Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 41 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

81
силы тяжести получен сходным образом. В старом аристотелевском
принципе: “Тяжесть есть стремление тел к центру Земли Галилеем
замещен конструктдействие тяжестиконструктомскорость падающего
тела”, что привело к утверждению, что скорость тела, падающего с одной
и той же высоты, не зависит от траектории падения”.
Итак, сложилась потенциальная умозрительная концепция механики
Галилея, заключающая в себе следующие принципы: инерции,
независимости и сложения движений, независимости и сложения
скоростей, непрерывности ускорения, равноускоренного движения,
равноускоренного падения и потенциальности поля силы тяжести. Теперь
Галилею предстояло выбрать из этого множества умозрительных
принципов теоретическую программу своей механики. Из них в качестве
последней Галилей выбрал два теоретических принципа: принцип
равноускоренного движения и принцип непрерывности ускорения. Они в
качестве физических селекторов позволили ему выбрать
фундаментальный теоретический закон. При этом Галилей использовал
два новых (для того времени) математических понятия: графическое
изображение функциональной зависимости (Декарт) и понятие
геометрического интегрирования (восходящее еще к Архимеду). Следует
заметить, что выбору теоретического закона в новомматематическом
наряде” (Эйнштейн) способствовал так называемый метод потенциальной
дедукции, суть которой заключается в решении ряда проблем
поставленных физикой Аристотеля.
Названные выше умозрительные принципы, главным образом,
решают все эти аристотелевские проблемы. К примеру: почему тело
движется после того, как на него перестает действовать другое тело, т.е.
движитель”? Ответ дает принцип относительности Галилея. Или другой
пример: если движение Земли никак не влияет на земные тела (полет птиц,
движения облаков и пушечных ядер), то откуда следует, что движется
Земля, а не Солнце? Принцип относительности дает ответ на вопрос,
содержащийся в антецеденте (основания) этого условного суждения, а что
касается его консеквента (следствия), то из двух возможностей, т.е. что
движетсяЗемля или Солнце? — надо выбрать первую, ибо она
согласуется с методологическим принципом простоты: “природа не
употребляет многих средств там, где она может обойтись немногим”.
Конечно, при условии, когда отвлекаемся от системы Коперника.
Принципы инерции, независимости и сложения движений, независимости
и сложения скоростей позволили решить Галилею задачу, связанную с
предсказанием его теории: как вычислить траекторию брошенного под
углом к горизонту тела?
Возвращаясь назадк теоретическому закону, вернее,
82
теоретической схеме с помощью математического метода
(“геометрического интегрирования”) Галилей сформулировал
теоретическую (математическую) гипотезу: пути, пройденные свободно
падающим телом, относятся между собой, как квадраты времен,
протекших с начала падения
1
:
2
2
2
1
2
1
Т
Т
х
х
=
(1)
Последнее выражение выбрано на основании теоретического закона:
2
1
2
1
T
T
k
k
=
(2)
где k
1
и k
2
скорости падающего тела за времена Т
1
и
Т
2
. В свою
очередь, теоретический закон был выбран на основании принципа
равноускоренного движения из выражения типа:
2
1
2
1
2
1
k
k
Т
Т
х
х
=
(3)
Последнее выражение (3) получено Галилеем с помощью
графического изображения площадей и отрезков. Из него же выбран
теоретический закон (1) с учетом выражения (2).
Вообще говоря, галилеевский теоретический закон (1) с точки зрения
классической механикитипичный пример формулировки
эмпирического закона. Фундаментальный теоретический закон механики
Галилея не был им четко сформулирован и хотя он не ввел понятия о силе
(это было сделано Ньютоном), но вплотную подвел механику к этому
понятию и интуитивно правильно пользовался им
2
. “Совершенно ясно, что
импульс тела к падению столь же велик, как то наименьшее
сопротивление или та наименьшая сила, которые достаточны для того,
чтобы воспрепятствовать падению и удержать тело
3
, — утверждает
Галилей. В нем, в частности, Ньютон увидел зародыш второго закона
динамики. Все сказанное позволяет утверждать, что фундаментальный
теоретический закон о действии силы тяжести на движущиеся тела в
масштабах обычных земных движений (“местных движений”) был выбран
Галилеем с помощью принципа инерции.
Такое утверждение сформулировано нами почти однозначно на
основании двух соображений: 1) формулировка его оправдана тем, что оно
1
Галилей Г. Беседы и математические доказательства. (Галилей Г. Избр. труды в 2-х томах. – М.,
1964. Т. 2.) С. 249–250, 282. (Далее просто — “Беседы”). ВБеседах” (вТретьем дне”)
рассматривается приложение принципов, установленных в «Диалоге”, к выводу законов
равноускоренного движения.
2
Галилей Г. Беседы и математические доказательства. С. 256–258.
3
Там же.
силы тяжести получен сходным образом. В старом аристотелевском             теоретической    схеме    с    помощью    математического   метода
принципе: “Тяжесть есть стремление тел к центру Земли” Галилеем            (“геометрического     интегрирования”)   Галилей     сформулировал
замещен конструкт “действие тяжести” конструктом “скорость падающего       теоретическую (математическую) гипотезу: пути, пройденные свободно
тела”, что привело к утверждению, что скорость тела, падающего с одной     падающим телом, относятся между собой, как квадраты времен,
и той же высоты, не зависит от траектории падения”.                        протекших с начала падения1:
    Итак, сложилась потенциальная умозрительная концепция механики                                               х1 Т 12
Галилея, заключающая в себе следующие принципы: инерции,                                                            =                                          (1)
независимости и сложения движений, независимости и сложения                                                      х 2 Т 22
скоростей, непрерывности ускорения, равноускоренного движения,                  Последнее выражение выбрано на основании теоретического закона:
равноускоренного падения и потенциальности поля силы тяжести. Теперь                              k1    T
                                                                                                      = 1                                  (2)
Галилею предстояло выбрать из этого множества умозрительных                                      k 2 T2
принципов теоретическую программу своей механики. Из них в качестве
                                                                                где k1 и k2 скорости падающего тела за времена Т1 и Т2 . В свою
последней Галилей выбрал два теоретических принципа: принцип
равноускоренного движения и принцип непрерывности ускорения. Они в         очередь, теоретический закон был выбран на основании принципа
качестве     физических     селекторов     позволили    ему    выбрать     равноускоренного движения из выражения типа:
фундаментальный теоретический закон. При этом Галилей использовал                                 х1 Т 1 k1                                (3)
                                                                                                     =
два новых (для того времени) математических понятия: графическое                                  х2 Т 2 k 2
изображение функциональной зависимости (Декарт) и понятие                       Последнее выражение (3) получено Галилеем с помощью
геометрического интегрирования (восходящее еще к Архимеду). Следует        графического изображения площадей и отрезков. Из него же выбран
заметить, что выбору теоретического закона в новом “математическом         теоретический закон (1) с учетом выражения (2).
наряде” (Эйнштейн) способствовал так называемый метод потенциальной             Вообще говоря, галилеевский теоретический закон (1) с точки зрения
дедукции, суть которой заключается в решении ряда проблем                  классической     механики     —    типичный     пример   формулировки
поставленных физикой Аристотеля.                                           эмпирического закона. Фундаментальный теоретический закон механики
    Названные выше умозрительные принципы, главным образом,                Галилея не был им четко сформулирован и хотя он не ввел понятия о силе
решают все эти аристотелевские проблемы. К примеру: почему тело            (это было сделано Ньютоном), но вплотную подвел механику к этому
движется после того, как на него перестает действовать другое тело, т.е.   понятию и интуитивно правильно пользовался им2. “Совершенно ясно, что
“движитель”? Ответ дает принцип относительности Галилея. Или другой        импульс тела к падению столь же велик, как то наименьшее
пример: если движение Земли никак не влияет на земные тела (полет птиц,    сопротивление или та наименьшая сила, которые достаточны для того,
движения облаков и пушечных ядер), то откуда следует, что движется         чтобы воспрепятствовать падению и удержать тело”3, — утверждает
Земля, а не Солнце? Принцип относительности дает ответ на вопрос,          Галилей. В нем, в частности, Ньютон увидел зародыш второго закона
содержащийся в антецеденте (основания) этого условного суждения, а что     динамики. Все сказанное позволяет утверждать, что фундаментальный
касается его консеквента (следствия), то из двух возможностей, т.е. что    теоретический закон о действии силы тяжести на движущиеся тела в
движется — Земля или Солнце? — надо выбрать первую, ибо она                масштабах обычных земных движений (“местных движений”) был выбран
согласуется с методологическим принципом простоты: “природа не             Галилеем с помощью принципа инерции.
употребляет многих средств там, где она может обойтись немногим”.               Такое утверждение сформулировано нами почти однозначно на
Конечно, при условии, когда отвлекаемся от системы Коперника.              основании двух соображений: 1) формулировка его оправдана тем, что оно
Принципы инерции, независимости и сложения движений, независимости
и сложения скоростей позволили решить Галилею задачу, связанную с          1
                                                                             Галилей Г. Беседы и математические доказательства. (Галилей Г. Избр. труды в 2-х томах. – М.,
“предсказанием” его теории: как вычислить траекторию брошенного под        1964. Т. 2.) С. 249–250, 282. (Далее просто — “Беседы”). В “Беседах” (в “Третьем дне”)
                                                                           рассматривается приложение принципов, установленных в «Диалоге”, к выводу законов
углом к горизонту тела?                                                    равноускоренного движения.
    Возвращаясь назад — к теоретическому закону, вернее,                   2
                                                                             Галилей Г. Беседы и математические доказательства. С. 256–258.
                                                                           3
                                                                             Там же.

                                  81                                                                                    82