Становление эксперимен­тального метода и его соединение с математическим описанием приро­ды: Г. Галилей, Ф. Бэкон, Р. Декарт

13. Становление эксперимен­тального метода и его соединение с математическим описанием приро­ды: Г. Галилей, Ф. Бэкон, Р. Декарт.

Возрождение коснулось и астрономии, в 1543 году учившийся в Италии польский священник Николай Коперник издал книгу, в которой он воскресил идею Аристарха Самосского о том, что Земля вращается вокруг Солнца. Однако, как и в древние времена, эта теория не согласовывалась с наблюдениями астрономов, в частности с наблюдениями датского астронома Тихо Браге, создавшего обширные и точные астрономические таблицы. В 1609 году Иоганн Кеплер, астроном и астролог при дворе германского императора, проанализировал таблицы Тихо Браге и путем кропотливых вычислений показал, что Земля вращается вокруг Солнца – но не по кругу, а по эллипсу. Таким образом, ученые Нового времени впервые превзошли ученых Древнего мира.

Экспериментальное подтверждение теории Кеплера было дано великим итальянским ученым Галилео Галилеем. С давних времен основным возражением против гелиоцентрической теории было то, что Луна вращается вокруг Земли – по аналогии считали, что и другие небесные тела должны вращаться вокруг Земли. В 1609 году Галилей одним из первых создал подзорную трубу и с ее помощь сделал много сенсационных для того времени открытий. Он обнаружил много новых звезд и открыл четыре спутника, вращающиеся вокруг Юпитера, - теперь стало ясно, что Луна – это не планета, а спутник, подобный спутникам Юпитера, а планеты, в отличие от спутников, вращаются вокруг Солнца. Он установил, что Аристотель был не прав, утверждая, что тяжелые тела падают быстрее легких, что пушечное ядро летит по параболе и что время колебания маятника не зависит от амплитуды. Галилей открыл закон инерции, закон равноускоренного движения и установил принцип сложения (суперпозиции) движений. Эти открытия стали началом современной механики.

Опыты Галилея продолжал его ученик Торричелли (1608-1647), открывший вакуум, атмосферное давление и создавший первый барометр. Исследование вакуума заинтересовало ученых многих стран. Француз Блез Паскаль совершил с этим барометром восхождение на одну из гор и обнаружил, что по мере подъема атмосферное давление падает. Немец Отто Гернике и англичанин Роберт Бойль почти одновременно изобрели воздушный насос. Бойль также установил, что объем, занимаемый газом, обратно пропорционален давлению (известный закон Бойля-Мариотта). Начатое Галилеем исследование маятника было продолжено голландцем Христианом Гюйгенсом (1629-95), который в 1657 году создал первые маятниковые часы.

По мере развития науки решалась проблема правильного обоснования научных истин и теорем. Английский философ Фрэнсис Бэкон в сочинении «Новый Органон» (1620) дал определение индуктивного и дедуктивного методов доказательства. Французский философ Рене Декарт (1596-1650) ввел в новую науку правила математического доказательства; он настаивал на необходимости доказательства любого утверждения. Когда у Декарта попросили доказать, что он существует, он ответил: «Я мыслю – следовательно, я существую». Декарт первый стал изображать кривые в виде графиков функций и создал аналитическую геометрию, он ввел понятие «количество движения» (это произведение массы на скорость – mv) и установил закон сохранения количества движения в отсутствие внешних сил.

Идеи Декарта были восприняты Исааком Ньютоном (1643-1727). Величайшим открытием Ньютона был его «второй закон механики», утверждавший, что «изменение количества движения пропорционально приложенной силе». «Изменение количества движения» – это масса, умноженная на производную скорости, таким образом, второй закон давал начало дифференциальному исчислению. Другим великим открытием Ньютона был закон всемирного тяготения, при доказательстве этого Ньютон использовал формулу центробежной силы, полученную ранее Гюйгенсом.

Честь создания дифференциального исчисления оспаривал у Ньютона знаменитый немецкий ученый Готфрид Лейбниц (1646-1716). Лейбниц, в частности, установил закон сохранения кинетической энергии. Работы Лейбница и Ньютона в области механики и дифференциального исчисления продолжал швейцарский ученый Иоганн Бернулли (1667-1748).

В 1666 году знаменитый министр Людовика XIV Жан-Батист Кольбер уговорил короля отпустить средства на создание Французской Академии наук. Это было восстановление традиций Александрийского Мусея, в Академии были созданы обсерватория, библиотека и исследовательские лаборатории, выпускался научный журнал. Академикам платили большое жалование; в числе академиков были такие знаменитости как Гюйгенс и Лейбниц. Кольбер ставил перед Академией практические задачи, под руководством Пикара был точно измерен градус меридиана и составлена точная карта Франции – причем оказалось, что размеры страны меньше, чем полагали прежде. Ученик Гюйгенса Дени Папен был создателем парового цилиндра и работал над созданием паровой машины.

По примеру Людовика XIV своими Академиями поспешили обзавестись многие европейские короли. В 1710 году по инициативе Лейбница была создана Берлинская академия. В 1724 году, незадолго до смерти, Петр I подписал указ о создании Российской академии наук. Главной знаменитостью Российской академии был ученик Бернулли знаменитый математик швейцарец Леонард Эйлер. Эйлер продолжал разработку теории дифференциальных уравнений, начатую в работах Лейбница и Бернулли. Теория дифференциальных уравнений была величайшим открытием XVIII века; оказалось что все процессы связанные с движением тел, описываются дифференциальными уравнениями, и решив их, можно найти траекторию движения. В 1758 году французский математик и астроном Клеро рассчитал траекторию кометы Галлея с учетом влияния притяжения Юпитера и Сатурна – это была блестящая демонстрация возможностей новой теории. Эта теория нашла свое завершение в знаменитой книге Жозефа Лагранжа «Аналитическая механика», увидевшей свет в Париже в 1788 году.

Похожие работы

Значение взглядов Аристотеля для истории и философии науки

Скачать

52977

0

0

... когда мы властны воздержаться от действия”. Введя понятие свободного выбора, Аристотель открывает первую страницу длительного спора о свободной воле.   3.3 Значение этики Аристотеля для истории философии К числу заслуг Аристотеля относятся определение и классификация наук, видов знания. Он разделил науки на три большие группы: теоретические (умозрительные), практические (производительные) и ...

Постпозитивизм и философия науки

Скачать

49276

0

1

... научного знания. В поисках продуктивной проблеморазрешающей модели науки некоторые философы предлагают переосмыслить понятие научной рациональности. Так, американский исследователь истории и философии науки Л. Лаудан в своем труде, посвященном научному прогрессу и его проблемам [8], считает старые подходы к анализу развития научного знания несоответствующими духу подлинной рациональности и ...

Философия науки

Скачать

45777

0

0

... «философии науки» опираются на достижения философской мысли Запада, и в то же время вносят свой вклад в осмысление закономерностей развития научной рациональности. Характерным для отечественной «философии науки» является рассмотрение научного познания как исторически меняющейся деятельности, которая детерминирована, с одной стороны, характером исследовательских объектов, а с другой – социальными ...

Формирование представлений о конвенционализме в философии науки Венского кружка

Скачать

42841

0

0

... , через приведение предложений к правильной логической форме и путем их логического анализа. Критика, предпринятая в философии науки Гемпелем и Гудменом, а затем продолженная Куном и его последователями, показала, в чем эти идеи несостоятельны. В результате на смену в качестве принятого представления пришли другие взгляды, названные, в противоположность, холистскими. По аналогии с приведенным ...