Физическая картина мира

Содержание.                                                                             1

Введение                                                                                   2                       

1 Системный подход при изучении

 физической  картины мира.                                                     3

2 Механическая картина мира.                                                5

3 Физическая картина мира Ньютона.                                    5

4 Теория относительности.                                                      9

5 Полевые представления.                                                      10

6 Статистические представления.                                           11

7 Квантовые представления.                                                   11

8 Теория единого обединения.                                               12

Заключение.                                                                             14

Литература                                                                              15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

      Человек - с момента его появления  как  биологического  вида  на  протяжении всего своего существования пытается осмыслить окружающий   мир,  разобраться в его устройстве и определить себя в нём.

      С развитием самого  человека  его взгляды на  мир менялись:  от  языческих  богов  до  теории  белковой  жизни.   В   процессе познавания мира  человек  открывал  для  себя  всё  новые  и  новые  явления природы, которые не  могли  существовать  по  отдельности   друг  от  друга. Начался процесс объединения и познания мира как единое целое. В  последствии образовалась наука философия, из которой вытекли все известные науки.

    Знания в области физики формируют блок естественных знаний человечества о природе и в силу этого играют решающую роль в формировании мировоззрения, с учетом конечного развития других отраслей знания, в совокупности формируя идеологическую надстройку общества, которая формирует "современное" видение картины мира.            

 Изучение  становления и развития современной  физической картины мира имеет  не только мировоззренческое  значение, но познавательное, а синтез  современных концепций физической  картины мироздания, закладывает  базис для качественных шагов  в познании.

         В философии, или в одном из её направлении естествознание, с XVII  в.

начинают  играть  существенную  роль  философско-методологические  принципы, позволяющие  на  определенном   этапе   развития   знаний   начать   строить сравнительно цельные научные картины  мироздания;  закладывать  основы  идеи бесконечного  приближения  к  объективной  истине  на  основе  механического объяснения природы. В первую очередь,  это  связано  с  такими  именами  как Коперник,  Кеплер  и  Галилей.  Галилей  провозгласил  главенствующую   роль причинного  объяснения  природы,  включая  подчинение  принципу  причинности самой  науки,  и  утверждал  абсолютную  объективность  научной  истины.  Он подошел  к  анализу   природных   явлений   как   наблюдатель,   отбросивший традиционные  воззрения,  что  послужило  формированию  определенного  стиля научного мышления. Галилей показал, как можно  конкретизировать  философские идеи в их методологическом качестве применительно  к  физическому  познанию. Принцип  относительности,  сформулированный  Галилеем,  в   этом   отношении является одним  из  реализованных  методологических  идеалов,  положенных  в дальнейшем  в  основание  первой   научной   физической   картины   мира   – механистической. По праву его можно назвать основателем  собственно  научной методологии конкретного уровня.

     Под  физической  картиной мира понимают “идеальную модель природы, включающую в себя  наиболее  общие понятия, принципы и гипотезы физики и характеризующую определенный исторический  этап ее  развития”.  Данная   формулировка   предполагает   определенный   синтез физических знаний,  не  претендуя  при  этом  на  реализацию  идеала  единой физической  теории,  сформулированной  в  рамках  этой  модели.   Объяснение (толкование)  явлений,  предсказанных и   описанных   физической   теорией, проводится, как правило, в рамках существующей модели реальности.

      Революционная ситуация, сложившаяся  в естествознании  в  начале  XXв., связана  с  появлением  двух  новых  теоретических  концепций  –   квантовой механики и специальной теории  относительности.  Как  это  часто  бывает,  в начальный период формирования принципиально новой  теоретической  концепции, первыми носителями методологии являются сами создатели.  

      1 Системный подход при изучении физической картины мира. 

      В основе системного подхода к изучению физической картины мира лежит необходимость  человечества четко структурировать  свои познания об окружающем мире. Человеку всегда было свойственно задаваться вопросом об устройстве всего сущего. Наиболее понятный и четкий в определениях всего окружающего подход нужен  был человечеству. И оно придумало  систематизацию и разбиение на структуры  всего, что его окружало. Системный  подход позволил человечеству разбить  все многообразие явлений на определенные классы, различные сообщества - на системы. Он позволил говорить о системе человеческих взаимоотношений, системе налогообложения, системе питания в животном мире и т.д. Причем, говоря о какой-то системе, человек находил особые законы, которым  следует эта система. 
 Соединение методов системного анализа с другими науками, теорией информации (обмен информацией между системами), векторным анализом в многомерном пространстве состояния и синергетикой открывает в этой области новые возможности. При исследовании любого объекта или явления необходим системный подход, что включает следующие основные этапы работы:

      1. Выделение объекта исследования  от общей массы явлений. Очертание  контур, пределов системы, его  основных частей, элементов, связи  с окружающей средой. Установление  цели исследования: выяснение структуры  системы, изменение и преобразование  её деятельности или наличие  длительного механизма управления  и функционирования. Система не  обязательно является материальным  объектом. Она может быть и  воображаемым в мозгу сочетанием  всех возможных структур для  достижения определённой цели.

      2. Выяснение основных критериев  для обеспечения целесообразного  или целенаправленного действия  системы, а также основные ограничения  и условия существования.

      3. Определение альтернативных вариантов  при выборе структур или элементов  для достижения заданной цели. При этом необходимо учесть  все факторы, влияющие на систему  и все возможные варианты решения  проблемы.

      4. Составление модели функционирования  системы. Существенность факторов  определяется по их влиянию  на определяющие критерии цели.

      5. Оптимизация режима существования  или работы системы. Градация  решений по их оптимальному  эффекту, по функционированию (достижению  цели).

      6. Проектирование оптимальных структур  и функциональных действий системы. Определение оптимальной схемы их регулирования или управления.

      7. Контроль за работой системы в эксплуатации, определение её надёжности и работоспособности. Установление надёжной обратной связи по результатам функционирования.

      Все эти операции обычно проводят повторно в виде нескольких циклов, постепенно приближаясь к оптимальным решениям. После каждого цикла уточняют критерии и другие параметры модели. До настоящего времени методы системного анализа позволяли делать качественные, часто не совсем конкретные выводы.

      После уточнения методов определения  потоков информации эти методы позволяют  значительно точнее прогнозировать поведение систем и более эффективно управлять ими. В каждой системе  можно выделить отдельную, более или менее сложную инфосхему. Последняя оказывает особенно заметное влияние на функционирование системы, на эффективность её работы. Только учёт инфоструктур даёт возможность охватить целостность системы и избегать применение недостаточно адекватных математических моделей. Наибольшие ошибки при принятии решений делают из-за отсутствия учёта некоторых существенных факторов, особенно учёта влияния инфопотоков. Выяснение вопроса взаимного влияния систем представляет сложную задачу, так как они образуют тесно переплетённую сеть в многомерном пространстве. Например, любая фирма представляет собою сосредоточение элементов многих других систем и иерархии: отраслевые министерства, территориальные органы власти, страховые организации, и др. Каждый элемент в системе участвует во многих системных иерархиях. Поэтому прогноз их деятельности сложен и требует тщательного информационного обеспечения. Такое же многоиерархическое строение имеют, например, клетки любого живого организма 
Специфика современных картин мира может породить впечатление, что они возникают только после того, как сформирована теория, и поэтому современный теоретический поиск идет без их целенаправляющего воздействия. 
 Однако такого рода представления возникают в результате весьма беглого рассмотрения современных и следовательских ситуаций. Более глубокий анализ обнаруживает, что и в современном исследовании процесс выдвижения математических гипотез может быть целенаправлен онтологическими принципами картины мира. 

Механическая картина мира. 

        Все огромное многообразие окружающего нас мира обязано своим происхождением различным проявлениям фундаментальных взаимодействий в зависимости от структуры, размеров физических объектов и расстояний между ними. Так, в макромире расстояния между телами значительно превышают радиус сильного взаимодействия, поэтому оно здесь не проявляется. Макроскопические тела состоят из множества положительных ядер и близко расположенных к ним отрицательных электронов, образующих в целом электронейтральные системы (или несущие небольшие заряды по сравнению с общими входящими в состав вещества зарядами). Поэтому электромагнитные взаимодействия здесь для удаленных друг от друга тел отсутствуют или невелики, а решающее значение имеет гравитационное взаимодействие: все тела притягиваются друг к другу силами всемирного тяготения. Гравитационная сила — одна из основных сил механики; она вызывает ускорение тел по второму закону Ньютона.

      К механическим относятся и силы, возникающие при соприкосновениях тел друг с другом. Это силы упругости, трения, сопротивления среды движению тела. Все они имеют электромагнитную природу, так как возникают за счет электромагнитного взаимодействия зарядов, входящих в состав тел. К механическим можно отнести и силу Кулона, действующую между двумя макроскопическими телами, несущими макроскопические заряды, а также силу, действующую на проводник с током в магнитном поле.

Движение  под действием указанных сил  изучается в классической механике. Ей соответствует механическая картина данной части природы. Согласно Ньютону, мир состоит из «твердых, весомых, непроницаемых, подвижных частиц». Частицы действуют друг на друга на расстоянии с силами, вызывающими ускорения, в результате чего они движутся по определенным траекториям, могут образовать устойчивые системы. Типичным примером механической системы является наша Солнечная планетная система.

      Со  времен Ньютона и до середины прошлого века считалось, что механическая картина  мира всеобъемлюща, т. е. все физические объекты и явления имеют описанную  выше механическую природу. Однако оказалось, что все механикой не объясняется, и механическую картину мира пришлось дополнять.[1] 

3 Физическая картина мира Ньютона. 

        Новая физическая гравитационная  картина мира, опирающаяся на  строгие математические обоснования,  представлена в классической  механике И.Ньютона. Ее вершиной стала теория тяготения, провозгласившая универсальный закон природы — закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств. Она всегда пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.