Механистическая картина мира

Первой составляющей классической физики является классическая механика. Основой ее является механистическая картина мира (МКМ). Основные положения МКМ:

· Материя отождествляется с веществом. Частицей вещества является материальная частица малых размеров.

· Природа есть совокупность взаимодействующих материальных частиц, все явления природы объясняются механическим перемещением этих частиц.

· Физические тела – это совокупность материальных частиц. При изучении физические тела представляют в виде материальной точки или абсолютно твердого тела.

· Физической мерой взаимодействия тел является сила. Взаимодействие тел в макромире объясняется действием гравитационных (сила тяготения) и электромагнитных сил.

· В механистической картине мира все причинно-следственные связи однозначные (лапласовый детерминизм).

· Согласно механистической картине мира микромир аналогичен макромиру.

Важнейшими принципами МКМ являются:

· принцип относительности,

· принцип дальнодействия,

· принцип причинности.

Принцип относительности Галилея - все инерциальные системы отсчета (ИСО) с точки зрения механики совершенно равноправны (эквивалентны). Инерциальной (ИСО) называется система отсчета, которая находится в состоянии покоя, либо движется прямолинейно и равномерно. Переход от одной ИСО к другой осуществляется на основе преобразований Галилея для координат и времени. Например, скорость тела относительно неподвижной системы координат равна сумме скорости тела относительно движущейся системы координат и скорости системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.

Принцип дальнодействия: взаимодействие между телами передается мгновенно, и промежуточная среда в передаче взаимодействия участия не принимает.

Принцип причинности (лапласовский детерминизм)(детерминизм – предопределенность). Законы классической физики устанавливают однозначные связи между явлениями, которые они описывают. Математик Лаплас утверждал следующее: “Всякое имеющее место явление связано с предшествующим на основании того очевидного принципа, что оно не может возникнуть без производящей причины. Причина и следствие взаимосвязаны, влияют друг на друга. Следствие одной причины может стать причиной другого следствия”.

Законы сохранения.

Важными законами в классической физике являются законы сохранения.

Закон сохранения электрического заряда: в электрически замкнутой системе сумма зарядов есть величина постоянная. Т.е. электрические заряды могут возникать и исчезать, но при этом обязательно появляется и исчезает равное количество элементарных зарядов противоположных знаков.

Закон сохранения массы вещества. Массы веществ, вступивших во взаимодействие (реакцию), всегда будут равны массам веществ, образовавшихся в результате взаимодействия.

Закон сохранения энергии. Энергия никогда не образуется и не уничтожается, она только переходит из одного вида в другой. Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия материи.

Закон сохранения энергии и в настоящее время является важнейшим научным принципом. Новая форма действия этого закона основана на учете взаимосвязи массы и энергии:

Е = mс²,

где E — энергия тела, m — его масса, c — скорость света в вакууме, равная 300 000 км/с.

Таким образом, в современной физике закон сохранения массы применяется совместно с законом сохранения энергии.

Закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы, на которую не действуют внешние силы (или действие этих сил скомпенсировано), сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени. Импульс (количество движения) – векторная физическая величина, характеризующая меру механического движения тела. В классической механике импульс тела p равен произведению массы этого тела m на его скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:

p = mv

Следствием законов сохранения являются законы движения. Классическая физика опирается на законы движения Ньютона.

Первый закон (закон инерции): тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока на него не оказывают воздействие другие тела. Способность тела сопротивляться воздействию на него сил называется инертностью.

Второй закон: ускорение, приобретаемое телом в результате воздействия на него силы, прямо пропорционально действующей силе и обратно пропорционально массе тела. Если ускорение равно а, сила равна F, масса равна m, то

a = F/m.

Третий закон: силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по величине (модулю) и противоположны по направлению. Силы действуют вдоль прямой, соединяющей эти тела, т.е. каждому действию всегда соответствует равное и противоположно направленное противодействие.

Из второго и третьего законов движения вытекает закон сохранения импульса.

Система законов движения была дополнена законом всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения: тела притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Законы Ньютона послужили основой классического естествознания, но по своей сути МКМ являлась метафизичной (т.е. абстрактной, не учитывающей внутренние связи), т.к. все многообразие законов материального мира сводилось к механике. Механистическая картина мира фактически отвергала качественные изменения, сводя все к изменениям чисто количественным.