3.Периодизация истории механики

На основе взаимодействия основных факторов развития механики еѐ история рассматривается согласно следующей периодизации.

1. Элементарный период развития науки механики охватывает большой промежуток времени от 5-4 вв. до н.э. до середины 17 в.

В этот период домануфактурного развития промышленности механическая часть техники остаѐтся на элементарном уровне развития, испытывая медленную эволюцию. Характерно отсутствие машин со сложными исполнительными механизмами, примитивное состояние техники военных метательных машин как механических, так и, начиная с 14 века, огнестрельных.

На протяжении элементарного периода развития механики исследованию подвергаются лишь самые простые виды равновесия и движения материальных тел под действием простейших факторов: силы тяжести, силы живой тяги и т.д. Формирование научных абстракций механики находится в зачаточном состоянии. Познание основных законов движения и равновесия началось к этому времени, однако простота задач механики не выходит за область компетенции элементарной геометрии, арифметики и элементарной алгебры. Причѐм эти разделы математики разрабатываются при активном участии учѐныхмехаников.

2. Период формирования основных понятий и основных законов механики длился с середины 17 в. до конца первой трети 18 в.

Этому периоду соответствует расцвет мануфактурной промышленности. С запросами механической части техники сочетается интерес к теоретической астрономии, теории движения планет, Солнца, Луны. Это было время развивающегося мореплавания, географических открытий, завоевания заморских колоний.

В механике в это время происходит постепенное преодоление разобщѐнности между различными самостоятельными направлениями этой науки: между динамикой и статикой. Появляется ряд новых задач - задача о движении соударяющихся тел, задача о движении маятника, задача расчѐта движения текущей воды и другие.

В этот период, с одной стороны, резко выявилось стремление преодолеть ограниченность и упрощѐнность процесса познания законов механических движений. С другой стороны, характерно стремление установить и познать общие законы движения и равновесия, охватывающие весь объѐм затронутого практикой конкретного механического материала. Именно поэтому в это время начинается формирование основных научных абстракций механики, еѐ понятий и законов. Повышенные требования к количественному анализу влекут за собой разработку основ дифференциального и интегрального исчисления.

3. Аналитический период развития науки механики хронологически охватывает вторую треть 18 - начало 20 в. Основными событиями этого времени выступают промышленная революция 18 в. и, как еѐ следствие, развитие крупной фабрично-заводской промышленности вплоть до конца 19 в.

На этом этапе завершился процесс формирования принципиальных основ механики. Появились новые факторы, влияющие на характер развития механики. Это запросы механической части техники, запросы механического естествознания 18 века, относительно автономные потребности и стремления самой механики. Модели "материальной точки", "абсолютно твѐрдого тела", "идеальной жидкости " - основные научные абстракции так называемой "классической механики", найденные в конце предыдущего периода, принимают окончательно сформулированный вид.

Создаѐтся аналитическая динамика, основной раздел классической механики, в ответ на потребности широких конкретных приложений теории движения и равновесия к различным частным задачам практики. Формируется аппарат дифференциальных уравнений движения как математический аппарат для решения таких задач.

Содержание классической аналитической механики на 1-м этапе еѐ оформления в эпоху промышленной революции составляют новые методы исследования в механике вместе с многочисленными конкретными приложениями теории к практическим проблемам техники и естествознания 18 в. После завершения промышленной революции в начале 19 в. происходит успешное экстенсивное развѐртывание аналитической механики и еѐ конкретных приложений. Но, уже во второй половине 19 в. процесс развития аналитической механики явно "затухает", начинают играть всѐ более существенную роль ряд специальных механических дисциплин, стихийно возникающих в различных разделах крупной промышленности, в связанных с нею разделах техники.

В связи с усложнением самих механических процессов, используемых в промышленности, в механике появляются задачи о более сложных видах движения, чем раньше и, соответственно, вводятся новые научные абстракции и модели материальных тел, происходит процесс отделения от классической механики ряда новых самостоятельных дисциплин. Механика самым активным образом включается в процесс становления "неклассической науки".

4. Физико-технический период развития механики начинается с конца 19 в. и продолжается вплоть до наших дней. Характерной особенностью способа производства на этой стадии является использование новых свойств вещества и факторов взаимодействия материальных тел. Этот период характеризуется также переходом к производству машин, выполняющих сложные технические процессы, и возникновением автоматического производства. Машины заменяют человека в самых разнообразных и ответственных функциях, включая логические: запоминание, отбор, классификация, решение уравнений, конструирование и моделирование, контроль и экспертиза и т.д. Процесс этот развивается.

Механика также переходит в новую фазу развития. Бурно продолжается процесс выделения отдельных механических дисциплин и, соответственно, расширяется круг механических абстракций. Появляются такие понятия, как сжимаемая жидкость, пластичные материалы, тело переменной массы, вязкая жидкость и др. Кроме основных принципов классической механики вводятся новые гипотезы о свойствах движения материальных тел, учитывающие физические, химические и другие процессы, происходящие в изучаемых телах.

Пересматриваются такие фундаментальные понятия механики, как сила, масса, пространство, время. Новая отрасль физики - релятивистская механика, тесно связанная со старой классической механикой, выработала более глубокое понимание категорий пространства и времени, относительности движения. В рамках этой науки по-новому трактуются вопросы инвариантности законов природы относительно системы отсчѐта, вопросы о зависимости массы движущегося материального объекта от скорости движения и др. Ньютоновская механика содержится в релятивистской как некоторый предельный случай.

В этот период происходит тесное сближение механики с другими отраслями естествознания: физикой, химией, биологией, геофизикой, метеорологией, астрофизикой и др. Происходит дальнейшая техническая специализация механического знания (ракетная механика, механика композитов и т.д.)

Необходимо отметить, что временные границы основных фаз развития механического познания довольно расплывчаты, что связано с невозможностью датировать изменения в сдвигах развития производства, техники, науки.

Лекция 3.Основные понятия методологии механического познания и предпосылки становления классической механики.

План лекции

1.Основные понятия методологии механического познания.

2.Социально исторические, культурные, производственно-технические предпосылки становления классической механики.