Исаак Ньютон как систематизатор знания и великий ученый. Готфрид Лейбниц и его учение

Содержание

Введение………………………………………………………………………..3

1. Вклад Кеплера и Галилея в формировании новой

научной картины мира……………………………………………………….4

2. Исаак Ньютон как систематизатор знания и великий

ученый. Готфрид Лейбниц и его учение……………………………………7

3. Френсис Бэкон и Рене Декарт……………………………………………13

Заключение…………………..………………………………………………..18

Список использованной литературы………………………………………19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Различные исследователи в понятие научной революции вкладывают разный смысл: от победы над невежеством, суевериями и предрассудками, в результате чего и рождается наука до сведения революции к ускоренной эволюции, с этой точки зрения любая научная теория может быть модифицирована, но не опровергнута. Самую оригинальную концепцию научной революции предложил К. Поппер, ее можно назвать концепцией «непрерывной революции», по его мнению, научной может считаться только та теория, которая допускает принципиальную возможность своего опровержения. Поскольку ни одна из теорий не может охватить все многообразие мира, ее объяснительный потенциал оказывается исчерпанным, потенциальная опровержимость превращается в актуальную, поэтому одна теория сменяется другой.

     Все эти трактовки термина «научная революция» являются возможными, но не достаточно строгими, в буквальном переводе термин «революция» означает переворот, следовательно, не любые изменения следует рассматривать как революцию, а только такие которые связаны с изменением всех существенных элементов: фактов, закономерностей, теорий методов, в и всей научной картины мира.

     Научная картина мира это – множество теорий в совокупности описывающих известный человеку природный мир, целостная система представлений об общих принципах и законах устройства мироздания. Поскольку картина мира это системное образование, ее изменение нельзя свести ни к какому единичному, пусть и самому крупному и радикальному открытию. Как правило, речь идет о целой серии взаимосвязанных открытий, в главных фундаментальных науках. Эти открытия почти всегда сопровождаются радикальной перестройкой метода исследования, а так же значительными изменениями в самих нормах и идеалах научности. 

 

1. Вклад Кеплера и Галилея в формировании новой

научной картины мира

     Первый "рабочий чертеж" новой модели мира суждено было выполнить Иоганну Кеплеру.

     В книге "Новая астрономия” завершенной в 1607 году, Кеплер приводит два, из своих трех знаменитых законов движения планет¹:

     1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце;

     2. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем, линия соединяющая Солнце с планетой (радиус-вектор планеты), за ее равные промежутки времени описывает равные площади.

     Кеплер внес несколько коренных изменений в геометрическую модель мира Аристарха:

     1. Планетарные орбиты, которые в модели Аристарха целиком лежали в оной плоскости, следовало поместить в различные плоскости. Плоскости должны проходить через Солнце;

     2. Принцип равномерного кругового движения, который неизменно лежал в основе математического подхода к астрономии с момента зарождения до конца XVI века, следовало заменить новым – отрезок прямой, соединяющий планету с Солнцем, описывает равные площади за равные промежутки времени;

     3. Движение планет по круговой орбите заменить эллиптическим, поместив в один из фокусов эллипса Солнце.

     Никаких промежуточных моделей за всю предшествующую историю астрономии не было. Для достижения этих идей от Кеплера требовалось беспрецедентные по точности наблюдения, самоотверженность, математический гений.

     Закон площадей Кеплера - это первое математическое описание планетарных движений, исключившее принцип равномерного движения по окружности как первооснову: квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца соотносятся как кубы больших полуосей их орбит.

     Более того, он впервые выразил связь между мгновенными значениями непрерывно изменяющихся величин угловой скорости планеты относительно Солнца и ее расстояния до него. Этот "мгновенный" метод описания, который Кеплер впоследствии вполне осознано использовал при анализе движения Марса, стал одним из выдающихся принципиальных достижений науки XVII века - методом дифференциального исчисления, оформленного Лейбницем и Ньютоном.

     В конце концов, Кеплеру удалось построить модель Солнечной системы, которая за малым исключением, описывала движение планет и их спутников в пределах точности наблюдений Тихо Браге. Так Кеплер завершил научную программу, начатую последователями Пифагора, и заложил первый камень (вторым - стала механика Галилея) в фундамент, на котором покоится теория Ньютона.

     У Галилео Галилея впервые связь космологии с наукой о движении приобрела осознанный характер, что и стало основой создания научной механики. Первоначально Галилеем были открыты законы механики, но первые публикации и трагические моменты его жизни были связаны с менее оригинальными работами по космологии. Галилей первым отчетливо понимал два аспекта физики Архимеда: поиск простых и общих математических законов и эксперимент, как основа подтверждения этих законов.

     Изобретение в 1608 году голландцем Хансом Липперсхеем, изготовителем очков, телескопа (правда, не предназначавшегося для астрономических целей), дало возможность Галилею, усовершенствовав его, в январе 1610 года "открыть новую астрономическую Эру".

     Оказалось, что Луна покрыта горами, Млечный путь состоит из звезд, Юпитер окружен четырьмя спутниками и т.д. "Аристотелевский мир" рухнул окончательно. Галилей спешит с публикацией увиденного в своем "Звездном вестнике", который выходит в марте 1610 г. Книга написана на латыни и была предназначена для ученых.

     В 1632 г. во Флоренции была напечатана наиболее известная работа Галилея, послужившая поводом для процесса над ученым. Ее полное название - "Диалог Галилео Галилея Линчео, Экстраординарного Математика Пизанского университета и Главного Философа и Математика Светлейшего Великого Герцога Тосканского, где в четырех дневных беседах ведется обсуждение двух Основных Систем Мира, Птолемеевой и Коперниковой и предполагаются неокончательные философские и физические аргументы как с одной, так и с другой стороны".

     В 1638 г. вышла последняя книга Г. Галилея "Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению...", в которой он касался проблем, решенных им около 30 лет назад².

     Механика Галилея дает идеализированное описание движения тел вблизи поверхности Земли, пренебрегая сопротивлением воздуха, кривизной земной поверхности и зависимостью ускорения свободного падения от высоты. В основе "теории" Галилея лежат четыре простые аксиомы, правда, в явном виде Галилеем не сформулированные. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Исаак Ньютон как систематизатор знания и великий ученый. Готфрид Лейбниц и его учение

     К концу XVII века новая научная картина мира, что и было когнитивной сутью науки, была полностью создана. Роль Исаака Ньютона в истории науки удивительна. Многое, чем он занимался, что он описал, в частности, в знаменитых "Математических началах натуральной философии" было раньше высказано и описано другими. Например, в частных экспериментах и рассуждениях Х. Гюйгенс (1629 - 1695) фактически использовал основные положения, которые позднее легли в основу теории Ньютона³:

     1. Пропорциональность веса тела его массе

      ;

     2. Соотношение между приложенной силой, массой и ускорением

      ;

     3. Равенство действия и противодействия.

     У Ньютона, также как и у Галилея, слились космология и механика, главными положениями которых стали следующие.

     Понятие движущей силы - высшей по отношению к телу (любому: снаряду или Луне, например), которая может быть измерена по изменению движения его производного.

     При этом Ньютон понял, что сила, скорость и ускорение представляют собой векторные величины, а законы движения должны описываться как соотношения между векторами. Наиболее полно все это выражается вторым законом Ньютона: Ускорение , сообщаемое телу массы , прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе, т.е.

     

     Понятие инерции, которая изначально присуща материи и измеряется ее количеством. Первый закон Ньютона гласит: "Если бы на тело не действовало никаких сил вообще, то оно после того, как ему сообщили начальную скорость, продолжало бы двигаться в соответствующем направлении равномерно и прямолинейно". Следовательно, никаких свободных движений нет, а любое криволинейное движение возможно лишь под действием силы.

     Понятие соотношения гравитационной и инертной масс (они прямо пропорциональны друг другу). Отсюда следует обоснование тяготения как универсальной силы, а также третий закон Ньютона: "Каждое действие вызывает противодействие, равное по величине и противоположно направленное, или, иными словами, взаимное действие двух тел друг на друга равно по величине и противоположно по направлению".

     Особое место в размышлениях Ньютона принадлежит поиску адекватного количественного (математического) описания движения. Отсюда берет начало новый раздел математики, который Ньютон назвал "методом начальных и конечных отношений" (дифференциальное исчисление). Ньютон пользовался этим методом для доказательства многих фундаментальных теорем. Тем не менее, многие из современников Ньютона в принципе отвергали этот метод. Они утверждали, что «конечное отношение» двух «исчезающих» (величин стремящихся к нулю) представляют собой неопределенность и, следовательно, лишены всякого смысла. Возражая им в своем труде «Математическое начала натуральной философии», Ньютон писал: “Предельные отношения исчезающих количеств не есть суть отношения пределов этих количеств, а суть те пределы, к которым при бесконечном убывании количеств приближаются отношения их и к которым эти отношения могут подойти ближе, нежели на любую наперед заданную разность, но которых превзойти или достигнуть на самом деле не могут, ранее чем эти количества уменьшатся бесконечно.”

     Исследуя движения по некруговой орбите, Ньютон рассматривал его как постоянно "падающее". При этом он ввел понятие "предельное отношение", основанное на интуитивном представлении о движении, так же, как евклидовы понятия "точки" и "линии" основаны на интуитивном восприятии пространства - это своего рода кванты движения.

     Важное значение при этом имеют те "предельные отношения", которые характеризуют скорость изменения каких-либо величин, т.е. изменения в зависимости от времени. Ньютон назвал их "флюксиями", сейчас – производные. Вторая производная при этом звучала как "флюксия от флюксий", что особенно возмущало одного из критиков Ньютона епископа Дж. Беркли, который считал это нелепым изобретением, подобным призраку призрака.

     Отдельно упоминания заслуживают понятия абсолютного ("пустого") пространства, в котором находятся сосредоточенные массы (с их взаимным дальнодействием и единым центром масс); и абсолютного же времени с начальной точкой отсчета (полностью обратимого, поскольку перемена знака времени в формулах механики не меняет их вида и смысла).

     Теория Ньютона - простая, ясная, легко проверяемая и наглядная - стала фундаментом всего "классического естествознания", механической картиной мира и философии, интегральным выражением и критерием самого понимания научности на более чем 200 лет. Не утратила она своего значения и сегодня.