История физики и типы физических теорий
Порой устанавливались актуальные соотношения. Можно вспомнить в этой связи, например, открытие Архимедом законов рычага и выражение для силы, действующей на тело, погруженное в жидкость или же плавающее на его поверхности. Архимед, живший в одно время с Евклидом, был гением, равного которому не сыскать среди энтузиастов физики вплоть до Галилея. Но даже ему не суждено было создать… Читать ещё >
История физики и типы физических теорий (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В предыдущих параграфах то и дело приходилось рассматривать историю появления неординарных физических концептов. Становление физики происходило трудно и заняло более двух тысяч лет. Научная математика, созданная Евклидом, возникла в III в. до н.э. Рождение же научной физики связывают, в первую очередь, с трудами И. Ньютона. Разумеется, уже в античности формулировались гипотезы, которые явно способствовали возникновению физики как науки. Но они, как правило, были плохо обеспечены соответствующими экспериментальными изысканиями. Показательна в этой связи гипотеза Левкиппа и Демокрита о существовании атомов, которая в средних веках занимала также умы многих арабских мыслителей. Ни первые, ни вторые не были в состоянии доказать существование атомов и создать их теорию.
Порой устанавливались актуальные соотношения. Можно вспомнить в этой связи, например, открытие Архимедом законов рычага и выражение для силы, действующей на тело, погруженное в жидкость или же плавающее на его поверхности. Архимед, живший в одно время с Евклидом, был гением, равного которому не сыскать среди энтузиастов физики вплоть до Галилея. Но даже ему не суждено было создать последовательную во всех отношениях теорию, например, механики. Таблица 8.1 дает представление о развитии физики как науки.
Таблица 8.1. Хронология открытий в области физики.
Годы | Авторы | Открытия |
Г. Галилей. | Принцип относительности. | |
И. Ньютон. | Законы механического перемещения тел и тяготения. | |
Ш. Кулон. | Закон электростатического взаимодействия. | |
А. Ампер Ж.-Б. Био Ф. Савар | Законы электромагнитных взаимодействий. | |
М. Фарадей. | Открытие электромагнитной индукции. | |
Р. Клаузиус Кельвин. | Второе начало термодинамики. | |
Р. Клаузиус, Дж. Максвелл. | Кинетическая теория газов. | |
Дж. Максвелл. | Формулировка уравнений классической электродинамики. | |
Г. Герц. | Открытие электромагнитных волн. | |
X. Лоренц. | Формулировка преобразований Лоренца. | |
В. Рентген. | Рентгеновские лучи. | |
X. Лоренц. | Электронная теория. | |
А. Беккерель. | Явление радиоактивности. | |
Дж. Томсон. | Открытие электрона. | |
М. Планк. | Открытие дискретности порций энергии. | |
А. Эйнштейн. | Релятивистская механика. | |
Э. Резерфорд. | Открытие строения атома. | |
X. Камерлинг-Оннесс. | Открытие сверхпроводимости. | |
Н. Бор | Гипотеза электронных оболочек. | |
А. Эйнштейн. | Общая теория относительности. | |
В. Гейзенберг. | Квантовая механика. | |
Э. Шрёдингер | Уравнение Шрёдингера. | |
П. Дирак. | Квантовая электродинамика. | |
Дж. Чедвик. | Открытие нейтрона. | |
К. Д. Андерсон. | Открытие позитрона. | |
Э. Ферми. | Теория бета-распада. | |
О. Ганн, Ф. Штрассманн. | Деление урана. | |
Р. Фейнман. | Перенормируемая квантовая электродинамика. | |
Дж. Гамов. | Теория Большого взрыва. | |
X. Эверетт. | Многомировая интерпретация квантовой механики. | |
М. Гелл-Манн, Дж. Цвейг. | Гипотеза существования кварков. | |
П. Хиггс. | Бозон Хиггса. | |
Ш. Глэшоу, А. Салам, С.Вайнберг. | Теория электрослабого взаимодействия, экспериментально подтвержденная в 1983 г. в результате открытия дубль-вэ-бозонов. | |
Д. Гросс, Ф. Вильчек. | Асимптотическая свобода, теория сильного взаимодействия. | |
Группа авторов. | Семейство бозоноподобных частиц, зафиксированных на Большом адронном коллайдере. |
История развития физики, несомненно, поучительна. Во многих книгах она описана довольно детально[1]. Но остаются существенные разночтения относительно способа истолкования истории физики. По мнению автора, это следует делать посредством построения проблемного и интерпретационного рядов теорий. Это означает, что открытия не просто перечисляются одно за другим, но осмысливаются в систематической форме. Автору неизвестна ни одна книга по истории физики, где бы использовался метод управления теориями. В рамках данного учебника просто нет места для соответствующей работы. На протяжении всей книги указанный метод использовался в абсолютном большинстве глав.
История физики представляет собой благодатный материал для интеллектуального совершенствования каждого, кто является энтузиастом науки.
Осмысливаться она должна посредством построения проблемного и интерпретационного ряда физических теорий.
Перейдем к заключительным выводам, которые относятся к истории, философии и методологии физики. Современная физика предстает как совокупность многих теорий. Выделение проблемного и интерпретационного ряда теорий было проведено автором в связи с определением актуальных для физики классов эквивалентных отношений. В свою очередь, они позволяют с единых позиций оценить любые физические теории. Но, разумеется, при этом ландшафт физических теорий существенно обогащается. Рассмотрим в этой связи некоторые заслуживающие внимания интертеоретические отношения.
Общие теории, или сходные. Часто вводят представление об общих теориях. Например, отличают общую физику от специальной. Строго говоря, общие теории не существуют. У любых двух теорий нет ничего общего, тождественного. Но они могут обладать сходством. Второй закон Ньютона может реализовываться посредством как электродинамических, так и гравитационных концептов. Правильно утверждать, что второй закон Ньютона выражает сходство электродинамики и теории тяготения. Любая механика как раз и является теорией, в которой фигурируют некоторые классы специфически эквивалентных отношений.
Эквивалентные теории. Подчас в физике устанавливается эквивалентность теорий, которые первоначально казались разобщенными. В этой связи на память приходят, например, матричное и волновое представление квантовой механики, развитое соответственно Гейзенбергом и Шрёдингером, а также дуальность пяти 11-мерных концепций в теории струн, объединенных теперь в рамках М-теории. Наличие эквивалентных теорий показывает, что в науке часто происходит дивергенция знания, которая затем сменяется его интеграцией.
Синтетические теории. Порой разнородные теоретические системы синтезируются в единое теоретическое целое. Ярким примером является теория электрослабых взаимодействий, объединившая в единое целое теории электромагнитных и слабых взаимодействий. Синтез теорий приводит к концентрации знания, преодолению былой разобщенности.
Контекстные теории. Каждая теория обладает многочисленными контекстами. В этой связи рассматриваются, например, микрофизика, макрофизика, физика элементарных частиц, атомов, молекул, плазмы, жидкостей, твердых тел. Выше контекстные отношения рассматривались автором достаточно детально в связи с рассмотрением статистической физики. Контекстные теории различны, но все они обладают некоторыми чертами эквивалентности, которые как раз и фиксируются в соответствующих механиках.
Выводы
- 1. Итак, ландшафт физики конституируется находящимися в определенной связи друг с другом сходными, эквивалентными, синтетическими и контекстными теориями. Все вместе они образуют поле никогда не ослабляющегося проблемного напряжения.
- 2. Чтобы освоить его, необходимы неординарные усилия по постижению плюрализма. В этой связи решающее значение придавалось методу концептуальных переходов. И концептуальная трансдукция в процессе реализации цикла познания, и интертеоретические отношения являются разновидностями концептуальных переходов.
- [1] Спасский Б. И. История физики: в 2-х ч. М.: Просвещение, 1977; Спасский Б. И. Физика для философов. М.: МГУ, 1989; Кудрявцев П. С. Курс истории физики. М.: Просвещение, 1982.