მემარცხენეები ნიჭიერი ადამიანები არიან. ბრწყინვალე ადამიანებს შორის ყოველი მეხუთე მემარცხენეა

კლასიკურ ფიზიკაში სისტემა გაგებულია, როგორც გარკვეული ნაწილების ერთობლიობა, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული. სისტემის ამ ნაწილებს (ელემენტებს) შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ ერთმანეთზე და ვარაუდობენ, რომ მათი ურთიერთქმედება ყოველთვის შეიძლება შეფასდეს სისტემის ურთიერთქმედების ელემენტებს შორის მიზეზ-შედეგობრივი კავშირის თვალსაზრისით.

მატერიალური და სულიერი სამყაროს ფენომენების რეგულარული ურთიერთობისა და ურთიერთდამოკიდებულების ობიექტურობის ფილოსოფიურ მოძღვრებას ე.წ. დეტერმინიზმი.დეტერმინიზმის ცენტრალური კონცეფცია არის არსებობის დებულება მიზეზობრიობა;მიზეზობრიობა ხდება მაშინ, როდესაც ერთი ფენომენი წარმოშობს მეორე ფენომენს (შედეგს).

კლასიკური ფიზიკა დგას ხისტი დეტერმინიზმის პოზიციებზე, რომელსაც ლაპლასიური ეწოდება - სწორედ პიერ სიმონ ლაპლასმა გამოაცხადა მიზეზობრიობის პრინციპი ბუნების ფუნდამენტურ კანონად. ლაპლასი თვლიდა, რომ თუ ცნობილია სისტემის ელემენტების (ზოგიერთი სხეულის) მდებარეობა და მასში მოქმედი ძალები, მაშინ შესაძლებელია სრული დარწმუნებით ვიწინასწარმეტყველოთ, თუ როგორ მოძრაობს ამ სისტემის თითოეული სხეული ახლა და მომავალში. ის წერდა: „სამყაროს არსებული მდგომარეობა უნდა მივიჩნიოთ, როგორც წინა მდგომარეობის შედეგი და როგორც მომავალის მიზეზი. გონება, რომელიც მოცემულ მომენტში ეცოდინება ბუნებაში მოქმედ ყველა ძალას და ყველა მისი შემადგენელი ერთეულის ფარდობით პოზიციას, თუ ის ჯერ კიდევ იმდენად ვრცელი იქნებოდა ყველა ამ მონაცემის გათვალისწინებით, დაფარავს უდიდესი სხეულების მოძრაობას. სამყაროს იგივე ფორმულით და ყველაზე მსუბუქი ატომები. არაფერი იქნებოდა მისთვის არასანდო და მომავალი წარსულის მსგავსად თვალწინ დაუდგება. ტრადიციულად, ამ ჰიპოთეტურ არსებას, რომელსაც შეეძლო (ლაპლასის მიხედვით) ეწინასწარმეტყველა სამყაროს განვითარება, მეცნიერებაში „ლაპლასის დემონს“ უწოდებენ.

საბუნებისმეტყველო მეცნიერების განვითარების კლასიკურ პერიოდში დასტურდება აზრი, რომ მხოლოდ დინამიური კანონები ახასიათებს მიზეზობრიობას ბუნებაში.

ლაპლასი ცდილობდა აეხსნა მთელი სამყარო, მათ შორის ფიზიოლოგიური, ფსიქოლოგიური, სოციალური ფენომენები, მექანისტური დეტერმინიზმის კუთხით, რაც მას მიიჩნია ნებისმიერი მეცნიერების აგების მეთოდოლოგიურ პრინციპად. ლაპლასმა ნახა მეცნიერული ცოდნის ფორმის მაგალითი ციურ მექანიკაში. ამრიგად, ლაპლასიური დეტერმინიზმი უარყოფს შემთხვევითობის ობიექტურ ბუნებას, მოვლენის ალბათობის კონცეფციას.

საბუნებისმეტყველო მეცნიერების შემდგომმა განვითარებამ გამოიწვია ახალი იდეები მიზეზობრიობისა და ეფექტის შესახებ. ზოგიერთი ბუნებრივი პროცესისთვის ძნელია მიზეზის დადგენა – მაგალითად, რადიოაქტიური დაშლა შემთხვევით ხდება. შეუძლებელია ცალსახად დააკავშიროთ α- ან β- ნაწილაკის ბირთვიდან „გაქცევის“ დრო და მისი ენერგიის ღირებულება. ასეთი პროცესები ობიექტურად შემთხვევითია. ასეთი მაგალითები განსაკუთრებით ბევრია ბიოლოგიაში. დღევანდელ საბუნებისმეტყველო მეცნიერებაში, თანამედროვე დეტერმინიზმი გვთავაზობს პროცესებსა და ფენომენებს შორის ურთიერთკავშირის სხვადასხვა, ობიექტურად არსებულ ფორმებს, რომელთაგან ბევრი გამოიხატება ურთიერთობების სახით, რომლებსაც არ აქვთ გამოხატული მიზეზობრივი კავშირი, ანუ არ შეიცავს ერთის წარმოქმნის მომენტებს. მეორის მიერ. ეს არის სივრცე-დროის კავშირები, სიმეტრიის მიმართებები და გარკვეული ფუნქციონალური დამოკიდებულებები, ალბათური ურთიერთობები და ა.შ. თუმცა, ფენომენების რეალური ურთიერთქმედების ყველა ფორმა ყალიბდება უნივერსალური ეფექტური მიზეზობრიობის საფუძველზე, რომლის გარეთაც არ არსებობს არც ერთი ფენომენი. რეალობა, მათ შორის ეგრეთ წოდებული შემთხვევითი ფენომენები, რომელთა აგრეგატში ვლინდება სტატიკური კანონები.

მეცნიერება აგრძელებს განვითარებას, გამდიდრებულია ახალი ცნებებით, კანონებით, პრინციპებით, რაც მიუთითებს ლაპლასიური დეტერმინიზმის შეზღუდვებზე. თუმცა, კლასიკურ ფიზიკას, კერძოდ კი კლასიკურ მექანიკას, ჯერ კიდევ აქვს გამოყენების საკუთარი ნიშა. მისი კანონები საკმაოდ გამოიყენება შედარებით ნელი მოძრაობებისთვის, რომელთა სიჩქარე გაცილებით ნაკლებია ვიდრე სინათლის სიჩქარე. კლასიკური ფიზიკის მნიშვნელობა თანამედროვე პერიოდში კარგად განსაზღვრა კვანტური მექანიკის ერთ-ერთმა ფუძემდებელმა, ნილს ბორმა: „რაც არ უნდა შორს იყოს ფენომენი კლასიკურ ფიზიკურ ახსნას, ყველა ექსპერიმენტული მონაცემი უნდა იყოს აღწერილი კლასიკური კონცეფციების გამოყენებით. ამის დასაბუთება უბრალოდ სიტყვა „ექსპერიმენტის“ ზუსტი მნიშვნელობის დაფიქსირებაა. ჩვენ ვიყენებთ სიტყვას „ექსპერიმენტი“ იმ სიტუაციის აღსანიშნავად, როდესაც შეგვიძლია ვუთხრათ სხვებს, რა გავაკეთეთ და რა ვისწავლეთ. ამიტომ, ექსპერიმენტული წყობა და დაკვირვების შედეგები ცალსახად უნდა იყოს აღწერილი კლასიკური ფიზიკის ენაზე“.

ნიუტონის კლასიკურმა მექანიკამ ითამაშა და დღესაც თამაშობს უზარმაზარ როლს საბუნებისმეტყველო მეცნიერების განვითარებაში. ის ხსნის ბევრ ფიზიკურ მოვლენას და პროცესს მიწიერ და არამიწიერ პირობებში და ქმნის მრავალი ტექნიკური მიღწევის საფუძველს. მის საფუძველზე ჩამოყალიბდა საბუნებისმეტყველო მეცნიერების სხვადასხვა დარგში კვლევის საბუნებისმეტყველო-სამეცნიერო მეთოდები.

1667 წელს ნიუტონმა ჩამოაყალიბა დინამიკის სამი კანონი - კლასიკური მექანიკის ფუნდამენტური კანონები.

ნიუტონის პირველი კანონი:ნებისმიერი მატერიალური წერტილი (სხეული) ინარჩუნებს დასვენების მდგომარეობას ან ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობას მანამ, სანამ სხვა სხეულების ზემოქმედება არ შეცვლის მას ამ მდგომარეობას.

დინამიკის მეორე კანონის რაოდენობრივი ფორმულირებისთვის, აჩქარების ცნებები, სხეულის მასა და აიძულეთ F. აჩქარებაახასიათებს სხეულის სიჩქარის ცვლილების სიჩქარეს. წონა- მატერიალური ობიექტების ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელი, რომელიც განსაზღვრავს მათ ინერციას (ინერციული მასა)და გრავიტაცია (მძიმე,ან გრავიტაციული, მასა)თვისებები. ძალის- ეს არის ვექტორული სიდიდე, სხვა სხეულების ან ველების სხეულზე მექანიკური ზემოქმედების საზომი, რის შედეგადაც სხეული იძენს აჩქარებას ან იცვლის ფორმასა და ზომას.

ნიუტონის მეორე კანონი:მატერიალური წერტილის (სხეულის) მიერ შეძენილი აჩქარება მისი გამომწვევი ძალის პროპორციულია და მატერიალური წერტილის (სხეულის) მასის უკუპროპორციულია: .

ნიუტონის მეორე კანონი მოქმედებს მხოლოდ ინერციულ მიმართვის სისტემაში. ნიუტონის პირველი კანონი შეიძლება მომდინარეობდეს მეორისგან. მართლაც, თუ შედეგად მიღებული ძალები ნულის ტოლია (სხეულზე სხვა სხეულების გავლენის არარსებობის შემთხვევაში), აჩქარებაც ნულის ტოლია. თუმცა, ნიუტონის პირველი კანონი განიხილება როგორც დამოუკიდებელი კანონი და არა როგორც მეორე კანონის შედეგი, რადგან სწორედ ის ამტკიცებს ინერციული მიმართვის ჩარჩოების არსებობას.

მატერიალურ წერტილებს (სხეულებს) შორის ურთიერთქმედება განისაზღვრება იმით ნიუტონის მესამე კანონი:მატერიალური წერტილების (სხეულების) ნებისმიერ მოქმედებას ერთმანეთზე აქვს ურთიერთქმედების ხასიათი; ძალები, რომლებითაც მატერიალური წერტილები მოქმედებენ ერთმანეთზე, ყოველთვის ტოლია აბსოლუტური მნიშვნელობით, საპირისპიროდ მიმართული და მოქმედებენ ამ წერტილების დამაკავშირებელი სწორი ხაზის გასწვრივ: .

Აქ 12 - ძალა, რომელიც მოქმედებს პირველ მატერიალურ წერტილზე მეორედან; 21 - ძალა, რომელიც მოქმედებს მეორე მატერიალურ წერტილზე პირველიდან. ეს ძალები გამოიყენება სხვადასხვა მატერიალურ წერტილებზე (სხეულებზე), ყოველთვის მოქმედებენ წყვილებში და ერთი და იგივე ბუნების ძალებია. ნიუტონის მესამე კანონი საშუალებას იძლევა გადავიდეს ერთი მატერიალური წერტილის დინამიკიდან მატერიალური წერტილების სისტემის დინამიკაზე, რომელიც ხასიათდება წყვილი ურთიერთქმედებით.



მეოთხე კანონინიუტონის მიერ ჩამოყალიბებული უნივერსალური მიზიდულობის კანონია.

ამ აღმოჩენის ლოგიკური ჯაჭვი შეიძლება აშენდეს შემდეგნაირად. მთვარის მოძრაობაზე ფიქრისას ნიუტონმა დაასკვნა, რომ მას ორბიტაზე იგივე ძალა აკავებს, რომლის დროსაც ქვა მიწაზე ეცემა, ე.ი. გრავიტაციული ძალა: „მთვარე მიზიდულობს დედამიწისკენ და გრავიტაციული ძალით მუდმივად გადახრის სწორხაზოვან მოძრაობას და ინახება მის ორბიტაზე“. მისი თანამედროვე ჰაიგენსის ფორმულის გამოყენებით ცენტრიდანული აჩქარებისა და ასტრონომიული მონაცემებისთვის, მან აღმოაჩინა, რომ მთვარის ცენტრიდანული აჩქარება 3600-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე დედამიწაზე ჩამოვარდნილი ქვის აჩქარება. ვინაიდან მანძილი დედამიწის ცენტრიდან მთვარის ცენტრამდე 60-ჯერ აღემატება დედამიწის რადიუსს, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ სიმძიმის ძალა მცირდება მანძილის კვადრატთან ერთად.შემდეგ, კეპლერის კანონების საფუძველზე, რომლებიც აღწერს პლანეტების მოძრაობას, ნიუტონი ავრცელებს ამ დასკვნას ყველა პლანეტაზე. ( ძალები, რომლებითაც ძირითადი პლანეტები გადახრის სწორხაზოვან მოძრაობას და რჩებიან მათ ორბიტაზე, მიმართულია მზისკენ და უკუპროპორციულია მის ცენტრამდე მანძილის კვადრატებთან.»).

დაბოლოს, მიზიდულობის ძალების უნივერსალური ბუნების პოზიცია და მათი იდენტური ბუნება ყველა პლანეტაზე დაფიქსირებული, რაც აჩვენებს, რომ „ნებისმიერ პლანეტაზე სხეულის წონა პროპორციულია ამ პლანეტის მასის“, ექსპერიმენტულად ადგენს პროპორციულობას. სხეულის მასა და მისი წონა (გრავიტაცია), ასკვნის ნიუტონი სხეულებს შორის მიზიდულობის ძალა ამ სხეულების მასის პროპორციულია.ასე შეიქმნა უნივერსალური მიზიდულობის ცნობილი კანონი, რომელიც დაწერილია ასე:



სადაც γ არის გრავიტაციული მუდმივი, პირველად ექსპერიმენტულად განსაზღვრული 1798 წელს G. Cavendish-ის მიერ. თანამედროვე მონაცემებით, γ \u003d 6.67 * 10 -11 N × m 2 / კგ 2.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ უნივერსალური მიზიდულობის კანონში მასა მოქმედებს როგორც სიმძიმის ზომები, ე.ი. განსაზღვრავს მიზიდულობის ძალას მატერიალურ სხეულებს შორის.

ნიუტონის კანონები საშუალებას გვაძლევს გადავჭრათ მექანიკის მრავალი პრობლემა - მარტივიდან რთულამდე. ასეთი პრობლემების დიაპაზონი მნიშვნელოვნად გაფართოვდა ნიუტონისა და მისი მიმდევრების მიერ იმ დროისთვის ახალი მათემატიკური აპარატის - დიფერენციალური და ინტეგრალური გამოთვლების შემუშავების შემდეგ, რომელიც ამჟამად ფართოდ გამოიყენება საბუნებისმეტყველო მეცნიერების სხვადასხვა ამოცანების გადასაჭრელად.

კლასიკური მექანიკა და ლაპლასიური დეტერმინიზმი.მრავალი ფიზიკური ფენომენის მიზეზობრივი ახსნა მე-18 საუკუნის ბოლოს - მე-19 საუკუნის დასაწყისში. გამოიწვია კლასიკური მექანიკის აბსოლუტიზაცია. წარმოიშვა ფილოსოფიური დოქტრინა მექანიკური დეტერმინიზმი,- დააარსა პ.ლაპლასმა, ფრანგმა მათემატიკოსმა, ფიზიკოსმა და ფილოსოფოსმა. ლაპლასიური დეტერმინიზმიგამოხატავს აზრს აბსოლუტური დეტერმინიზმი- დარწმუნება, რომ ყველაფერს, რაც ხდება, აქვს მიზეზი ადამიანის კონცეფციაში და არის გონებისთვის ცნობილი და ჯერ კიდევ უცნობი აუცილებლობა. მისი არსი შეიძლება გავიგოთ ლაპლასის გამონათქვამიდან: „თანამედროვე მოვლენებს აქვთ კავშირი წინა მოვლენებთან, ეფუძნება აშკარა პრინციპს, რომ არცერთი ობიექტი არ შეიძლება იყოს მიზეზის გარეშე, რომელიც წარმოშობს მას... ნება, რაც არ უნდა თავისუფალი იყოს, არ შეიძლება გამოიწვიოს. მოქმედებები, თუნდაც ის, რაც ნეიტრალურად ითვლება... სამყაროს დღევანდელი მდგომარეობა უნდა მივიჩნიოთ, როგორც მისი წინა მდგომარეობის შედეგი და მისი შემდგომი მდგომარეობის მიზეზი. გონება, რომელიც ნებისმიერ მომენტში ეცოდინება ბუნებაში მოქმედ ყველა ძალას და მისი შემადგენელი ნაწილების შედარებით განლაგებას, უფრო მეტიც, საკმარისად ვრცელი რომ ყოფილიყო ეს მონაცემები ანალიზისთვის, ერთ ფორმულაში მოიცავდა მოძრაობას. სამყაროს ყველაზე უზარმაზარი სხეულები და ყველაზე მსუბუქი ატომი; არაფერი იქნებოდა მისთვის გაუგებარი და მომავალი, ისევე როგორც წარსული, მის თვალწინ იქნებოდა... ჰაერის ან ორთქლის მოლეკულით აღწერილი მრუდი ისევე მკაცრად და ზუსტად კონტროლდება, როგორც პლანეტარული ორბიტები: მათ შორის არის მხოლოდ განსხვავება, რომელიც დაწესებულია ჩვენი უცოდინრობით." ეს სიტყვები ეხმიანება ა.პუანკარეს რწმენას: „მეცნიერება დეტერმინისტულია, ის ისეთი აპრიორია [თავდაპირველად], ის პოსტულირებს დეტერმინიზმს, ვინაიდან მის გარეშე ვერ იარსებებდა. ის იმდენად პოსტერიორია [გამოცდილებიდან]: თუ მან თავიდანვე დაადგინა, როგორც მისი არსებობის აუცილებელ პირობად, მაშინ იგი ამას მკაცრად ამტკიცებს თავისი არსებობით და მისი ყოველი გამარჯვება არის დეტერმინიზმის გამარჯვება.

ფიზიკის შემდგომმა განვითარებამ აჩვენა, რომ ზოგიერთი ბუნებრივი პროცესისთვის ძნელია მიზეზის დადგენა. მაგალითად, რადიოაქტიური დაშლა შემთხვევით ხდება. ასეთი პროცესები ობიექტურად შემთხვევითია და არა იმიტომ, რომ ჩვენ ვერ მივუთითებთ მათ მიზეზს ჩვენი ცოდნის ნაკლებობის გამო. ამასთან, მეცნიერება არ შეწყვეტილა განვითარებას, არამედ გამდიდრდა ახალი კანონებით, პრინციპებითა და ცნებებით, რაც მიუთითებს კლასიკური პრინციპის - ლაპლასიური დეტერმინიზმის შეზღუდვებზე. წარსულის აბსოლუტურად ზუსტი აღწერა და მომავლის პროგნოზირება მატერიალური ობიექტების, ფენომენებისა და პროცესების კოლოსალური მრავალფეროვნებისთვის რთული ამოცანაა და მოკლებულია ობიექტურ აუცილებლობას. უმარტივესი ობიექტისთვისაც კი - მატერიალური წერტილისთვის - საზომი ხელსაწყოების სასრული სიზუსტის გამო, აბსოლუტურად ზუსტი პროგნოზი ასევე არარეალურია.

ემპირიული და თეორიული ცოდნის მეთოდები სქემატურად არის წარმოდგენილი ნახ.4-ში.

ნახ.4. ემპირიული და თეორიული ცოდნის მეთოდები

დაკვირვება არის ობიექტებისა და ფენომენების მიზანმიმართული, ორგანიზებული აღქმა. მეცნიერული დაკვირვებები ტარდება ფაქტების შესაგროვებლად, რომლებიც აძლიერებენ ან უარყოფენ კონკრეტულ ჰიპოთეზას და საფუძვლად უდევს გარკვეულ თეორიულ განზოგადებებს.

ექსპერიმენტი არის კვლევის მეთოდი, რომელიც განსხვავდება დაკვირვებისგან აქტიური ხასიათით. ეს დაკვირვება ხდება სპეციალურ კონტროლირებად პირობებში.

გაზომვა არის სიდიდის შედარების მატერიალური პროცესი სტანდარტთან, საზომ ერთეულთან. რიცხვს, რომელიც გამოხატავს გაზომილი სიდიდის შეფარდებას სტანდარტთან, ამ სიდიდის რიცხვითი მნიშვნელობა ეწოდება.

4. ნიუტონის მექანიკა. ლაპლასის დეტერმინიზმი

ნიუტონის კლასიკურმა მექანიკამ ითამაშა და დღესაც თამაშობს უზარმაზარ როლს საბუნებისმეტყველო მეცნიერების განვითარებაში. ის ხსნის ბევრ ფიზიკურ მოვლენას და პროცესს მიწიერ და არამიწიერ პირობებში და ქმნის მრავალი ტექნიკური მიღწევის საფუძველს. მის საფუძველზე ჩამოყალიბდა საბუნებისმეტყველო მეცნიერების სხვადასხვა დარგში კვლევის საბუნებისმეტყველო-სამეცნიერო მეთოდები.

1667 წელს ნიუტონმა ჩამოაყალიბა დინამიკის სამი კანონი - კლასიკური მექანიკის ფუნდამენტური კანონები.

ნიუტონის პირველი კანონი:ნებისმიერი მატერიალური წერტილი (სხეული) ინარჩუნებს დასვენების მდგომარეობას ან ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობას მანამ, სანამ სხვა სხეულების ზემოქმედება არ შეცვლის მას ამ მდგომარეობას.

დინამიკის მეორე კანონის რაოდენობრივი ფორმულირებისთვის, აჩქარების ცნებები, სხეულის მასა და ძალა F. აჩქარებაახასიათებს სხეულის სიჩქარის ცვლილების სიჩქარეს. წონა- მატერიალური ობიექტების ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელი, რომელიც განსაზღვრავს მათ ინერციას (ინერციული მასა)და გრავიტაცია (მძიმე,ან გრავიტაციული, მასა)თვისებები. ძალის- ეს არის ვექტორული სიდიდე, სხვა სხეულების ან ველების სხეულზე მექანიკური ზემოქმედების საზომი, რის შედეგადაც სხეული იძენს აჩქარებას ან იცვლის ფორმასა და ზომას.

ნიუტონის მეორე კანონი:მატერიალური წერტილის (სხეულის) მიერ შეძენილი აჩქარება პროპორციულია მისი გამომწვევი ძალისა და უკუპროპორციულია მატერიალური წერტილის (სხეულის) მასისა:
.

ნიუტონის მეორე კანონი მოქმედებს მხოლოდ ინერციულ მიმართვის სისტემაში. ნიუტონის პირველი კანონი შეიძლება მომდინარეობდეს მეორისგან. მართლაც, თუ შედეგად მიღებული ძალები ნულის ტოლია (სხეულზე სხვა სხეულების გავლენის არარსებობის შემთხვევაში), აჩქარებაც ნულის ტოლია. თუმცა, ნიუტონის პირველი კანონი განიხილება როგორც დამოუკიდებელი კანონი და არა როგორც მეორე კანონის შედეგი, რადგან სწორედ ის ამტკიცებს ინერციული მიმართვის ჩარჩოების არსებობას.

მატერიალურ წერტილებს (სხეულებს) შორის ურთიერთქმედება განისაზღვრება იმით ნიუტონის მესამე კანონი:მატერიალური წერტილების (სხეულების) ნებისმიერ მოქმედებას ერთმანეთზე აქვს ურთიერთქმედების ხასიათი; ძალები, რომლებითაც მატერიალური წერტილები მოქმედებენ ერთმანეთზე, ყოველთვის ტოლია აბსოლუტური მნიშვნელობით, საპირისპიროდ მიმართული და მოქმედებენ ამ წერტილების დამაკავშირებელი სწორი ხაზის გასწვრივ:
.

Აქ 12 - ძალა, რომელიც მოქმედებს პირველ მატერიალურ წერტილზე მეორედან; 21 - ძალა, რომელიც მოქმედებს მეორე მატერიალურ წერტილზე პირველიდან. ეს ძალები გამოიყენება სხვადასხვა მატერიალურ წერტილებზე (სხეულებზე), ყოველთვის მოქმედებენ წყვილებში და ერთი და იგივე ბუნების ძალებია. ნიუტონის მესამე კანონი საშუალებას იძლევა გადავიდეს ერთი მატერიალური წერტილის დინამიკიდან მატერიალური წერტილების სისტემის დინამიკაზე, რომელიც ხასიათდება წყვილი ურთიერთქმედებით.

მეოთხე კანონინიუტონის მიერ ჩამოყალიბებული უნივერსალური მიზიდულობის კანონია.

ამ აღმოჩენის ლოგიკური ჯაჭვი შეიძლება აშენდეს შემდეგნაირად. მთვარის მოძრაობაზე ფიქრისას ნიუტონმა დაასკვნა, რომ მას ორბიტაზე იგივე ძალა აკავებს, რომლის დროსაც ქვა მიწაზე ეცემა, ე.ი. გრავიტაციული ძალა: „მთვარე მიზიდულობს დედამიწისკენ და გრავიტაციული ძალით მუდმივად გადახრის სწორხაზოვან მოძრაობას და ინახება მის ორბიტაზე“. მისი თანამედროვე ჰაიგენსის ფორმულის გამოყენებით ცენტრიდანული აჩქარებისა და ასტრონომიული მონაცემებისთვის, მან აღმოაჩინა, რომ მთვარის ცენტრიდანული აჩქარება 3600-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე დედამიწაზე ჩამოვარდნილი ქვის აჩქარება. ვინაიდან მანძილი დედამიწის ცენტრიდან მთვარის ცენტრამდე 60-ჯერ აღემატება დედამიწის რადიუსს, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ სიმძიმის ძალა მცირდება მანძილის კვადრატთან ერთად.შემდეგ, კეპლერის კანონების საფუძველზე, რომლებიც აღწერს პლანეტების მოძრაობას, ნიუტონი ავრცელებს ამ დასკვნას ყველა პლანეტაზე. ( ძალები, რომლებითაც ძირითადი პლანეტები გადახრის სწორხაზოვან მოძრაობას და რჩებიან მათ ორბიტაზე, მიმართულია მზისკენ და უკუპროპორციულია მის ცენტრამდე მანძილის კვადრატებთან.»).

დაბოლოს, მიზიდულობის ძალების უნივერსალური ბუნების პოზიცია და მათი იდენტური ბუნება ყველა პლანეტაზე დაფიქსირებული, რაც აჩვენებს, რომ „ნებისმიერ პლანეტაზე სხეულის წონა პროპორციულია ამ პლანეტის მასის“, ექსპერიმენტულად ადგენს პროპორციულობას. სხეულის მასა და მისი წონა (გრავიტაცია), ასკვნის ნიუტონი სხეულებს შორის მიზიდულობის ძალა ამ სხეულების მასის პროპორციულია.ასე შეიქმნა უნივერსალური მიზიდულობის ცნობილი კანონი, რომელიც დაწერილია ასე:

,

სადაც γ არის გრავიტაციული მუდმივი, პირველად ექსპერიმენტულად განსაზღვრული 1798 წელს G. Cavendish-ის მიერ. თანამედროვე მონაცემებით, γ \u003d 6.67 * 10 -11 N × m 2 / კგ 2.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ უნივერსალური მიზიდულობის კანონში მასა მოქმედებს როგორც სიმძიმის ზომები, ე.ი. განსაზღვრავს მიზიდულობის ძალას მატერიალურ სხეულებს შორის.

ნიუტონის კანონები საშუალებას გვაძლევს გადავჭრათ მექანიკის მრავალი პრობლემა - მარტივიდან რთულამდე. ასეთი პრობლემების დიაპაზონი მნიშვნელოვნად გაფართოვდა ნიუტონისა და მისი მიმდევრების მიერ იმ დროისთვის ახალი მათემატიკური აპარატის - დიფერენციალური და ინტეგრალური გამოთვლების შემუშავების შემდეგ, რომელიც ამჟამად ფართოდ გამოიყენება საბუნებისმეტყველო მეცნიერების სხვადასხვა ამოცანების გადასაჭრელად.

კლასიკური მექანიკა და ლაპლასიური დეტერმინიზმი.მრავალი ფიზიკური ფენომენის მიზეზობრივი ახსნა XVIII საუკუნის ბოლოს - XIX საუკუნის დასაწყისში. გამოიწვია კლასიკური მექანიკის აბსოლუტიზაცია. წარმოიშვა ფილოსოფიური დოქტრინა მექანიკური დეტერმინიზმი,- დააარსა პ.ლაპლასმა, ფრანგმა მათემატიკოსმა, ფიზიკოსმა და ფილოსოფოსმა. ლაპლასიური დეტერმინიზმიგამოხატავს აზრს აბსოლუტური დეტერმინიზმი- დარწმუნება, რომ ყველაფერს, რაც ხდება, აქვს მიზეზი ადამიანის კონცეფციაში და არის გონებისთვის ცნობილი და ჯერ კიდევ უცნობი აუცილებლობა. მისი არსი შეიძლება გავიგოთ ლაპლასის გამონათქვამიდან: „თანამედროვე მოვლენებს აქვთ კავშირი წინა მოვლენებთან, ეფუძნება აშკარა პრინციპს, რომ არცერთი ობიექტი არ შეიძლება დაიწყოს მისი წარმოშობის მიზეზის გარეშე... ნება, რაც არ უნდა თავისუფალი იყოს, ვერ წარმოშობს. მოქმედებები, თუნდაც ის, რაც ნეიტრალურად ითვლება... სამყაროს დღევანდელი მდგომარეობა უნდა მივიჩნიოთ, როგორც მისი წინა მდგომარეობის შედეგი და მისი შემდგომი მდგომარეობის მიზეზი. გონება, რომელიც ნებისმიერ მოცემულ მომენტში ეცოდინება ბუნებაში მოქმედ ყველა ძალას და მისი შემადგენელი ნაწილების შედარებითი განლაგებას, უფრო მეტიც, საკმარისად ვრცელი ამ მონაცემების გასაანალიზებლად, ერთ ფორმულაში მოიცავდა მოძრაობას. სამყაროს ყველაზე უზარმაზარი სხეულები და ყველაზე მსუბუქი ატომი; არაფერი იქნებოდა მისთვის გაუგებარი და მომავალი, ისევე როგორც წარსული, მის თვალწინ იქნებოდა... ჰაერის ან ორთქლის მოლეკულით აღწერილი მრუდი ისევე მკაცრად და ზუსტად კონტროლდება, როგორც პლანეტარული ორბიტები: მათ შორის არის მხოლოდ განსხვავება, რომელიც დაწესებულია ჩვენი უცოდინრობით." ეს სიტყვები ეხმიანება ა. პუანკარის რწმენას: „მეცნიერება დეტერმინისტულია, ის ისეთი აპრიორია [თავდაპირველად], ის პოსტულირებულია დეტერმინიზმს, ვინაიდან მის გარეშე ვერ იარსებებდა. ის ასეა და აპოსტერიორი [გამოცდილებიდან]: თუ მან თავიდანვე დაადგინა, როგორც მისი არსებობის აუცილებელ პირობად, მაშინ იგი მკაცრად ამტკიცებს ამას თავისი არსებობით და მისი ყოველი გამარჯვება არის დეტერმინიზმის გამარჯვება.

ფიზიკის შემდგომმა განვითარებამ აჩვენა, რომ ზოგიერთი ბუნებრივი პროცესისთვის ძნელია მიზეზის დადგენა. მაგალითად, რადიოაქტიური დაშლა შემთხვევით ხდება. ასეთი პროცესები ობიექტურად შემთხვევითია და არა იმიტომ, რომ ჩვენ ვერ მივუთითებთ მათ მიზეზს ჩვენი ცოდნის ნაკლებობის გამო. ამასთან, მეცნიერება არ შეწყვეტილა განვითარებას, არამედ გამდიდრდა ახალი კანონებით, პრინციპებითა და ცნებებით, რაც კლასიკური პრინციპის – ლაპლასიური დეტერმინიზმის შეზღუდვებზე მიუთითებს. წარსულის აბსოლუტურად ზუსტი აღწერა და მომავლის პროგნოზირება მატერიალური ობიექტების, ფენომენებისა და პროცესების კოლოსალური მრავალფეროვნებისთვის რთული ამოცანაა და მოკლებულია ობიექტურ აუცილებლობას. უმარტივესი ობიექტისთვისაც კი - მატერიალური წერტილისთვის - საზომი ხელსაწყოების სასრული სიზუსტის გამო, აბსოლუტურად ზუსტი პროგნოზი ასევე არარეალურია.

ბუნებისმეტყველების მიზანმიმართული მუშაობის წყალობით, მეცნიერება მიიყვანეს განვითარების ისეთ საფეხურამდე, რომ, როგორც ჩანს, ვერაფერი აღუდგება მისი კანონების მკაცრ დარწმუნებას. ამრიგად, პიერ ლაპლასმა, რომელიც მე-19 საუკუნეში ცხოვრობდა, გამოთქვა თავისი შეხედულება სამყაროზე, როგორც სრულიად დეტერმინისტულ ობიექტზე: „არაფერი არ იქნება გაურკვეველი და მომავალი, ისევე როგორც წარსული, წარმოდგენილი იქნება ჩვენს თვალწინ“. მაგალითად, თუ ჩვენ ვიცით პლანეტებისა და მზის ზუსტი პოზიცია მოცემულ მომენტში, მაშინ, მიზიდულობის კანონების მიხედვით, შეგვიძლია ზუსტად გამოვთვალოთ რა მდგომარეობაში იქნება მზის სისტემა დროის ნებისმიერ სხვა მომენტში. მაგრამ ლაპლასს სურდა კიდევ უფრო მეტი დაენახა სამყაროს კანონების დეტერმინიზმში: ის ამტკიცებდა, რომ მსგავსი კანონები არსებობს ყველაფრისთვის, მათ შორის ადამიანებისთვისაც. დეტერმინიზმის ეს დოქტრინა ფუნდამენტურად გაანადგურა კვანტურმა თეორიამ.

მოდით შევადაროთ რითი განსხვავდება კლასიკური მექანიკა კვანტური მექანიკისგან. დაე, არსებობდეს ნაწილაკების სისტემა. კლასიკურ მექანიკაში სისტემის მდგომარეობა დროის თითოეულ მომენტში განისაზღვრება ყველა ნაწილაკების კოორდინატებისა და მომენტების მნიშვნელობით. ყველა სხვა ფიზიკური პარამეტრი, როგორიცაა: ენერგია, ტემპერატურა, მასა და ა.შ., შეიძლება განისაზღვროს სისტემის ნაწილაკების კოორდინატებიდან და მომენტებიდან. კლასიკური მექანიკის დეტერმინიზმი მდგომარეობს იმაში, რომ „სისტემის მომავალი მდგომარეობა მთლიანად და ცალსახად განისაზღვრება, თუ მოცემულია მისი საწყისი მდგომარეობა“.

ეჭვგარეშეა, რომ ნებისმიერ ექსპერიმენტში, გაზომვებს შეიძლება ჰქონდეს გარკვეული უზუსტობა, გაურკვევლობა და, განხილული ფიზიკური სისტემის მიხედვით, მისი მომავალი შეიძლება აღმოჩნდეს მგრძნობიარე ან უგრძნობი ამ გაურკვევლობის მიმართ. ”მაგრამ პრინციპში (ჩვენს მიერ ხაზგასმული - V.R.) არ არის შეზღუდვა იმ სიზუსტისა, რომელსაც ჩვენ ვერ მივაღწიეთ”, - ამბობს სემ ტრეიმანი. ”ამიტომ, პრინციპში, ... არ არსებობს დაბრკოლებები მომავალი მოვლენების პროგნოზირებისთვის.”

კვანტურ მექანიკაში ასევე არსებობს „სისტემის მდგომარეობის“ ცნება. როგორც კლასიკურ მექანიკაში, სისტემა, კანონების მიხედვით, „... ვითარდება ისეთ მდგომარეობებად, რომლებიც მთლიანად განისაზღვრება, თუ საწყისი მდგომარეობა მოცემულია რაიმე საწყის მომენტში“. ამიტომ, აქ აწმყო განსაზღვრავს მომავალს. მაგრამ „კვანტური მდგომარეობები ზუსტად არ აკონკრეტებენ ნაწილაკების კოორდინატებსა და მომენტებს; ისინი განსაზღვრავენ მხოლოდ ალბათობას (ჩვენს მიერ ხაზგასმული - ვ.რ.)“. შემთხვევითობა კვანტურ მექანიკაში, - ამბობს ვ.პ. დემუტსკი, - მისი ერთ-ერთი პოსტულატია.

კვანტურ მექანიკაში ფიზიკური სისტემის ალბათური აღწერის გარდაუვალობას ხსნის იოჰან ფონ ნოიმანი: „... თანმიმდევრული გაზომვების არავითარი გამეორება არ შეუძლია მიზეზშედეგობრივი რიგის შემოღება... რადგან ატომური ფენომენები დევს ფიზიკური სამყაროს კიდეზე, სადაც ნებისმიერი გაზომვა იწვევს იმავე რიგის ცვლილებას, როგორც თავად გაზომილი ობიექტი, ისე, რომ ეს უკანასკნელი მნიშვნელოვნად იცვლება, ძირითადად, გაურკვევლობის ურთიერთობების გამო.

კვანტურ დონეზე გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს კონიუგატური მახასიათებლების „დაბინდვას“, რომელიც გამოხატულია ჰაიზენბერგის განუსაზღვრელობის პრინციპით: სისტემის კოორდინატების და იმპულსის გაზომვის სიზუსტე არ შეიძლება იყოს პლანკის მუდმივზე, მოქმედების მინიმალურ კვანტზე.

ამ პოზიციის მიხედვით, არცერთ ექსპერიმენტს არ შეუძლია გამოიწვიოს ნაწილაკების კოორდინატებისა და იმპულსის ერთდროულად ზუსტი გაზომვა. ეს გაურკვევლობა დაკავშირებულია არა საზომი სისტემის არასრულყოფილებასთან, არამედ მიკროსამყაროს ობიექტურ თვისებებთან. თუ ზუსტად განვსაზღვრავთ ნაწილაკების კოორდინატს, მაშინ მისი იმპულსის მნიშვნელობა „ბუნდოვანია“ და უფრო გაურკვეველი ხდება, მით უფრო ზუსტად განისაზღვრება კოორდინატი. ამიტომ, ნაწილაკების ტრაექტორიის კლასიკური გაგება ქრება კვანტურ მექანიკაში. „კვანტურ ფიზიკაში ნაწილაკები მოძრაობენ იდუმალი ტრაექტორიების გასწვრივ, რომლებიც ვრცელდება ტალღის მსგავსი ბილიკების გასწვრივ. ერთი ელექტრონი ყველგან შეიძლება იყოს ტალღის შაბლონის ფარგლებში“. მაგალითად, ელექტრონმა შეიძლება დატოვოს თავისი ტრაექტორიის ფოტო, მაგრამ არ ჰქონდეს მკაცრი ტრაექტორია. ატომური ობიექტების ტრაექტორიების განხილვასთან დაკავშირებით, გასაკვირი ჩანს ფეინმანის მიერ შემოთავაზებული ტრაექტორიის გაგება. მისი მოდელის მიხედვით, „ნაწილაკის A წერტილიდან B წერტილამდე გადაადგილების ალბათობა უდრის ამ წერტილების დამაკავშირებელი ყველა შესაძლო ტრაექტორიის გასწვრივ მისი გადაადგილების ალბათობების ჯამს“. მაშასადამე, კვანტური თეორია საშუალებას აძლევს ნაწილაკს იყოს ორი წერტილის დამაკავშირებელ ნებისმიერ ტრაექტორიაზე და, შესაბამისად, შეუძლებელია იმის თქმა, თუ სად იქნება ნაწილაკი გარკვეულ მომენტში.

ასე რომ, თუ კლასიკური ფიზიკა უზუსტობას თვლიდა ტექნოლოგიის არასრულყოფილების და ადამიანის ცოდნის არასრულყოფილების შედეგად, მაშინ კვანტური თეორია საუბრობს ატომურ დონეზე ზუსტი გაზომვების ფუნდამენტურ შეუძლებლობაზე. ნილს ბორი თვლიდა, რომ "გაურკვევლობა არ არის დროებითი უცოდინრობის შედეგი, რომელიც გადაიჭრება შემდგომი კვლევებით, არამედ ადამიანის ცოდნის ფუნდამენტური და გარდაუვალი ზღვარი".

კომპლემენტარობის პრინციპი

ნილს ბორმა შესთავაზა კომპლემენტარობის პრინციპი, რომლის მიხედვითაც, „კვანტურ სამყაროზე ვერაფერს ვიტყვით, რაც რეალობის მსგავსი იქნებოდა; სანაცვლოდ, ჩვენ ვაღიარებთ ალტერნატიული და ურთიერთგამომრიცხავი მეთოდების მართებულობას“. ატომური სამყაროს იდეა, არისტოტელეს (სამყარო, როგორც ორგანიზმი) და კლასიკურ ფიზიკის (სამყარო მანქანაა) იდეასთან შედარებით, აღუწერელია. კლასიკური ფიზიკა ვარაუდობდა, რომ არსებობს ობიექტური სამყარო, რომლის შესწავლა და გაზომვა შეგვიძლია მისი მნიშვნელოვანი ცვლილების გარეშე. მაგრამ კვანტურ დონეზე შეუძლებელი აღმოჩნდება რეალობის შესწავლა მისი შეცვლის გარეშე. ეს ეხება, მაგალითად, კოორდინაციას და იმპულსს. „ნაწილაკების პოზიციის ცოდნა“, წერდა W. Heisenberg, „გარდა იმისა, რომ ვიცით მისი სიჩქარე ან იმპულსი“. ჩვენ არ შეგვიძლია განვსაზღვროთ დამატებითი რაოდენობა (მაგ. სიჩქარე) პირველის (კოორდინატის) სიზუსტით.

ამ პრინციპის განზოგადება ცოცხალ ორგანიზმებზე, ბორი თვლიდა, რომ „ჩვენი ცოდნა იმის შესახებ, რომ უჯრედი ცხოვრობს, შესაძლოა, მისი მოლეკულური სტრუქტურის სრული ცოდნის დამატებით იყოს“. თუ უჯრედის სტრუქტურის სრული ცოდნა, რომლის მიღწევაც შესაძლებელია მხოლოდ ინტერვენციით, ანადგურებს უჯრედის სიცოცხლეს, მაშინ, ბორი ასკვნის, „ლოგიკურად შესაძლებელია, რომ სიცოცხლე გამორიცხავს ძირითადი ფიზიკურ-ქიმიური სტრუქტურების სრულ ჩამოყალიბებას. " ამის საფუძველზე მოლეკულების ქიმიური ბმები ავსებს ფიზიკურ კანონებს, ბიოლოგიური – ქიმიური, სოციალური – ბიოლოგიური, სოციალური – გონებრივი და ა.შ.

ამრიგად, ბორის მიერ შემოთავაზებული კომპლემენტარობის პრინციპი ანადგურებს დეტერმინიზმის პოზიციებს, რომლებიც ქვემოთ უფრო დეტალურად იქნება განხილული.