3. Электромагнитная картина мира. Исследования в области электромагнитного поля.

Уже в прошлом веке физики дополнили механическую картину мира электромагнитной. Электрические и магнитные явления были известны им давно, но изучались обособленно друг от друга. Дальнейшее их исследование показало, что между ними существует глубокая взаимосвязь, что заставило ученых искать эту связь и создать единую электромагнитную теорию. Действительно, датский ученый Эрстед(1777-1851) ,поместив над проводником, по которому идет электрический ток, магнитную стрелку, обнаружил, что она отклоняется от первоначального положения. Это привело ученого к мысли, что электрический ток, создает магнитное поле.

Позднее английский физик Майкл Фарадей (1791-1867) , вращая замкнутый контур в магнитном поле, открыл, что в нем возникает электрический ток.

На основании опытов Фарадея и других ученых английский физик Джеймс Клерк Максвелл(1831-1879) создал свою электромагнитную теорию.

Таким путем было показано, что в мире существует не только вещество в виде тел, но и разнообразные физические поля. Одно из них было известно и во времена Ньютона и теперь называется гравитационным полем, а раньше рассматривалось просто как сила притяжения, возникающая между материальными телами.

После того как объектом изучения физиков наряду с веществом стали разнообразные поля, картина мира приобрела более сложный характер. Тем не менее это была картина классической физики, которая изучала знакомый нам макромир.

Положение коренным образом изменилось, когда ученые перешли к исследованию процессов в микромире. Здесь их ожидали новые необычные открытия и явления.

4. Становление современной физической картины мира.

В конце 19-го начале 20-го века в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о картине мира. Прежде всего, это открытия, связанные со строением вещества, и открытия взаимосвязи вещества и энергии.

Было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц).

Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Эрнестом Резерфордом, атом представлял собой систему, в которой вокруг ядра вращались электроны. Такая система, однако, была неустойчивой: вращающиеся электроны, теряя свою энергию, в конце концов должны были упасть на ядро.

Эта модель атома была усовершенствована датским физиком Нильсом Бором(1885-1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Значительно изменились также взгляды на энергию. Оказалось, что энергия испускается не непрерывно, а отдельными квантами.

В 30-е годы было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, например, электроны обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Это явление получило название дуализма волны и частицы.

В 1925-1927г. для объяснения процессов, происходящих в микромире, была создана новая волновая, или квантовая механика. Впоследствии возникли и другие разнообразные квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и т.д.

Другая фундаментальная теория современной физики - теория относительности, в корне изменившая научные представления о пространстве и времени. Впервые было показано, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика.

Эта теория также впервые четко установила связь между свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой.

В этот период времени возникает и системный подход, что позволило взглянуть на мир как единое, целостное образование, состоящее из множества взаимодействующих друг с другом систем.

С другой стороны появление учения о синергетике или учения о самоорганизации, дало возможность, не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов в природе, но и представить мир как мир самоорганизующихся процессов. Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в ней процессы самоорганизации.

Надо сказать, что системный и синергетический подходы не исключают друг друга, а наоборот, дополняют. Так рассматривая систему, мы обращаем внимание на взаимосвязь объектов, их взаимодействие и целостность.

Эти новые мировоззренческие подходы к исследованию естественно-научной картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер познания в отдельных отраслях естествознания, так и на понимание природы научных революций в естествознании (например, в биологии переход от клеточного уровня к молекулярному; использование в биологии методов физики, химии и т.д.)

Сегодня лидером естествознания является БИОЛОГИЯ (раньше была физика), именно в ее рамках были сделаны наиболее революционные открытия, т.е. коренным образом изменившие содержания ее теорий, учений и научных дисциплин. Главным в настоящее время является не накопление или обобщение фактов, а переход к более глубокой теории исследуемых процессов.

Концепции пространства и времени в естествознании.