Концепция детерминизма в классическом естествознании
Содержание
Введение
1.Триумф небесной механики и становление концепции детерминизма. Небесная Механика
2.Становление детерминизма
3.Механика Ньютона как динамическая теория: основные идеализации, структура, методология
4.Детерминизм как фундамент классического мировоззрения
Заключение
Список использованной литературы
концепция детерминизм небесный механика
Введение
Одной из фундаментальных онтологических идей, положенных в основу классического естествознания его создателями (Г. Галилей, И. Ньютон, И. Кеплер и др.), явилась концепция детерминизма.
Термин "детерминация" происходит от латинского "determinare", означающего "определять", "отделять", "отграничивать", и в этом смысле он обозначал операцию определения предмета через выявление и фиксацию его признаков, отделяющих один предмет от другого. Детерминизм — это учение о всеобщей обусловленности объективных явлений. В основе такого представления о мире лежит универсальная взаимосвязь всех явлений, которая, с одной стороны, является проявлением единства мира и способом его реализации, а с другой — следствием и предпосылкой универсального характера развития.
Существование всеобщей универсальной взаимосвязи всех явлений и является исходной предпосылкой принципа детерминизма. Детерминизм есть общее учение, признающее существование универсальной взаимосвязи и отрицающее существование каких-либо явлений и вещей вне этой универсальной взаимосвязи. Однако содержание принципа детерминизма не исчерпывается этим.
Попробуем же разобраться в понятии «детерминизм» и значении его в современном естествознании.
1. Триумф небесной механики и становление концепции детерминизма
Небе́сная меха́ника — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения движения небесных тел. Небесная механика занимается предвычислением положения Луны и планет, предсказанием места и времени затмений, в общем, определением реального движения космических тел.
Естественно, что небесная механика в первую очередь изучает поведение тел Солнечной системы — обращение планет вокруг Солнца, спутников вокруг планет, движение комет и других малых набесных тел. Тогда как перемещение далеких звёзд удается заметить, в лучшем случае, за десятилетия и века, движение членов Солнечной системы происходит буквально на глазах — за дни, часы и даже минуты. Поэтому его изучение стало началом современной небесной механики, рождённой трудами И.Кеплера (1571—1630) и И.Ньютона (1643—1727). Кеплер впервые установил законы планетного движения, а Ньютон вывел из законов Кеплера закон всемирного тяготения и использовал законы движения и тяготения для решения небесно-механических проблем, не охваченных законами Кеплера. После Ньютона прогресс в небесной механике в основном заключался в развитии математической техники для решения уравнений, выражающих законы Ньютона. Таким образом, принципы небесной механики — это «классика» в том смысле, что и сегодня они такие же, как во времена Ньютона. Но как же развивалась небесная механика и какой она предстала перед нами.
Исторический очерк. Небесная механика принадлежит к числу древнейших наук. Уже в 6 век до н. э. народы Древнего Востока обладали глубокими астрономическими знаниями, связанными с движением небесных тел. Но в течение многих веков это была только эмпирическая кинематика Солнечной системы. Основы современной небесной механики были заложены Исааком Ньютоном в "Математических началах натуральной философии" (1687). Закон тяготения Ньютона далеко не сразу получил всеобщее признание. Однако уже к середине 18 века выяснилось, что он хорошо объясняет наиболее характерные особенности движения тел Солнечной системы (Ж. Д'Аламбер, А. Клеро). В работах Ж. Лагранжа и П. Лапласа были разработаны классические методы теории возмущений. Первая современная теория движения больших планет была построена У. Леверье в середине 19 в. Эта теория лежит до сих пор в основе французского национального астрономического ежегодника. В работах Леверье было впервые указано на необъяснимое законом Ньютона вековое смещение перигелия (самая близкая Солнцу точка орбиты) Меркурия, которое оказалось через 70 лет важнейшим наблюдательным подтверждением общей теории относительности.
Дальнейшее развитие теория больших планет получила в конце 19 веке в работах американских астрономов С. Нъюкома и Дж. Хилла (1895-98). Работы Нъюкома открыли новый этап в развитии небесной механики. Он впервые обработал ряды наблюдений, охватывающие длительные интервалы времени и на этой основе получил систему астрономических постоянных, которая только незначительно отличается от системы, принятой в 70-х годов 20 века. Чтобы согласовать теорию с наблюдаемым движением Меркурия, Ньюком решил прибегнуть к гипотезе А. Холла (1895), который для объяснения невязок в движении больших планет предложил изменить показатель степени в законе тяготения Ньютона. Ньюком принял показатель степени равным 2,00000016120. Закон Холла сохранялся в астрономических ежегодниках до 1960 г., когда он был, наконец, заменён релятивистскими поправками, вытекающими из общей теории относительности.
Продолжая традиции Ньюкома и Хилла, Бюро американских эфемерид (Вашингтонская морская обсерватория) под руководством Д. Брауэра и Дж. Клеменса в течение 40-х и 50-х годов 20 века осуществило обширные работы по переработке планетных теорий. В частности, в результате этой работы в 1951 были опубликованы "Координаты пяти внешних планет", что явилось важным шагом в исследовании орбит внешних планет.
Актуальное значение приобрела теория движения спутников больших планет, в первую очередь спутников Марса и Юпитера. Теория движения четырёх спутников Юпитера была разработана ещё Лапласом. В теории, предложенной В. Де’Ситтером (1919) и используемой в астрономических ежегодниках, учитываются сжатие Юпитера, солнечные возмущения и взаимные возмущения спутников. Внешние спутники Юпитера изучались в Институте теоретической астрономии АН СССР. Эфемериды (таблицы предвычисленных небесных координат Солнца, Луны, планет и других астрономических объектов на последовательные моменты времени, например, на полночь каждых суток) этих спутников до 2000 года вычислены американским астрономом П. Хергетом (1968) с помощью численного интегрирования. Теория движения спутников Сатурна, основанная на классических методах, была построена немецким астрономом Г.Струве (1924-33). Устойчивость спутниковых систем рассмотрена в работах японского астронома Ю. Хагихара (1952). Советский математик M. Л. Лидов, анализируя эволюцию орбит искусственных спутников планет, получил интересные результаты и для естественных спутников. Им было впервые показано (1961), что, если бы орбита Луны имела наклон к плоскости эклиптики (от лат. (linea) ecliptica, от греч. έκιειρσις— затмение), большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, точнее — его центра.), равный 90°, то такая Луна уже после 55 оборотов, т. е. примерно через четыре года, упала на поверхность Земли.
Наряду с разработкой теории высокой степени точности, но пригодной только на сравнительно небольших интервалах времени (сотни лет), в небесной механики ведутся также исследования движения тел Солнечной системы в космогонических масштабах времени, т. е. на протяжении сотен тысяч и миллионов лет. Попытки решить эту проблему долгое время не давали удовлетворительных результатов. Только появление быстродействующих вычислит, машин, произведших революцию в небесной механике, позволило снова вернуться к решению этой фундаментальной задачи. В СССР и за рубежом разработаны эффективные методы построения аналитической теории движения больших планет, открывающие возможность изучения движения планет на весьма длительных промежутках времени.
Развитие небесной механики в СССР тесно связано с деятельностью двух научных центров, возникших непосредственно после Великой Октябрьской социалистической революции: Теоретической астрономии института АН СССР в Ленинграде и кафедры небесной механики Московского университета. В этих двух центрах сложились ленинградская и московская школы, которыерые определили развитие небесной механике в СССР. В Ленинграде вопросы небесной механики разрабатывались главным образом в связи с такими практическими задачами, как составление астрономических ежегодников, вычисление эфемерид малых планет и др. В Москве доминирующее влияние на протяжении многих лег имели космогонические проблемы, а также астродинамика.
Среди иностранных научных учреждений, ведущих исследования в области небесной мехенике видное место занимают: Вашингтонская морская обсерватория, Гринвичская астрономическая обсерватория, Бюро долгот в Париже, Астрономический институт в Гейдельберге и др.
Классической задачей небесной механики является задача об устойчивости Солнечной системы. Эта проблема тесно связана с существованием вековых изменений больших полуосей и наклонов планетных орбит. Методами небесной механики вопрос об устойчивости Солнечной системы не может быть полностью решён, так как математические ряды, используемые в задачах небесной механики, пригодны только для ограниченного интервала времени.
Становление детерминизма.Одной из фундаментальных онтологических идей, положенных в основу классического естествознания его создателями (Г. Галилей, И. Ньютон, И. Кеплер и др.), явилась концепция детерминизма.
ДЕТЕРМИНИЗМ (лат. determino - определяю) - учение классической философии о закономерной универсальной взаимосвязи и взаимообусловленности явлений. Проще говоря, речь идет о двух значениях этого термина: первоначальная предопределенность всех событий в мире Богом; возможность предсказания траектории движения тела в пространстве и времени.