Картина Мира античных философов. Иерархия материального мира

На закономерный вопрос, почему неверная по своей физической сути схема Птолемея давала правильный результат, ответ находим в высшей математике. По сути дела, Птолемей использовал математический метод, который позднее получил название гармонического анализа (ряды Фурье), позволяющий вычислять значение функции с любой степенью точности.

Схема Птолемея была использована в знаменитых сейчас путешествиях Колумба, Васко да Гама, Америго Веспуччи.

Николай Коперник (1473–1543), современник Леонардо да Винчи, Рафаэля, Микеланджело, положил в основу своей системы Мира эстетический принцип красоты и простоты. Идею гелиоцентризма взял у Аристарха Самосского (III в. до н. э.), в основе которой было: вращение Земли вокруг оси, центральное положение Солнца внутри планетной системы и вращение Луны вокруг Земли.

Схема Коперника позволила определить относительные масштабы Солнечной системы. За единицу он принял расстояние от Земли до Солнца - астрономическую единицу. Оставалось определить размер астрономической единицы.

Основной труд Коперника был напечатан в 1543 г., когда он уже был при смерти. Началась революция в естествознании, так как произошла полная смена физической картины Мира.

Одним из основателей естествознания является Галилео Галилей (1564–1642). Даже краткое описание его вклада в развитие естествознания показывает, что наступает эпоха становления классического естествознания. Во‑первых, им был впервые разработан метод научного исследования из четырех фаз наблюдения («чувственный опыт»), создание рабочей гипотезы («аксиомы»), вывод законов природы («математическое развитие») и опытная проверка как критерий правильности сделанных выводов. В настоящее время этот метод ученые называют знаменитой триадой: эксперимент - теория - практика. Кроме того, Галилей одним из первых начал применять математику как язык описания физических явлений.

Таким образом, с Галилеем в физике и аст­рономии началась новая эра - эра опытных проверок и экспериментальных доказательств теоретических выводов науки.

Во-вторых, Галилею мы обязаны построением науки о движении - кинематики. Наклонные плоскости, свободное падение тел (ускорение свободного падения), равноускоренное движение, математический маятник.

В-третьих, Галилей, впервые в истории человечества, взглянул на небо «вооруженным» взглядом - с помощью зрительной трубы, названной впоследствии телескопом.

Построив телескоп («труба Галилея») с увеличением 32х, он сделал ряд астрономических открытий, подтверждающих концепцию Коперника о гелио­центричности Солнечной системы. Галилеем было установлено, что Венера, как и Луна, светит отраженным светом, были открыты спутники Юпитера (4 спут­ника), как Луна у Земли. При исследовании Луны Галилей открыл, что на ее поверхности есть горы, определил их высоту и изобразил лунный ландшафт.

В-четвертых, предметом пристальных наблюдений Галилея стал Млечный путь. Все споры философов о туманности Млечного пути были наглядным образом сняты. Это оказалось громадным количеством отдельных звезд. Рассматривая то, что астрономы называли туманными звездами, Галилей обнаружил, что они, как и Млечный путь, состоят из большого числа звезд (речь идет о других галактиках).

В-пятых, Галилеем был впервые сформулирован принцип относительности, который далее был использован в теориях Ньютоном и Эйнштейном.

Вторая, после Аристотеля, научная революция завершилась творчеством одного из величайших ученых в истории человечества, каковым был Исаак Ньютон (1643–1727). Его научное наследие чрезвычайно разнообразно. В него входят  создание дифференциального и интегрального исчисления (одновременно с Лейбницем), важные астрономические наблюдения, полученные на изобретенном им же телескопе-рефлекторе. Ньютон внес большой вклад в оптику, исследовав и объяснив явления дисперсии света.

С именем Ньютона связано открытие или окончательная формулировка основных законов динамики - знаменитых трех законов Ньютона, т. е. заложен фундамент классической физики.

Современная космология - наука о строении, происхождении и эволюции Вселенной, в целом, имеет как теоретический, так и экспериментальный фундаменты. Экспериментальную основу образуют многовековые данные по наблюдению звездного неба. Теоретическая же основа космологии появилась лишь в 1666 г., когда Ньютоном был открыт закон всемирного тяготения, похоронив древнюю идею взаимного стремления тел друг к другу (любви), основанной на антропорфности и таинственности. Появление теории гравитации после открытия закона всемирного тяготения и послужило теоретической основой научной космологии.

Не будет преувеличением сказать, что 28 апреля 1686 г. - одна из важнейших дат в истории человечества. В этот день Ньютон представил Лондонскому королевскому обществу свою новую всеобщую теорию - механику земных и небесных процессов, которая в систематической форме была изложена в кни­ге «Математические начала натуральной философии», вышедшей в следую­щем году.

Лишь после появления теории гравитации стало возможным применять научный подход к решению проблем строения и эволюции Вселенной как целого, единого физического объекта.

Занимаясь вопросами космологии, любой ученый должен ответить на многие вопросы, но среди них на шесть обязательно. Эти главные вопросы о Вселенной можно разбить на две группы:

Во-первых, как изменяется Вселенная во времени? Будет ли Мир существовать вечно в будущем? Существовал ли он всегда в прошлом?

Во-вторых, как организована Вселенная в пространстве? Есть ли у нее границы и центр?

Таким образом, данные вопросы тесным образом связаны с такими важнейшими философскими понятиями как пространство и время.

Отвечая на вопросы, Ньютон создал стройную научную теорию строения Вселенной, которая господствовала более 200 лет. Кратко отметим главные черты картины Мира Ньютона:

1. Стрежнем такого научного построения является принцип материального единства мира, т. е. все земное и небесное развивается по единым законам Природы. Отметим, что в современном построении картины Мира это положение осталось практически неизменным.

2. Физическая картина Мира Ньютона опиралась на абсолютные философские категории: пространство и время, т. е. независимые друг от друга материи (вспомним Аристотеля, у которого эти категории были взаимосвязанными).

Таким образом, Ньютон, опираясь на вышеприведенные положения и при­менив теорию тяготения, пришел к выводу, что Вселенная бесконечна, стационарна и вечна. Так, теория тяготения предполагает  бесконечность Вселенной, в противном случае все материальные объекты должны слиться в одно тело. Бесконечность Вселенной автоматически снимает вопрос о ее границах и центре.

Рассуждая далее, Ньютон приходит к выводу, что материя в бесконечном пространстве под действием закона всемирного тяготения собирается в беско­нечное множество больших масс, удаленных друг от друга на большие расстояния. Эти большие массы, находясь в уравновешенном (стационарном состоянии), могут находиться бесконечно долго, т. е. Вселенная вечна по отношению к будущему. Относительно прошлого, Ньютон полагал, что Вселенная имеет свое начало во времени, так как Мир был создан могущественным творцом, т.е. богом.

2.      Иерархия материального Мира

          Самодостаточность вселенной подразумевает, что существование каждого объекта обеспечивается какими-то условиями, имеющимися во вселенной. Сама вселенная тоже объект, и тоже существует потому, что во вселенной имеются необходимые для этого условия. Фактически, самодостаточность следует из специально выбранного определения вселенной: она объединяет всё существующее, и поэтому кроме неё ничего не существует.

           Есть и другие толкования слова вселенная. Но давайте поговорим не о смысле слов, а обо «всём существующем». Этот всеохватывающий объект является самодостаточным, так как, по определению, кроме него ничего не существует. Никакие «внешние» условия и причины не требуются для обеспечения существования этого объекта. Вселенная существует без «внешних» причин. Другими словами, причина и «объяснение» существования самодостаточного объекта находится в нём самом, а не в других объектах.

        Из факта существования нашей самодостаточной вселенной следует, что и другие самодостаточные объекты обязаны существовать без всяких причин и условий, то есть неизбежно. (Если допустить, что для существования самодостаточного объекта требуются какие-то внешние условия, то такой объект не является самодостаточным.) Неизбежное существование - свойство самодостаточного объекта. А если бы ничего не существовало, то самодостаточные объекты должны возникнуть, так как их существование неизбежно и не зависит от того, существует ли что-либо ещё. Следовательно, возникновение и существование самодостаточных объектов - обычное явление природы.

       Как вселенная, так и любые «другие» самодостаточные объекты не обнаружимы извне, потому что они строго замкнуты и не имеют этого «извне». В частности, они не могут взаимодействовать с другими объектами. Тем не менее, они должны существовать. Любые имеющиеся условия и уже существующие объекты не могут помешать их возникновению, поскольку с самодостаточным объектом невозможно взаимодействовать. Как же такое возникновение и необнаружимое существование может сказаться на свойствах уже существующих объектов?

         Существование объекта подразумевает наличие пространства, в котором этот объект может быть обнаружен другими объектами. Если нет никакого пространства, то нет и существования. Но если самодостаточные объекты неизбежно возникают и существуют, и это явление не требует существования других объектов, то приходится признать, что оно само образует некое пространство, то есть связанное множество возникающих

   В основе современных представлений о строении материального мира лежит системный подход, согласно которому, любой объект материального мира может быть рассмотрен как сложное образование, включающее составные части, организованные в целостность.

Система - совокупность элементов и связей между ними.

Элемент - минимальный, далее уже неделимый компонент в данной системе. Элемент является таковым лишь по отношению к данной системе. В других же отношениях он сам может представлять собой сложную систему.

Совокупность связей между элементами образует структуру системы.

Устойчивые связи элементов определяют упорядоченность системы. Существуют два типа связей между элементами системы - по горизонтали и по вертикали.

Связи по горизонтали - это связи координации между однопорядковыми системами. Они носят коррелирующий характер: изменение любой части системы вызывает изменение другой.

Связи по вертикали - это связи субординации, т. е. соподчинение элементов. Они выражают сложное внутренне устройство системы, где одни части по своей значимости могут уступать другим и подчиняться им. Вертикальная структура включает уровни организации системы, а также их иерархию.

Итак, согласно современным научным взглядам на природу, все природные объекты представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы.

В естественных науках выделяют два больших класса материальных систем: системы неживой природы и системы живой природы.

Так, например, в неживой природе обычно структуры различного масштаба выстраивают в определенном порядке от самых больших до самых малых и называют структурно-масштабной лестницей.

В зависимости от размеров этих структур их условно делят на три блока: мегамир, макромир и микромир.

К мегамира (великий) относят космические объекты - звезды, галактики.

К макромиру (большой, крупный) относят объекты соразмерные человеку.

Микромир (малый) - это мир атомов, молекул, элементарных частиц.

Дадим структурно-масштабную лестницу в виде таблицы, в которой указаны характерные размеры в метрах и  тип фундаментального взаимодействия ответственного за формирование данной структуры.