Тема 4. ФИЗИЧЕСКИЕ КАРТИНЫ МИРА

Рассмотрим следующие вопросы:
Физическая картина мира.
Механическая картина мира.
Электромагнитная картина мира.
Квантово-релятивистская картина мира.

Физическая картина мира
Физическая картина мира – представление о мире и его процессах, выработанное на основе эмпирического исследования и его теоретического осмысления.

Элементы
физической картины мира
Образ природы;
представления о материи;
представления о пространстве и времени;
представления о движении;
представления о взаимодействии;
представления о причинности, закономерности и случайности;
космологические представления.

Основа физической картины мира
Физическая картина мира строится на базе той области физики, которая занимает лидирующее положение на конкретном этапе развития науки.

Смена физических картин мира
Механическая картина мира (с XYIII в.) строится на базе классической механики.
Электромагнитная картина мира (с 3-ей четверти XIX в.) базируется на положениях электродинамики.
Квантово-релятивистская картина мира (с начала XX в.) опирается на квантовую механику и теорию относительности.
Эволюционная картина мира (с 1970-х гг.) базируется на идеях универсального эволюционизма и синергетики.

Механическая картина мира
Природа – мертвый механизм.
Материя – вещественная субстанция, coстоящая из атомов.
Концепция абсолютного пространства и времени.
Движение носит простой механический характер.
Концепция дальнодействия.
Принцип железного детерминизма.
Стационарная гелиоцентрическая модель бесконечной в пространстве и вечной во времени Вселенной.

Корпускулярная модель природы
в механической картине мира
Материя – вещественная субстанция, состоящая из атомов или корпускул.
Атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, обладают массой и весом.

Концепция абсолютного пространства и времени
Пространство трехмерно, постоянно и не зависит от материи.
Время не зависит ни от пространства, ни от материи, обладает свойством длительности.
Пространство и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер.

Представления о движении
в классической механике
Движение – простое механическое перемещение.
Законы движения – фундаментальные законы мироздания.
Тела движутся равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения есть действие на них внешней силы (инерции).
Мерой инерции является масса.
Универсальным свойством тел является сила тяготения, которая является дальнодействующей.

Концепция
железного детерминизма
Возможность дать точное механическое описание любого будущего или прошлого состояния Вселенной по ее современному механическому состоянию.
Исключение случайности.
Изгнание целевой причины при объяснении природных явлений и процессов.
Возможность абсолютного знания.

Особенности
электромагнитной картины мира
Открытие нового вида материи – физического поля.
Континуальная (полевая) модель природы.
Реляционная (относительная) концепция пространства и времени.
Движение – распространение колебаний в поле, которые описываются законами электродинамики.
Концепция близкодействия.
Введение понятия вероятности.

Концепции вещества и поля
Вещество
Дискретно и состоит из атомов.
Обладает массой покоя.
Мало проницаемо.
Скорость движения частиц на много порядков ниже скорости света.
Поле
Непрерывно.
Отсутствие массы покоя.
Полностью проницаемо.
Скорость распространения равна скорости света.

Континуальная модель природы
в электромагнитной картине мира
Материя – единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами – электрическими зарядами и волновыми движениями в нем.
Мир – электродинамическая система, построенная из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля.

Реляционная концепция пространства и времени
в электромагнитной картине мира
Пространство и время связаны с процессами, происходящими в поле, т.е. они не самостоятельны и зависимы от материи.

Особенности квантово-релятивистской картины мира
Квантово-полевые представления о материи.
Появление представлений о вакууме.
Признание невозможности исчерпывающего описания движения (принцип дополнительности).
Реляционная концепция пространства и времени в теории относительности Эйнштейна.
Квантово-полевой механизм передачи взаимодействий.
Открытие сильного и слабого ядерного взаимодействия.
Признание роли случайности и вероятностного знания.
Нестационарные модели Вселенной.

Квантово-полевые
представления о материи
Материя обладает корпускулярными и волновыми свойствами, т.е. каждый элемент материи имеет свойства волны и частицы.

Принцип дополнительности Бора
Получение информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связаны с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым.

Концепция пространства и времени в теории относительности Эйнштейна
Реляционное понимание пространства и времени.
Пространственно-временной континуум.
Свойства пространства: однородность, изотропность, относительность, протяженность.
Свойства времени: однородность, изотропность, относительность, длительность, обратимость.

Квантово-полевой механизм передачи взаимодействий
Взаимодействие рассматривается как результат не только порождения полей, но и результат обмена виртуальными частицами – квантами (носителями) соответствующего поля.

Представления о причинности, закономерности и случайности
в квантово-релятивистской картине мира
Признание роли случайности и вероятностного знания.
Признание статистических закономерностей, для которых характерна неоднозначная связь между причиной и следствием.

Космологические представления в квантово-релятивистской картине мира
Гелиоцентризм.
Нестационарность.
Конечность в пространстве.
Начало во времени (Большой Взрыв).

Учебная литература
Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М., 2008. Главы 10-11.
Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. 4-е изд., перераб. и доп. М., 2008. глава 5, §§ 5.1-5.2; глава 6.
Концепции современного естествознания / Под ред. С.И. Самыгина. 4-е изд., перераб. и доп. Ростов н/Д., 2003. Раздел III.
Свиридов В.В. Концепции современного естествознания. 2-е изд. СПб., 2005. С. 66-119, 145-155, 165-170, 202-219.