Механическая картина мира

Механическая картина мира (МКМ) пришла на смену античной картине мира в XVII в., а полностью сформировалась во второй половине XIX в.

Прогресс техники кустарно-ремесленного производства в XV–XVI вв. привел к необходимости решать множество физических проблем: рассортировка исходных материалов для производства машин, проблема трения в машинах, проблема оценки надежности конструкций. Инженерам требовались руководящие научные указания, чтобы лучше и быстрее разобраться в результатах пробных технических экспериментов. В XVII в. была осознана необходимость связи науки с производством.

В конце XVII в. было признано, что природные тела и явления по свойствам своим таковы же, как тела, созданные человеком. Поэтому получить знания о природе можно, используя приборы и наблюдения за техническими устройствами. Экспериментальные данные позволяют получить не менее достоверные знания, чем данные наблюдений и рассуждения. Критерий истины – практика. Количественные показатели становятся необходимыми, обязательными в научном исследовании. Математика стала инструментом, средством познания.

Слияние теоретической мысли с достижениями в области физического эксперимента в конце XIX в. привело к качественно новому соотношению в положении науки и техники. Впервые в истории человечества наиболее важные принципиально новые технические достижения основываются на фундаментальных научных открытиях (например, использование явления резонанса в строительной механике, повышение КПД тепловых машин на основе теоремы Карно).

В МКМ пространство – это пустое вместилище тел, оно однородно и изотропно (обратите внимание: в античной картине мира пространство анизотропно!). Время – чистая длительность процессов. Время однородно. Пространство и время не связаны между собой и с мате-рией.

Все разноместные одновременные для одной системы отсчета события считались одновременными во всех остальных инерциальных системах отсчета. Длительность явления и длина считались одинаковыми во всех инерциальных системах отсчета.

В основе механической картины мира лежат классический атомизм и механицизм, в соответствии с чем справедливы следующие утверждения.

Материя – это вещество, состоящее из неделимых частиц в пустоте. Обычные частицы характеризуются весом, эфирные частицы невесомы.

Движение материи – это механическое перемещение частиц. Оно объясняет все явления в природе.

Все физические величины считались непрерывными. Принципиально неточность значения физической величины может быть сколь угодно малой.

Наряду с контактными взаимодействиями рассматривались и взаимодействия на расстоянии. Это гравитационное, электрическое и магнитное взаимодействия, которые могут передаваться с бесконечно большой скоростью.

После открытия закона всемирного тяготения Ньютона и законов динамики стало общепризнанным положение о том, что законы протекания земных и небесных явлений – одни и те же.

Истинными законами природы были динамические законы, а статистические законы, считалось, недостаточно полно описывают явления природы. Среди динамических законов главными были законы динамики Ньютона. Законы сохранения механической энергии, импульса и момента импульса рассматривались как следствия из законов динамики. Предполагалось, что со временем тепловые и электромагнитные явления могут быть описаны с помощью законов механики. Считался истинным принцип относительности Галилея.

Недостатки МКМ:

а) не было объяснения причины взаимодействия тел на расстоянии;

б) не удавалось свести законы термодинамики, молекулярно-кине-тической теории и электродинамики к законам механики;

в) законы Ньютона не позволяли рассчитать орбиту Меркурия, соответствующую результатам наблюдений;

г) для объяснений электрических и оптических явлений необходимо было использовать гипотезу об эфире, а это противоречило принципу дальнодействия. Кроме того, эфир должен был быть очень разреженным, чтобы практически не оказывать влияния на движение планет. Но так как световые волны поперечны и распространяются с большой скоростью, эфир должен быть очень плотным и упругим. Это противоречие было неразрешимым.

Затруднения МКМ определялись абсолютизацией корпускулярных свойств материи.