शास्त्रीय भौतिकी में, एक प्रणाली को एक निश्चित तरीके से जुड़े कुछ हिस्सों के संग्रह के रूप में समझा जाता है। प्रणाली के ये भाग (तत्व) एक दूसरे को प्रभावित कर सकते हैं, और यह माना जाता है कि उनकी बातचीत का मूल्यांकन हमेशा सिस्टम के अंतःक्रियात्मक तत्वों के बीच कारण और प्रभाव संबंधों के दृष्टिकोण से किया जा सकता है।
भौतिक और आध्यात्मिक दुनिया की घटनाओं की नियमित संबंध और अन्योन्याश्रयता की निष्पक्षता के दार्शनिक सिद्धांत को कहा जाता है नियतिवाद।नियतिवाद की केंद्रीय अवधारणा अस्तित्व का प्रस्ताव है कारण;कार्य-कारण तब होता है जब एक घटना दूसरी घटना (परिणाम) को जन्म देती है।
शास्त्रीय भौतिकी कठोर नियतत्ववाद के पदों पर खड़ा है, जिसे लैपलासीन कहा जाता है - यह पियरे साइमन लाप्लास था जिसने प्रकृति के मौलिक नियम के रूप में कार्य-कारण के सिद्धांत की घोषणा की। लाप्लास का मानना था कि यदि सिस्टम के तत्वों (कुछ निकायों) की स्थिति और उसमें अभिनय करने वाले बलों को जाना जाता है, तो पूरी निश्चितता के साथ भविष्यवाणी करना संभव है कि इस प्रणाली का प्रत्येक शरीर अभी और भविष्य में कैसे आगे बढ़ेगा। उन्होंने लिखा: "हमें ब्रह्मांड की मौजूदा स्थिति को पिछली स्थिति के परिणाम के रूप में और अगले के कारण के रूप में मानना चाहिए। मन, जो एक निश्चित क्षण में प्रकृति में कार्य करने वाली सभी शक्तियों को जानता होगा, और इसके सभी घटक संस्थाओं की सापेक्ष स्थिति, यदि यह अभी भी इतना विशाल था कि इन सभी आंकड़ों को ध्यान में रखा जा सके, उसी सूत्र के साथ आंदोलनों को कवर करेगा ब्रह्मांड के सबसे बड़े पिंडों और सबसे हल्के परमाणुओं में से। उसके लिए कुछ भी अविश्वसनीय नहीं होगा, और भविष्य, अतीत की तरह, उसकी आंखों के सामने खड़ा होगा। परंपरागत रूप से, यह काल्पनिक प्राणी, जो (लाप्लास के अनुसार) ब्रह्मांड के विकास की भविष्यवाणी कर सकता था, विज्ञान में "लाप्लास का दानव" कहलाता है।
प्राकृतिक विज्ञान के विकास के शास्त्रीय काल में, इस विचार की पुष्टि की जाती है कि केवल गतिशील नियम ही प्रकृति में कार्य-कारण की पूरी तरह से विशेषता रखते हैं।
लैपलेस ने यांत्रिक नियतत्ववाद के दृष्टिकोण से शारीरिक, मनोवैज्ञानिक, सामाजिक घटनाओं सहित पूरी दुनिया को समझाने की कोशिश की, जिसे उन्होंने किसी भी विज्ञान के निर्माण के लिए एक पद्धति सिद्धांत के रूप में माना। लैपलेस ने खगोलीय यांत्रिकी में वैज्ञानिक ज्ञान के रूप का एक उदाहरण देखा। इस प्रकार, लाप्लासियन नियतत्ववाद संयोग की वस्तुनिष्ठ प्रकृति, किसी घटना की संभावना की अवधारणा को नकारता है।
प्राकृतिक विज्ञान के आगे विकास ने कार्य-कारण और प्रभाव के नए विचारों को जन्म दिया। कुछ प्राकृतिक प्रक्रियाओं के लिए, कारण निर्धारित करना मुश्किल है - उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी क्षय संयोग से होता है। नाभिक से α- या β-कण के "भागने" के समय और उसकी ऊर्जा के मूल्य को स्पष्ट रूप से जोड़ना असंभव है। ऐसी प्रक्रियाएं निष्पक्ष रूप से यादृच्छिक होती हैं। जीव विज्ञान में विशेष रूप से ऐसे कई उदाहरण हैं। आज के प्राकृतिक विज्ञान में, आधुनिक नियतत्ववाद प्रक्रियाओं और परिघटनाओं के बीच अंतर्संबंध के विभिन्न, वस्तुनिष्ठ रूप से विद्यमान रूपों की पेशकश करता है, जिनमें से कई ऐसे रिश्तों के रूप में व्यक्त किए जाते हैं जिनमें स्पष्ट कारण संबंध नहीं होते हैं, अर्थात उनमें किसी एक की पीढ़ी के क्षण शामिल नहीं होते हैं। दूसरे द्वारा। ये स्पेस-टाइम कनेक्शन, समरूपता के संबंध और कुछ कार्यात्मक निर्भरता, संभाव्य संबंध आदि हैं। हालांकि, घटना के वास्तविक इंटरैक्शन के सभी रूप एक सार्वभौमिक प्रभावी कार्य-कारण के आधार पर बनते हैं, जिसके बाहर एक भी घटना नहीं होती है तथाकथित यादृच्छिक घटनाओं सहित वास्तविकता, जिसमें कुल मिलाकर स्थिर कानून प्रकट होते हैं।
विज्ञान का विकास जारी है, नई अवधारणाओं, कानूनों, सिद्धांतों से समृद्ध है, जो लैपलासीन नियतत्ववाद की सीमाओं को इंगित करता है। हालांकि, शास्त्रीय भौतिकी, विशेष रूप से शास्त्रीय यांत्रिकी में, अभी भी आवेदन का अपना स्थान है। इसके नियम अपेक्षाकृत धीमी गति के लिए काफी लागू होते हैं, जिसकी गति प्रकाश की गति से काफी कम होती है। आधुनिक काल में शास्त्रीय भौतिकी के महत्व को क्वांटम यांत्रिकी के संस्थापकों में से एक, नील्स बोहर द्वारा अच्छी तरह से परिभाषित किया गया था: "चाहे कितनी भी घटनाएं शास्त्रीय भौतिक व्याख्या के ढांचे से परे हों, सभी प्रयोगात्मक डेटा को शास्त्रीय अवधारणाओं का उपयोग करके वर्णित किया जाना चाहिए। इसका औचित्य केवल "प्रयोग" शब्द का सटीक अर्थ बताना है। हम "प्रयोग" शब्द का उपयोग उस स्थिति को संदर्भित करने के लिए करते हैं जिसमें हम दूसरों को बता सकते हैं कि हमने क्या किया है और हमने क्या सीखा है। इसलिए, प्रायोगिक सेटअप और टिप्पणियों के परिणामों को शास्त्रीय भौतिकी की भाषा में स्पष्ट रूप से वर्णित किया जाना चाहिए।"
न्यूटन के शास्त्रीय यांत्रिकी ने प्राकृतिक विज्ञान के विकास में एक बड़ी भूमिका निभाई है और अभी भी खेलती है। यह स्थलीय और अलौकिक परिस्थितियों में कई भौतिक घटनाओं और प्रक्रियाओं की व्याख्या करता है, और कई तकनीकी उपलब्धियों का आधार बनाता है। इसकी नींव पर, प्राकृतिक विज्ञान की विभिन्न शाखाओं में अनुसंधान के प्राकृतिक-वैज्ञानिक तरीकों का गठन किया गया था।
1667 में, न्यूटन ने गतिकी के तीन नियम तैयार किए - शास्त्रीय यांत्रिकी के मूलभूत नियम।
न्यूटन का पहला नियम:कोई भी भौतिक बिंदु (शरीर) आराम की स्थिति या एक समान सीधी गति को तब तक बनाए रखता है जब तक कि अन्य निकायों के प्रभाव से यह स्थिति बदल नहीं जाती।
गतिकी के दूसरे नियम के मात्रात्मक सूत्रीकरण के लिए, त्वरण की अवधारणा a, शरीर द्रव्यमान टीऔर बल एफ. त्वरणशरीर की गति में परिवर्तन की दर को दर्शाता है। वज़न- भौतिक वस्तुओं की मुख्य विशेषताओं में से एक, जो उनकी जड़ता को निर्धारित करती है (जड़त्वीय द्रव्यमान)और गुरुत्वाकर्षण (भारी,या गुरुत्वाकर्षण, द्रव्यमान)गुण। बल- यह एक वेक्टर मात्रा है, अन्य निकायों या क्षेत्रों से शरीर पर यांत्रिक प्रभाव का एक उपाय, जिसके परिणामस्वरूप शरीर त्वरण प्राप्त करता है या अपना आकार और आकार बदलता है।
न्यूटन का दूसरा नियम:किसी भौतिक बिंदु (पिंड) द्वारा प्राप्त त्वरण उस पर लगने वाले बल के समानुपाती होता है और भौतिक बिंदु (शरीर) के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है: .
न्यूटन का दूसरा नियम केवल जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम में मान्य है। न्यूटन का पहला नियम दूसरे से लिया जा सकता है। वास्तव में, यदि परिणामी बल शून्य के बराबर हैं (अन्य निकायों से शरीर पर प्रभाव के अभाव में), तो त्वरण भी शून्य के बराबर होता है। हालांकि, न्यूटन के पहले कानून को एक स्वतंत्र कानून के रूप में माना जाता है, न कि दूसरे कानून के परिणाम के रूप में, क्योंकि यह वह है जो संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम के अस्तित्व पर जोर देता है।
भौतिक बिंदुओं (निकायों) के बीच परस्पर क्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है न्यूटन का तीसरा नियम:एक दूसरे पर भौतिक बिंदुओं (निकायों) की किसी भी क्रिया में बातचीत का चरित्र होता है; वे बल जिनके साथ भौतिक बिंदु एक दूसरे पर कार्य करते हैं, हमेशा निरपेक्ष मान के बराबर होते हैं, विपरीत दिशा में निर्देशित होते हैं और इन बिंदुओं को जोड़ने वाली सीधी रेखा के साथ कार्य करते हैं:।
यहां एफ 12 - दूसरे से पहले भौतिक बिंदु पर अभिनय करने वाला बल; एफ 21 - पहले से दूसरे भौतिक बिंदु पर कार्य करने वाला बल। ये बल विभिन्न भौतिक बिंदुओं (निकायों) पर लागू होते हैं, हमेशा जोड़े में कार्य करते हैं और एक ही प्रकृति के बल होते हैं। न्यूटन का तीसरा नियम एकल सामग्री बिंदु की गतिशीलता से जोड़ी बातचीत द्वारा विशेषता सामग्री बिंदुओं की एक प्रणाली की गतिशीलता में संक्रमण की अनुमति देता है।
चौथा नियमन्यूटन द्वारा प्रतिपादित सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम है।
इस खोज की तार्किक श्रृंखला इस प्रकार बनाई जा सकती है। चंद्रमा की गति पर विचार करते हुए, न्यूटन ने निष्कर्ष निकाला कि इसे उसी बल द्वारा कक्षा में रखा जाता है जिसके तहत पत्थर जमीन पर गिरता है, अर्थात। गुरुत्वाकर्षण बल: "चंद्रमा पृथ्वी की ओर गुरुत्वाकर्षण करता है और गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा लगातार सीधी गति से विचलित होता है और अपनी कक्षा में रखा जाता है।" अभिकेंद्रीय त्वरण और खगोलीय डेटा के लिए अपने समकालीन ह्यूजेन्स के सूत्र का उपयोग करते हुए, उन्होंने पाया कि चंद्रमा का अभिकेन्द्र त्वरण पृथ्वी पर गिरने वाले पत्थर के त्वरण से 3600 गुना कम है। चूँकि पृथ्वी के केंद्र से चंद्रमा के केंद्र की दूरी पृथ्वी की त्रिज्या की 60 गुना है, इसलिए हम यह मान सकते हैं कि दूरी के वर्ग के साथ गुरुत्वाकर्षण बल घटता जाता है।फिर, ग्रहों की गति का वर्णन करने वाले केप्लर के नियमों के आधार पर, न्यूटन इस निष्कर्ष को सभी ग्रहों तक फैलाता है। ( "वे बल जिनके द्वारा प्रमुख ग्रह सीधी गति से विचलित होते हैं और अपनी कक्षाओं में रखे जाते हैं, वे सूर्य की ओर निर्देशित होते हैं और इसके केंद्र की दूरी के वर्गों के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं।»).
अंत में, गुरुत्वाकर्षण बलों की सार्वभौमिक प्रकृति और सभी ग्रहों पर उनकी समान प्रकृति की स्थिति को बताते हुए, यह दर्शाता है कि "किसी भी ग्रह पर किसी पिंड का वजन इस ग्रह के द्रव्यमान के समानुपाती होता है", प्रयोगात्मक रूप से आनुपातिकता को स्थापित करता है। शरीर का द्रव्यमान और उसका भार (गुरुत्वाकर्षण), न्यूटन का निष्कर्ष है कि पिंडों के बीच गुरुत्वाकर्षण बल इन पिंडों के द्रव्यमान के समानुपाती होता है।तो सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का प्रसिद्ध कानून स्थापित किया गया था, जिसे इस प्रकार लिखा गया है:
जहां गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, जिसे पहली बार 1798 में जी. कैवेंडिश द्वारा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया गया था। आधुनिक आंकड़ों के अनुसार, \u003d 6.67 * 10 -11 एन × एम 2 / किग्रा 2।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में, द्रव्यमान के रूप में कार्य करता है गुरुत्वाकर्षण उपाय, अर्थात। भौतिक निकायों के बीच गुरुत्वाकर्षण बल को निर्धारित करता है।
न्यूटन के नियम हमें यांत्रिकी की कई समस्याओं को हल करने की अनुमति देते हैं - सरल से जटिल तक। न्यूटन और उनके अनुयायियों द्वारा उस समय के एक नए गणितीय तंत्र के विकास के बाद इस तरह की समस्याओं की सीमा में काफी विस्तार हुआ - अंतर और अभिन्न कलन, जो वर्तमान में प्राकृतिक विज्ञान की विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
शास्त्रीय यांत्रिकी और लाप्लासियन नियतत्ववाद। 18वीं सदी के अंत में - 19वीं शताब्दी के प्रारंभ में कई भौतिक घटनाओं का कारणात्मक विवरण। शास्त्रीय यांत्रिकी के निरपेक्षीकरण के लिए नेतृत्व किया। एक दार्शनिक सिद्धांत का उदय हुआ यंत्रवत नियतत्ववाद,- एक फ्रांसीसी गणितज्ञ, भौतिक विज्ञानी और दार्शनिक पी. लाप्लास द्वारा स्थापित। लाप्लासियन नियतत्ववादविचार व्यक्त करता है पूर्ण नियतत्ववाद- विश्वास है कि जो कुछ भी होता है उसका मानव अवधारणा में एक कारण होता है और यह एक ऐसी आवश्यकता है जिसे जाना जाता है और अभी भी मन को अज्ञात है। इसका सार लाप्लास के कथन से समझा जा सकता है: "समकालीन घटनाओं का पिछली घटनाओं के साथ संबंध है, इस स्पष्ट सिद्धांत के आधार पर कि कोई भी वस्तु बिना किसी कारण के शुरू नहीं हो सकती है ... क्रियाएँ, यहाँ तक कि वे भी जिन्हें तटस्थ माना जाता है ... हमें ब्रह्मांड की वर्तमान स्थिति को उसकी पिछली स्थिति और उसके बाद की स्थिति के कारण के रूप में मानना चाहिए। एक मन, जो किसी भी क्षण, प्रकृति में कार्यरत सभी शक्तियों को जानता होगा, और इसके घटक भागों के सापेक्ष स्वभाव, इसके अलावा, इन आंकड़ों को विश्लेषण के अधीन करने के लिए पर्याप्त रूप से व्यापक था, एक ही सूत्र में आंदोलनों को शामिल करेगा ब्रह्मांड में सबसे विशाल पिंड और सबसे हल्का परमाणु; उसके लिए कुछ भी अस्पष्ट नहीं होगा, और भविष्य, अतीत की तरह, उसकी आंखों के सामने होगा ... वायु या वाष्प के अणु द्वारा वर्णित वक्र को ग्रहों की कक्षाओं के रूप में सख्ती से और निश्चित रूप से नियंत्रित किया जाता है: उनके बीच केवल अंतर जो हमारी अज्ञानता से लगाया जाता है।" ये शब्द ए। पोंकारे के विश्वास को प्रतिध्वनित करते हैं: "विज्ञान नियतात्मक है, यह एक ऐसी प्राथमिकता है [शुरुआत में], यह नियतत्ववाद को दर्शाता है, क्योंकि यह इसके बिना मौजूद नहीं हो सकता। वह इतनी पीछे है [अनुभव से]: यदि उसने शुरू से ही इसे अपने अस्तित्व के लिए एक आवश्यक शर्त के रूप में माना है, तो वह इसे अपने अस्तित्व से सख्ती से साबित करती है, और उसकी प्रत्येक जीत नियतत्ववाद की जीत है।
भौतिकी के आगे के विकास ने दिखाया कि कुछ प्राकृतिक प्रक्रियाओं के लिए कारण निर्धारित करना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी क्षय संयोग से होता है। ऐसी प्रक्रियाएँ वस्तुनिष्ठ रूप से यादृच्छिक होती हैं, और इसलिए नहीं कि हम अपने ज्ञान की कमी के कारण उनके कारणों का संकेत नहीं दे सकते। उसी समय, विज्ञान ने विकास करना बंद नहीं किया, बल्कि नए कानूनों, सिद्धांतों और अवधारणाओं से समृद्ध हुआ, जो शास्त्रीय सिद्धांत की सीमाओं को इंगित करता है - लाप्लासियन नियतत्ववाद। भौतिक वस्तुओं, घटनाओं और प्रक्रियाओं की एक विशाल विविधता के लिए अतीत और भविष्य की भविष्यवाणी का बिल्कुल सटीक विवरण एक कठिन काम है और उद्देश्य आवश्यकता से रहित है। यहां तक कि सबसे सरल वस्तु के लिए - एक भौतिक बिंदु - माप उपकरणों की सीमित सटीकता के कारण, एक बिल्कुल सटीक भविष्यवाणी भी अवास्तविक है।
अनुभवजन्य और सैद्धांतिक ज्ञान के तरीकों को चित्र 4 में योजनाबद्ध रूप से प्रस्तुत किया गया है।
चित्र 4. अनुभवजन्य और सैद्धांतिक ज्ञान के तरीके
अवलोकन वस्तुओं और घटनाओं की एक उद्देश्यपूर्ण, संगठित धारणा है। वैज्ञानिक अवलोकन तथ्यों को इकट्ठा करने के लिए किए जाते हैं जो किसी विशेष परिकल्पना को मजबूत या खंडन करते हैं और कुछ सैद्धांतिक सामान्यीकरण के आधार होते हैं।
एक प्रयोग अनुसंधान का एक तरीका है जो एक सक्रिय चरित्र द्वारा अवलोकन से भिन्न होता है। यह अवलोकन विशेष नियंत्रित परिस्थितियों में है।
मापन एक मानक, माप की एक इकाई के साथ मात्रा की तुलना करने की भौतिक प्रक्रिया है। मापी गई मात्रा और मानक के अनुपात को व्यक्त करने वाली संख्या इस मात्रा का संख्यात्मक मान कहलाती है।
4. न्यूटनियन यांत्रिकी। लाप्लास नियतत्ववाद
न्यूटन के शास्त्रीय यांत्रिकी ने प्राकृतिक विज्ञान के विकास में एक बड़ी भूमिका निभाई है और अभी भी खेलती है। यह स्थलीय और अलौकिक परिस्थितियों में कई भौतिक घटनाओं और प्रक्रियाओं की व्याख्या करता है, और कई तकनीकी उपलब्धियों का आधार बनाता है। इसकी नींव पर, प्राकृतिक विज्ञान की विभिन्न शाखाओं में अनुसंधान के प्राकृतिक-वैज्ञानिक तरीकों का गठन किया गया था।
1667 में, न्यूटन ने गतिकी के तीन नियम तैयार किए - शास्त्रीय यांत्रिकी के मूलभूत नियम।
न्यूटन का पहला नियम:कोई भी भौतिक बिंदु (शरीर) आराम की स्थिति या एक समान सीधी गति को तब तक बनाए रखता है जब तक कि अन्य निकायों के प्रभाव से यह स्थिति बदल नहीं जाती।
गतिकी के दूसरे नियम के मात्रात्मक सूत्रीकरण के लिए, त्वरण की अवधारणा a, शरीर द्रव्यमान टीऔर ताकत एफ। त्वरणशरीर की गति में परिवर्तन की दर को दर्शाता है। वज़न- भौतिक वस्तुओं की मुख्य विशेषताओं में से एक, जो उनकी जड़ता को निर्धारित करती है (जड़त्वीय द्रव्यमान)और गुरुत्वाकर्षण (भारी,या गुरुत्वाकर्षण, द्रव्यमान)गुण। बल- यह एक वेक्टर मात्रा है, अन्य निकायों या क्षेत्रों से शरीर पर यांत्रिक प्रभाव का एक उपाय, जिसके परिणामस्वरूप शरीर त्वरण प्राप्त करता है या अपना आकार और आकार बदलता है।
न्यूटन का दूसरा नियम:एक भौतिक बिंदु (शरीर) द्वारा प्राप्त त्वरण उस बल के समानुपाती होता है और भौतिक बिंदु (शरीर) के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है: 
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न्यूटन का दूसरा नियम केवल जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम में मान्य है। न्यूटन का पहला नियम दूसरे से लिया जा सकता है। वास्तव में, यदि परिणामी बल शून्य के बराबर हैं (अन्य निकायों से शरीर पर प्रभाव के अभाव में), तो त्वरण भी शून्य के बराबर होता है। हालांकि, न्यूटन के पहले कानून को एक स्वतंत्र कानून के रूप में माना जाता है, न कि दूसरे कानून के परिणाम के रूप में, क्योंकि यह वह है जो संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम के अस्तित्व पर जोर देता है।
भौतिक बिंदुओं (निकायों) के बीच परस्पर क्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है न्यूटन का तीसरा नियम:एक दूसरे पर भौतिक बिंदुओं (निकायों) की किसी भी क्रिया में बातचीत का चरित्र होता है; वे बल जिनके साथ भौतिक बिंदु एक दूसरे पर कार्य करते हैं, हमेशा निरपेक्ष मान के बराबर होते हैं, विपरीत दिशा में निर्देशित होते हैं और इन बिंदुओं को जोड़ने वाली सीधी रेखा के साथ कार्य करते हैं: 
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यहां एफ 12 - दूसरे से पहले भौतिक बिंदु पर अभिनय करने वाला बल; एफ 21 - पहले से दूसरे भौतिक बिंदु पर कार्य करने वाला बल। ये बल विभिन्न भौतिक बिंदुओं (निकायों) पर लागू होते हैं, हमेशा जोड़े में कार्य करते हैं और एक ही प्रकृति के बल होते हैं। न्यूटन का तीसरा नियम एकल सामग्री बिंदु की गतिशीलता से जोड़ी बातचीत द्वारा विशेषता सामग्री बिंदुओं की एक प्रणाली की गतिशीलता में संक्रमण की अनुमति देता है।
चौथा नियमन्यूटन द्वारा प्रतिपादित सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम है।
इस खोज की तार्किक श्रृंखला इस प्रकार बनाई जा सकती है। चंद्रमा की गति पर विचार करते हुए, न्यूटन ने निष्कर्ष निकाला कि इसे उसी बल द्वारा कक्षा में रखा जाता है जिसके तहत पत्थर जमीन पर गिरता है, अर्थात। गुरुत्वाकर्षण बल: "चंद्रमा पृथ्वी की ओर गुरुत्वाकर्षण करता है और गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा लगातार सीधी गति से विचलित होता है और अपनी कक्षा में रखा जाता है।" अभिकेंद्रीय त्वरण और खगोलीय डेटा के लिए अपने समकालीन ह्यूजेन्स के सूत्र का उपयोग करते हुए, उन्होंने पाया कि चंद्रमा का अभिकेन्द्र त्वरण पृथ्वी पर गिरने वाले पत्थर के त्वरण से 3600 गुना कम है। चूँकि पृथ्वी के केंद्र से चंद्रमा के केंद्र की दूरी पृथ्वी की त्रिज्या की 60 गुना है, इसलिए हम यह मान सकते हैं कि दूरी के वर्ग के साथ गुरुत्वाकर्षण बल घटता जाता है।फिर, ग्रहों की गति का वर्णन करने वाले केप्लर के नियमों के आधार पर, न्यूटन इस निष्कर्ष को सभी ग्रहों तक फैलाता है। ( "वे बल जिनके द्वारा प्रमुख ग्रह सीधी गति से विचलित होते हैं और अपनी कक्षाओं में रखे जाते हैं, वे सूर्य की ओर निर्देशित होते हैं और इसके केंद्र की दूरी के वर्गों के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं।»).
अंत में, गुरुत्वाकर्षण बलों की सार्वभौमिक प्रकृति और सभी ग्रहों पर उनकी समान प्रकृति की स्थिति को बताते हुए, यह दर्शाता है कि "किसी भी ग्रह पर किसी पिंड का वजन इस ग्रह के द्रव्यमान के समानुपाती होता है", प्रयोगात्मक रूप से आनुपातिकता को स्थापित करता है। शरीर का द्रव्यमान और उसका भार (गुरुत्वाकर्षण), न्यूटन का निष्कर्ष है कि पिंडों के बीच गुरुत्वाकर्षण बल इन पिंडों के द्रव्यमान के समानुपाती होता है।तो सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का प्रसिद्ध कानून स्थापित किया गया था, जिसे इस प्रकार लिखा गया है:
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जहां गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, जिसे पहली बार 1798 में जी. कैवेंडिश द्वारा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया गया था। आधुनिक आंकड़ों के अनुसार, \u003d 6.67 * 10 -11 एन × एम 2 / किग्रा 2।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में, द्रव्यमान कार्य करता है गुरुत्वाकर्षण उपाय, अर्थात। भौतिक निकायों के बीच गुरुत्वाकर्षण बल को निर्धारित करता है।
न्यूटन के नियम हमें यांत्रिकी की कई समस्याओं को हल करने की अनुमति देते हैं - सरल से जटिल तक। न्यूटन और उनके अनुयायियों द्वारा उस समय के एक नए गणितीय तंत्र के विकास के बाद इस तरह की समस्याओं की सीमा में काफी विस्तार हुआ - अंतर और अभिन्न कलन, जो वर्तमान में प्राकृतिक विज्ञान की विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
शास्त्रीय यांत्रिकी और लाप्लासियन नियतत्ववाद। 18वीं सदी के अंत में-19वीं शताब्दी की शुरुआत में कई भौतिक घटनाओं का कारण स्पष्टीकरण। शास्त्रीय यांत्रिकी के निरपेक्षीकरण के लिए नेतृत्व किया। एक दार्शनिक सिद्धांत का उदय हुआ यंत्रवत नियतत्ववाद,- एक फ्रांसीसी गणितज्ञ, भौतिक विज्ञानी और दार्शनिक पी. लाप्लास द्वारा स्थापित। लाप्लासियन नियतत्ववादविचार व्यक्त करता है पूर्ण नियतत्ववाद- विश्वास है कि जो कुछ भी होता है उसका मानव अवधारणा में एक कारण होता है और यह एक ऐसी आवश्यकता है जिसे जाना जाता है और अभी भी मन को अज्ञात है। इसका सार लाप्लास के कथन से समझा जा सकता है: "समकालीन घटनाओं का पिछली घटनाओं के साथ संबंध है, इस स्पष्ट सिद्धांत के आधार पर कि कोई भी वस्तु बिना किसी कारण के शुरू नहीं हो सकती है ... इच्छा, हालांकि स्वतंत्र है, को जन्म नहीं दे सकती क्रियाएँ, यहाँ तक कि वे भी जिन्हें तटस्थ माना जाता है ... हमें ब्रह्मांड की वर्तमान स्थिति को उसकी पिछली स्थिति का परिणाम और उसके बाद की स्थिति के कारण के रूप में मानना चाहिए। एक मन, जो किसी भी क्षण, प्रकृति में कार्यरत सभी शक्तियों को जानता होगा, और इसके घटक भागों के सापेक्ष स्वभाव, इसके अलावा, इन आंकड़ों को विश्लेषण के अधीन करने के लिए पर्याप्त रूप से व्यापक था, एक ही सूत्र में आंदोलनों को शामिल करेगा ब्रह्मांड में सबसे विशाल पिंड और सबसे हल्का परमाणु; उसके लिए कुछ भी अस्पष्ट नहीं होगा, और भविष्य, अतीत की तरह, उसकी आंखों के सामने होगा ... वायु या वाष्प के अणु द्वारा वर्णित वक्र को ग्रहों की कक्षाओं के रूप में सख्ती से और निश्चित रूप से नियंत्रित किया जाता है: उनके बीच केवल अंतर जो हमारी अज्ञानता से लगाया जाता है।" ये शब्द ए। पॉइनकेयर के दृढ़ विश्वास को प्रतिध्वनित करते हैं: "विज्ञान नियतात्मक है, यह एक ऐसी प्राथमिकता है [मूल रूप से], यह नियतत्ववाद को दर्शाता है, क्योंकि यह इसके बिना मौजूद नहीं हो सकता। वह ऐसी और एक पश्चवर्ती [अनुभव से] है: यदि उसने शुरू से ही इसे अपने अस्तित्व की एक आवश्यक शर्त के रूप में माना है, तो वह इसे अपने अस्तित्व से सख्ती से साबित करती है, और उसकी प्रत्येक जीत नियतत्ववाद की जीत है।
भौतिकी के आगे के विकास ने दिखाया कि कुछ प्राकृतिक प्रक्रियाओं के लिए कारण निर्धारित करना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी क्षय संयोग से होता है। ऐसी प्रक्रियाएँ वस्तुनिष्ठ रूप से यादृच्छिक होती हैं, और इसलिए नहीं कि हम अपने ज्ञान की कमी के कारण उनके कारणों का संकेत नहीं दे सकते। उसी समय, विज्ञान ने विकास करना बंद नहीं किया, बल्कि नए कानूनों, सिद्धांतों और अवधारणाओं से समृद्ध हुआ, जो शास्त्रीय सिद्धांत की सीमाओं को इंगित करता है - लाप्लासियन नियतत्ववाद। भौतिक वस्तुओं, घटनाओं और प्रक्रियाओं की एक विशाल विविधता के लिए अतीत और भविष्य की भविष्यवाणी का बिल्कुल सटीक विवरण एक कठिन काम है और उद्देश्य आवश्यकता से रहित है। यहां तक कि सबसे सरल वस्तु के लिए - एक भौतिक बिंदु - माप उपकरणों की सीमित सटीकता के कारण, एक बिल्कुल सटीक भविष्यवाणी भी अवास्तविक है।
प्राकृतिक वैज्ञानिकों के उद्देश्यपूर्ण कार्य के लिए धन्यवाद, विज्ञान को विकास के ऐसे चरण में लाया गया, ऐसा प्रतीत होता है, कुछ भी इसके कानूनों की सख्त निश्चितता का विरोध नहीं कर सकता है। इस प्रकार, 19वीं शताब्दी में रहने वाले पियरे लाप्लास ने ब्रह्मांड के बारे में अपने विचार को पूरी तरह से नियतात्मक वस्तु के रूप में व्यक्त किया: "कुछ भी अनिश्चित नहीं होगा, और भविष्य, अतीत की तरह, हमारी आंखों के सामने प्रस्तुत किया जाएगा।" उदाहरण के लिए, यदि हम किसी निश्चित क्षण में ग्रहों और सूर्य की सटीक स्थिति जानते हैं, तो आकर्षण के नियमों के अनुसार, हम सटीक रूप से गणना कर सकते हैं कि सौर मंडल किसी अन्य समय में किस स्थिति में होगा। लेकिन लाप्लास ब्रह्मांड के नियमों के नियतत्ववाद में और भी अधिक देखना चाहता था: उसने तर्क दिया कि मनुष्यों सहित हर चीज के लिए समान कानून हैं। नियतत्ववाद के इस सिद्धांत को क्वांटम सिद्धांत द्वारा मौलिक रूप से नष्ट कर दिया गया है।
आइए तुलना करें कि शास्त्रीय यांत्रिकी क्वांटम यांत्रिकी से कैसे भिन्न है। कणों की एक प्रणाली होने दें। शास्त्रीय यांत्रिकी में, समय के प्रत्येक क्षण में प्रणाली की स्थिति सभी कणों के निर्देशांक और गति के मूल्य से निर्धारित होती है। अन्य सभी भौतिक पैरामीटर, जैसे: ऊर्जा, तापमान, द्रव्यमान इत्यादि, सिस्टम के कणों के निर्देशांक और गति से निर्धारित किए जा सकते हैं। शास्त्रीय यांत्रिकी का निर्धारणवाद यह है कि "एक प्रणाली की भविष्य की स्थिति पूरी तरह से और विशिष्ट रूप से निर्धारित होती है यदि इसकी प्रारंभिक अवस्था दी जाती है।"
निस्संदेह, किसी भी प्रयोग में, माप में कुछ अशुद्धि, अनिश्चितता हो सकती है, और, विचाराधीन भौतिक प्रणाली के आधार पर, इसका भविष्य इस अनिश्चितता के प्रति संवेदनशील या असंवेदनशील हो सकता है। "लेकिन सिद्धांत रूप में (हमारे द्वारा हाइलाइट किया गया - वीआर) सटीकता की कोई सीमा नहीं है जिसे हम हासिल नहीं कर सके," सैम ट्रेमन कहते हैं। "इसलिए, सिद्धांत रूप में, ... भविष्य के विकास की भविष्यवाणी करने में कोई बाधा नहीं है।"
क्वांटम यांत्रिकी में, "सिस्टम की स्थिति" की अवधारणा भी है। शास्त्रीय यांत्रिकी की तरह, प्रणाली, कानूनों के अनुसार, "... ऐसी अवस्थाओं में विकसित होती है जो पूरी तरह से निर्धारित होती हैं यदि प्रारंभिक अवस्था किसी प्रारंभिक क्षण में दी जाती है।" अतः यहाँ वर्तमान ही भविष्य का निर्धारण करता है। लेकिन "क्वांटम राज्य कणों के निर्देशांक और गति को सटीक रूप से निर्दिष्ट नहीं करते हैं; वे केवल संभावना निर्धारित करते हैं (हमारे द्वारा हाइलाइट किया गया - वी.आर.)"। क्वांटम यांत्रिकी में यादृच्छिकता, - वी.पी. डेमुत्स्की कहते हैं, - इसकी एक अभिधारणा है।
क्वांटम यांत्रिकी में एक भौतिक प्रणाली के संभाव्य विवरण की अनिवार्यता को जोहान वॉन न्यूमैन द्वारा समझाया गया है: "... क्रमिक मापों की कोई भी पुनरावृत्ति एक कारण क्रम का परिचय नहीं दे सकती है ... क्योंकि परमाणु घटनाएं भौतिक दुनिया के किनारे पर स्थित हैं, जहां कोई भी माप मापी गई वस्तु के समान क्रम में परिवर्तन का परिचय देता है, ताकि बाद वाला एक महत्वपूर्ण तरीके से बदल जाए, मुख्यतः अनिश्चितता संबंधों के कारण।
क्वांटम स्तर पर, हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत द्वारा व्यक्त संयुग्म विशेषताओं का "धुंधलापन", निर्णायक महत्व का है: सिस्टम के निर्देशांक और गति को मापने की सटीकता प्लैंक की स्थिरांक, कार्रवाई की न्यूनतम मात्रा से अधिक नहीं हो सकती है।
इस स्थिति के अनुसार, कोई भी प्रयोग किसी कण के निर्देशांक और संवेग का एक साथ सटीक मापन नहीं कर सकता है। यह अनिश्चितता माप प्रणाली की अपूर्णता से नहीं, बल्कि सूक्ष्म जगत के वस्तुनिष्ठ गुणों से जुड़ी है। यदि हम किसी कण के निर्देशांक को ठीक-ठीक निर्धारित करते हैं, तो उसके संवेग का मान "धुंधला" होता है और अधिक अनिश्चित हो जाता है, जितना सटीक रूप से निर्देशांक निर्धारित होता है। इसलिए, क्वांटम यांत्रिकी में कण प्रक्षेपवक्र की शास्त्रीय समझ गायब हो जाती है। "क्वांटम भौतिकी में, कण रहस्यमय प्रक्षेपवक्र के साथ चलते हैं जो तरंग जैसे पथों के साथ विस्तारित होते हैं। एक एकल इलेक्ट्रॉन हर जगह एक तरंग पैटर्न के भीतर हो सकता है।" उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन अपने प्रक्षेपवक्र की एक तस्वीर छोड़ सकता है, लेकिन उसके पास एक सख्त प्रक्षेपवक्र नहीं हो सकता है। परमाणु पिंडों के प्रक्षेप पथ पर विचार करने के संबंध में, फेनमैन द्वारा प्रस्तावित प्रक्षेपवक्र की समझ आश्चर्यजनक लगती है। उनके मॉडल के अनुसार, "एक कण के बिंदु ए से बिंदु बी तक जाने की संभावना इन बिंदुओं को जोड़ने वाले सभी संभावित प्रक्षेपवक्रों के साथ इसके आंदोलन की संभावनाओं के योग के बराबर है।" इसलिए, क्वांटम सिद्धांत एक कण को दो बिंदुओं को जोड़ने वाले किसी भी प्रक्षेपवक्र पर होने की अनुमति देता है, और इसलिए यह कहना असंभव है कि कण एक निश्चित क्षण में कहां होगा।
इसलिए, यदि शास्त्रीय भौतिकी ने अशुद्धि को प्रौद्योगिकी की अपूर्णता और मानव ज्ञान की अपूर्णता का परिणाम माना है, तो क्वांटम सिद्धांत परमाणु स्तर पर सटीक माप की मौलिक असंभवता की बात करता है। नील्स बोहर का मानना था कि "अनिश्चितता अस्थायी अज्ञानता का परिणाम नहीं है, आगे के शोध के साथ हल करने योग्य है, बल्कि मानव ज्ञान की मौलिक और अपरिहार्य सीमा है।"
पूरकता सिद्धांत
नील्स बोहर ने पूरकता के सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, जिसके अनुसार, "हम क्वांटम दुनिया के बारे में कुछ भी नहीं कह सकते हैं जो वास्तविकता के समान होगी; बदले में, हम वैकल्पिक और परस्पर अनन्य तरीकों की वैधता को स्वीकार करते हैं।" अरस्तू (एक जीव के रूप में दुनिया) और शास्त्रीय भौतिकी (दुनिया एक मशीन है) के विचार की तुलना में परमाणु दुनिया का विचार अवर्णनीय है। शास्त्रीय भौतिकी ने माना कि एक वस्तुनिष्ठ दुनिया है जिसे हम बिना किसी महत्वपूर्ण बदलाव के खोज और माप सकते हैं। लेकिन क्वांटम स्तर पर, इसे बदले बिना वास्तविकता का पता लगाना असंभव हो जाता है। यह लागू होता है, उदाहरण के लिए, समन्वय और गति के लिए। "एक कण की स्थिति जानने के लिए," डब्ल्यू हाइजेनबर्ग ने लिखा, "इसकी गति या गति जानने के अलावा।" हम पहले (समन्वय) की सटीकता के साथ एक अतिरिक्त मूल्य (जैसे गति) को परिभाषित नहीं कर सकते।
जीवित जीवों के लिए इस सिद्धांत को सामान्य करते हुए, बोहर का मानना था कि "हमारा ज्ञान कि एक कोशिका रहती है, शायद इसकी आणविक संरचना के पूर्ण ज्ञान के लिए कुछ अतिरिक्त है।" यदि कोशिका की संरचना का पूरा ज्ञान, जो केवल हस्तक्षेप के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है, कोशिका के जीवन को नष्ट कर देता है, तो, बोहर ने निष्कर्ष निकाला, "यह तार्किक रूप से संभव है कि जीवन अंतर्निहित भौतिक-रासायनिक संरचनाओं की पूर्ण स्थापना को रोकता है। " इस आधार पर, अणुओं के रासायनिक बंधन भौतिक नियमों के पूरक हैं, जैविक से रासायनिक के लिए, सामाजिक से जैविक के लिए, सामाजिक से मानसिक के लिए, और इसी तरह।
इस प्रकार, बोहर द्वारा प्रस्तावित पूरकता का सिद्धांत नियतत्ववाद की स्थिति को नष्ट कर देता है, जिसकी चर्चा नीचे और अधिक विस्तार से की जाएगी।
