Физическая картина мира

- Принятие абсолютного  времени и постулирование абсолютной  и универсальной одновременности  во всей Вселенной явилось  основой для теории дальнодействия. В качестве дальнодействующей  силы выступало тяготение, которое  с 6есконечной скоростью, мгновенно и прямолинейно распространяло силы на бесконечные расстояния. Эти мгновенные, вневременные взаимодействия объектов служили физическим каркасом для обоснования абсолютного пространства, существующего независимо от времени.

До XIX в. физика была в основном физикой вещества, т. е. она рассматривала поведение материальных объектов с конечным числом степеней свободы и обладающих конечной массой покоя. Изучение электромагнитных явлений в XIX в. выявило ряд существенных отличий их свойств по сравнению с механическими свойствами тел.

Если в механике Ньютона  силы зависят от расстояний между  телами и направлены по прямым, то в  электродинамике (теории электромагнитных процессов), созданной в XIX в. английскими  физиками М. Фарадеем и Дж. К. 
Максвеллом, силы зависят от расстояний и скоростей и не направлены по прямым, соединяющим тела. А распространение сил происходит не мгновенно, а с конечной скоростью. Как отмечал Эйнштейн, с развитием электродинамики и оптики становилось все очевиднее, что "недостаточно одной классической механики для полного описания явлений природы". Из теории Максвелла вытекал вывод о конечной скорости распространения электромагнитных взаимодействий и существовании электромагнитных волн. Свет, магнетизм, электричество стали рассматриваться как проявление единого электромагнитного поля. Таким образом, Максвеллу удалось подтвердить действие законов сохранения и принципа близкодействия благодаря введению понятия электромагнитного поля.

Итак, в физике XIX в. появляется новое понятие — "поля", что, по словам Эйнштейна, явилось "самым важным достижением со времени Ньютона". 
Открытие существования поля в пространстве между зарядами и частицами было очень существенно для описания физических свойств пространства и времени. 
Структура электромагнитного поля описывается с помощью четырех уравнений 
Максвелла, устанавливающих связь величин, характеризующих электрические и магнитные поля с распределением в пространстве зарядов и токов. Как заметил 
Эйнштейн, теория относительности возникает из проблемы поля.

Специального объяснения в рамках существовавшей в конце XIX в. физической картины мира требовал и отрицательный результат по обнаружению мирового эфира, полученный американским физиком А. Майкельсоном. Его опыт доказал независимость  скорости света от движения Земли. С точки зрения классической механики, результаты опыта Майкельсона не поддавались объяснению. Некоторые физики пытались истолковать их как указывающие на реальное сокращение размеров всех тел, включая и Землю, в направлении движения под действием возникающих при этом электромагнитных сил.

Создатель электронной  теории материи X. Лоренц вывел математические уравнения (преобразования Лоренца) для  вычисления реальных сокращений движущихся тел и промежутков времени  между событиями, происходящими  на них, в зависимости от скорости движения.

Как показал позднее  Эйнштейн, в преобразованиях Лоренца  отражаются не реальные изменения размеров тел при движении (что можно  представить лишь в абсолютном пространстве), а изменения результата измерения  в зависимости от движения системы отсчета.

Таким образом, относительными оказывались и "длина", и "промежуток времени" между событиями, и даже "одновременность" событий. Иначе  говоря, не только всякое движение, но и пространство, и время.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Системный подход при изучении физической картины мира

В основе системного подхода  к изучению физической картины мира лежит необходимость человечества четко структурировать свои познания об окружающем мире. Человеку всегда было свойственно задаваться вопросом об устройстве всего сущего. Наиболее понятный и четкий в определениях всего окружающего подход нужен был человечеству. И оно придумало систематизацию и разбиение на структуры всего, что его окружало. Системный подход позволил человечеству разбить все многообразие явлений на определенные классы, различные сообщества - на системы. Он позволил говорить о системе человеческих взаимоотношений, системе налогообложения, системе питания в животном мире и т.д. Причем, говоря о какой-то системе, человек находил особые законы, которым следует эта система. 
Соединение методов системного анализа с другими науками, теорией информации 
(обмен информацией между системами), векторным анализом в многомерном пространстве состояния и синергетикой открывает в этой области новые возможности. При исследовании любого объекта или явления необходим системный подход, что включает следующие основные этапы работы:

1. Выделение объекта  исследования от общей массы  явлений. Очертание контур, пределов  системы, его основных частей, элементов, связи с окружающей средой. Установление цели исследования: выяснение структуры системы, изменение и преобразование её деятельности или наличие длительного механизма управления и функционирования. Система не обязательно является материальным объектом. Она может быть и воображаемым в мозгу сочетанием всех возможных структур для достижения определённой цели.

2. Выяснение основных  критериев для обеспечения целесообразного  или целенаправленного действия  системы, а также основные ограничения  и условия существования.

3. Определение альтернативных  вариантов при выборе структур  или элементов для достижения  заданной цели. При этом необходимо  учесть все факторы, влияющие  на систему и все возможные  варианты решения проблемы.

4. Составление модели  функционирования системы. Существенность факторов определяется по их влиянию на определяющие критерии цели.

5. Оптимизация режима  существования или работы системы.  Градация решений по их оптимальному  эффекту, по функционированию (достижению  цели).

6. Проектирование оптимальных  структур и функциональных действий системы.

Определение оптимальной  схемы их регулирования или управления.

7. Контроль за работой  системы в эксплуатации, определение  её надёжности и работоспособности.  Установление надёжной обратной  связи по результатам функционирования.

Все эти операции обычно проводят повторно в виде нескольких циклов, постепенно приближаясь к  оптимальным решениям. После каждого  цикла уточняют критерии и другие параметры модели. До настоящего времени  методы системного анализа позволяли  делать качественные, часто не совсем конкретные выводы. 
После уточнения методов определения потоков информации эти методы позволяют значительно точнее прогнозировать поведение систем и более эффективно управлять ими. В каждой системе можно выделить отдельную, более или менее сложную инфосхему. Последняя оказывает особенно заметное влияние на функционирование системы, на эффективность её работы. Только учёт инфоструктур даёт возможность охватить целостность системы и избегать применение недостаточно адекватных математических моделей. Наибольшие ошибки при принятии решений делают из-за отсутствия учёта некоторых существенных факторов, особенно учёта влияния инфопотоков. Выяснение вопроса взаимного влияния систем представляет сложную задачу, так как они образуют тесно переплетённую сеть в многомерном пространстве. Например, любая фирма представляет собою сосредоточение элементов многих других систем и иерархии: отраслевые министерства, территориальные органы власти, страховые организации, и др. Каждый элемент в системе участвует во многих системных иерархиях. Поэтому прогноз их деятельности сложен и требует тщательного информационного обеспечения. Такое же многоиерархическое строение имеют, например, клетки любого живого организма 
Специфика современных картин мира может породить впечатление, что они возникают только после того, как сформирована теория, и поэтому современный теоретический поиск идет без их целенаправляющего воздействия. 
Однако такого рода представления возникают в результате весьма беглого рассмотрения современных и следовательских ситуаций. Более глубокий анализ обнаруживает, что и в современном исследовании процесс выдвижения математических гипотез может быть целенаправлен онтологическими принципами картины мира.

 

 

4. Заключение.

Наука и будущее человечества. Естествознание как революционизирующая сила цивилизации.

Один из старинных  девизов гласит: “знание есть сила”  Наука делает человека могущественным перед силами природы. С помощью  естествознания человек осуществляет свое господство над силами природы, развивает материальное производство, совершенствует общественные отношения. Только благодаря знанию законов природы человек может изменить и приспособить природные вещи и процессы так, чтобы они удовлетворяли его потребности.

Естествознание - и продукт  цивилизации и условие ее развития. С помощью науки человек развивает материальное производство, совершенствует общественные отношения, образовывает и воспитывает новые поколения людей, лечит свое тело. Прогресс естествознания и техники значительно изменяет образ жизни и благосостояние человека, совершенствует условия быта людей.

Естествознание –  один из важнейших двигателей общественного  прогресса. 
Как важнейший фактор материального производства естествознание выступает мощной революционизирующей силой. Великие научные открытия (и тесно связанные с ними технические изобретения) всегда оказывали колоссальное (и подчас совершенно неожиданное) воздействие на судьбы человеческой истории. 
Такими открытиями были, например, открытия в ХVII в. законов механики, позволившие создать всю машинную технологию цивилизации; открытие в ХIХ в. электромагнитного поля и создание электротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники; создание в ХХ в, теории атомного ядра, а вслед за ним - открытие средств высвобождения ядерной энергии; раскрытие в середине ХХ в. молекулярной биологией природы наследственности (структуры ДНК) и открывшиеся вслед возможности генной инженерии по управлению наследственностью; и др. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно- конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др.

В современном мире наука  вызывает у людей не только восхищение и преклонение, но и опасения. Часто  можно услышать, что наука приносит человеку не только блага, но и величайшие несчастья. Загрязнения атмосферы, катастрофы на атомных станциях, повышение радиоактивного фона в результате испытаний ядерного оружия, “озонная дыра” над планетой, резкое сокращение видов растений и животных – все эти и другие экологические проблемы люди склонны объяснять самим фактом существования науки. Но дело не в науке, а в том, в чьих руках она находится, какие социальные интересы за ней стоят, какие общественные и государственные структуры направляют ее развитие.

Нарастание глобальных проблем человечества повышает ответственность  ученых за судьбы человечества. Вопрос об исторических судьбах и роли науки  в ее отношении к человеку, перспективам его развития никогда так остро  не обсуждался, как в настоящее  время, в условиях нарастания глобального кризиса цивилизации. Старая проблема гуманистического содержания познавательной деятельности приобрела новое конкретно-историческое выражение: может ли человек (и если может, то в какой степени) рассчитывать на науку в решении глобальных проблем современности? Способна ли наука помочь человечеству в избавлении от того зла, которое несет в себе современная цивилизация технологизацией образа жизни людей?

Наука - это социальный институт, и он теснейшим образом  связан с развитием всего общества. Сложность, противоречивость современной ситуации в том, что наука, безусловно, причастна к порождению глобальных, и, прежде всего, экологических, проблем цивилизации (не сама по себе, а как зависимая от других структур часть общества); и в то же время без науки, без дальнейшего ее развития решение всех этих проблем в принципе невозможно. И это значит, что роль науки в истории человечества постоянно возрастает. И потому всякое умаление роли науки, естествознания в настоящее время чрезвычайно опасно, оно обезоруживает человечество перед нарастанием глобальных проблем современности. А такое умаление, к сожалению, имеет подчас место, оно представлено определенными умонастроениями, тенденциями в системе духовной культуры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Литература

1) Л.В.Тарасов «Физика  в природе»

Москва « Просвещение», 1990 г.

2) Д.В. Кресин «Физика  сложных систем»

Москва «Просвещение», 1992 г.

3) Д.Джанколи «Физика».