- •Министерство образования и науки Республики Казахстан ргп пхв «Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева» Факультет___Механико-математический____
- •Учебно-методический комплекс дисциплины
- •Астана 2016 Содержание учебно-методического комплекса дисциплины (умкд)
- •2. Программа дисциплины (Syllabus)
- •Данные о дисциплине
- •Распределение часов по учебному плану
- •Пререквизиты и постреквизиты учебной дисциплины
- •Характеристика учебной дисциплины
- •7. Контроль и оценка результатов обучения
- •Учебно-методическая обеспеченности дисциплины
- •Знания, умения и навыки студентов оцениваются по следующей системе
- •8. Политика учебной дисциплины
- •3. Глоссарий по дисциплине
- •4. Тезисы лекций по темам учебной дисциплины и методические указания по изучению лекционного курса
- •1. Методология механики
- •2. Основные методологические принципы изучения истории механики
- •1. Предмет и задачи истории механики
- •2. Основные закономерности развития механики
- •3.Периодизация истории механики
- •1. Основные понятия методологии механического познания.
- •2. Социально исторические, культурные, производственно-технические предпосылки становления классической механики.
- •1. Основные достижения классической механики 17 века
- •2. Становление классической механики как фактор социокультурной динамики 16-17 вв.
- •Лекция 5. Механика и методология Архимеда
- •1. Архимед-физик (механик)
- •2. Центр тяжести
- •3. Закон рычага
- •4. Механическое открытие
- •5. Гидростатика
- •6. Определение удельного веса
- •7. Оптика
- •8. Влияние работ Архимеда на развитие механики
- •1. Движение - одна из основных проблем естествознания
- •2. Механика Галилея как основа механики Ньютона
- •3. Механика Ньютона
- •4. Ньютоновская методология исследований
- •Что мы понимаем под пространством?
- •Основные свойства пространства.
- •Проблемы в представлениях о пространстве.
- •4. Способы измерения времени.
- •5. Основные свойства времени.
- •6. Проблемы в представлениях о времени.
- •Лекция 8. Зарождение учения о движении
- •1. Созерцательный характер натурфилософии античности
- •2. Воззрения древних на механическое движение
- •Лекция 9Первые попытки введения количественных характеристик в учении о движении
- •1.Понятие «Импетуса» и диаграмма Орезма
- •2.Баллистическая задача в средние века
- •3. Ростки прогрессивных воззрений в натурфилософских трудах схоластов XIV—XV вв. И возникновение университетов в Европе
- •Лекция 10. Научная революция XVI—XVII вв. И создание фундамента классической механики
- •1.Общие замечания о научной революции
- •2. Предпосылки сближения механики с общественной практикой
- •3. Первые крупные достижения научной революции
- •Лекция 11. Борьба науки против догм схоластики
- •1. Научный переворот, провозглашенный Коперником
- •2.Законы Кеплера
- •3.Учение о движении в трудах Галилея
- •4.Учение о механическом движении у Декарта
- •1.Основные проблемы техники и естествознания XVII в.
- •2.Организация академий наук в Европе
- •3.Создание теории всемирного тяготения
- •4. Геометрическая статика Вариньона
- •5.Зарождение мировоззрения механистического материализма в XVII—XVIII вв.
- •1. Преобразование исполнительной машины введение парового двигателя
- •2.Запросы техники и естествознания, стимулирующие развитие механики
- •3.Организация научно-исследовательской работы в Европе (XVIII в.)
- •1. Развитие геометрической статики (д. Бернулли, Пуансо)
- •2. Разработка принципа виртуальных скоростей учеными XVIII и начала XIX в.
- •3. Дальнейшая разработка принципа виртуальных скоростей в трудах Остроградского и его школы
- •2.Принцип Даламбера и его предыстория
- •3.Общая формула динамики Лагранжа
- •1.Аналитическая динамика в XIX в.
- •2.Теория малых колебаний и устойчивость движения
- •3.Внешняя баллистика
- •4 Прикладная механика
- •5.Изучение упругих свойств материалов
- •6.Механика жидкости и газа
- •Тема 6. Механика и методология Ньютона (1 час).
- •Тема 7. Проблемы пространства и времени (1час).
- •Тема 8. Зарождение учения о движении (1 час).
- •Тема 9.Первые попытки введения количественных характеристик в учении о движении (1 час).
- •Тема 10. Научная революция XVI—XVII вв. И создание фундамента классической механики (1 час).
- •Тема 11. Борьба науки против догм схоластики (1 час).
- •Тема 12.Создание фундамента классической механики - завершающий этап научной революции.
- •Тема 13.Развитие статики твердого тела и механической системы в xviiIиначале XIX в.
- •Тема 14. Развитие аналитической динамики в XVIII и начале XIX в.
- •Тема 15. Краткий обзор основных механических дисциплин XIX и начала XX в.
2. Социально исторические, культурные, производственно-технические предпосылки становления классической механики.
История науки мыслит не столько датами, сколько периодами. Она прослеживает влияние общеисторических условий, вводя в свои заключения такие характеристики, как общественная психология, осознанность интересов общественных групп, изменение настроений, религиозных, философских, моральных взглядов. Воздействие вполне определѐнных общеисторических условий, которые придают истории науки конкретный пространственно-временной характер, делает историю науки частью общей истории человечества.
Научные революции, и в их числе наиболее радикальная, завершающая фаза научной революции 16-17 вв. - генезис классической механики - иллюстрируют, неотделимость влияния общеисторического процесса на науку и еѐ внутреннюю логику. Революция в науке - это период такого ускорения темпов еѐ роста, которое связано с преобразованием фундаментальных понятий, принципов, теорий в частных науках, с существенным преобразованием мировоззрения и общей методологии исследования.
Историки науки единодушно выделяют 17 век ("великий век") как эру зарождения научных (в противовес схоластическим) методов естествознания. Основные достижения 17 века: установление важнейших законов механики, создание на их основе динамически обоснованной гелиоцентрической системы мира, создание качественно нового математического аппарата механики и физики - дифференциального и интегрального исчисления - составляют ядро научной революции 17 века. Исторические корни классической механики могут быть поняты, если проследить единую линию экономических, социальных и культурных процессов, проходящих через итальянское Возрождение, северный гуманизм - эпоху Реформации и английскую революцию.
а) Общественная практика и производство - основная предпосылка становления классической механики. В 17 веке освоение колоний, завоевание новых рынков сбыта, вывоз ценного сырья, развитие торговли, мореплавания, кораблестроения и промышленности в целом создавали предпосылки сближения механики с общественно-производственной практикой. Развитие мануфактурной промышленности достигло в середине 17 в. высокого уровня. Водяная мельница с еѐ проблемами верхнебойных, среднебойных и нижнебойных колес, ременных передач от водяного двигателя к фабрике; изобретение доменного процесса, автоматических часов, печатного станка, механизмов для дробления руды в металлургии - все эти достижения ставили на повестку дня введение машин в производство.В научном творчестве голландского учѐного Стевина сочетались деятельность инженера и теоретика. Он ввѐл аппарат десятичных дробей в арифметику, создал трохлеостатику - теорию действия веревочных машин, теорию и конкретные расчѐты плотин, шлюзов.Емуже принадлежали исследования равновесия судов с нагруженной вершиной (абордажных).Большой интерес к технике проявлял Галилей. Он изобрѐл телескоп, микроскоп, пропорциональный циркуль, составил первые таблицы стрельбы. Морские экспедиции нуждались в приборах. Выдающийся голландский геометр Х. Гюйгенс в содружестве с искусными часовщиками Тюре, Костером изобрѐл маятниковые часы, создал теорию их действия.Великая проблема планетных движений со времени Коперника-Кеплера интересовала учѐных. Технической предпосылкой точного математического описания движения планет была проблема определения долгот, в чѐм были остро заинтересованы вое ведущие морские державы.Для использования водной энергии, гидравлических машин практики используют научное знание. Б. Паскаль рассчитал действие гидравлического пресса, усовершенствовал насос вместе с Д. Папеном и Бойлем. Торричелли объяснил факт отказа действия помпы при откачке воды с глубины более 10 метров, создал барометр. Проблема соударения тел, порождаемая картезианской физикой с одной стороны, техническими процессами ковки, трамбовки, чеканки с другой, стала одной из серьѐзных тем науки 16-17 веков. В Англии, например, к решению проблем чеканки монет были привлечены И. Ньютон, Э. Галлей и др. в связи с широким распространением фальшивых денег в 17 в.
От механики и математики в 17 в. ждали рациональных рекомендаций, оценок, реконструкций тех ремѐсел и промышленности, развитие которых через столетие переросло в промышленный переворот.
б) Ренессансные предпосылки возникновения классической механики. Поздняя схоластика не создала духовные предпосылки радикального переворота в предмете и методах естественных наук, каким явилось зарождение классической механики. Причины его следует искать в эпохе Возрождения, прежде всего в культуре Гуманизма и натурфилософии.Гуманистическое движение (14-16 вв.) возникает и развивается вне традиционных центров средневековой культуры, вне университетских корпораций и орденских традиций. Область интересов гуманистов - филология, история, ораторское искусство, мораль, теология. Но именно обновление общей культуры эпохи привело, в конечном счѐте к пересмотру традиционных естественнонаучных представлений.Гуманисты "возрождают" античные тексты и перерабатывают их, разрабатывают новую литературную форму учѐного сочинения: Галилей в своих посланиях обращается не столько к коллегам по "цеху", сколько к общественному мнению. Гуманисты борются против сугубо профессионального, цехового языка схоластов за очищение, демократизацию латинского языка, обращение его в общеевропейский язык науки. Они разрабатывают научную литературу на национальных языках. "Диалог" Галилея написан на итальянском, "Начала философии" Декарта - на французском, главное произведение Ньютона латыни.Новый тип учѐного в Гуманизме - учѐный, существующий вне корпораций, индивидуалист. Индивидуализм Гуманизма важен для развития науки. Личное достоинство, знание как личная добродетель и достояние, личные усилия в постижении истины - основные составляющие нового отношения к личности и к природе. "Реабилитация" природы, оправдание мира и человека означало понимание природы как объекта научного исследования, преодоление теологических концепций. Слова Амбруаза Паре "Я предпочитаю быть правым в одиночку, чем ошибаться не только с мудрецами, но и со всем остальным светом", - девиз нового самосознания учѐного, без формирования которого невозможно было возникновение новой науки.Окончательное разрушение старой схоластической картины мира предприняла натурфилософия (философия природа) Возрождения. Натурфилософы 16 в, - философы Телеэио и Патрици, Бруно и Кампанелла, медики и математики Кардано, Фракасгро, Чезальпио и др. объясняли природу при помощи еѐ "собственных начал", К числу проблем, которые они решали, относится проблема истины. В трактовке Кампанеллы и Галилея борьба за право философии и науки на постижение истины, независимой от религиозного откровения, принимает форму учения о двух "книгах" - Священного писания и природы. Теория "двух книг" означала отказ от согласования научных гипотез и теорий с буквальным истолкованием библейских текстов. Таким образом достигалась полная самостоятельность науки и философии при провозглашений их глубочайшего единства и согласия.Обращение к "книге Природы" было направлено к непосредственному изучению природы, к опыту, эксперименту; к действительному источнику познания - разуму и ощущению. Главное, в чѐм натурфилософия 16 в. способствовала созданию предпосылок нового естествознания, была еѐ борьба за новую космологию. Не случайно книга Коперника оказалась "главной книгой" 16 столетия. Идей о бесконечности Вселенной, о материальном единстве Земли и неба, равноправии положения небесных тел и Земли, о власти единых физических законов сформировались в натурфилософии и подготовили учение Коперника. Роль коперникианства в культуре и науке 10-17 вв. невозможно переоценить.Именно геоцентризм в наибольшей степени отвечал теоцентризму (теос - бог) и антропоцентризму (антропос - человек): неподвижная Земля оказывалась в центре сотворѐнного мира и была гарантией центрального положения человека как божественного творения. В мире, постигаемом с помощью расчѐтов Коперника, отношение Солнца и других небесных тел к Земле становилось объектом физики и астрономии. Революционный переворот в естествознании, осуществленный К.Коперником, не сводился только к замене геоцентризма гелиоцентризмом. Отказ от физического существования "небесных кругов" Аристотеля, признание естественного характера всех небесных движений взрывали старую космологию, представления о движении, пространстве, времени. Натурфилософы, отказавшись от бега как неподвижного перводвигателя, выдвигают идею осамодвижений тел, инициируют поиск источников движения в самой природе, расчищая путь классической механике.
в) Реформация и английская революция как факторы формирования классической механики.Воздействие идей Возрождения не было непосредственным, но опосредованным. Ни Галилей, ни Ньютон не читали гуманистов-натурфилософов. Но существовал главным образом психологический результат натурфилософии, искусства, живого обсуждения идей, которые освободили мышление от канонических запретов. Период Реформации в Европе проявил более открытую связь отвлеченных идей с социальной борьбой. Атмосфера Реформации и религиозных войн 16в. создавала культурный потенциал, подтачивавший каноническую средневековую традицию.Для науки весьма существенной стороной Реформации была децентрализация церковной догматики, поскольку религиозные войны привели к множественности церквей. Основная посылка Реформации допустимость непосредственного общения с богом без единого по своей природе посредничества церкви обусловливает близость эмпирического опыта человека самому божеству. Оправдание земного, эмпирического постижения бога в его творениях - идейное ядро Реформации. Поэтому протестанту было легче, чем правоверному католику, указать на венецианский Арсенал, а не на бога как на исходный пункт логических абстракций (Галилей) и перенести всѐ это в сферу бесконечного абсолютного бытия.Английская революция 1.7 в. - общественный рычаг, столкнувший старые научные идеи с новым временем Ньютона. Противоречия в системе Ньютона имеют аналогии с противоречиями английской революции 17 в., которая происходила в религиозной форме и открыла дорогу радикальным антителеологическим выводам мыслителей следующего поколения. Через конфликты, реставрации и повторные революционные взрывы пробивала себе дорогу победа буржуазной "собственности над феодальной, нации над провинциализмом, конкуренции над цеховым строем, дробления собственности над майоратом, господства собственника земли над подчинением собственника земле, просвещения над суеверием, семьи над родовым именем, предприимчивости над героической ленью, буржуазного права над средневековыми привилегиями*1 (Маркс К., Энгельс ф. Соч., т.6, стр. 115).Если говорить о потребностях Англии, родины И.Ньютона, то период революционных войн принѐс стране торговое преобладание, навигационные акты Кромвеля, развитие промышленности - необратимое развитие практического опыта и научно-технических запросов. В Англии не было диктатуры католицизма, не было инквизиции. Реформированная в духе кальвинизма церковь была разделена на враждующие направления и именно наука вела к однозначности выводов и единству картины мира, где бы солнце, планеты, кометы были соединены в гармонии. Именно в Англии была явственно видна связь внутренней логики познания и внешних воздействий эпохи.
Лекция 4.Основные достижения и становление классической механики 16-17 вв. как фактор социокультурной динамики.
План лекции
1. Основные достижения классической механики 17 века 2. Становление классической механики как фактор социокультурной динамики 16-17 вв.
