, что есть во Вселенной, даже жизни. Само слово физика, греческое по происхождению, близко к русскому слову природа. Таким образом, первоначально естествознание называлось физикой. Естествознание - наука о явлениях и законах природы.

Первая естественнонаучная картина мира сформировалась на основе изучения простейшей, механической формы движения материи. Она исследует законы перемещения земных и небесных тел в пространстве и времени. В дальнейшем, когда  эти законы и принципы были перенесены на другие явления и процессы, они стали основой механической картины мира.

Созданием классической механики наука обязана Ньютону, но почву для него подготовил Галилей и Кеплер. Ведь Галилео  Галилей (1564-1642):Заложил основы механистического естествознания; Доказал справедливость гелиоцентрической системы; Иоганн  Кеплер (1571-1630):Установил три закона движения планет относительно Солнца; Исаак  Ньютон (1643-1727):Создал классическую механику (сформулировал три основных закона движения, закон всемирного тяготения и т.п.); Завершил построение механистической картины мира. Характерные особенности которой:

1. Дискретная (корпускулярная) модель реальности:

Материя – вещественная субстанция, состоящая из атомов или корпускул

Атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса.

2. Концепция абсолютного пространства и времени:

Пространство трехмерно, постоянно и не зависит от  материи

Время не зависит ни от пространства, ни от материи

Пространство и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер.

3. Все механические процессы подчиняются  принципу детерминизма.

4. Движение – простое механическое перемещение. Законы движения – фундаментальные законы мироздания. Тела двигаются равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения есть действие на них внешней силы (инерции). Мерой инерции является масса. Универсальным свойством тел является сила тяготения, которая является дальнодействующей.

5. Принцип дальнодействия – взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии.

6. Тенденция сведения закономерностей высших форм движения материи к закономерностям простейшей его формы – механическому движению.

Уже в XIX в. физики дополнили механическую картину мира электромагнитной. Дальнейшее их исследование показало, что между ними существует глубокая взаимосвязь, что заставило ученых создать единую электромагнитную теорию.

Действительно, датский ученый Х.Эрстед, поместив над проводником, по которому идет электрический ток, магнитную стрелку, обнаружил, что она отклоняется от первоначального положения. Это привело ученого к мысли, что электрический ток создает магнитное поле. Позднее англ.физик М.Фарадей, вращая замкнутый контур в магнитном поле, открыл, что в нем возникает электрический ток. На основе опытов Эрстеда, Фарадея и др.ученых Дж.Максвелл создал свою электромагнитную теорию, т.е. теорию о существовании единого электромагнитного поля. Таким путем было показано, что в мире существует не только вещество в виде тел, но и физические поля.

В рамках электромагнитной картины мира сложилась  полевая, континуальная (непрерывная) модель реальности:

Материя – единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами – электрическими зарядами и волновыми движениями в нем

Мир – электродинамическая система, построенная из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поляЭлектрические и магнитные явления были известны давно, но изучались они обособленно друг от друга.

После того как объектом изучения физиков наряду с веществом стали разнообразные поля, картина мира приобрела более сложный характер. Тем не менее в первое время ученые пытались объяснить электромагнитные процессы, в том числе и световые явления, с помощью механических моделей, основанных на понятиях и принципах механической картины мира.