Реферат на тему: «История физики»
Развитие физики
Физика относится к числу естественных наук, задачей которых является изучение природы в целях её подчинения человеку.
В древности слово «физика») означало природоведение. Впоследствии природоведение расчленилось на ряд наук: физику, химию, астрономию, геологию, биологию, ботанику и т. д.
Среди этих наук физика занимает в известной мере особое положение, так как предметом её изучения служат все основные, наиболее общие, простейшие формы движения материи.
Накопление знаний о явлениях природы происходило уже в глубокой древности. Даже первобытные люди, замечая черты сходства и различия в явлениях окружающего мира, приобретали из своей практики некоторые знания о природе. В дальнейшем систематизирование накопленных знаний привело к возникновению науки.
Расширение и уточнение знаний о явлениях природы производилось людьми вследствие практических потребностей посредством наблюдений, а на более высокой стадии развития науки — посредством экспериментов (наблюдение — это изучение явления в естественной обстановке, эксперимент — воспроизведение явления в искусственной обстановке в целях обнаружения особенностей данного явления в зависимости от созданных условий).
Для объяснения явлений создавались гипотезы. Выводы из наблюдений, экспериментов и гипотез проверялись при многообразном взаимодействии науки и практики; практика указывала способы уточнения научного опыта (наблюдений и экспериментов), исправляла гипотезы, обогащала науку. Наука в свою очередь обогащала практику.
По мере того как расширялось применение научных знаний к практике, возникала потребность в использовании этих знаний для предсказания явлений, для расчёта следствий того или иного действия. Это привело к необходимости взамен разрозненных гипотез создать обобщающие и обоснованные теории.
Впервые потребность в теории возникла при возведении построек и сооружений и привела к развитию механики, в первую очередь учения о равновесии. В древнем Египте и Греции разрабатывались статика твёрдых тел и гидростатика. Потребность в определении времени для земледельческих работ и необходимость определения направления при мореходстве дали толчок к развитию астрономии. Целый ряд отделов знания был обоснован и систематизирован древнегреческим мыслителем Аристотелем. Его «Физика» (в 8 книгах) на долгое время определила общее физическое мировоззрение.
Знания о природе по мере их накопления использовались господствующими классами в своих интересах; в глубокой древности наука находилась в руках служителей культа (жрецов) и была тесно связана с религией. Лишь в древней Греции наукой начали заниматься представители других привилегированных слоев общества. Лучшие представители античной натурфилософии, т. е. философии природы (Левкипп, Демокрит, Лукреций), положили начало материалистическому пониманию природы и, несмотря на крайнюю недостаточность фактического материала, пришли к представлению об атомном строении материи.
Распад античного общества временно приостановил развитие науки. В эпоху средних веков христианская церковь, опиравшаяся на господствующие классы феодального строя, чрезвычайными жестокостями, инквизицией, казнями подчинила философию целям богословия. Физика Аристотеля догматической трактовкой её, исключавшей возможность прогресса, была приспособлена церковью для укрепления авторитета священного писания. В это время, главным образом у арабов, создавших обширные государства и ведших оживлённую торговлю с отдалёнными странами, сохранились и получили некоторое развитие элементы наук, воспринятые от греков и римлян, в особенности по механике, астрономии, математике, географии.
В XV—XVI вв. на основе развёртывания европейской торговли и промышленности начались быстрый рост и оформление сначала механики и астрономии, а в дальнейшем и наук, составляющих основу промышленной техники, — физики и химии. Работы Коперника, Кеплера, Галилея и их последователей сделали науку мощным орудием борьбы буржуазии с оплотом отживавшего феодального строя — религией. В борьбе с церковью был выдвинут научный принцип: всякое подлинное знание основано на опыте (на совокупности наблюдений и экспериментов), а не на авторитете того или иного учения.
В XVII в. крупная буржуазия стремилась к компромиссу с остатками господствующих классов феодального строя. Соответственно представители науки были вынуждены изыскивать компромисс с религией. Ньютон наряду с гениальными научными работами написал толкование на церковную книгу — апокалипсис. Декарт в своих философских произведениях старался доказать бытие бога. Учёные поддерживали ложную идею о первом толчке, в котором якобы нуждалась вселенная, чтобы придти в движение.
Развитие механики наложило свой отпечаток на научную теорию того времени. Учёные пытались рассматривать мир как механизм и стремились объяснить все явления путём сведения их к механическим перемещениям.
В этот период развития естествознания огромное применение получило понятие силы. При каждом вновь открытом явлении придумывалась сила, которая объявлялась причиной явления. До сих пор в физике сохранились следы этого в обозначениях: живая сила, сила тока, электродвижущая сила и т. д.
Научные теории этого периода, рассматривавшие мир как неизменно движущуюся машину, отрицали развитие материи, переходы движения из одной формы в другую. Несмотря на успехи в расширении экспериментального материала, наука оставалась на позиции механистического мировоззрения.
В XVIII в. Ломоносов правильно предугадал картину молекулярно-кинетического строения тел и высказал впервые единый закон вечности материи и её движения словами: «... все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого ... Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому».
В те же годы теория Канта и Лапласа о развитии солнечной системы из туманности устранила идею о необходимости первого толчка.
В XIX в. на основе колоссального роста производительных сил в период расцвета промышленного капитализма прогресс науки чрезвычайно ускорился. Потребность в мощном и универсальном двигателе для индустрии и транспорта вызвала изобретение паровой машины, а её появление побудило учёных к изучению тепловых процессов, что привело к развитию термодинамики и молекулярно-кинетической теории. В свою очередь на основе термодинамики оказалось возможным конструировать более мощные и экономичные типы двигателей (паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания). Мы видим на этом примере, как практика побуждает к развитию научную теорию, а теория в дальнейшем занимает ведущую роль по отношению к практике.
Другим примером сложного взаимодействия теории и практики является развитие теории электричества и электротехники. Отрывочные сведения об электрических явлениях имелись уже давно. Но только после того, как была открыта электрическая природа молнии, а затем был открыт гальванический ток, физика концентрирует своё внимание на изучении электричества. Фарадей, Максвелл, Ленц и др. разработали физические основы современной электротехники. Промышленность быстро использовала научные открытия и широким развитием техники открыла небывалые возможности для научного эксперимента. Исследование молекулярного строения тел вскрыло электрическую природу молекулярных и атомных взаимодействий, что в свою очередь привело в наши дни к открытию атомной формы движения материи, раскрывающей необозримые перспективы для новой техники.
Ряд открытий — закон сохранения и превращения энергии, теория электромагнитных волн, открытие электронов и радиоактивности — окончательно ниспроверг учение о неизменности природы. Механицизм потерпел крушение.
Правильно оценить, понять суть новых научных открытий оказалось возможным только с позиций созданной Марксом и Энгельсом философии диалектического материализма.
«Диалектический материализм есть мировоззрение марксистско-ленинской партии. Оно называется диалектическим материализмом потому, что его подход к явлениям природы, его метод изучения явлений природы, его метод познания этих явлений является диалектическим, а его истолкование явлений природы, его понимание явлений природы, его теория—материалистической».
Явления природы при диалектическом подходе к ним нужно рассматривать в их взаимосвязи, взаимообусловленности, взаимозависимости и в их развитии, учитывая при этом, что количественные изменения приводят к коренным качественным превращениям, что развитие явлений порождается борьбой скрытых в них противоречий.
Диалектический подход к явлениям природы обеспечивает неискажённое, правильное отражение действительности в нашем сознании. Это решающее, абсолютное преимущество диалектического метода над всеми другими подходами к изучению явлений природы объясняется тем, что основные черты, характеризующие диалектический метод, не придуманы произвольно, не навязывают нашему познанию искусственных, не свойственных ему мёртвых схем, но, напротив, точно воспроизводят самые общие, не имеющие исключений законы диалектики природы.
Все науки, в частности физика, наглядно, каждым фактом подтверждают, что:
во-первых, любое явление происходит в органической, неразрывной связи с окружающими явлениями; желая обособить явление, разорвать его связь с окружающими явлениями, мы неизбежно искажаем явление;
во-вторых, всё существующее подвержено закономерному и неисчерпаемому изменению, развитию, присущему самой природе вещей;