Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 42 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

83
вытекает как следствие из методологической концепции формирования
физических теорий и 2) на основании эмпирического закона
независимости скорости падения от массы Галилей не мог предположить в
качестве фундаментального закона пропорциональное отношение силы
тяжести и скорости падения тела (т.е.
Fcv=
r
r
), хотя, на первый взгляд,
такое предположение, обладало бы большой вероятностью по сравнению с
предположением, что сила тяжести пропорциональна ускорению
свободного падения (т.е.
gcF
ρ
ρ
= ). Дело в том, что Галилей почти всегда
пользовался величинами скорости, мгновенной скорости и приращения
скорости. В свою очередь, ускорение, как величина, не приобрело свой
статус (т.е. не индивидуализировано) у Галилея, не имело ни особого
обозначения, ни названиясамо словоускорение”, применяемое
Галилеем, означало ускорение движения (процесс), а не какую-то особую
кинематическую величину. Поэтому, на наш взгляд, Галилеем не был
сформулирован в явном виде, как у Ньютона, фундаментальный закон о
действии силы тяжести на движущиеся тела.
Непосредственная проверка этой гипотезы (или закона) затруднена
из-за быстрого нарастания скоростей свободно падающих тел. Исходя из
принципа потенциальности поля силы тяжести, можнозамедлить
скорость падения тела (например, шарика) с помощью наклонной
плоскости
1
. В данном случае наклонная плоскость воплощает в себе
простейшую форму траектории паденияотрезок прямой линии.
Очевидно, построение теоретической модели, т.е. эйдетическая
интерпретация данной гипотезы связана с выбором форм траекторий
падения, исходя из критерия простоты. Такими простейшими из
геометрических форм линий являются отрезок прямой или дуга
окружности, но предпочтение Галилеем отдано отрезку прямой.
Семантическая интерпретация гипотезы заключается в дедуктивном
выводе нефундаментального теоретического закона движения тел по
наклонным плоскостям, исходя из принципа потенциальности поля силы
тяжести. Далее: взаимодействие же теоретической модели простейшей
траектории с эмпирическим представлением о падающем теле приводит
Галилея к мысленному эксперименту с движением шарика по наклонной
плоскости (понаклонному желобу”). Если шарик свободно катится по
наклонной плоскости, то пройденные им пути l
1
и l
2
относятся между
собой как квадраты соответствующих времен Т
1
и Т
2
. Последний
нефундаментальный теоретический закон уже можно проверить на опыте.
Итак, механика Галилея объясняет свободное падение тел, движение
1
Галилей выводит различные следствия, касающиеся движения тел по наклонным плоскостям. (См.:
Там же. С. 246–247, 257–260). Другие следствия изложены на C. 261–303 “Бесед”.
84
тел по наклонным плоскостям и предсказывает законы движения тел,
брошенных под углом к горизонту
1
.
Таким образом, через подтверждение нефундаментального
теоретического закона Галилея (на самом деле эмпирического)
2
2
2
1
2
1
T
T
l
l
=
(где l
1
и l
2
длины наклонных плоскостей и Т
1
и
Т
2
времена движения
шарика по наклонным плоскостям) опытом косвенно подтвердился закон
падения Галилея (1). Стало быть, выясняется, что семантическая
интерпретация гипотезы Галилея связана со следующим его положением:
“…утверждаю, что отношение указанных импульсов (читай: силыД.О.)
равно обратному отношению соответственных длин”. Как мы уже
показали, эйдетическую интерпретацию данной гипотезы можно свести к
отрезку прямой, проведенной по наклонной плоскости, а мысленный
экспериментк движениюабсолютно твердого шарикапо наклонной
идеально гладкой плоскости. После подтверждения опытом (т.е.
перехода от мысленного эксперимента к реальному) механика Галилея
превратилась в достоверную теорию.
ГЛАВА 2. ИСТОРИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКОНСТРУК-
ЦИЯ ВЫБОРА ПРИНЦИПА ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ МАКСВЕЛЛА
2
Постановка проблемы. В литературе по истории физики известен тот
факт, что в свое время Г. Лоренц и Г. Герц не поняли сразуТрактат об
электричестве и магнетизме” — итоговое исследование Максвелла. Непо-
нимание электромагнитной теории Максвелла было обусловлено, как те-
1
ВБеседах” (“Четвертый день”) Галилей предсказывает законы движения бросаемых тел,
слагаемого из равномерного и равноускоренного движения. Знание этих законов позволяет
вычислить траекторию движения бросаемых тел. “При сложном движении, слагающемся из
равномерного горизонтального и естественно-ускоренного движений, бросаемое тело описывает
полупараболу” (См.: Там же. С. 305.) Очевидно, законы движения бросаемых тел есть следствие
законов равномерного и равноускоренного движения.
2
Максвелл Д.К. Статьи и речи.М., 1968. Максвелл Д.К. Электричество в элементарной
обработке. – Киев, 1886. Максвелл Д.К. Материя и движение.СПб., 1885. Максвелл Д.К.
Избранные сочинения по теории элекромагнитного поля.М.: Госиздат. техн.-теорет. лит., 1952.
Фарадей М. Избранные труды по электричеству.М-Л.: ГОНТИ, 1939. Фарадей М.
Экспериментальные исследования по электричеству. Т. 1. М., 1947. Т. 2. М., 1951. Т. 3. М., 1959. Т. 5.
М., 1955. Ампер А.М. Электродинамика. – М., 1954. Герц Г. Исследование по распределению элек-
трической силы. // Из предыстории радио. – М.-Л., 1948. Герц Г. Принципы механики, изложенные в
новой связи. – М., 1959. Автор здесь опирается также на результаты исследований В.С. Степина
(Степин В.С. Становление научной теории. – Минск, 1976.), П.С. Кудрявцева (Кудрявцев П.С.
Фарадей.М., 1968), Б.Г. Кузнецова (Кузнецов Б.Г. Эволюция основных идей электродинамики. – М.,
1963, Кузнецов Б.Г. Электродинамика Максвелла, ее история, развитие и историческое значение //
Труды института истории естествознания и техники. – М., Т. 5. 1955), А.Ф. Кудряшова (Кудряшов
А.Ф. Онтология. Методология. Негеоцентризм. – СПб, 1993.) и др.
вытекает как следствие из методологической концепции формирования                               тел по наклонным плоскостям и предсказывает законы движения тел,
физических теорий и 2) на основании эмпирического закона                                        брошенных под углом к горизонту1.
независимости скорости падения от массы Галилей не мог предположить в                               Таким образом, через подтверждение нефундаментального
качестве фундаментального закона пропорциональное отношение силы                                теоретического закона Галилея (на самом деле эмпирического) l1 = T1
                                                                                                                                                                   2
                                      r    r
тяжести и скорости падения тела (т.е. F = cv ), хотя, на первый взгляд,
                                                                                                                                                                   2
                                                                                                                                                                                           l2    T2
такое предположение, обладало бы большой вероятностью по сравнению с                            (где l1 и l2 — длины наклонных плоскостей и Т1 и Т2 — времена движения
предположением, что сила тяжести пропорциональна ускорению                                      шарика по наклонным плоскостям) опытом косвенно подтвердился закон
                                 ρ      ρ                                                       падения Галилея (1). Стало быть, выясняется, что семантическая
свободного падения (т.е. F = cg ). Дело в том, что Галилей почти всегда
                                                                                                интерпретация гипотезы Галилея связана со следующим его положением:
пользовался величинами скорости, мгновенной скорости и приращения                               “…утверждаю, что отношение указанных импульсов (читай: силы — Д.О.)
скорости. В свою очередь, ускорение, как величина, не приобрело свой                            равно обратному отношению соответственных длин”. Как мы уже
статус (т.е. не индивидуализировано) у Галилея, не имело ни особого                             показали, эйдетическую интерпретацию данной гипотезы можно свести к
обозначения, ни названия — само слово “ускорение”, применяемое                                  отрезку прямой, проведенной по наклонной плоскости, а мысленный
Галилеем, означало ускорение движения (процесс), а не какую-то особую                           эксперимент — к движению “абсолютно твердого шарика” по наклонной
кинематическую величину. Поэтому, на наш взгляд, Галилеем не был                                “идеально гладкой” плоскости. После подтверждения опытом (т.е.
сформулирован в явном виде, как у Ньютона, фундаментальный закон о                              перехода от мысленного эксперимента к реальному) механика Галилея
действии силы тяжести на движущиеся тела.                                                       превратилась в достоверную теорию.
     Непосредственная проверка этой гипотезы (или закона) затруднена
из-за быстрого нарастания скоростей свободно падающих тел. Исходя из                             ГЛАВА 2. ИСТОРИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКОНСТРУК-
принципа потенциальности поля силы тяжести, можно “замедлить”                                   ЦИЯ ВЫБОРА ПРИНЦИПА ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ МАКСВЕЛЛА2
скорость падения тела (например, шарика) с помощью наклонной
плоскости1. В данном случае наклонная плоскость воплощает в себе                                    Постановка проблемы. В литературе по истории физики известен тот
простейшую форму траектории падения — отрезок прямой линии.                                     факт, что в свое время Г. Лоренц и Г. Герц не поняли сразу “Трактат об
Очевидно, построение теоретической модели, т.е. эйдетическая                                    электричестве и магнетизме” — итоговое исследование Максвелла. Непо-
интерпретация данной гипотезы связана с выбором форм траекторий                                 нимание электромагнитной теории Максвелла было обусловлено, как те-
падения, исходя из критерия простоты. Такими простейшими из
геометрических форм линий являются отрезок прямой или дуга                                      1
                                                                                                  В “Беседах” (“Четвертый день”) Галилей предсказывает законы движения бросаемых тел,
окружности, но предпочтение Галилеем отдано отрезку прямой.                                     слагаемого из равномерного и равноускоренного движения. Знание этих законов позволяет
Семантическая интерпретация гипотезы заключается в дедуктивном                                  вычислить траекторию движения бросаемых тел. “При сложном движении, слагающемся из
выводе нефундаментального теоретического закона движения тел по                                 равномерного горизонтального и естественно-ускоренного движений, бросаемое тело описывает
                                                                                                полупараболу” (См.: Там же. С. 305.) Очевидно, законы движения бросаемых тел есть следствие
наклонным плоскостям, исходя из принципа потенциальности поля силы                              законов равномерного и равноускоренного движения.
тяжести. Далее: взаимодействие же теоретической модели простейшей                               2
                                                                                                  Максвелл Д.К. Статьи и речи. – М., 1968. Максвелл Д.К. Электричество в элементарной
траектории с эмпирическим представлением о падающем теле приводит                               обработке. – Киев, 1886. Максвелл Д.К. Материя и движение. – СПб., 1885. Максвелл Д.К.
Галилея к мысленному эксперименту с движением шарика по наклонной                               Избранные сочинения по теории элекромагнитного поля. – М.: Госиздат. техн.-теорет. лит., 1952.
                                                                                                Фарадей М. Избранные труды по электричеству. – М-Л.: ГОНТИ, 1939. Фарадей М.
плоскости (по “наклонному желобу”). Если шарик свободно катится по                              Экспериментальные исследования по электричеству. Т. 1. М., 1947. Т. 2. М., 1951. Т. 3. М., 1959. Т. 5.
наклонной плоскости, то пройденные им пути l1 и l2 относятся между                              М., 1955. Ампер А.М. Электродинамика. – М., 1954. Герц Г. Исследование по распределению элек-
собой как квадраты соответствующих времен Т1          и Т2 . Последний                          трической силы. // Из предыстории радио. – М.-Л., 1948. Герц Г. Принципы механики, изложенные в
нефундаментальный теоретический закон уже можно проверить на опыте.                             новой связи. – М., 1959. Автор здесь опирается также на результаты исследований В.С. Степина
                                                                                                (Степин В.С. Становление научной теории. – Минск, 1976.), П.С. Кудрявцева (Кудрявцев П.С.
     Итак, механика Галилея объясняет свободное падение тел, движение                           Фарадей. – М., 1968), Б.Г. Кузнецова (Кузнецов Б.Г. Эволюция основных идей электродинамики. – М.,
                                                                                                1963, Кузнецов Б.Г. Электродинамика Максвелла, ее история, развитие и историческое значение //
1
  Галилей выводит различные следствия, касающиеся движения тел по наклонным плоскостям. (См.:   Труды института истории естествознания и техники. – М., Т. 5. 1955), А.Ф. Кудряшова (Кудряшов
Там же. С. 246–247, 257–260). Другие следствия изложены на C. 261–303 “Бесед”.                  А.Ф. Онтология. Методология. Негеоцентризм. – СПб, 1993.) и др.

                                             83                                                                                                  84