И. Ньютон и формирование механистической картины

 МИРА.

    Если изучать биографию И. Ньютона (1642-1727), не вдаваясь в суть его гениальных открытий, то можно сделать вывод, что в жизни ученого не было ярких событий. Родная деревня Вульстроп, соседний городок Грэнтэм, Кэмбридж и Лондон – вот все места, связанные с его биографией. Ньютон никуда больше не выезжал и, поселившись где-нибудь, жил подолгу и однообразно. Но это только внешний мир ученого, его настоящая жизнь заключалась в мире его идей, его познаний, его стремлений. Ньютон создал механистическую картину мира, в которой, как полагали его современники, заключался универсальный ключ, способный с помощью математики объяснить суть всех явлений и загадок мира. Разочарование пришло потом, когда был открыт микромир, полностью изменивший представление о внешнем мире. Но от этого гениальные открытия Ньютона не померкли, не потеряли своей привлекательности, а просто приобрели границы применимости. Ньютоновская механика дала последующим поколениям ученых модель определенного научного подхода, без которого были бы невозможны многие открытия.

    Ньютон сформулировал основные законы классической механики, сделал открытия в оптике, астрономии, математике: открыл закон всемирного тяготения, дисперсию света, развил корпускулярную теорию света, разработал (независим от Лейбница) дифференциальное и интегральное исчисление.

 Обобщив результаты исследований своих предшественников в области механики и свои собственные, Ньютон написал огромный труд «Математические начала натуральной философии», где были проанализированы основные понятия и аксиоматика классической механики. В частности понятия: масса, количество движения, сила, ускорение, центростремительная сила и три закона движения, а именно – закон инерции, закон пропорциональности силы ускорению и закон действия и противодействия. Здесь же был изложен закон всемирного тяготения, исходя из которого Ньютон объяснил движение небесных тел (планет, их спутников, комет) и создал теорию тяготения. Открытие этого закона знаменовало переход от кинематического описания солнечной системы к динамическому объяснению явлений. Этим окончательно была утверждена победа учения Коперника. Ньютон показал, что из закона всемирного тяготения вытекают три закона Кеплера. Он объяснил движение Луны, явление процессии; развил теорию фигуры Земли, отметив, что она должна быть сжата у полюсов; создал теорию приливов и отливов; рассмотрел проблему создания искусственного спутника Земли; установил закон сопротивления и основной закон внутреннего трения в жидкостях и газах; дал формулу скорости распространения волн.

    Ньютон создал теорию абсолютных пространства и времени, которая долгое время господствовала в науке. С таким пониманием пространства и времени связана его теория дальнодействия – мгновенной передачи действия от одного тела к другому на расстоянии, через пустое пространство без помощи материи. Эта теория, как и вся механистическая картина мира Ньютона, господствовали до начала ХХ века. Впервые их ограниченность обнаружили М.Фарадей и Дж. Максвелл, показав неприменимость подобных воззрений к электромагнитным явлениям. Однако специальная теория относительности не отбросила совсем закономерностей, установленных классической механикой Ньютона, а лишь уточнила и дополнила ее для случая движения со скоростями, соизмеримыми со скоростью света в вакууме.

    Велик вклад Ньютона и в оптику. В 1666 году при помощи трехгранной стеклянной призмы он разложил белый свет на семь цветов спектра, открыв явление дисперсии и хроматическую аберрацию. Пытаясь избежать аберрации в телескопах, Ньютон сконструировал телескоп-рефлектор, где вместо линзы использовал вогнутое сферическое пространство. Исследуя интерференцию и дифракцию света, ученый открыл так называемые «кольца Ньютона», установив закономерности в их размещении, и высказал идею о периодичности светового процесса. Открытия в этой области изложены в работе «Оптика».

    Научная деятельность Ньютона сыграла исключительно важную роль в истории развития физики. По словам А.Эйнштейна, «Ньютон был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности, оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на все мировоззрение в целом».

Из работы «Математические начала натуральной философии (1687 г.)

    Ньютон формулирует четыре методологических правила, которым должно подчиняться научное исследование. Ставится вопрос «как искать», а не «что искать».

1. Первое методологическое правило обосновывает постулат простоты природы. «Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей…Не следует допускать причин больше, чем достаточно для объяснения видимых природных явлений».

2. Постулат о единообразии природы. «Одни и те же явления мы должны, насколько возможно, объяснять теми же причинами».

3. Природа проста и единообразна. На основе чувственного опыта можно установить основные свойства тел, такие как твердость, непроницаемость, движение. Все эти свойства можно вывести из ощущений с использованием индуктивного метода. Индукция, уверен Ньютон, единственная действенная процедура для формирования научных суждений. Это закреплено в четвертом правиле.

4. «В экспериментальной философии суждения, выведенные путем общей индукции, следует рассматривать как истинные или очень близкие к истине, несмотря на противоположные гипотезы, которые могут быть вообразимы…»

О законе всемирного тяготения: «По правде говоря, мне еще не удалось вывести причину этих свойств тяготения, гипотез же я не измышляю». То есть, из наблюдаемых фактов невозможно определить сущность сил тяготения. Закон всемирного тяготения выводится индуктивно и вопрос, почему этот закон именно такой, а не иной, не имеет ответа, опирающегося на факты. Прибегать же к гипотезам, не опирающимся на чувственно наблюдаемые явления, означает отрываться от реальности. Физика Ньютона не доискивается до сути тяготения, а довольствуется тем, что оно существует и объясняет движение, как небесных тел, так и земных объектов. Вопрос о сущности вещей выносится Ньютоном за пределы «экспериментальной философии». Гипотеза должна быть обоснована и подтверждена наблюдаемыми фактами и экспериментами. Тем более теория. Не опирающееся же на наблюдения и эксперименты размышление не является научным.