Физические концепції епохи античності

Тип роботи:
Реферат
Предмет:
ТЕХНІЧНІ НАУКИ


Дізнатися вартість нової

Детальна інформація про роботу

Витяг з роботи

Физические концепції епохи античности

1. Специфіка перших систем теоретичного фізичного знания

В світлі сучасних историко-научных досліджень вважається, що основи теоретичного фізичного знання закладалися за доби античності у Стародавній Греції та інших країнах Середземномор’я. Державне устрій на кшталт рабовласницької демократії, відносна толерантність у виборі релігійних вірувань дозволяли обговорювати проблеми природознавства і здійснювати розмежування науку й релігії під час вирішення них. Це спричинило появу спочатку різних натурфілософських концепцій з урахуванням спостережень і експериментів, потім розробці теоретичних фізичних концепцій. З огляду на низького рівня розвитку техніки, що існувала недооцінки кількісних розрахунків й відстороненості потреб рабовласницького виробництва від досягнень науки, експеримент уже епоху античності стане ні методом сисетематической перевірки одержуваних знань, ні є основним джерелом емпіричних знань. Але поступово змінюють міфологічним поясненням явищ дійсності стали приходити спроби їх наукового обоснования.

Основной питання, котрий обіймав мислителів тим часом був питання про співвідношення єдиного і багато (інакше кажучи, з якого початку утворилося навколишнє нас безліч речей).

Фалес, котрий висловив думка, що це речі сталися із води, власне справив революційний переворот у світогляді, який означав відмови від міфологічного пояснення явищ неминучого у користь поглядів на них як перетворення речовин. Значення цього перевороту культурі суспільства важко переоцінити, бо в суті своїй сучасні уявлення про дійсності укладаються у цю парадигму (зрозуміло в конкретизированном вигляді). Після Фалесом цим шляхом пішли Геракліт, котрий висловив ідею про вогні, як першооснову всього існуючого, Анаксимандр — апейроне, Анаксагор — гомеомериях, Анаксимен — повітрі. Эмпедокл — чотирьох стихіях (вогні, повітрі, води та землі). Отже, ионийские натурфилософские концепції стверджували ідею дійсності як безупинному процесі перетворення матеріальних елементів (газоподібних, рідких, твердих).

Картина світу, побудована з урахуванням даних концепцій, не потребувала божественному втручанні, та її слабкістю було винятково описовий характер, не допускавший кількісних змін. Ця картина була доповнена Пифагором, внесла ідею пояснення явищ реальності з урахуванням математичної закономірності. Однак у області фізичних явищ дослідне пізнання подменялось містикою чисел. Ідеалом пізнання пифагорийцев було пасивне споглядання, а чи не активний експеримент. Разом про те у розвиток фізичних концепцій була важлива встановлена піфагорійцями можливість операцій із фізичними величинами зведенням їх до мері і числу, що розширювало можливості людини у перетворення природи. Отже, безсумнівно укріплювалася ідея про природному характері розвитку дійсності, яка набувала дедалі більше конкретних обрисів і перетворювалася на атомістичну концепцію, зіграла величезну роль розвитку науки.

2. Концепція атомистики

Предшествующие концепції не допускали існування порожнечі. Оскільки у світі все заповнене, то рух неможливо — даний принцип затверджувався Парменидом і пояснювався Законом Элейским (5 в. е.). Атомістична концепція, започаткована ще було покладено Левкиппом і Демокритом, струменіла з визнання нізвідки і рухомих у ній атомів — незліченних неподільних частинок (які різняться один від друга величиною і формою), різні поєднання яких утворюють безліч оточуючих речей. Крім визнання порожнечі для атомістичної концепції характерно також зізнання принципів збереження матерії (ніщо неспроможна виникнути з нічого) і збереження форм матерії (природа все розкладає на тіла, і на нуль щось переводить, тобто. у природі повторюються постійно одні й самі форми матерії). Наявність порожнечі (вакууму) довелося б в існуванні руху, бо у заповненому світі речам рухатися нікуди. Епікур, на відміну Демокрита, який долинав з панування необхідності у світі атомів, привніс у атомистику ідею випадкового відхилення атомів від закономірних траєкторій, завдяки чого вони можуть мати і утворювати тіла. Бо у поясненнях Демокрита і Эпикура відсутні ставлення до взаємній притяганні атомів, то з'єднання в цілісність при освіті речей зумовлювалося наявністю у атомів крючочков. Лукреций Кар (1 в е.) вибірковість атомів при об'єднанні в тіла пояснювалося з урахуванням принципу «такий прагне такому «. У поемі «Про природу речей «Лукреций в поетичної формі виклав основні тези атомістичної концепції. Важливою є думка про обмін тіл своїми «витіканнями «- своєрідному прообразі дальнодействующих силах тяжіння. Ідея атомістики виявилася настільки плідної, що проіснувала до нашого часу.

Концепция атомістики під час античності не могла спиратися на експериментальне доказ існування атомів. Вона спиралася на факти спостереження типу «щаблі палаців поступово стираються », «запахи переносяться », «поблизу моря одяг воложиться «тощо., що дозволило припустити існування невидимих частинок, із яких складається усе різноманіття речей.

3. Фізичне вчення Платона

Своеобразное фізичне вчення викладено Платоном в діалозі «Тімей «. Запозичивши своїх попередників уявлення про чотирьох видах матерії (землі, воді, повітрі й садити вогні), він зображує їх взаимопревращаемыми. Ці види матерії є проявом первинної матерії. Частинки (свого роду молекули) різних видів матерії різняться геометричній постаттю і розмірами. Платон, спираючись на розроблену Теэтетом геометрію правильних багатогранників, пояснював властивість видів матерії - твердість, плавкость, воздухообразность, огнеобразность — геометрією багатогранників. З п’яти видів правильних багатогранників тільки в тетраедра, октаэдра і икосаэдра всі грані однакові - вони є равносторонние трикутники, кожен із яких то, можливо розбитий на шість прямокутних равнобедренных трикутників. У додекаэдра пятиугольные межі на однакові трикутники не поділяються. Куб і додекаэдр що неспроможні перетворюватися на такі постаті, зокрема і один в друга. Бо з існуючих видів матерії самим стійким і наименьше рухомим є Земля, їй відповідає чотирикутна площину куба як найбільш забезпечує цю стійкість. Властивість інших видів матерії забезпечуються відповідними многогранниками.

4. Аристотельская физика

Физическое вчення Аристотеля відрізнялася від відповідних Демокрита і Платона своєї «антиатомистичностью «. Вважаючи досвід джерелом знань, Аристотель виступав у своєї «Фізиці «проти тлумачення почуттєво які сприймаються тіл з урахуванням недоступних спостереженню атомів. Відкидає і існування порожнечі. Досвід свідчить про тому, що замість щільніше середовище, тим вона чинить опір руху. У нескінченно розрідженому просторі опору руху немає, тому рух тіл було в ньому нескінченним, що організувати неможливо. Фізичний світ Аристотеля виходить з принципі природності: кожне тіло знає свою місце. Природний рух виникає тоді, коли тіло прагне зайняти своє природне місце (падаючий камінь прагне вниз, до землі, іскри летять вгору, до небесним огням тощо.). Тобто. все тіла з тяжкості чи легкості прагнуть центру світу або від цього. Так було в повітрі дерево прагне центру, а воді - від цього. У інших випадках, коли немає природних причин руху, він може здійснюватися лише насильно, тобто. під впливом зовнішніх сил. Таким чином, природне рух можливо під впливом тяжкості, переважають у всіх інших випадках — під впливом сили. Живі істоти у своїй русі реалізують своє природне призначення (птахи літають, риби плавають тощо.).

Для пояснення всього наявного Аристотель використовував чотири типи почав (причин): матеріальну причину (матерію — те з чого щось виникає); формальну причину (форму — те що пасивної матерії існує як, перетворює на реальність), рушійну причину (дію — те, що рухає), цільову причину (мета — то, навіщо щось здійснюється). Матеріальна причина було виділено представниками милетской школи (Фалесом, Гераклітом та інших.), Формальна причина — Платоном, рушійною причиною займалися Анаксагор і Эмпедокл (в першого дію створювалося Нусом, в другого — ворожнечею і дружбою). Родоначальником цільової причини Аристотель вважав себе. За словами Д. Бернала, «ця теорія була бичем науці через те, що вона забезпечувала легкий спосіб пояснення будь-якого явища з допомогою постулирования відповідної мети йому, не намагаючись виявити те, як вона діє «. [1]

Источником будь-якого руху Аристотель вважав нерухомий перводвигатель (бога) чи первоформу (що є, власне, планом світу). Рух розумілося Арістотелем як чогось із можливості в дійсність, цьому він розрізняв такі пологи руху, як якісне (зміна), кількісне (збільшення і зменшення), переміщення (спрямування просторі), виникнення і знищення. Для Аристотеля світ довкола себе складалася з почуттєво які сприймаються взаимопревращающихся елементарних якостей — тепле, холодне, вологе і сухе, що утворюють основні елементи світу: землю (холодну й суху), воду (холодну й вологу), повітря (теплий і вологий), вогонь (теплий і сухий). Таке пояснення не свідчила про сутнісному розумінні законів руху неживої матерії, тобто. не вносило в пізнання світу власне фізичного змісту. Тому фізичну концепцію Аристотеля часто називають феноменологічної. Відмовившись від атомістичної концепції, Аристотель було об'єктивно сприяти прогресу у розвитку цієї плідної фізичної ідеї. Але його безсумнівною заслугою було визнано створення раціональної, всеосяжної, цілісної, упорядкованим з урахуванням його логіки системи знань, оказавшей значний вплив в розвитку арабської й європейської середньовічної мысли.

Статика і гидростатика Архімеда (III- ІІ. до н.э.)

Эпоха еллінізму характеризувалася найбільшим внеском в розвиток фізики із боку механіки. Потреби у створенні різноманітних технічних пристроїв (будівельних, військових тощо.) висували першому плані питання статики. Архімед, створивши теорію важеля, заклав підвалини статики. Будівельна та військова техніка виходила з важелі, позволявшем переміщати в просторі тіла великого ваги при відносно невеликих зусиллях. Проблема важеля стала узагальненням емпірично освоєних прийомів його у різних галузях діяльності. У межах своїх працях «Про рівновазі пласких тіл і центрах тяжкості пласких постатей «і що дійшли до нас «Про терезах «Архімед виклав основні постулати теорії рычага:

-Равные тяжкості однакові довжинах врівноважуються, на нерівних ж довжинах не врівноважуються, але переважує тяжкість на більшої длине.

-Если при рівновазі тягарів на якихось довжинах до одній з тягарів буде щось додано, то не будуть врівноважуватися, але переважить та тяжкість, до котрої я було прибавлено.

-Точно як і, якщо від одній з тягарів буде відібрано щось, то не будуть врівноважуватися, але переважить та тяжкість, від якої було отнято.

-Если дві величини врівноважуються на якихось довжинах, то, на тих самих довжинах будуть врівноважуватися й однакові им.

Исходя з цих, багаторазово випробуваних практиці, постулатів, Архімед формулює закон важеля як наступних теорем:

— Порівнянні величини врівноважуються на довжинах, назад пропорційних тяжестям.

— Якщо величини несумірні, всі вони точно як і уравновесятся на важелі, які назад пропорційні цим величинам.

Дав визначення центру тяжкості тіла як розташованої всередині його точки, при підвішуванні яку вона залишиться у спокої й збереже початкове становище, Архімед визначив центри тяжкості трикутника, паралелограма, трапеції та інших фигур.

Архимед з’явився також основоположником і гідростатики, законів плаваючих тіл. Цьому був присвячений його працю «Про плаваючих тілах «. Гидростатика використовувалася щодо щільності тіл шляхом зважування в води та щодо вантажопідйомності корабля. Логічний схема обгрунтування законів гідростатики відрізнялася від схеми обгрунтування закону важеля. Спочатку Архімед формулює припущення щодо внутрішньої структурі рідини, а потім формулює ряд теоретичних наслідків, що випливають із даного припущення. Архімед розмірковує так, що поверхню будь-якої нерухомо усталеним рідини матиме форму кулі, центр якого збігаються з центром Землі, І що рідина за своєю природою така, що з його частинок, розташованих на однаковому рівні, і що прилягають друг до друга, менш здушені виштовхуються більш здавленими І що кожна гілка її частинок стискається рідиною, яка перебуває з неї по схилу, за умови що рідина не криється у якомусь посудині і стискається ще чимось іншим. Наслідки з цього гіпотези, виведені математично, такі:

— Тіло, равнотяжелое з рідиною, будучи опущений у цю рідина, занурюється отже ніяка частина їх не виступає від поверхні рідини, не залишиться рухатися вниз.

— Тіло, більш легке, ніж рідина, будучи опущений в цю рідина, не занурюється які і деяка його частину залишається від поверхні жидкости.

— Тіло, більш легке, ніж рідина, будучи опущений в цю рідина, занурюється настільки, щоб обсяг рідини, відповідний зануреної частини тіла, мав вагу, рівний вазі всього тела.

— Тіло, більш легке, ніж рідина, опущене у цю рідина силою, буде выталкиваться вгору з силою, рівної тому вазі, який рідина, має рівний обсяг з тілом, буде важче цього тіла.

— Тіло, тяжче, ніж рідина, опущене у цю рідина, буде занурюватися, доки сягне самого низу, й у рідини стане легше на величину ваги рідини обсягом, рівному обсягу зануреного тіла.

В більш стислому вигляді закон Архімеда формулюється в наступному вигляді: на всяке тіло, занурена в рідина, діє выталкивающая сила, спрямована вгору й за рівна вазі витисненою їм рідини. Цей закон виявився справедливим й у газу. Серед перших випадків практичного застосування зазначеного закону була перевірка складу корони, виготовленої для сіракузького царя Гиерона. За підсумками те, що короною витіснялося більше води, ніж золотим зливком Архімед встановив, що корона не з чистої золота, та якщо з сплава.

6. Оптика Евкліда і Птолемея

В епоху античності у сфері оптики передусім слід зазначити роботу з геометричній оптиці і перспективу. До до їх числа ставляться «Оптика «і «Катоптрика «Евкліда (III в. е.). Евклид у сфері оптики спирався на розроблену атомістами концепцію зорових променів, за якою від речей відокремлюються образи, викликають на оці зорові відчуття. Він геометрично вивів закони перспективи з чотирнадцяти вихідних положень, хто був результатом оптичних спостережень. Найбільш важливі їх:

— Промені, що йдуть від очі, поширюються прямолінійно й розійшлися в бесконечность.

— Постать, охоплювана сукупністю зорових променів, є конус, вершина якого лежить у оку, а підставу — лежить на поверхні видимих предметов.

— Видимі ті предмети, куди падають зорові промені, і невидимі тобі й маєш які зорові промені не падають.

— Предмети, видимі під великими кутами, здаються більше, видимі під меншими кутами здаються менше, а видимі під рівними кутами здаються одинаковыми.

— Предмети, видимі під великими кутами. різняться більш отчетливо.

— Усі промені мають однаковою швидкістю.

— Промінь є прямий лінія, середні ділянки якої з'єднують концы.

— Усі, що певне, певне в прямолінійному направлении. 2]

Зрительные промені розглядаються як лінії поширення світла. Евклидом вперше формулюється закон поширення світла, що є основою геометричній оптики. Архімед до концепції «променів зору «ввів поправки, засновані на вплив величини зіниці на результат виміру. Герон Олександрійський чітко розрізняє оптику (вчення про баченні, про природу світла), діоптрику (вчення про візуванні, визирных інструментах) і катоптрику (вчення про наявність). Розглядаючи відбиток світла від дзеркала він довів, що з рівність кута падіння і кута відображення сума довжин шляхів, які проходить падаючий промінь від очі до дзеркала і відбитий промінь від дзеркала до об'єкта, є найменшим відстанню із усіх возможных.

Наиболее повне дослідження заломлення світла здійснено Птолемей у його «Оптиці «, де описані результати експериментування по переломленню світла склі і воді, зведені до таблиць, хто був дуже точні для свого часу. Він намагався виявити причину те, що для відсічі кути падіння і відображення рівні, а при переломленні кути падіння нерівні кутках заломлення. Він вважає кут заломлення пропорційним розі падіння. Закон заломлення мусив чекати свого відкриття Снеллиусом XVII веке.

7. Роль фізичних концепцій античності у розвитку физики

Оценивая значення фізичних концепцій античності, важливо пам’ятати, що не їх сягнуло нас. Але й дійшла дозволяє дійти невтішного висновку у тому, що сучасної фізики йдуть у античну фізику. Античні фізичні концепції містили постановку багатьох фундаментальних фізичних проблем. визначили зміст фізичних досліджень на протязі багатьох наступних століть. Багато фізичні концепції античності виявили свою «живучість «. Так, аристотельская фізика зберігала свій вплив незалежності до середини XVII століття, фізичне вчення Платона — незалежності до середини XIX століття, атомістична концепція Демокрита і Эпикура — до ХХ століття. Прийнято вважати, що фізика Нового часу у ролі своєї значній своїй частині містить фундаментально перероблені фізичні концепції античності. Що стосується оцінки рівня розвитку фізичного експерименту у період античності існують різні погляди. Одна розмірковує так, що це рівень у цілому завжди було невисокий, інша, навпаки, визнає цей рівень дуже високим, (відповідним зразкам експерименту Нового часу й обмеженого лише можливостями античної техніки), по втраченим з катастрофою античної цивілізації. У разі європейської науці рівень розвитку експерименту довелося відновлювати наново. Звідси випливає, що роль теоретичних. фізичних концепцій й фізичного експерименту античності у розвитку європейської науки різні. Принаймні, річ цілком очевидна, що у результаті ударів варварів постраждали ті досягнення античної культури та науки, які від «широкої матеріальної організації «. 3]

При оцінці науки періоду античності все-таки неможливо абстрагуватися від того соціокультурного контексту, у якого вона розвивалася. Наука все-таки діє розвивалася переважно дуже заможними людьми, причому задля цілей безпосереднього практичного застосування — рабовласницький спосіб виробництва було не надавати свого на характер науки. Але головне, значення античної культури у тому, що вона несла саму ідею математично-природничої грамотності, яка пережила час політичною могутністю антична цивілізація і який справила надзвичайна впливом геть характер розвитку європейської культури.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet

[1] Бернал Дж. Наука історія суспільства. М., 1956. С. 119.

[2] Цит. по: Дорфман Я. Г. Цит. соч.С. 77.

[3] Див. звідси: Бернал Дж. Наука історія суспільства. М., 1956.

Показати Згорнути
Заповнити форму поточною роботою