მთავარი > ლექცია

ნიუტონი კლასიკური მექანიკის ფუძემდებელია. და მიუხედავად იმისა, რომ დღეს, თანამედროვე მეცნიერების თვალსაზრისით, ნიუტონის სამყაროს მექანიკური სურათი უხეში და შეზღუდული ჩანს, სწორედ მან მისცა ბიძგი თეორიული და გამოყენებითი მეცნიერებების განვითარებას მომდევნო თითქმის 200 წლის განმავლობაში. ნიუტონს გვმართებს ისეთი ცნებები, როგორიცაა აბსოლუტური სივრცე, დრო, მასა, ძალა, სიჩქარე, აჩქარება; მან აღმოაჩინა ფიზიკური სხეულების მოძრაობის კანონები, რამაც საფუძველი ჩაუყარა ფიზიკის მეცნიერების განვითარებას. (თუმცა, არცერთი ეს არ მოხდებოდა, გალილეო, კოპერნიკი და სხვები რომ არ ყოფილიყვნენ მასზე ადრე. გასაკვირი არ არის, რომ მან თავად თქვა: "მე გიგანტების მხრებზე ვიდექი.") მოდით, ნიუტონის სამეცნიერო კვლევის მთავარ მიღწევაზე ვისაუბროთ. - სამყაროს მექანიკური სურათი. იგი შეიცავს შემდეგ დებულებებს:

განცხადება იმის შესახებ, რომ მთელი სამყარო, სამყარო სხვა არაფერია, თუ არა უზარმაზარი რაოდენობის განუყოფელი და უცვლელი ნაწილაკების ერთობლიობა, რომლებიც მოძრაობენ სივრცესა და დროში, რომლებიც ერთმანეთთან დაკავშირებულია სიცარიელის მეშვეობით სხეულიდან სხეულში გადაცემული გრავიტაციული ძალებით. აქედან გამომდინარეობს, რომ ყველა მოვლენა მკაცრად არის წინასწარ განსაზღვრული და ექვემდებარება კლასიკური მექანიკის კანონებს, რაც შესაძლებელს ხდის მოვლენების განვითარების წინასწარ განსაზღვრას და პროგნოზირებას. სამყაროს ელემენტარული ერთეული არის ატომი და ყველა სხეული შედგება აბსოლუტურად მყარი, განუყოფელი, უცვლელი სხეულებისგან - ატომებისგან. მექანიკური პროცესების აღწერისას მან გამოიყენა „სხეულის“ და „კორპუსკულის“ ცნებები. ატომებისა და სხეულების მოძრაობა წარმოდგენილი იყო როგორც სხეულების მარტივი მოძრაობა სივრცესა და დროში. სივრცისა და დროის თვისებები, თავის მხრივ, წარმოდგენილი იყო როგორც უცვლელი და დამოუკიდებელი სხეულებისგან. ბუნება წარმოდგენილი იყო როგორც დიდი მექანიზმი (მანქანა), რომელშიც თითოეულ ნაწილს თავისი დანიშნულება ჰქონდა და მკაცრად ემორჩილებოდა გარკვეულ კანონებს. სამყაროს ამ სურათის არსი არის საბუნებისმეტყველო ცოდნისა და მექანიკის კანონების სინთეზი, რამაც შეამცირა (დაამცირა) ფენომენების და პროცესების მთელი მრავალფეროვნება მექანიკურზე.

მსოფლიოს ასეთი სურათის დადებითი და უარყოფითი მხარეების აღნიშვნა შესაძლებელია. პლიუსებში შედის ის ფაქტი, რომ ამან შესაძლებელი გახადა ბუნებაში მომხდარი მრავალი ფენომენის და პროცესის ახსნა მითებისა და რელიგიის გარეშე, არამედ თავად ბუნებიდან. რაც შეეხება მინუსებს, ბევრია. მაგალითად, მატერია ნიუტონის მექანიკურ ინტერპრეტაციაში წარმოდგენილი იყო როგორც ინერტული სუბსტანცია, განწირული საგნების მარადიული გამეორებისთვის; დრო ცარიელი ხანგრძლივობაა, სივრცე არის მატერიის უბრალო „მიმღები“, რომელიც დამოუკიდებლად არსებობს არც დროისა და არც მატერიისგან. შემეცნებითი სუბიექტი აღმოიფხვრა თვით სამყაროს სურათიდან - აპრიორი იყო ვარაუდი, რომ სამყაროს ასეთი სურათი ყოველთვის არსებობს, თავისთავად და არ არის დამოკიდებული შემეცნებითი სუბიექტის საშუალებებსა და მეთოდებზე. ნიუტონის მიერ შემუშავებულმა სამყაროს მექანიკურმა სურათმა, ბუნების მეცნიერული ახსნის მეთოდებმა ძლიერი ბიძგი მისცა სხვა მეცნიერებების განვითარებას, ცოდნის ახალი სფეროების გაჩენას - ქიმიას, ბიოლოგიას (მაგალითად, რ. ბოილმა შეძლო იმის ჩვენება, თუ როგორ აერთიანებს ელემენტები და ხსნის სხვა ქიმიურ ფენომენებს „მატერიის მცირე ნაწილაკების“ (კორპუსკულების) მოძრაობის შესახებ იდეებზე დაყრდნობით). ლამარკმა, ცოცხალ ორგანიზმებში ცვლილებების წყაროს შესახებ კითხვაზე პასუხის ძიებაში, ნიუტონის მექანიკურ პარადიგმას ეყრდნობოდა, დაასკვნა, რომ ყველა ცოცხალი არსების განვითარება ექვემდებარება „სითხეების მოძრაობის მზარდი მოძრაობის“ პრინციპს. მე-19 საუკუნემდე ბუნებისმეტყველებაში მეფობდა სამყაროს მექანისტური სურათი და ცოდნა ეფუძნებოდა მეთოდოლოგიურ პრინციპებს - მექანიზმსა და რედუქციონიზმს. თუმცა, მეცნიერების, მისი სხვადასხვა სფეროს (ბიოლოგია, ქიმია, გეოლოგია, ფიზიკა) განვითარებით, აშკარა გახდა, რომ სამყაროს მექანიკური სურათი არ არის შესაფერისი მრავალი ფენომენის ასახსნელად. ამრიგად, ელექტრული და მაგნიტური ველების შესწავლისას ფარადეიმ და მასკველმა აღმოაჩინეს ის ფაქტი, რომ მატერია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს არა მხოლოდ როგორც ნივთიერება (მისი მექანიკური ინტერპრეტაციის შესაბამისად), არამედ როგორც ელექტრომაგნიტური ველი. ელექტრომაგნიტური პროცესები ვერ დაიყვანება მექანიკურ პროცესებამდე და, შესაბამისად, დასკვნამ თავად გამოთქვა: არა მექანიკის კანონები, არამედ ელექტროდინამიკის კანონები ფუნდამენტურია სამყაროში. და ბოლოს, XIX საუკუნის 40-იან წლებში ენერგიის შენარჩუნების კანონის აღმოჩენამ (ჯ. მაიერი, დ. ჯული, ე. ლენცი) აჩვენა, რომ ისეთი ფენომენები, როგორიცაა სითბო, სინათლე, ელექტროენერგია, მაგნეტიზმი, ასევე არ არის იზოლირებული ერთმანეთისგან. (როგორც აქამდე წარმოგვიდგენია), მაგრამ ურთიერთქმედებენ, გარკვეულ პირობებში გადადიან ერთმანეთში და სხვა არაფერია, თუ არა მოძრაობის სხვადასხვა ფორმები ბუნებაში. ამრიგად, სამყაროს მექანიკური სურათი ძირს უთხრის მისი გამარტივებული იდეით მოძრაობაზე, როგორც სხეულების უბრალო მოძრაობა სივრცეში და დროში, ერთმანეთისგან იზოლირებული, მოძრაობის ერთადერთი შესაძლო ფორმის - მექანიკური, სივრცის, როგორც "მიწის" შესახებ. მატერიისა და დროის, როგორც უცვლელი მუდმივი, რომელიც არ არის დამოკიდებული თავად სხეულებზე. 5. XIX დასასრული - XX საუკუნის დასაწყისი. აღინიშნა მეცნიერული აღმოჩენების მთელი კასკადი, რომელმაც დაასრულა ნიუტონის მექანიკური კონცეფციის ძირი. რომ დავასახელოთ მხოლოდ რამდენიმე მათგანი: ეს არის ელემენტარული ნაწილაკის - ელექტრონის აღმოჩენა, რომელიც ატომის სტრუქტურის ნაწილია (ჯ. ტომპსონი), შემდეგ - დადებითად დამუხტული ნაწილაკის - ბირთვი ატომის შიგნით (ე. რუტერფორდი, 1914 წ.), რომლის საფუძველზეც შემოთავაზებული იქნა ატომის პლანეტარული მოდელი: ელექტრონები ბრუნავენ დადებითად დამუხტული ბირთვის გარშემო. რეზერფორდმა ასევე იწინასწარმეტყველა ატომის შიგნით კიდევ ერთი ელემენტარული ნაწილაკის - პროტონის არსებობა (რომელიც მოგვიანებით აღმოაჩინეს). ამ აღმოჩენებმა გააუქმა ჯერ კიდევ არსებული წარმოდგენები ატომზე, როგორც სამყაროს ელემენტარულ, განუყოფელ ნაწილაკზე, მის „აგურზე“. შემდეგი ხელშესახები დარტყმა კლასიკურ საბუნებისმეტყველო მეცნიერებას მიაყენა ა. აინშტაინის ფარდობითობის თეორიამ (1916 წ.), რომელმაც აჩვენა, რომ სივრცე და დრო არ არის აბსოლუტური, ისინი განუყოფლად არიან დაკავშირებული მატერიასთან (ეს არის მისი ატრიბუტური თვისებები) და ასევე ურთიერთკავშირშია. მოძრაობა. თავად აინშტაინმა ძალიან ნათლად აღწერა ამ აღმოჩენის არსი თავის ნაშრომში "ფიზიკა და რეალობა", სადაც ამბობს, რომ თუ ადრე (იგულისხმება კლასიკური ნიუტონის მექანიკის დომინირების დრო) ითვლებოდა, რომ ყველა მატერიის გაქრობის შემთხვევაში. სამყაროდან სივრცე და დრო შენარჩუნებული იქნებოდა, შემდეგ ფარდობითობის თეორიამ დაადგინა, რომ სივრცეც და დროც მატერიასთან ერთად გაქრება. ამავდროულად, ამ აღმოჩენების მნიშვნელობა მდგომარეობს იმაში, რომ ფაქტი აშკარა გახდა: ობიექტური სამყაროს სურათი განისაზღვრება არა მხოლოდ ამ სამყაროს თვისებებით, არამედ ცოდნის საგნის მახასიათებლებით. მისი საქმიანობა, პიროვნული პოზიცია, რომელიც მიეკუთვნება კონკრეტულ კულტურას, დამოკიდებულია შემეცნებითი სუბიექტის ინსტრუმენტებთან, დაკვირვების მეთოდებთან და ა.შ. ადამიანთა საზოგადოება მუშაობს, ემორჩილება თუ არა გარკვეულ ობიექტურ კანონებს (ბუნების მსგავსად) თუ მასში მოქმედი ელემენტები, სუბიექტივიზმი. ტექნოლოგიის წარმოებაში დანერგვამ, დასავლეთ ევროპის ქვეყნებში სასაქონლო-ფულადი ურთიერთობების გაძლიერებამ საჭირო გახადა ერის სიმდიდრის დაგროვების მიზეზების, ფაქტორების გარკვევა. ასე წარმოიშვა კლასიკური პოლიტიკური ეკონომიკა (XVIII ს., ადამ სმიტი), რომელიც ემყარება იმ აზრს, რომ სიმდიდრის წყარო შრომაა, ხოლო ეკონომიკური ურთიერთობების მარეგულირებელი ბაზრის კანონები. ადამ სმიტი ამტკიცებდა, რომ შრომითი ურთიერთობების საფუძველი არის პიროვნების პირადი, ინდივიდუალური ინტერესები. „თითოეულ ინდივიდს... მხედველობაში აქვს მხოლოდ საკუთარი ინტერესი, მისდევს მხოლოდ საკუთარ სარგებელს და ამ შემთხვევაში მას უხილავი ხელით წარმართავს მიზნისკენ, რომელიც არ შედიოდა მის ზრახვებში. საკუთარი ინტერესების განხორციელებისას ის ხშირად უფრო ეფექტურად ემსახურება საზოგადოების ინტერესებს, ვიდრე მაშინ, როცა შეგნებულად ცდილობს მათ ემსახუროს. მოგვიანებით, 40-იან წლებში. XIX საუკუნეში გერმანელმა ფილოსოფოსმა კ.მარქსმა გააკრიტიკა კლასიკური პოლიტიკური ეკონომიკა და შეძლო კაპიტალისტური ექსპლუატაციის მექანიზმის გამოვლენა, ჭარბი ღირებულების თეორიის შექმნა. ა.სმიტის ცნებაც და კ.მარქსის სწავლებაც შეიძლება ჩაითვალოს პირველ მეცნიერულ მიდგომად სოციალური ცხოვრების კანონების შესწავლაში. თუმცა, შეცდომა იქნებოდა საკითხის ისე წარმოჩენა, რომ არც ფილოსოფოსები და არც მეცნიერები არ ფიქრობდნენ საზოგადოებაზე და ადამიანზე სმიტზე და მარქსამდე. საკმარისია გავიხსენოთ პლატონის დოქტრინა იდეალური სახელმწიფოს შესახებ, პროექტები სამართლიან და აყვავებულ საზოგადოებაზე თომას მორის ("უტოპია"), ტომაზო კამპანელას ("მზის ქალაქი"). თუმცა ეს იდეები უტოპიურ ხასიათს ატარებდა, უბრალოდ „ოცნებები“ იყო, ამ შემთხვევაში მეცნიერულ მიდგომაზე საუბარი არ არის საჭირო. მართალია, მე-19 საუკუნეში ინგლისელი უტოპიური სოციალისტები ფ.ფურიე (1772-1837) და რ. ოუენი (1771-1858), განმანათლებლობის ფრანგი მატერიალისტების იდეებიდან დაწყებული, ცდილობდნენ შეექმნათ „სოციალური მეცნიერება“ ( ფ. ფურიე), მაგრამ მათმა სწავლებამ სამართლიანი საზოგადოების შესახებ თავი ვერ გაათავისუფლა იდეალიზმიდან და უტოპიზმისგან. უნდა აღინიშნოს, რომ საბუნებისმეტყველო მეცნიერების წარმატებების გავლენამ იჩინა თავი ჰუმანიტარულ მეცნიერებებშიც (ფსიქოლოგია, პედაგოგიკა, ისტორია, რიტორიკა, იურისპრუდენცია): მეცნიერების მეთოდების გამოყენების მოთხოვნები (დაკვირვება, აღწერა, ექსპერიმენტი). ასევე ვრცელდება ცოდნის ამ სფეროზე. შეჯამება: მე-19 საუკუნის ბოლოს დასრულდა კლასიკური ტიპის სამეცნიერო ცოდნის ფორმირების პერიოდი, რომლის არსენალში იყო მნიშვნელოვანი მიღწევები. ფიზიკაში ეს არის ნიუტონის კლასიკური მექანიკა, მოგვიანებით თერმოდინამიკა, ელექტროენერგიის თეორია და მაგნიტიზმი; ქიმიაში აღმოაჩინეს ელემენტების პერიოდული სისტემა, დაიდო ორგანული ქიმიის საწყისი; მათემატიკაში, ანალიტიკური გეომეტრიის განვითარება და მათემატიკური ანალიზი; ბიოლოგიაში - ევოლუციური თეორია, ორგანიზმების უჯრედული სტრუქტურის თეორია, რენტგენის სხივების აღმოჩენა და ა.შ. მე-19 საუკუნის მიწურულს გაჩნდა განცდა, რომ მეცნიერებამ იპოვა პასუხი მსოფლიოს შესახებ თითქმის ყველა კითხვაზე, გასახსნელი ცოტა დარჩა. და მოულოდნელად - ახალი გარღვევა - ატომის სტრუქტურის აღმოჩენა, რამაც გამოიწვია "კრიზისი ფიზიკაში", რომელიც მოგვიანებით გავრცელდა ცოდნის სხვა დარგებში. დღეს, გასული წლების შორიდან გადმოხედვით, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ XIX-XX სს. აღინიშნა კლასიკური მეცნიერებიდან არაკლასიკურზე (ან პოსტკლასიკურზე) გადასვლა. მათი განსხვავებები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

№	კლასიკური მეცნიერება	პოსტკლასიკური მეცნიერება
1.	საგნის ამოღება ობიექტიდან.	ცოდნისა და შემეცნების სუბიექტურობის აღიარება.
2.	ინსტალაცია რაციონალურობაზე.	ცოდნის არარაციონალური გზების აღრიცხვა.
3.	დინამიური კანონების დომინირება.	ალბათურ-სტატისტიკური კანონზომიერებების როლისა და მნიშვნელობის აღრიცხვა.
4.	კვლევის ობიექტია მაკროკოსმოსი.	კვლევის ობიექტია მიკრო-, მაკრო- და მეგა-სამყარო.
5.	შემეცნების წამყვანი მეთოდი ექსპერიმენტია.	მოდელირება (მათ შორის მათემატიკური).
6.	უპირობო ხილვადობა.	პირობითი ხილვადობა.
7.	მკაფიო ხაზი საბუნებისმეტყველო და ჰუმანიტარულ მეცნიერებებს შორის.	წაშალე ეს ზღვარი.
8.	პასუხისმგებელი დისციპლინა. მეცნიერებათა დიფერენციაციის უპირატესობა.	დიფერენციაცია და ინტეგრაცია (სისტემის თეორია, სინერგეტიკა, სტრუქტურული მეთოდი).

პოსტკლასიკური მეცნიერების გამოვლენილი განმასხვავებელი ნიშნების არსის დეტალურად გამოვლენის გარეშე (ამა თუ იმ ხარისხით, ეს გაკეთდა მეცნიერების განვითარების ეტაპების გამოვლენის პროცესში), აღვნიშნავთ, რომ მასში განხორციელებულმა ცვლილებებმა გამოიწვია უზარმაზარი გავლენა მთელ სამყაროზე და მის მიმართ ადამიანის დამოკიდებულებაზე. ეს გამოიხატება, პირველ რიგში, იმაში, რომ თანამედროვე სამეცნიერო და ტექნოლოგიურ ეპოქაში არ არსებობს ერთიანი კანონები, ზოგადად მიღებული სტანდარტები სამყაროს აღქმაში, მის ახსნასა და გაგებაში - ეს ღიაობა გამოიხატება იდეების, კონცეფციების პლურალიზმში. ღირებულებები. დღევანდელი ვითარების კიდევ ერთი (მეორე) მახასიათებელია მოვლენათა დაჩქარებული რიტმი, მათი სემანტიკური სიმკვრივე და კონფლიქტი. მესამე, შეიქმნა პარადოქსული ვითარება: ერთის მხრივ, დაიკარგა სამყაროს რაციონალური სტრუქტურის რწმენა, მეორე მხრივ კი ცხოვრების ყველა ასპექტის რაციონალიზაციის, ტექნიკიზაციის ტენდენციაა, როგორც საზოგადოების, ისე ინდივიდების. ამ პროცესების შედეგია ცხოვრების წესის რადიკალური ცვლილება, პრეფერენციული დამოკიდებულება ყველაფრის მიმართ წარმავალი, ცვალებადი, განსხვავებით სტაბილური, ტრადიციული, კონსერვატიულისგან. ლექცია No4 მეცნიერული ცოდნის სტრუქტურა

სამეცნიერო ცოდნის სახეობების მრავალფეროვნება. ემპირიული ცოდნა, მისი სტრუქტურა და მახასიათებლები. თეორიული ცოდნის სტრუქტურა და სპეციფიკური მახასიათებლები. მეცნიერების საფუძვლები.

1. მეცნიერების თითოეულ დარგში - ფიზიკაში, ბიოლოგიაში, ქიმიაში და ა.შ. არსებობს სამეცნიერო ცოდნის სხვადასხვა სახეობა თუ ფორმა - ემპირიული ფაქტები, ჰიპოთეზები, მოდელები, კანონები, თეორიები და ა.შ. ყველა მათგანი ერთმანეთისგან განსხვავდება იმით. განზოგადების ხარისხი, მაგალითად, ემპირიული ფაქტები არის ერთგვარი ემპირიული რეალობა, რომელიც წარმოდგენილია სხვადასხვა ინფორმაციის საშუალებით - ტექსტებით, ფორმულებით, ფოტოებით, ვიდეოჩანაწერებით და უბრალოდ ფენომენებით, რომლებიც შეინიშნება ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ხოლო კანონი არის ზოგადი განცხადებების ფორმულირება. შესასწავლი საგნის თვისებები და მიმართებები (ფაქტებზე დაყრდნობით) . მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ თითოეულ მათგანს. სამეცნიერო კვლევის ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა გარკვეული, ობიექტური საქმიანობის კანონების აღმოჩენა, გამოვლენა, მათი გამოხატვა შესაბამისი ცნებებით, თეორიებით, იდეებით, პრინციპებით. ყველაზე ზოგადი ფორმით კანონი შეიძლება განისაზღვროს, როგორც კავშირი ფენომენებს, პროცესებს შორის, რომელიც გამოირჩევა ობიექტურობით, კონკრეტულობით, უნივერსალურობით, აუცილებლობით, განმეორებითა და სტაბილურობით. კანონების სტაბილურობა, უცვლელობა, თუმცა, ყოველთვის კორელაციაშია კონკრეტულ პირობებთან, ცვლილების შემთხვევაში, რომლის დროსაც ეს უცვლელობა აღმოიფხვრება და წარმოიქმნება ახალი, რაც იწვევს კანონის ცვლილებას, მის გაღრმავებას, გაფართოებას ან შევიწროებას. ფარგლების. კანონები თავდაპირველად აღმოჩენილია ვარაუდების, ჰიპოთეზის სახით. ჰიპოთეზა არის ცოდნის ფორმა, რომელიც შეიცავს რამდენიმე ფაქტის საფუძველზე ჩამოყალიბებულ ვარაუდს, რომლის ჭეშმარიტი მნიშვნელობა გაურკვეველია და საჭიროებს დამტკიცებას. მეცნიერების თანამედროვე მეთოდოლოგიაში „ჰიპოთეზის“ ცნება გამოიყენება ორი მნიშვნელობით:

როგორც ცოდნის პრობლემური და არასანდო ფორმა; როგორც მეცნიერული ცოდნის მეთოდი.

მისი პირველი მნიშვნელობით, ჰიპოთეზა უნდა აკმაყოფილებდეს შემდეგ მოთხოვნებს:

მეცნიერებაში დამკვიდრებული კანონების დაცვა; თანმიმდევრულობა რეალურ მასალასთან; თანმიმდევრულობა ფორმალური ლოგიკის თვალსაზრისით (თუ ვსაუბრობთ თავად ობიექტური რეალობის წინააღმდეგობაზე, მაშინ ჰიპოთეზა უნდა შეიცავდეს წინააღმდეგობებს); სუბიექტური, თვითნებური ვარაუდების არარსებობა (რაც არ აუქმებს თავად სუბიექტის აქტივობას); მისი დადასტურების ან უარყოფის შესაძლებლობა პირდაპირი დაკვირვების დროს, ან ირიბად - ჰიპოთეზიდან შედეგების გამოტანით.

არსებობს სხვადასხვა ტიპის ჰიპოთეზა: ზოგადი, კონკრეტული და სამუშაო. ზოგადი ჰიპოთეზები არის საფუძველი მეცნიერული ცოდნის საფუძვლების შესაქმნელად, ისინი გვთავაზობენ ფენომენებს შორის სხვადასხვა სახის ურთიერთობის ნიმუშებს. ცალკეული ჰიპოთეზები ასევე შეიცავს ვარაუდებს, მაგრამ ცალკეული ფაქტების, მოვლენების, კონკრეტული ფენომენების თვისებებზე. სამუშაო ჰიპოთეზა ერთგვარი ამოსავალი წერტილია – კვლევის პირველ ეტაპზე წამოყენებული ვარაუდი, რომელიც ერთგვარი სახელმძღვანელოა კვლევის ძიებისთვის. ასევე უნდა გვახსოვდეს, რომ არსებობს ეგრეთ წოდებული adhoc (ჰიპოთეზები მოცემული შემთხვევისთვის) - ეს არის ვარაუდები, რომლებიც აუცილებელია მთელი რიგი პრობლემების გადასაჭრელად, რომლებიც შემდგომში შეიძლება აღმოჩნდეს მცდარი ვარიანტი. მეცნიერული ცოდნის ერთ-ერთი ყველაზე რთული და განვითარებული ფორმაა თეორია, რომელიც წარმოადგენს რეალობის გარკვეული სფეროს რეგულარული და არსებითი კავშირების ჰოლისტურ ასახვას. მეცნიერებაში არსებობს გარკვეული კრიტერიუმები, რომლებსაც თეორია უნდა აკმაყოფილებდეს. რომ დავასახელოთ მხოლოდ რამდენიმე მათგანი:

თეორია არ უნდა ეწინააღმდეგებოდეს ფაქტებისა და გამოცდილების მონაცემებს და იყოს გადამოწმებული ხელმისაწვდომ ექსპერიმენტულ მასალაზე. ის არ უნდა ეწინააღმდეგებოდეს ფორმალური ლოგიკის პრინციპებს და ამავე დროს გამოირჩეოდეს ლოგიკური სიმარტივით, „ბუნებრიობით“. თეორია „კარგია“, თუ ის მოიცავს და აკავშირებს საგნების ფართო სპექტრს აბსტრაქციების თანმიმდევრულ სისტემაში.

კარლ პოპერმა, მეცნიერების ფილოსოფოსმა, თეორია შეადარა იმ ქსელებს, რომლებიც შექმნილია იმის დასაფიქსირებლად, რასაც ჩვენ ვუწოდებთ რეალურ სამყაროს, რათა გავიგოთ, ახსნან და დაეუფლონ მას. ამის შესაბამისად, ჭეშმარიტი თეორია უნდა შეესაბამებოდეს ყველა (და არა ზოგიერთ) რეალურ ფაქტს და აკმაყოფილებდეს პრაქტიკის მოთხოვნებს. პოპერმა თეორიას უწოდა ინსტრუმენტი, რომლის გამოცდა ტარდება მისი გამოყენების პროცესში და რომლის ვარგისიანობა ფასდება ასეთი აპლიკაციების შედეგებით. თეორიას აქვს რთული სტრუქტურა, რომელშიც გამოიყოფა შემდეგი კომპონენტები: ცნებები, განტოლებები, აქსიომები, კანონები; იდეალიზებული ობიექტები - აბსტრაქტული მოდელები; ცოდნის გარკვევისკენ მიმართული ტექნიკის, მეთოდების, წესების, მტკიცებულებების ერთობლიობა; ფილოსოფიური განზოგადება და დასაბუთება. თეორიის ბირთვი (რომელზეც მოგვიანებით იქნება განხილული) არის აბსტრაქტული, იდეალიზებული ობიექტი, რომლის გარეშეც შეუძლებელია თეორიის აგება, რადგან ის შეიცავს რეალურ კვლევით პროგრამას. არსებობს სხვადასხვა ტიპის თეორიები: მათემატიკური, ხასიათდება დედუქციის საფუძველზე აბსტრაქციის მაღალი ხარისხით. მათემატიკური თეორიის დომინანტური მომენტია აქსიომური, ჰიპოთეტურ-დედუქციური მეთოდისა და ფორმალიზაციის მეთოდის გამოყენება. არსებობს ექსპერიმენტული (ემპირიული) მეცნიერებების თეორიები - ფიზიკა, ქიმია, ბიოლოგია და სხვ. თანამედროვე მეცნიერებაში ასევე მიღებულია თეორიების დაყოფა ფენომენოლოგიურ და არაფენომენოლოგიურად. ფენომენოლოგიური თეორიები აღწერს საგნების პროცესებს, თვისებებსა და თვისებებს არსში ჩაღრმავების გარეშე, შინაგანი მექანიზმების გამოვლენის გარეშე (მაგალითად, ფსიქოლოგიური, სოციოლოგიური, პედაგოგიური თეორიები). მათი ამოცანაა კონკრეტული ტერმინოლოგიის გამოყენებით ფაქტების ორგანიზება და შეჯამება. როგორც წესი, ფენომენოლოგიური თეორიები წარმოიქმნება ნებისმიერი მეცნიერების განვითარების საწყის ეტაპზე. მეცნიერული კვლევის განვითარებით ფენომენოლოგიური თეორია იცვლება არაფენომენოლოგიური, ანუ განმარტებითი. ახსნა-განმარტებითი თეორიები ავლენს შესწავლილი ფენომენებისა და პროცესების ღრმა, შინაგან მექანიზმს, მათ ურთიერთქმედებას, არსებით სტაბილურ კავშირებსა და ურთიერთობებს, ანუ კანონებს, უფრო მეტიც, თეორიულს და არა ემპირიულს, რადგან ისინი იქმნება იდეალიზებული ობიექტების საფუძველზე. შესაძლებელია თეორიების ასეთი კლასიფიკაცია, როგორც სანდო და ალბათური, მათი პროგნოზირებადობის ხარისხის მიხედვით. სანდოები მოიცავს კლასიკური მექანიკის, ფიზიკის, ქიმიის თეორიებს; ალბათური - სოციალური და ჰუმანიტარული მეცნიერებების თეორია. ასევე უნდა აღინიშნოს მეცნიერული ცოდნის ისეთი მნიშვნელოვანი ფორმა, როგორც პრობლემა. პრობლემა, სავარაუდოდ, არის ცოდნა უცოდინრობის შესახებ, იმის შესახებ, თუ რა უნდა გადაწყდეს, რომელ კითხვაზე, რომელიც წარმოიქმნება კონკრეტული ფენომენის შესწავლისას, მნიშვნელოვანია პასუხის გაცემა. პრობლემის სწორად იდენტიფიცირების უნარი ხშირად უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე თავად გადაწყვეტა. რა იწვევს ჩვეულებრივ პრობლემებს? ისინი წარმოიქმნება ან ორი განსხვავებული თეორიის შეჯახებისას, ან ცალკეულ პრობლემაში წინააღმდეგობის შემთხვევაში, ან თეორიისა და დაკვირვების შეჯახების შედეგია. მეცნიერული პრობლემების ფორმულირება და გადაწყვეტა მოითხოვს გარკვეული კვლევის მეთოდების არჩევას, რომლებიც განისაზღვრება ან მისი მიზნებით ან გადაწყვეტილი პრობლემების ბუნებით. გარდა ამისა, კონცეპტუალური აპარატის გამოყენება, რომლის დახმარებითაც შესაძლებელია გარკვეული ფენომენების დაფიქსირება. პრობლემის ფორმულირებასა და შერჩევისას მეცნიერულ ტრადიციებს დიდი მნიშვნელობა აქვს. მეცნიერული ცოდნის ფორმების მრავალფეროვნება აყალიბებს მის სტრუქტურას, რომელიც გამოხატავს მოცემული სისტემის ელემენტებს შორის სტაბილური ურთიერთობების ერთიანობას. მეცნიერული ცოდნისა და შემეცნების სტრუქტურა ჩნდება სხვადასხვა განყოფილებაში და, შესაბამისად, კონკრეტული ელემენტების ერთობლიობაში. სამეცნიერო ცოდნის სტრუქტურა შეიძლება განსხვავდებოდეს მეცნიერული ცოდნის ობიექტისა და საგნის ურთიერთქმედების თვალსაზრისით ისეთი კრიტერიუმის მიხედვით, როგორიცაა ცოდნის საგანი და მეთოდები, რაც შესაძლებელს ხდის ბუნების მეცნიერებების გამოყოფას (ბუნებისმეტყველება). ), საზოგადოება (სოციალური მეცნიერებები, ჰუმანიტარული მეცნიერებები) და თვით ცოდნა (ლოგიკა, ეპისტემოლოგია). ; ბ) ფილოსოფიური საფუძვლები; გ) სამყაროს მეცნიერული სურათი. სამეცნიერო ცოდნის სტრუქტურა ასევე შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც მისი ორი ძირითადი დონის - ემპირიული და თეორიული ერთიანობა. ჩვენს ლექციაში, როგორც გეგმის მითითებული პუნქტებიდან გამომდინარეობს, ჩვენ განვიხილავთ თითქმის ყველა კრიტერიუმს, რომლითაც სტრუქტურირებული იყო სამეცნიერო ცოდნა. დავიწყოთ ამ უკანასკნელით, ანუ ცოდნის ემპირიული და თეორიული დონეების ურთიერთმიმართებით. 2. ემპირიული (ექსპერიმენტული) ცოდნა და შემეცნება არის აქტივობა, რომელიც დაფუძნებულია საგნის ცოცხალ, უშუალო ჭვრეტაზე. მისი დამახასიათებელი ნიშნებია ფაქტების შეგროვება, მათი პირველადი განზოგადება, დაკვირვებებისა და ექსპერიმენტების აღწერა, მათი სისტემატიზაცია და კლასიფიკაცია. ემპირიული კვლევის ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტია ფაქტი (ლათინური factum - შესრულებული, შესრულებული). „ფაქტის“ ცნებას აქვს შემდეგი მნიშვნელობები: 1) რეალობის ფრაგმენტი, რომელიც ეხება ან ობიექტურ რეალობას ან ცნობიერებისა და შემეცნების სფეროს („ცნობიერების ფაქტები“); 2) ცოდნა რაიმე ფენომენის, მოვლენის შესახებ, რომლის სანდოობა დადასტურებულია; 3) ემპირიული ცოდნის დამაფიქსირებელი წინადადება (დაკვირვებისა და ექსპერიმენტების დროს მიღებული ცოდნა). ფაქტებს სამეცნიერო ცოდნაში ორმაგი მნიშვნელობა აქვს: 1) ისინი საფუძველს ქმნიან ჰიპოთეზების წამოყენებისა და თეორიების ასაგებად; 2) გადამწყვეტია თეორიების დადასტურებაში. იმ შემთხვევებში, როდესაც ფაქტები და თეორია განსხვავდება, თეორიის გადამოწმებას დრო სჭირდება და მხოლოდ მაშინ, როდესაც მათ შორის წინააღმდეგობა გადაუჭრელი ხდება, თეორია მცდარია. ფაქტები „ჯიუტად“, „ჰაერად“ ან „მეცნიერის პურად“ იქცევა მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ისინი მიიღება იმის მიუხედავად, მოსწონთ თუ არა ეს მეცნიერებს და ასევე, თუ ისინი ყველაზე სრულად, ყოვლისმომცველ ფარავს კვლევის ობიექტს (დაუშვებლობაზეა საუბარი. ზოგიერთი ფაქტის „გაწყვეტის“, მათი ცალკეული ფრაგმენტების ნაკრებიდან ამოღება). მეორეს მხრივ, არ უნდა დაედევნოთ ბევრი ფაქტი. ფაქტებთან მუშაობისას მკვლევარის მთავარი მიზანია მათი გარკვეული რაოდენობის შეგროვება, მნიშვნელობის მიცემა, კონცეპტუალური სისტემის აგება. ფაქტების შეგროვება ხორციელდება ემპირიული ცოდნის ისეთი მეთოდით, როგორიცაა დაკვირვება. მეცნიერი არ აფიქსირებს მხოლოდ იმ ფაქტებს, რომლებსაც ხვდება, ის ხელმძღვანელობს გარკვეული მიზნით, ჰიპოთეზის მიხედვით და ამიტომ დაკვირვებას სისტემატიზებული, მოწესრიგებული და მიზანმიმართული ხასიათი აქვს. მეცნიერი უბრალოდ არ აღრიცხავს რაიმე ფაქტს, არამედ ახორციელებს მათ შერჩევას, შერჩევას, ტოვებს მათგან, რომლებიც დაკავშირებულია მის მიერ დასახულ მიზანთან.

მექანიკაარის ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს მატერიის მოძრაობის უმარტივეს ფორმას - მექანიკური მოძრაობა, რომელიც მოიცავს დროთა განმავლობაში სხეულების ან მათი ნაწილების პოზიციის შეცვლას. ის ფაქტი, რომ მექანიკური ფენომენი ხდება სივრცესა და დროს, აისახება მექანიკის ნებისმიერ კანონში, რომელიც ცალსახად ან იმპლიციტურად შეიცავს სივრცე-დროის მიმართებებს - მანძილებს და დროის ინტერვალებს.

მექანიკა ადგენს თავის თავს ორი ძირითადი ამოცანა:

სხვადასხვა მოძრაობის შესწავლა და კანონების სახით მიღებული შედეგების განზოგადება, რომელთა დახმარებითაც შესაძლებელია თითოეულ კონკრეტულ შემთხვევაში მოძრაობის ბუნების პროგნოზირება. ამ პრობლემის გადაწყვეტამ განაპირობა ი.ნიუტონისა და ა.აინშტაინის მიერ ე.წ. დინამიური კანონების დამკვიდრება;

ნებისმიერი მექანიკური სისტემისთვის დამახასიათებელი საერთო თვისებების ძიება მისი მოძრაობის პროცესში. ამ პრობლემის გადაჭრის შედეგად აღმოაჩინეს ისეთი ფუნდამენტური სიდიდეების შენარჩუნების კანონები, როგორიცაა ენერგია, იმპულსი და კუთხური იმპულსი.

დინამიური კანონები და ენერგიის, იმპულსის და კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონები მექანიკის ძირითადი კანონებია და წარმოადგენს ამ თავის შინაარსს.

§ერთი. მექანიკური მოძრაობა: ძირითადი ცნებები

კლასიკური მექანიკა შედგება სამი ძირითადი ნაწილისგან - სტატიკა, კინემატიკა და დინამიკა. სტატიკაში განიხილება ძალების დამატების კანონები და სხეულების წონასწორობის პირობები. კინემატიკაში მათემატიკური აღწერა მოცემულია ყველა სახის მექანიკური მოძრაობის შესახებ, მიუხედავად მისი გამომწვევი მიზეზებისა. დინამიკაში შესწავლილია სხეულებს შორის ურთიერთქმედების გავლენა მათ მექანიკურ მოძრაობაზე.

პრაქტიკაში ყველაფერი ფიზიკური პრობლემები დაახლოებით მოგვარებულია: რეალური რთული მოძრაობაგანიხილება როგორც მარტივი მოძრაობების ერთობლიობა, რეალური ობიექტი შეიცვალა იდეალიზებული მოდელითეს ობიექტი და ა.შ. მაგალითად, როდესაც განიხილავს დედამიწის მოძრაობას მზის გარშემო, შეიძლება უგულებელვყოთ დედამიწის ზომა. ამ შემთხვევაში მოძრაობის აღწერა ძალიან გამარტივებულია - დედამიწის პოზიცია სივრცეში შეიძლება განისაზღვროს ერთი წერტილით. მექანიკის მოდელებს შორის განმსაზღვრელია მატერიალური წერტილი და აბსოლუტურად ხისტი სხეული.

მატერიალური წერტილი (ან ნაწილაკი)არის სხეული, რომლის ფორმა და ზომები შეიძლება უგულებელვყოთ ამ პრობლემის პირობებში. ნებისმიერი სხეული გონებრივად შეიძლება დაიყოს ძალიან დიდ ნაწილებად, თვითნებურად მცირე მთელი სხეულის ზომასთან შედარებით. თითოეული ეს ნაწილი შეიძლება ჩაითვალოს მატერიალურ წერტილად, ხოლო თავად სხეული - როგორც მატერიალური წერტილების სისტემა.

თუ სხეულის დეფორმაციები სხვა სხეულებთან ურთიერთქმედების დროს უმნიშვნელოა, მაშინ იგი აღწერილია მოდელის მიერ. აბსოლუტურად ხისტი სხეული.

აბსოლუტურად ხისტი სხეული (ან ხისტი სხეული) არის სხეული, რომლის მანძილი ნებისმიერ ორ წერტილს შორის მოძრაობის პროცესში არ იცვლება.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის სხეული, რომლის ფორმა და ზომები არ იცვლება მოძრაობის დროს. აბსოლუტურად ხისტი სხეული შეიძლება ჩაითვალოს ერთმანეთთან მჭიდროდ დაკავშირებული მატერიალური წერტილების სისტემად.

სხეულის პოზიცია სივრცეში შეიძლება განისაზღვროს მხოლოდ ზოგიერთ სხვა სხეულთან მიმართებაში. მაგალითად, აზრი აქვს ვისაუბროთ პლანეტის პოზიციაზე მზესთან მიმართებაში, თვითმფრინავის ან გემის შესახებ დედამიწასთან მიმართებაში, მაგრამ არ შეიძლება მათი პოზიციის მითითება სივრცეში რაიმე კონკრეტული სხეულის გარეშე. აბსოლუტურად ხისტ სხეულს, რომელიც ჩვენთვის საინტერესო ობიექტის პოზიციის განსაზღვრას ემსახურება, რეფერენტი ეწოდება. ობიექტის მოძრაობის აღსაწერად, საცნობარო სხეული ასოცირდება ნებისმიერ კოორდინატულ სისტემასთან, მაგალითად, მართკუთხა დეკარტის კოორდინატულ სისტემასთან. ობიექტის კოორდინატები საშუალებას გაძლევთ დააყენოთ მისი პოზიცია სივრცეში. დამოუკიდებელი კოორდინატების უმცირეს რაოდენობას, რომელიც უნდა იყოს დაყენებული, რათა სრულად განისაზღვროს სხეულის პოზიცია სივრცეში, ეწოდება თავისუფლების ხარისხების რაოდენობა. მაგალითად, სივრცეში თავისუფლად მოძრავ მატერიალურ წერტილს აქვს თავისუფლების სამი ხარისხი: წერტილს შეუძლია გააკეთოს სამი დამოუკიდებელი მოძრაობა დეკარტის მართკუთხა კოორდინატთა სისტემის ღერძების გასწვრივ. აბსოლუტურად ხისტ სხეულს აქვს თავისუფლების ექვსი ხარისხი: სივრცეში მისი პოზიციის დასადგენად საჭიროა თავისუფლების სამი გრადუსი კოორდინატთა ღერძების გასწვრივ გადამყვანი მოძრაობის აღსაწერად და სამი იმავე ღერძების გარშემო ბრუნვის აღსაწერად. კოორდინატთა სისტემა აღჭურვილია საათით დროის შესანარჩუნებლად.

საცნობარო სხეულის სიმრავლე, მასთან დაკავშირებული კოორდინატთა სისტემა და ერთმანეთთან სინქრონიზებული საათების ნაკრები ქმნიან საცნობარო ჩარჩოს.

Იხილეთ ასევე: პორტალი:ფიზიკა

კლასიკური მექანიკა- მექანიკის სახეობა (ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს დროში სხეულების პოზიციების ცვლილების კანონებს და მის გამომწვევ მიზეზებს), რომელიც დაფუძნებულია ნიუტონის კანონებზე და გალილეოს ფარდობითობის პრინციპზე. ამიტომ, მას ხშირად უწოდებენ ნიუტონის მექანიკა».

კლასიკური მექანიკა იყოფა:

• სტატიკა (რომელიც ითვალისწინებს სხეულების წონასწორობას)
• კინემატიკა (რომელიც სწავლობს მოძრაობის გეომეტრიულ თვისებებს მისი მიზეზების გათვალისწინების გარეშე)
• დინამიკა (რომელიც ითვალისწინებს სხეულების მოძრაობას).

კლასიკური მექანიკის მათემატიკურად ფორმალური აღწერის რამდენიმე ექვივალენტური გზა არსებობს:

• ლაგრანჟის ფორმალიზმი
• ჰამილტონის ფორმალიზმი

კლასიკური მექანიკა იძლევა ძალიან ზუსტ შედეგებს, თუ მისი გამოყენება შემოიფარგლება სხეულებით, რომელთა სიჩქარე გაცილებით ნაკლებია ვიდრე სინათლის სიჩქარე და რომელთა ზომები ბევრად აღემატება ატომებისა და მოლეკულების ზომებს. კლასიკური მექანიკის განზოგადება თვითნებური სიჩქარით მოძრავი სხეულებისთვის არის რელატივისტური მექანიკა, ხოლო სხეულებისთვის, რომელთა ზომები შედარებულია ატომურთან - კვანტურ მექანიკაზე. ველის კვანტური თეორია განიხილავს კვანტურ რელატივისტურ ეფექტებს.

მიუხედავად ამისა, კლასიკური მექანიკა ინარჩუნებს თავის მნიშვნელობას, რადგან:

1. მისი გაგება და გამოყენება ბევრად უფრო ადვილია, ვიდრე სხვა თეორიები
2. ფართო დიაპაზონში, ის საკმაოდ კარგად აღწერს რეალობას.

კლასიკური მექანიკა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი ობიექტების მოძრაობის აღსაწერად, როგორიცაა ტოტები და ბეისბოლები, მრავალი ასტრონომიული ობიექტი (როგორიცაა პლანეტები და გალაქტიკები) და ზოგჯერ მრავალი მიკროსკოპული ობიექტიც კი, როგორიცაა მოლეკულები.

კლასიკური მექანიკა არის თვითთანმიმდევრული თეორია, ანუ მის ფარგლებში არ არსებობს დებულებები, რომლებიც ეწინააღმდეგება ერთმანეთს. თუმცა, მისი კომბინაცია სხვა კლასიკურ თეორიებთან, როგორიცაა კლასიკური ელექტროდინამიკა და თერმოდინამიკა, იწვევს უხსნად წინააღმდეგობებს. კერძოდ, კლასიკური ელექტროდინამიკა პროგნოზირებს, რომ სინათლის სიჩქარე მუდმივია ყველა დამკვირვებლისთვის, რაც არ შეესაბამება კლასიკურ მექანიკას. მე-20 საუკუნის დასაწყისში ამან განაპირობა ფარდობითობის სპეციალური თეორიის შექმნის აუცილებლობა. როდესაც განიხილება თერმოდინამიკასთან ერთად, კლასიკურ მექანიკას მივყავართ გიბსის პარადოქსამდე, რომელშიც შეუძლებელია ენტროპიის ოდენობის ზუსტად განსაზღვრა და ულტრაიისფერი კატასტროფამდე, რომელშიც შავი სხეული უნდა ასხივებდეს უსასრულო რაოდენობას ენერგიას. ამ პრობლემების გადაჭრის მცდელობებმა განაპირობა კვანტური მექანიკის გაჩენა და განვითარება.

Ძირითადი ცნებები

კლასიკური მექანიკა მუშაობს რამდენიმე ძირითადი კონცეფციითა და მოდელით. მათ შორის უნდა აღინიშნოს:

ძირითადი კანონები

გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი

ძირითადი პრინციპი, რომელსაც ეფუძნება კლასიკური მექანიკა, არის ფარდობითობის პრინციპი, რომელიც ჩამოყალიბებულია გ.გალილეოს ემპირიული დაკვირვებების საფუძველზე. ამ პრინციპის მიხედვით, არსებობს უსაზღვროდ ბევრი მითითების სისტემა, რომელშიც თავისუფალი სხეული ისვენებს ან მოძრაობს მუდმივი სიჩქარით აბსოლუტური მნიშვნელობითა და მიმართულებით. ამ მითითების ჩარჩოებს უწოდებენ ინერციულს და მოძრაობენ ერთმანეთთან შედარებით ერთნაირად და სწორხაზოვნად. ყველა ინერციული მითითების სისტემაში სივრცისა და დროის თვისებები ერთნაირია და მექანიკურ სისტემებში ყველა პროცესი ერთსა და იმავე კანონებს ემორჩილება. ეს პრინციპი ასევე შეიძლება ჩამოყალიბდეს, როგორც აბსოლუტური საცნობარო სისტემების არარსებობა, ანუ საცნობარო სისტემები, რომლებიც როგორღაც გამოირჩევიან სხვებთან შედარებით.

ნიუტონის კანონები

ნიუტონის სამი კანონი არის კლასიკური მექანიკის საფუძველი.

ნიუტონის მეორე კანონი არ არის საკმარისი ნაწილაკების მოძრაობის აღსაწერად. გარდა ამისა, საჭიროა ძალის აღწერა, მიღებული ფიზიკური ურთიერთქმედების არსის გათვალისწინებით, რომელშიც სხეული მონაწილეობს.

ენერგიის შენარჩუნების კანონი

ენერგიის შენარჩუნების კანონი არის ნიუტონის კანონების შედეგი დახურული კონსერვატიული სისტემებისთვის, ანუ სისტემებისთვის, რომლებშიც მხოლოდ კონსერვატიული ძალები მოქმედებენ. უფრო ფუნდამენტური თვალსაზრისით, არსებობს კავშირი ენერგიის შენარჩუნების კანონსა და დროის ერთგვაროვნებას შორის, რომელიც გამოიხატება ნოეთერის თეორემით.

ნიუტონის კანონების გამოყენებადობის მიღმა

კლასიკური მექანიკა ასევე მოიცავს გაფართოებული არაწერტილოვანი ობიექტების რთული მოძრაობების აღწერას. ეილერის კანონები იძლევა ნიუტონის კანონების გაფართოებას ამ სფეროში. კუთხური იმპულსის კონცეფცია ეყრდნობა იმავე მათემატიკურ მეთოდებს, რომლებიც გამოიყენება ერთგანზომილებიანი მოძრაობის აღსაწერად.

რაკეტის მოძრაობის განტოლებები აფართოებს სიჩქარის კონცეფციას, როდესაც ობიექტის იმპულსი იცვლება დროთა განმავლობაში ისეთი ეფექტების გასათვალისწინებლად, როგორიცაა მასის დაკარგვა. კლასიკური მექანიკის ორი მნიშვნელოვანი ალტერნატიული ფორმულირებაა: ლაგრანჟის მექანიკა და ჰამილტონის მექანიკა. ეს და სხვა თანამედროვე ფორმულირებები მიდრეკილია გვერდის ავლით „ძალის“ კონცეფციის გვერდის ავლით და ხაზს უსვამენ სხვა ფიზიკურ რაოდენობებს, როგორიცაა ენერგია ან მოქმედება, მექანიკური სისტემების აღსაწერად.

იმპულსის და კინეტიკური ენერგიის ზემოაღნიშნული გამონათქვამები მოქმედებს მხოლოდ მნიშვნელოვანი ელექტრომაგნიტური წვლილის არარსებობის შემთხვევაში. ელექტრომაგნიტიზმში ნიუტონის მეორე კანონი მავთულის მატარებელი დენის შესახებ ირღვევა, თუ ის არ შეიცავს ელექტრომაგნიტური ველის წვლილს სისტემის იმპულსში, რომელიც გამოიხატება პოინტინგის ვექტორის მიხედვით გაყოფილი. გ 2, სადაც გარის სინათლის სიჩქარე თავისუფალ სივრცეში.

ამბავი

ძველი დრო

კლასიკური მექანიკა წარმოიშვა ანტიკურ ხანაში, ძირითადად, მშენებლობის დროს წარმოქმნილ პრობლემებთან დაკავშირებით. მექანიკის პირველი განყოფილება, რომელიც შემუშავდა, იყო სტატიკა, რომლის საფუძველი ჩაეყარა არქიმედეს ნაშრომებში ძვ.წ. ე. ჩამოაყალიბა ბერკეტის წესი, თეორემა პარალელური ძალების დამატების შესახებ, შემოიტანა სიმძიმის ცენტრის ცნება, ჩაუყარა საფუძველი ჰიდროსტატიკას (არქიმედეს ძალა).

Შუა საუკუნეები

ახალი დრო

მე-17 საუკუნე

მე -18 საუკუნე

მე-19 საუკუნე

XIX საუკუნეში ანალიტიკური მექანიკის განვითარება ხდება ოსტროგრადსკის, ჰამილტონის, იაკობის, ჰერცის და სხვათა ნაშრომებში, ვიბრაციების თეორიაში რუთმა, ჟუკოვსკიმ და ლიაპუნოვმა შეიმუშავეს მექანიკური სისტემების მდგრადობის თეორია. კორიოლისმა განავითარა ფარდობითი მოძრაობის თეორია აჩქარების თეორემის დამტკიცებით. მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში კინემატიკა გამოიყო მექანიკის ცალკეულ განყოფილებად.

განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი მე-19 საუკუნეში იყო პროგრესი უწყვეტი მექანიკაში. ნავიემ და კოშიმ ჩამოაყალიბეს ელასტიურობის თეორიის განტოლებები ზოგადი ფორმით. ნავიერისა და სტოქსის ნაშრომებში მიღებული იქნა ჰიდროდინამიკის დიფერენციალური განტოლებები სითხის სიბლანტის გათვალისწინებით. ამასთან ერთად ხდება ცოდნის გაღრმავება იდეალური სითხის ჰიდროდინამიკის სფეროში: ჩნდება ჰელმჰოლცის ნამუშევრები მორევებზე, კირჩჰოფის, ჟუკოვსკის და რეინოლდსის ტურბულენტობაზე და პრანდტლის შრომები სასაზღვრო ეფექტებზე. სენტ-ვენანმა შეიმუშავა მათემატიკური მოდელი, რომელიც აღწერს ლითონების პლასტიკურ თვისებებს.

უახლესი დრო

მე-20 საუკუნეში მკვლევართა ინტერესი კლასიკური მექანიკის სფეროში გადავიდა არაწრფივ ეფექტებზე. ლიაპუნოვმა და ანრი პუანკარემ საფუძველი ჩაუყარეს არაწრფივი რხევების თეორიას. მეშჩერსკიმ და ციოლკოვსკიმ გაანალიზეს ცვლადი მასის სხეულების დინამიკა. აეროდინამიკა გამოირჩევა უწყვეტი მექანიკიდან, რომლის საფუძვლები შეიმუშავა ჟუკოვსკიმ. მე-20 საუკუნის შუა ხანებში აქტიურად ვითარდება კლასიკური მექანიკის ახალი მიმართულება - ქაოსის თეორია. ასევე მნიშვნელოვანი რჩება რთული დინამიკური სისტემების სტაბილურობის საკითხები.

კლასიკური მექანიკის შეზღუდვები

კლასიკური მექანიკა იძლევა ზუსტ შედეგებს იმ სისტემებისთვის, რომლებსაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში ვხვდებით. მაგრამ მისი პროგნოზები არასწორი ხდება სისტემებზე, რომლებიც უახლოვდებიან სინათლის სიჩქარეს, სადაც ის იცვლება რელატივისტური მექანიკით, ან ძალიან მცირე სისტემებისთვის, სადაც მოქმედებს კვანტური მექანიკის კანონები. სისტემებისთვის, რომლებიც აერთიანებს ორივე თვისებას, კლასიკური მექანიკის ნაცვლად გამოიყენება ველის რელატივისტური კვანტური თეორია. კომპონენტების ძალიან დიდი რაოდენობის ან თავისუფლების ხარისხის მქონე სისტემებისთვის, კლასიკური მექანიკა ასევე არ შეიძლება იყოს ადეკვატური, მაგრამ გამოიყენება სტატისტიკური მექანიკის მეთოდები.

კლასიკური მექანიკა ფართოდ გამოიყენება, რადგან, ჯერ ერთი, ის ბევრად უფრო მარტივი და ადვილად გამოსაყენებელია, ვიდრე ზემოთ ჩამოთვლილი თეორიები, და მეორეც, მას აქვს მიახლოების და გამოყენების დიდი შესაძლებლობები ფიზიკური ობიექტების ძალიან ფართო კლასისთვის, დაწყებული ჩვეულებრივი, როგორც დაწნული ზედაპირი ან ბურთი, დიდ ასტრონომიულ ობიექტებზე (პლანეტები, გალაქტიკები) და ძალიან მიკროსკოპული (ორგანული მოლეკულები).

მიუხედავად იმისა, რომ კლასიკური მექანიკა ზოგადად თავსებადია სხვა "კლასიკურ" თეორიებთან, როგორიცაა კლასიკური ელექტროდინამიკა და თერმოდინამიკა, ამ თეორიებს შორის არის გარკვეული შეუსაბამობები, რომლებიც ნაპოვნი იქნა მე -19 საუკუნის ბოლოს. მათი ამოხსნა შესაძლებელია უფრო თანამედროვე ფიზიკის მეთოდებით. კერძოდ, კლასიკური ელექტროდინამიკის განტოლებები არ არის უცვლელი გალილეის გარდაქმნებისას. სინათლის სიჩქარე მათში მუდმივი სახით შედის, რაც ნიშნავს, რომ კლასიკური ელექტროდინამიკა და კლასიკური მექანიკა თავსებადია მხოლოდ ეთერთან ასოცირებულ საცნობარო სისტემაში. თუმცა, ექსპერიმენტულმა შემოწმებამ არ გამოავლინა ეთერის არსებობა, რამაც გამოიწვია ფარდობითობის სპეციალური თეორიის შექმნა, რომელშიც შეცვლილი იყო მექანიკის განტოლებები. კლასიკური მექანიკის პრინციპები ასევე შეუთავსებელია კლასიკური თერმოდინამიკის ზოგიერთ პრეტენზიასთან, რაც იწვევს გიბსის პარადოქსს, რომლის მიხედვითაც შეუძლებელია ენტროპიის ზუსტად დადგენა და ულტრაიისფერი კატასტროფა, რომელშიც შავი სხეული უნდა ასხივებდეს უსასრულო რაოდენობას. ენერგიის. ამ შეუთავსებლობის დასაძლევად შეიქმნა კვანტური მექანიკა.

შენიშვნები

ინტერნეტის ბმულები

• ვიდეო ლექცია 1. ფიზიკა: კლასიკური მექანიკა (1999 წლის შემოდგომა)// MIT ლექციები: 8.01

ლიტერატურა

• არნოლდ V.I. ავეც ა.კლასიკური მექანიკის ერგოდიკური ამოცანები - RHD, 1999. - 284 გვ.
• ბ.მ.იავორსკი, ა.ა.დეტლაფი.ფიზიკა საშუალო სკოლის მოსწავლეებისთვის და უნივერსიტეტებში ჩასული პირებისთვის. - M .: აკადემია, 2008. - 720გვ. - (Უმაღლესი განათლება). - 34000 ეგზემპლარი. - ISBN 5-7695-1040-4
• სივუხინი დ.ვ.ფიზიკის ზოგადი კურსი. - მე-5 გამოცემა, სტერეოტიპული. - M .: Fizmatlit, 2006. - T. I. მექანიკა. - 560 გვ. - ISBN 5-9221-0715-1
• A. N. MATVEEVმექანიკა და ფარდობითობის თეორია. - მე-3 გამოცემა. - M .: ONYX 21-ე საუკუნე: სამყარო და განათლება, 2003. - 432 გვ. - 5000 ეგზემპლარი. - ISBN 5-329-00742-9
• C. Kittel, W. Knight, M. Rudermanმექანიკა. ბერკლის ფიზიკის კურსი. - M .: Lan, 2005. - 480გვ. - (სახელმძღვანელოები უნივერსიტეტებისთვის). - 2000 ეგზემპლარი. - ISBN 5-8114-0644-4
• ლანდაუ, ლ.დ., ლიფშიცი, ე.მ.მექანიკა. - მე-5 გამოცემა, სტერეოტიპული. - მ.:

ამ ორი ეფექტის ურთიერთქმედება ნიუტონის მექანიკის მთავარი თემაა.

ფიზიკის ამ მონაკვეთის სხვა მნიშვნელოვანი ცნებებია ენერგია, იმპულსი, კუთხური იმპულსი, რომელიც შეიძლება გადავიდეს ობიექტებს შორის ურთიერთქმედების პროცესში. მექანიკური სისტემის ენერგია შედგება მისი კინეტიკური (მოძრაობის ენერგია) და პოტენციური (სხეულის პოზიციის მიხედვით სხვა სხეულებთან მიმართებაში) ენერგიებისგან. ამ ფიზიკური რაოდენობებისთვის მოქმედებს კონსერვაციის ფუნდამენტური კანონები.

1. ისტორია

კლასიკური მექანიკის საფუძველი ჩაუყარა გალილეომ, ასევე კოპერნიკმა და კეპლერმა ციური სხეულების მოძრაობის კანონების შესწავლისას და დიდი ხნის განმავლობაში მექანიკა და ფიზიკა განიხილებოდა ასტრონომიული მოვლენების აღწერის კონტექსტში.

ჰელიოცენტრული სისტემის იდეები კეპლერმა კიდევ უფრო გაფორმდა ციური სხეულების მოძრაობის სამ კანონში. კერძოდ, კეპლერის მეორე კანონში ნათქვამია, რომ მზის სისტემის ყველა პლანეტა მოძრაობს ელიფსურ ორბიტაზე, სადაც მზე ერთ-ერთი კერაა.

კლასიკური მექანიკის საფუძველში შემდეგი მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა გალილეომ, რომელმაც შეისწავლა სხეულების მექანიკური მოძრაობის ფუნდამენტური კანონები, განსაკუთრებით მიზიდულობის ძალების გავლენის ქვეშ, ჩამოაყალიბა მოძრაობის ხუთი უნივერსალური კანონი.

მაგრამ მაინც, კლასიკური მექანიკის მთავარი დამაარსებლის დაფები ეკუთვნის ისააკ ნიუტონს, რომელმაც თავის ნაშრომში "ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები" მოახდინა მექანიკური მოძრაობის ფიზიკაში სინთეზირებული ცნებები, რომლებიც ჩამოყალიბდა მისი წინამორბედების მიერ. ნიუტონმა ჩამოაყალიბა მოძრაობის სამი ფუნდამენტური კანონი, რომლებსაც მისი სახელი ეწოდა, ისევე როგორც უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, რომელმაც ხაზი გაუსვა გალილეოს კვლევას სხეულების თავისუფალი დაცემის ფენომენზე. ამრიგად, შეიქმნა ახალი, მოძველებული არისტოტელესეული, სამყაროს და მისი ძირითადი კანონების სურათი.

2. კლასიკური მექანიკის შეზღუდვები

კლასიკური მექანიკა იძლევა ზუსტ შედეგებს იმ სისტემებისთვის, რომლებსაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში ვხვდებით. მაგრამ ისინი არასწორი ხდება სინათლის სიჩქარის მიახლოებული სისტემებისთვის, სადაც ის ჩანაცვლებულია რელატივისტური მექანიკით, ან ძალიან მცირე სისტემებისთვის, სადაც მოქმედებს კვანტური მექანიკის კანონები. სისტემებისთვის, რომლებიც აერთიანებს ორივე თვისებას, კლასიკური მექანიკის ნაცვლად გამოიყენება ველის რელატივისტური კვანტური თეორია. კომპონენტების ძალიან დიდი რაოდენობის ან თავისუფლების ხარისხის მქონე სისტემებისთვის კლასიკური მექანიკა ასევე შეიძლება იყოს ადეკვატური, მაგრამ სტატისტიკური მექანიკის მეთოდები გამოიყენება.

კლასიკური მექანიკა ფართოდ გამოიყენება, რადგან, ჯერ ერთი, ის ბევრად უფრო მარტივი და ადვილად გამოსაყენებელია, ვიდრე ზემოთ ჩამოთვლილი თეორიები, და მეორეც, მას აქვს მიახლოების და გამოყენების დიდი შესაძლებლობები ფიზიკური ობიექტების ძალიან ფართო კლასისთვის, დაწყებული ჩვეულებრივი, როგორც დაწნული ზედა ან ბურთი, დიდ ასტრონომიულ ობიექტებში (პლანეტები, გალაქტიკები) და საკმაოდ მიკროსკოპული (ორგანული მოლეკულები).

3. მათემატიკური აპარატურა

ძირითადი მათემატიკური აპარატურა კლასიკური მექანიკა- დიფერენციალური და ინტეგრალური გამოთვლა, რომელიც სპეციალურად ამისთვის შეიმუშავეს ნიუტონმა და ლაიბნიცმა. კლასიკურ ფორმულირებაში მექანიკა ემყარება ნიუტონის სამ კანონს.

4. თეორიის საფუძვლების პრეზენტაცია

ქვემოთ მოცემულია კლასიკური მექანიკის ძირითადი ცნებების ექსპოზიცია. სიმარტივისთვის, ჩვენ გამოვიყენებთ მატერიალური წერტილის კონცეფციას, როგორც ობიექტს, რომლის ზომები შეიძლება უგულებელყო. მატერიალური წერტილის მოძრაობა განისაზღვრება მცირე რაოდენობის პარამეტრებით: პოზიცია, მასა და მასზე გამოყენებული ძალები.

სინამდვილეში, ყველა ობიექტის ზომები, რომლებსაც კლასიკური მექანიკა ეხება, არ არის ნულოვანი. მეორე მხრივ, მატერიალური წერტილი, როგორიცაა ელექტრონი, ემორჩილება კვანტური მექანიკის კანონებს. არანულოვანი ზომების მქონე ობიექტებს აქვთ ბევრად უფრო რთული ქცევა, რადგან მათი შინაგანი მდგომარეობა შეიძლება შეიცვალოს - მაგალითად, მოძრაობაში მყოფი ბურთიც შეიძლება ბრუნდეს. მიუხედავად ამისა, ასეთ სხეულებში შესაძლებელია მატერიალური წერტილებისთვის მიღებული შედეგების გამოყენება, თუ მათ განვიხილავთ, როგორც მრავალი ურთიერთქმედების მატერიალური წერტილის სიმრავლეს. ასეთი რთული ობიექტები შეიძლება მოიქცნენ მატერიალური წერტილების მსგავსად, თუ მათი ზომები უმნიშვნელოა კონკრეტული ფიზიკური პრობლემის მასშტაბით.

4.1. პოზიცია, რადიუსის ვექტორი და მისი წარმოებულები

ობიექტის (მატერიალური წერტილის) პოზიცია განისაზღვრება სივრცეში ფიქსირებულ წერტილთან მიმართებაში, რომელსაც საწყისი ეწოდება. ის შეიძლება იყოს მოცემული ამ წერტილის კოორდინატებით (მაგალითად, დეკარტის კოორდინატულ სისტემაში) ან რადიუსის ვექტორით. r,წარმოშობიდან იმ წერტილამდე მიყვანილი. სინამდვილეში, მატერიალურ წერტილს შეუძლია დროთა განმავლობაში გადაადგილება, ამიტომ რადიუსის ვექტორი ზოგადად დროის ფუნქციაა. კლასიკურ მექანიკაში, რელატივისტურისგან განსხვავებით, მიჩნეულია, რომ დროის დინება ერთნაირია ყველა მითითების სისტემაში.

4.1.1. ტრაექტორია

ტრაექტორია არის მოძრავი მატერიალური წერტილის ყველა პოზიციის ერთობლიობა - ზოგადად, ეს არის მრუდი ხაზი, რომლის ფორმა დამოკიდებულია წერტილის მოძრაობის ბუნებაზე და არჩეულ საცნობარო სისტემაზე.

4.1.2. მოძრავი

.

თუ ნაწილაკზე მოქმედი ყველა ძალა კონსერვატიულია და ვარის მთლიანი პოტენციური ენერგია, რომელიც მიღებულია ყველა ძალის პოტენციური ენერგიის მიმატებით, მაშინ

	.

იმათ. მთლიანი ენერგია E=T+Vდროშია დაცული. ეს არის ფიზიკური კონსერვაციის ერთ-ერთი ფუნდამენტური კანონის გამოვლინება. კლასიკურ მექანიკაში ის შეიძლება იყოს გამოსადეგი პრაქტიკაში, რადგან ბუნებაში ძალების მრავალი სახეობა კონსერვატიულია.

მექანიკა არის ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს ბუნებაში მოძრაობის ერთ-ერთ უმარტივეს და ზოგად ფორმას, რომელსაც ეწოდება მექანიკური მოძრაობა.

მექანიკური მოძრაობამოიცავს დროთა განმავლობაში სხეულების ან მათი ნაწილების პოზიციის შეცვლას ერთმანეთთან შედარებით. ასე რომ, მექანიკურ მოძრაობას ახორციელებენ პლანეტები, რომლებიც ცირკულირებენ მზის გარშემო დახურულ ორბიტაზე; დედამიწის ზედაპირზე მოძრავი სხვადასხვა სხეულები; ელექტრომაგნიტური ველის გავლენით მოძრავი ელექტრონები და ა.შ. მექანიკური მოძრაობა წარმოდგენილია მატერიის სხვა უფრო რთულ ფორმებში, როგორც განუყოფელი, მაგრამ არა ამომწურავი ნაწილი.

შესწავლილი ობიექტების ბუნებიდან გამომდინარე, მექანიკა იყოფა მატერიალური წერტილის მექანიკა, მყარი სხეულის მექანიკა და კონტინიუმის მექანიკა.

მექანიკის პრინციპები პირველად ჩამოაყალიბა ი.ნიუტონმა (1687 წ.) ვაკუუმში სინათლის სიჩქარესთან შედარებით მცირე სიჩქარის მქონე მაკროსხეულების მოძრაობის ექსპერიმენტული კვლევის საფუძველზე (3·10 8 მ/წმ).

მაკროსხეულებიეწოდება ჩვეულებრივი სხეულები, რომლებიც ჩვენს გარშემოა, ანუ სხეულები, რომლებიც შედგება დიდი რაოდენობით მოლეკულებისა და ატომებისგან.

მექანიკას, რომელიც სწავლობს მაკროსხეულების მოძრაობას ვაკუუმში სინათლის სიჩქარეზე ბევრად დაბალი სიჩქარით, კლასიკური ეწოდება.

კლასიკური მექანიკა ემყარება ნიუტონის შემდეგ იდეებს სივრცისა და დროის თვისებების შესახებ.

ნებისმიერი ფიზიკური პროცესი ხდება სივრცეში და დროში. ეს ჩანს სულ მცირე იქიდან, რომ ფიზიკური ფენომენის ყველა სფეროში, თითოეული კანონი ცალსახად ან იმპლიციურად შეიცავს სივრცე-დროის სიდიდეებს - მანძილებს და დროის ინტერვალებს.

სივრცე, რომელსაც აქვს სამი განზომილება, ემორჩილება ევკლიდეს გეომეტრიას, ანუ ბრტყელია.

დისტანციები იზომება მასშტაბებით, რომლის მთავარი თვისებაა ის, რომ ორი სასწორი, რომლებიც ერთხელ დაემთხვა სიგრძით, ყოველთვის რჩება ერთმანეთის ტოლი, ანუ ისინი ემთხვევა ყოველ მომდევნო გადაფარვას.

დროის ინტერვალები იზომება საათებით და ამ უკანასკნელის როლი შეიძლება შეასრულოს ნებისმიერმა სისტემამ, რომელიც ასრულებს განმეორებით პროცესს.

სხეულების ზომისა და დროის ინტერვალების შესახებ კლასიკური მექანიკის იდეების მთავარი მახასიათებელია მათი აბსოლუტურობა: სასწორს ყოველთვის აქვს ერთი და იგივე სიგრძე, მიუხედავად იმისა, თუ როგორ მოძრაობს იგი დამკვირვებელთან შედარებით; ორი საათი, რომელსაც აქვს ერთი და იგივე სიხშირე და ერთხელ მოყვანილია ერთმანეთთან, აჩვენებს ერთსა და იმავე დროს, მიუხედავად იმისა, თუ როგორ მოძრაობენ ისინი.

სივრცეს და დროს აქვს შესანიშნავი თვისებები სიმეტრიარომლებიც აწესებენ შეზღუდვებს მათში გარკვეული პროცესების მიმდინარეობაზე. ეს თვისებები დამკვიდრებულია გამოცდილებით და ერთი შეხედვით ისე აშკარად ჩანს, რომ არ არის საჭირო მათი გამოყოფა და მათთან გამკლავება. იმავდროულად, თუ არ იქნებოდა სივრცითი და დროითი სიმეტრია, ვერც ერთი ფიზიკური მეცნიერება ვერ წარმოიქმნებოდა ან განვითარდებოდა.

თურმე სივრცე ერთიანადდა იზოტროპულადდა დროა ერთიანად.

სივრცის ერთგვაროვნება მდგომარეობს იმაში, რომ ერთი და იგივე ფიზიკური ფენომენი ერთსა და იმავე პირობებში ხდება ერთნაირად სივრცის სხვადასხვა ნაწილში. მაშასადამე, სივრცის ყველა წერტილი სრულიად განუსხვავებელია, თანაბარი უფლებებით და ნებისმიერი მათგანი შეიძლება მივიღოთ კოორდინატთა სისტემის საწყისად. სივრცის ერთგვაროვნება გამოიხატება იმპულსის შენარჩუნების კანონში.

სივრცეს ასევე აქვს იზოტროპია: იგივე თვისებები ყველა მიმართულებით. სივრცის იზოტროპია ვლინდება კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონში.

დროის ერთგვაროვნება მდგომარეობს იმაში, რომ დროის ყველა მომენტიც თანაბარია, ექვივალენტური, ანუ იდენტური ფენომენების მიმდინარეობა ერთნაირია, განურჩევლად მათი განხორციელებისა და დაკვირვების დროისა.

დროის ერთგვაროვნება ენერგიის შენარჩუნების კანონში ვლინდება.

ამ ერთგვაროვნების თვისებების გარეშე, მინსკში დამკვიდრებული ფიზიკური კანონი მოსკოვში უსამართლო იქნებოდა, დღეს კი იმავე ადგილას აღმოჩენილი კანონი ხვალ შეიძლება უსამართლო იყოს.

კლასიკურ მექანიკაში აღიარებულია გალილეო-ნიუტონის ინერციის კანონის მართებულობა, რომლის მიხედვითაც სხეული, რომელიც არ ექვემდებარება სხვა სხეულების მოქმედებას, მოძრაობს სწორი ხაზით და ერთნაირად. ეს კანონი ამტკიცებს ინერციული მითითების ჩარჩოების არსებობას, რომელშიც მოქმედებს ნიუტონის კანონები (ისევე, როგორც გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი). გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი ამბობს, რომ ყველა ინერციული მითითების სისტემა მექანიკურად ერთმანეთის ექვივალენტურიამექანიკის ყველა კანონი ერთნაირია ამ მითითების ჩარჩოებში, ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი ინვარიანტები არიან გალილეის გარდაქმნების მიმართ, რომლებიც გამოხატავენ ნებისმიერი მოვლენის სივრცე-დროის კავშირს სხვადასხვა ინერციულ მიმართვის სისტემაში. გალილეის გარდაქმნები აჩვენებს, რომ ნებისმიერი მოვლენის კოორდინატები ფარდობითია, ანუ მათ აქვთ განსხვავებული მნიშვნელობები სხვადასხვა საცნობარო სისტემაში; დროის მომენტები, როდესაც მოვლენა მოხდა, იგივეა სხვადასხვა სისტემაში. ეს უკანასკნელი ნიშნავს, რომ დრო ერთნაირად მიედინება სხვადასხვა საცნობარო ჩარჩოებში. ეს გარემოება იმდენად აშკარა ჩანდა, რომ სპეციალურ პოსტულატად არც კი იყო ნახსენები.

კლასიკურ მექანიკაში დაცულია შორ მანძილზე მოქმედების პრინციპი: სხეულთა ურთიერთქმედება მყისიერად ვრცელდება, ანუ უსასრულოდ დიდი სიჩქარით.

იმისდა მიხედვით, თუ რა სიჩქარით მოძრაობენ სხეულები და როგორია თავად სხეულების ზომები, მექანიკა იყოფა კლასიკურ, რელატივისტურ და კვანტურად.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, კანონები კლასიკური მექანიკაგამოიყენება მხოლოდ მაკროსხეულების მოძრაობაზე, რომელთა მასა ბევრად აღემატება ატომის მასას, დაბალი სიჩქარით ვაკუუმში სინათლის სიჩქარესთან შედარებით.

რელატივისტური მექანიკაგანიხილავს მაკროსხეულების მოძრაობას ვაკუუმში სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით.

Კვანტური მექანიკა- მიკრონაწილაკების მექანიკა, რომლებიც მოძრაობენ ვაკუუმში სინათლის სიჩქარეზე ბევრად დაბალი სიჩქარით.

რელატივისტური კვანტიმექანიკა - მიკრონაწილაკების მექანიკა, რომლებიც მოძრაობენ სიჩქარით, რომელიც უახლოვდება სინათლის სიჩქარეს ვაკუუმში.

იმის დასადგენად, ეკუთვნის თუ არა ნაწილაკი მაკროსკოპულ ნაწილაკებს, გამოიყენება თუ არა მასზე კლასიკური ფორმულები, უნდა გამოვიყენოთ ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპი. კვანტური მექანიკის მიხედვით, რეალური ნაწილაკების დახასიათება შესაძლებელია მხოლოდ პოზიციისა და იმპულსის მიხედვით გარკვეული სიზუსტით. ამ სიზუსტის ზღვარი განისაზღვრება შემდეგნაირად

სადაც
ΔX - კოორდინატთა გაურკვევლობა;
ΔP x - პროექციის გაურკვევლობა იმპულსის ღერძზე;
h - პლანკის მუდმივი, ტოლია 1,05·10 -34 J·s;
"≥" - მნიშვნელობაზე მეტი, რიგის ...

იმპულსის ჩანაცვლებით მასის გამრავლებული სიჩქარის ნამრავლით, შეგვიძლია დავწეროთ

ფორმულიდან ჩანს, რომ რაც უფრო მცირეა ნაწილაკის მასა, მით ნაკლებად გარკვეული ხდება მისი კოორდინატები და სიჩქარე. მაკროსკოპული სხეულებისთვის მოძრაობის აღწერის კლასიკური მეთოდის პრაქტიკული გამოყენება ეჭვგარეშეა. დავუშვათ, რომ საუბარია ბურთის მოძრაობაზე, რომლის მასა 1 გ. ჩვეულებრივ, ბურთის პოზიცია პრაქტიკულად შეიძლება განისაზღვროს მილიმეტრის მეათე ან მეასედი სიზუსტით. ნებისმიერ შემთხვევაში, ძნელად აზრი აქვს ლაპარაკს ბურთის პოზიციის დადგენის შეცდომაზე, რომელიც ატომის ზომებზე მცირეა. მაშასადამე, მოდით ΔX=10 -10 მ.მაშინ გაურკვევლობის მიმართებიდან ვხვდებით

ΔX და ΔV x მნიშვნელობების ერთდროული სიმცირე არის მაკროსხეულების მოძრაობის აღწერის კლასიკური მეთოდის პრაქტიკული გამოყენების დასტური.

განვიხილოთ ელექტრონის მოძრაობა წყალბადის ატომში. ელექტრონის მასა არის 9,1 10 -31 კგ. ელექტრონის ΔX პოზიციის შეცდომა არავითარ შემთხვევაში არ უნდა აღემატებოდეს ატომის ზომებს, ანუ ΔX.<10 -10 м. Но тогда из соотношения неопределенностей получаем

ეს მნიშვნელობა კიდევ უფრო მეტია, ვიდრე ელექტრონის სიჩქარე ატომში, რომელიც სიდიდის მიხედვით უდრის 10 6 მ/წმ-ს. ამ სიტუაციაში მოძრაობის კლასიკური სურათი ყოველგვარ მნიშვნელობას კარგავს.

მექანიკა იყოფა კინემატიკა, სტატიკა და დინამიკა. კინემატიკა აღწერს სხეულების მოძრაობას ისე, რომ არ დაინტერესდეს ამ მოძრაობის გამომწვევი მიზეზებით; სტატიკა განიხილავს სხეულთა წონასწორობის პირობებს; დინამიკა სწავლობს სხეულების მოძრაობას იმ მიზეზებთან (სხეულებს შორის ურთიერთქმედება), რომლებიც განსაზღვრავენ მოძრაობის ამა თუ იმ ხასიათს.

სხეულების რეალური მოძრაობები იმდენად რთულია, რომ მათი შესწავლისას საჭიროა აბსტრაცია იმ დეტალებისგან, რომლებიც არ არის აუცილებელი განსახილველი მოძრაობისთვის (თორემ პრობლემა იმდენად გართულდებოდა, რომ მისი გადაჭრა პრაქტიკულად შეუძლებელი იქნებოდა). ამ მიზნით გამოიყენება ცნებები (აბსტრაქციები, იდეალიზაციები), რომელთა გამოყენებადობა დამოკიდებულია ჩვენთვის საინტერესო პრობლემის სპეციფიკურ ბუნებაზე, ასევე სიზუსტის ხარისხზე, რომლითაც გვინდა შედეგის მიღება. ამ ცნებებს შორის ყველაზე მნიშვნელოვანია ცნებები მატერიალური წერტილი, მატერიალური წერტილების სისტემა, აბსოლუტურად ხისტი სხეული.

მატერიალური წერტილი არის ფიზიკური კონცეფცია, რომელიც აღწერს სხეულის მთარგმნელობით მოძრაობას, თუ მხოლოდ მისი წრფივი ზომებია მცირე სხვა სხეულების ხაზოვან ზომებთან შედარებით, სხეულის კოორდინატის განსაზღვრის მოცემული სიზუსტით, უფრო მეტიც, სხეულის მასა მიეკუთვნება ის.

ბუნებაში მატერიალური წერტილები არ არსებობს. ერთი და იგივე სხეული, პირობებიდან გამომდინარე, შეიძლება ჩაითვალოს ან მატერიალურ წერტილად, ან როგორც სასრული განზომილების სხეულად. ამრიგად, მზის გარშემო მოძრავი დედამიწა შეიძლება ჩაითვალოს მატერიალურ წერტილად. მაგრამ დედამიწის ბრუნვის შესწავლისას მისი ღერძის გარშემო, ის აღარ შეიძლება ჩაითვალოს მატერიალურ წერტილად, რადგან ამ მოძრაობის ბუნებაზე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს დედამიწის ფორმა და ზომა და დედამიწის ნებისმიერი წერტილის მიერ გავლილი გზა. ზედაპირზე მისი ღერძის გარშემო რევოლუციის პერიოდის ტოლი დროით, ჩვენ შევადარებთ დედამიწის ხაზოვან ზომებს. თვითმფრინავი შეიძლება მივიჩნიოთ მატერიალურ წერტილად, თუ შევისწავლით მისი მასის ცენტრის მოძრაობას. მაგრამ თუ საჭიროა გარემოს გავლენის გათვალისწინება ან ძალების განსაზღვრა თვითმფრინავის ცალკეულ ნაწილებში, მაშინ თვითმფრინავი უნდა მივიჩნიოთ, როგორც აბსოლუტურად ხისტი სხეული.

აბსოლუტურად ხისტი სხეული არის სხეული, რომლის დეფორმაციები შეიძლება უგულებელვყოთ მოცემული პრობლემის პირობებში.

მატერიალური წერტილების სისტემა არის განსახილველი სხეულების ერთობლიობა, რომლებიც წარმოადგენენ მატერიალურ წერტილებს.

სხეულთა თვითნებური სისტემის მოძრაობის შესწავლა მცირდება ურთიერთქმედების მატერიალური წერტილების სისტემის შესწავლაზე. მაშასადამე, ბუნებრივია, რომ კლასიკური მექანიკის შესწავლა დაიწყოს ერთი მატერიალური წერტილის მექანიკით და შემდეგ გადავიდეს მატერიალური წერტილების სისტემის შესწავლაზე.