Философские воззрения ученных на вселенную

муниципальное образовательное учреждение                                                «Подшиваловская средняя общеобразовательная  школа»                         Завьяловского района Удмуртской республики

 

 

 

 

Философские воззрения ученых на вселенную

 

 

Автор- Мушегов Дмитрий Сергеевич,

ученик 10 класса Подшиваловской СОШ

Руководитель  – Стерхов Аркадий Геннадьевич,

Учитель физики, технологии и астрономии

 

 

 

 

 

 

 

Подшивалово, 2011

Содержание

 

Введение            стр.

 Глава 1 Вселенная до нашей эры……………………………………………………...4

 Глава 2  Средневековое представление о вселенной……………………….8

 Глава 3 Современное представление о вселенной………………………….11

Выводы………………………………………………………………………………………………………14

Список литературы……………………………………………………………………………………15

Приложения……………………………………………………………………………………………….16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

На дворе  XXI век. Такое представление о Вселенной как о бесконечной башне из черепах большинству из нас покажется смешным, но почему мы думаем, что сами знаем лучше? Что нам известно о Вселенной, и как мы это узнали? Откуда взялась Вселенная, и что с ней станется? Было ли у Вселенной начало, а если было, то что происходило до начала? Какова сущность времени? Кончится ли оно когда-нибудь? Достижения физики последних лет, которыми мы частично обязаны фантастической новой технике, позволяют наконец получить ответы хотя бы на отдельные из таких давно поставленных вопросов. Пройдет время, и эти ответы, может быть, станут столь же очевидными, как то, что Земля вращается вокруг Солнца, а может быть, столь же нелепыми, как башня из черепах.

И все же нам стало интересно, как же представляли себе вселенную ученные и мыслители  древности и какие теории они  выдвигали? Поэтому мы решили рассказать о философских воззрениях ученых на вселенную.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Вселенная древности.

 

На протяжении веков человек стремился разгадать  тайну великого мирового “порядка” Вселенной, которую древнегреческие философы и назвали Космосом (в переводе с греческого — “порядок”, “красота”) в отличие от Хаоса, предшествовавшего, как они считали, появлению Космоса.

Первые, дошедшие до нас естественнонаучные представления об окружающей нас  Вселенной сформулировали древнегреческие  философы в VII – V вв. до н. э. Их натурфилософские учения, опирались на накопленные ранее астрономические знания египтян, шумеров, вавилонян, арийцев, но отличались существенной ролью объясняющих гипотез, стремлением проникнуть в скрытый механизм явлений.

Наблюдение  круглых дисков Солнца, Луны, закругленной линии горизонта, а так же границы  тени Земли, наползающей на луну при  ее затмениях, правильная повторяемость  дня и ночи, времен года, восходов и заходов светил — все это наводило на мысль, что в основе строения вселенной лежит принцип круговых форм и движений, “цикличности” и равномерности изменений. Но вплоть до II в. до н.э. не существовало отдельного учения о небе, которое объединило бы все знания в этой области в единую систему. Представления о небесных явлениях, как и явлениях “в верхнем воздухе” — буквально о “метеорных явлениях”, — долгое время входили в общие умозрительные учения о природе в целом. Эти учения несколько позднее стали называть физикой (от греческого слова “фюзис” — природа — в значении “периоды, существа вещей и явлений”). Главным содержанием этой древней полуфилософской “физики”, или в нашем понимании — натурфилософии, включавшей в качестве едва ли не главных элементов космологию и космогонию, были поиски того неизменного начала, которое, как полагали, лежит в основе мира изменчивых явлений.

Все накопленные  веками знания о природе (вплоть до технического и житейского опыта) были объединены и систематизированы  Аристотелем (384 - 322 гг. до н.э.). Он большую часть жизни провел в Афинах, где основал свою знаменитую Академию. Ему же принадлежит и первая универсальная картина мира. Это было учение о структуре, свойствах и движении всего, что входит в понятие природы. Вместе с тем, Аристотель впервые отделил мир земных (вернее, “подлунных”) явлений от мира небесного, от собственно Космоса с его якобы особенными законами и природой объектов. В специальном тракте “о небе” Аристотель нарисовал свою натурфилософскую картину мира.

Под Вселенной  Аристотель подразумевал всю существующую материю, состоявшую, по его теории, из четырех обычных элементов  — земли, воды, воздуха, огня и пятого — небесного — вечно движущегося эфира, который от обычной материи отличался еще и тем, что не имел ни легкости, ни тяжести. Аристотель критиковал Анаксагора за отождествления эфира с обычным материальным элементом — огнем. Таким образом, Вселенная, по Аристотелю, существовала в единственном числе.

В картине  мира Аристотеля впервые была высказана  идея взаимосвязанности свойств  материи, пространства и времени. Вселенная  представлялась конечной и ограничивалась сферой, за пределами которой не мыслилось ничего материального, а  потому не могло быть и самого пространства, поскольку оно определялось, как  нечто, что было или могло быть заполнено материей. За пределами  материальной вселенной не существовало и времени, которое Аристотель с  гениальной простотой и четкостью  определил как меру движения и  связал с материей, пояснив, что “нет движения без тела физического”. За пределами материальной Вселенной Аристотель помещал нематериальный, духовный мир божества, существование которого постулировалось.

Древнегреческий астроном Гиппарх (ок.190 – 125 гг. до н. э.) был одним из первых, кто попытался раскрыть механизм наблюдаемых движений светил. С этой целью он впервые использовал в астрономии предложенный за сто лет до него знаменитым математиком Аполлонием Пергским геометрический метод описания неравномерных периодических движений как результата сложения более простых — равномерных круговых. Между тем именно к раскрытию простой сущности наблюдаемых сложных астрономических явлений призывал еще Платон. Неравномерное периодическое движение можно описать с помощью кругового двумя способами: либо вводя понятие эксцентрика — окружности, по которой смещен центр относительно наблюдателя, либо разлагая наблюдаемое движение на два равномерных круговых, с наблюдателем в центре кругового движения. В этой модели по окружности вокруг наблюдателя движется не само тело, а центр вторичной окружности (эпицикла), по которой и движется тело. Первая окружность называется деферентом (несущей). В дальнейшем в древнегреческой астрономии использовались обе модели. Гиппарх же использовал первую для описания движения Солнца и Луны, для которых он определил положение центров их эксцентриков, и впервые в истории астрономии разработал метод и составил таблицы для вычисления моментов затмений (с точностью до 1 – 2 часов).

Появившаяся в 134 г. до н.э. новая звезда в созвездии Скорпиона навела Гиппарха на мысль, что изменения происходят и в мире звезд. Чтобы в будущем легче было замечать подобные изменения, Гиппарх составил каталог положений на небесной сфере 850 звезд, разбив все звезды на шесть классов и назвав самые яркие звездами первой величины.

Начатое математическое описание астрономических  явлений спустя почти три века достигло своей вершины в системе  мира знаменитого александрийского астронома, географа и оптика Клавдия  Птолемея (? – 168 г.). Птолемей дополнил собственными наблюдениями до 1022 звезд каталог Гиппарха. Он изобрел новый астрономический инструмент — стенной круг, сыгравший впоследствии существенную роль в средневековой астрономии Востока и в европейской астрономии XVI в., особенно в наблюдениях Тихо Браге.

Его фундаментальный  труд — “Большое математическое построение астрономии в XVI книгах”, по-гречески “Мегале Синтаксис” — еще в древности получил широкую известность под названием “Мгистэ” (“Величайшее”). Европейцы узнали о нем от арабских астрономов, где он назывался “Ал Маджисти”, или в латинизированной трактовке — “Альмагест”. В нем была представлена вся совокупность астрономических знаний древнего мира. В этом труде Птолемей разработал математический аппарат сферической астрономии — тригонометрию. В течение столетий использовали вычисленные им таблицы синусов.

Опираясь  на достижения Гиппарха, Птолемей пошел  дальше в изучении главных тогда  для астрономов подвижных светил. Он существенно дополнил и уточнил теорию Луны, вновь переоткрыв эвекцию. Вычисленные Птолемеем на этом основании более точные таблицы положения Луны позволили ему усовершенствовать теорию затмений. Для определения географической долготы места наблюдения точное предсказание момента наступления затмений имело большое значение. Но подлинным научным подвигом ученого стало создание им первой математической теории сложного видимого движения планет, чему посвящено пять из тринадцати книг “Альмагеста”.

Глава 2. Вселенная в средние века

Средние века, сначала IV и до XV вв. включительно, были периодом значительного упадка в развитии естественнонаучных знаний на европейском континенте. Причинами  тому были гибель к началу этого  периода вместе с разрушением  государства Византии первого в  Европе греко-римского центра культуры и науки. Завоеватели — северные “варвары”, с одной стороны, и арабские племена с Аравийского полуострова, с другой — стояли на чрезвычайно низком уровне развития. Лишь спустя века более высокая античная культура стала вновь пробиваться уже в среде завоевателей, сначала в арабском мире, где раньше были переведены сохранившиеся древнегреческие научные трактаты.

К концу  первого десятилетия того же века в Европе появился мыслитель, которому суждено было начать первую великую  революцию в астрономии, он в корне  изменил всю физическую картину  мира. Этим мыслителем был гениальный польский ученый Николай Коперник (1473 – 1543). Свою систему мира великий польский астроном изложил в книге «О вращениях небесных сфер, вышедшей в год его смерти. Согласно его учению, в центре мира находится не Земля, а Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Сама же Земля является третьей по удаленности от Солнца (после Меркурия и Венеры) планетой. Она обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. За орбитой Земли расположены орбиты Марса, Юпитера и Сатурна. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник помести «сферу неподвижных звезд».

Система   мира,    предложенная   Коперником, называется гелиоцентрической.   Он просто и естественно объяснил   петлеобразное  движение  планет  тем,   что  мы   наблюдаем обращающиеся вокруг Солнца планеты не с неподвижной   Земли,   а   с   Земли,   движущейся   тоже   вокруг   Солнца |(рис.   20).   Коперник   впервые   в   астрономии   не   только   дал | правильную схему строения Солнечной системы,  но и  определил    относительные   расстояния   в   единицах   расстояния (Земля от Солнца) планет от Солнца и вычислил  период их обращения вокруг него.

Учение  Коперника нанесло сокрушительный удар геоцентрической системе мира. Оно далеко вышло за рамки астрономической   науки,    став   мощным    толчком   для    развития всего естествознания.

Позднее Галилео Галилей (1564–1642) — один из основателей современного естествознания — использовал и развивал наблюдения Браге.

В 1609 г. Галилео Галилей впервые направил   на   небо   телескоп   и   сделал  открытия,   наглядно   подтверждающие учение Коперника.  На Луне он увидел горы. Значит, поверхность Луны в какой-то степени сходна с земной   и   не   существует   принципиального   различия   между «земным» и «небесным». Галилей открыл четыре спутника Юпитера.  Их движение вокруг Юпитера опровергало ошибочное представление о том,  что только Земля может быть центром   движения   небесных   тел.   Галилей   обнаружил,   что Венера, подобно Луне, меняет свои фазы. Следовательно, Венера — шарообразное тело, которое светит отраженным солнечным светом. Изучая особенности изменения вида Венеры, Галилей сделал правильный вывод о том, что она движется не вокруг Земли, а вокруг Солнца. На Солнце, олицетворявшем  «небесную чистоту», Галилей открыл пятна и, наблюдая за ними, установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. Значит, различным небесным телам, например Солнцу, присуще   осевое   вращение.    Наконец,   он   обнаружил,   что Млечный Путь — это множество слабых звезд, не различимых невооруженным глазом. Следовательно, Вселенная значительно грандиознее, чем думали раньше, и крайне наивно было предполагать, что она за сутки совершает полный оборот вокруг маленькой Земли.

Открытия  Галилея умножили число сторонников  гелиоцентрической системы мира и одновременно заставили церковь усилить преследования коперниканцев. В 1616 г. книга Коперника «О вращениях небесных сфер» была внесена в список запрещенных книг, а изложенное в ней учение объявлено противоречащим Священному Писанию. Галилею запретили пропагандировать учение Коперника. Однако в 1632 г. ему все-таки удалось опубликовать книгу «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой», в которой он сумел убедительно показать истинность гелиоцентрической системы, чем и навлек на себя гнев католической церкви. В 1633 г. Галилей предстал перед судом инквизиции. Престарелого ученого заставили подписать «отречение» от своих взглядов и до конца жизни держали под надзором инквизиции. Лишь в 1992 г. церковь окончательно оправдала Галилея.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Современное представление о  вселенной

Началом современного этапа развития космологии являются работы замечательного советского ученого А. А. Фридмана, выполненные в 1922—1924 гг. На основе теории Эйнштейна он построил математические модели движения вещества во всей Вселенной под действием сил тяготения. А. А. Фридман доказал, что вещество Вселенной не может находиться в покое — Вселенная не может быть стационарной: она должна либо расширяться, либо сжиматься и, следовательно, плотность вещества во Вселенной должна либо уменьшаться, либо увеличиваться. Так была теоретически открыта- необходимость глобальной эволюции Вселенной.