история физики Печать
Автор naturalscience.ru   

Исторический подход для физики важен не только в познавательном плане. История физики полна борьбы за истину, полна побед и поражений - от гонений до всеобщего поклонения. Истина, которую открывает для нас физика, сегодня кажется малозначимой. Но история говорит нам, что за многие крупицы знаний заплачено иной раз и жизнью.

Ещё в древности были открыты простейшие закономерности о распространении света и проявлениях электричества, правило рычага, закон Архимеда и др. Гений древности Аристотель в 4 веке до н.э. подвёл итог накопленным знаниям в труде "Физика". Именно труды Аристотеля легли в основу работ основателей Механики Г. Галилея и Ньютона. Взгляд Аристотеля есть "здравый взгляд" на природу движения Он наиболее доступен учащимся. Обойти взгляд Аристотеля, как пример ошибочного умозрительного не подверженного опытом суждения, является не верным.
Именно от противного, т.е. от Аристотеля, начинаем мы изучение Механики и в частности Динамики. Именно на примере ошибки Аристотеля мы показываем роль опыта в познании природы.

Развитие Физики как науки связано с Г. Галилеем. Считаю очень важным показать что такое наука. Почему до Галилея науки как таковой то и не было? Как говорил Д.И. Менделеев, наука начинается там, где появляется математика. Именно Г. Галилей первый ввёл математические модели в физику, указал главенствующую роль опыта в физике, разработал методологию науки. Власть не любила Галилея. И не только его одного. И дело не только в еретических воззрениях физиков. Физика сложна. А всё, что умнее нас вызывает протест. А вот Ньютон достиг признания, как у сторонников, так и у противников своих идей. Изменилось время и общество, пришлось признать - физика доступна не всем, но её сила не в доступности, а в истинности. Стало ясно, что быть умным это не только всё понимать, но и признавать, что не чего не понимаешь. Ньютон сотворил чудо - собрал из пёстрых лоскутьев обрывков знаний могущественную теорию - теоретическую механику. В качестве инструмента использовал дифференциальное и интегральное исчисление. Как сказал один из физиков - теоретическая механика - это единственная истина, на которую стоит молиться. Кроме прочих заслуг Ньютона, я всегда выделяю то, что Ньютон навсегда разбил метафизические оковы познания мира. Именно после Ньютона физика пошла в гору.

Фарадей и Максвелл продолжили путь к пониманию электрических явлений. Лично меня всегда удивляет гений Фарадея, человека который ввёл в физику понятие "поле" и тем самым предопределил развитие физики на столетие вперёд, при этом вообще не имел физического образования и не признавал математику. Максвелл, опираясь только на математические модели, предсказывает явления, которые будут обнаружены много позднее. Триумф Физики полнейший.
Работа итальянца Сади Карно по тепловым машинам сродни революции. Успехи термодинамики вдохновляют как учёных, так и техников. Весь 19 век следует один за другим открытия и изобретения.
Открытие принципа работы тепловых двигателей положило начало работам в области паровозостроения. Был изобретён двигатель внутреннего сгорания. Трудами Р. Майера, Д. Джоуля и Г. Гельмгольца положено начало конца идеям о "вечных двигателях". Открытый закон сохранения энергии явился первой научной истиной, лежащей в основе всего миро устройства.

Теория электричества продолжает своё развитие в работах Г. Герцена. Получены и исследованы электромагнитные волны. Полное подтверждение теории Максвелла! Сформировалась так называемая классическая физика.

А вот 20 век начался с паники: Радиоактивность, ультрафиолетовая катастрофа, инвариантность скорости света. Оказывается механическая картина мира, разработанная Ньютоном, не является абсолютно верной. Хотя Ньютон и сам не признавал, его идеями физика жила почто 200 лет.

Возникла необходимость границы применимости классической физики. В трудах М. Планка родилась новая "Квантовая физика". Стереотип Планка был настолько велик, что автор долго не верил истинность своего творения. Альберт Эйнштейн подверг сомнению всю картину мира и сегодня мир считается релятивистским. Законы Ньютона и Максвелла применимы только при малых скоростях. При скоростях близких к скорости света действуют законы Специальной теории относительности. Нильс Бор показал, что атом есть особая микросистема и, введя 3 постулата, объяснил атомные спектры.
Проблемы классической физики квантовая физика решила гениально. Для этого пришлось пожертвовать простотой и наглядностью. Нет, атом не похож на Солнечную Систему, а элементарные частицы не шарики. Эфир нельзя представить не в виде жидкости, не в виде газа - его вообще нет и т.д. Тем не менее нас это сегодня нисколько не смущает.
Смотрим ли мы телевизор или слушаем проигрыватель компакт-дисков, пользуемся компьютером или сотовым телефоном законы квантовой физики "работают" безупречно. Мир квантовой физики недоступен зрительным образом. Тем не менее, учащиеся должны поныть, что это не ущербность физики, а просто мега мир и микро мир отличны от нашего. Связь между этими мирами только через физику и математику.

И хотя многие физические открытия 20 века ещё не скоро превратятся в изобретения (а может, и вообще никогда не превратятся) - дело в том, что физика, как и природа не знает границ. Процесс создания, как и процесс мышления - это и есть наиглавнейшее, что выделяет нас из всей природы.