Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008




НазваниеМетодическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008
страница4/10
Дата21.12.2012
Размер1.23 Mb.
ТипМетодическое пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


2.2 Механика


МЕХАНИКА - наука о механическом движении материальных тел и происходящих при этом взаимодействиях между ними. Под механическим движением понимают изменение с течением времени взаимного положения тел или частиц в пространстве. Рассматриваемые в механике взаимодействия представляют собой те действия тел друг на друга, результатом которых являются изменения скоростей точек этих тел или их деформации.

Под механикой обычно понимают так называемую классическую механику, в основе которой лежат законы механики Ньютона, а предметом ее изучения являются движения любых материальных тел (кроме элементарных частиц), совершаемые со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света.

При изучении движения материальных тел в механике вводят ряд абстрактных понятий, отражающих те или иные свойства реальных тел; ими являются: материальная точка, абсолютно твердое тело, сплошная изменяемая среда, идеально упругое тело и др.

В соответствии с характером решаемых задач в механике выделяют статику - учение о равновесии под действием сил, кинематику - учение о геометрических свойствах движения тел и динамику - учение о движении тел под действием сил.

Механика тесно связана с другими разделами ФИЗИКИ. Ряд понятий и методов механики при соответствующих обобщениях находит приложение в оптике, статической физике, квантовой механике, электродинамике, теории относительности и др. Важное значение механика имеет для многих разделов астрономии, особенно для небесной механики.

Часть механики, непосредственно связанную с ТЕХНИКОЙ, составляют многочисленные общетехнические и специальные дисциплины, такие, как гидравлика, сопротивление материалов, строительная механика, кинематика механизмов, динамика машин и механизмов, теория движения наземных, морских и воздушных транспортных средств и др. Все эти дисциплины пользуются уравнениями и методами теоретической механики. Таким образом, механика - одна из научных основ многих областей современной техники.


Основные этапы развития механики


Механика - одна из древнейших наук, возникшая из нужд практики. Раньше других разделов механики под влиянием запросов главным образом строительной техники стала развиваться статика. Ее научные основы (теория рычага, сложение параллельных сил, учение о центре тяжести, начала гидростатики и др.) разработал еще Архимед (3 век до н.э.).

Периодом создания научных основ динамики, а с ней и всей механики является 17 век. Основоположник динамики - Г.Галилей, который дал первое верное решение задачи о движении тела под действием силы. Создание основ классической механики завершается трудами И.Ньютона, сформулировавшего основные законы механики и открывшего закон всемирного тяготения.

В 18 веке интенсивно развиваются аналитические методы решения задач механики. Для материальной точки эти методы разработал Л.Эйлер, заложивший также основы динамики твердого тела. Аналитические методы решения задач динамики системы основываются на принципе возможных перемещений и на принципе, высказанном Ж.Л.Даламбером, разработку которых завершил Ж.Л.Лагранж, получивший уравнения движения системы в обобщенных координатах; им же разработаны, основы современной теории колебаний. В 19 веке продолжается интенсивное развитие всех разделов механики, чему способствовали исследования М.В.Остроградского, У.Р.Гамильтона, К.Г.Якоби, Г.Герца и др. Э. Раусом, Н.Е.Жуковским и А.М.Ляпуновым была разработана теория устойчивого равновесия и движения. И.А.Вышнеградский заложил основы современной теорий автоматического регулирования. Кинематика, развивавшаяся одновременно с динамикой, выделяется во второй половине 19 века в самостоятельный раздел механики.

В 20 веке интенсивно развиваются теория нелинейных колебаний, основы которой заложены А.М.Ляпуновым и Анри Пуанкаре, механика тел переменной массы и динамика ракет, где ряд исходных исследований принадлежит И.В.Мещерскому и К.Э.Циолковскому. В механике сплошной среды появляются два раздела: аэродинамика, основы которой созданы Н.Е.Жуковским, и газовая динамика, основы которой заложены С.А.Чаплыгиным.

К числу современных проблем механики относятся уже отмечавшиеся задачи теории колебаний (особенно нелинейных), динамика твердого тела, теории устойчивости движения, а также механика тел переменной массы и динамика космических полетов.


Философские вопросы механики.


В Новое время была создана единая механистическая картина мира (с точки зрения механики), а метод исследования - метафизический.

Механисцизм - мировоззрение, объясняющее развитие природы и общества законами механической формы движения материи, которые рассматриваются как универсальные и распространяются на все виды материального движения. Исторически возникновение и распространение механисцизма было связано с достижениями классической механики 17-18 веков (Галилей, Ньютон и др.). Классическая механика выработала специфические представления о материи, движении, пространстве и времени, причинности и т.п. Эти воззрения, как и в целом механисцизм, несмотря на их ограниченность, обусловленную уровнем естествознания 17-18 веков, сыграли положительную роль в развитии науки и философии. Они давали естественнонаучное понимание множеству явлений природы, освободив их от мифологических и религиозно-схолачтических толкований. Абсолютизация законов механики привела к созданию механистической картины мира, согласно которой вся Вселенная (от атомов до планет) представляет собой замкнутую механистическую систему, состоящую из неизменных элементов, движение которых подчиняется законам механики. Этому уровню развития науки соответствовал метафизический способ мышления.

В этот же период развития естествознания детерминизм носит механистический, абстрактный характер. Данное обстоятельство нашло свое выражение в абсолютизации формы причинности, описываемой строго динамическими законами механики, что ведет к отождествлению причинности с необходимостью и отрицанию объективного характера случайности. Наиболее выпукло такая точка зрения было сформулирована Лапласом (отсюда другое наименование механистического детерминизма - лапласовский детеримнизм), считавшим, что значение координат и импульсов всех частиц во Вселенной в данный момент времени совершенно однозначно определяет ее состояние в любой прошедший или будущий момент.

Иначе говоря, абсолютный механицизм выступал в качестве господствующего направления научно-материалистической мысли на протяжении 16-18 веков и составлял исторически обусловленную ограниченность естествознания и философии этого периода. Эта ограниченность исторически оправдана тем, что механика была в то время единственной наукой, получившей достаточное развитие и применение в производстве, и поэтому казалась "наукой вообще", абсолютной наукой, руководствующейся соответственно абсолютным методом - математикой, понимаемой в основном механистически.

Однако все последующее развитие науки в 19-20 веках опровергло механистическую картину мира и настоятельно требовало нового, диалектико-материалистического объяснения природных и общественных процессов. Развитие естествознания (и прежде всего физики) отвергло и ограниченный лапласовский детерминизм. Установленные соотношения неопределенностей в квантовой механике показали несостоятельность детерминизма лапласовского типа. Необходимо было переходить на позиции диалектико-материалистического детерминизма.


2.3 Физика


Одной из ведущих естественных наук является ФИЗИКА. Физика изучает самые элементарные явления природы, лежащие в основе мироздания, и имеет своей задачей выявить и объяснить законы природы. Физика работает с моделями, упрощенно описывающими изучаемые явления. Именно разумное упрощение приводит к возможности широкого привлечения МАТЕМАТИКИ. И единственным способом проверки верности применяемой для описания изучаемого явления модели могут служить эксперимент или наблюдение. Естественные науки и, в первую очередь, физика, являются экспериментальными.

Выдающийся русский (советский) физик, лауреат Нобелевской премии (1978) академик П.Л.Капица (1894-1984) по этому поводу писал: "Я хотел бы, чтобы значение и роль хорошего эксперимента запомнились бы вам в словах шутливого афоризма, принадлежащего героине романа "Джентльмены предпочитают блондинок" - одного из классических американских произведений: "Любовь - хорошая вещь, но золотой браслет остается навсегда". Я думаю, что мы, ученые, можем сказать: "Теория - хорошая вещь, но правильный эксперимент остается навсегда".

Обладая наиболее развитыми математическими и экспериментальными средствами, физика поэтому и занимает ведущее место среди естественных наук. Ее представления, результаты и методы используются всеми без исключения естественными науками. Это приводит к образованию многочисленных "стыковых" дисциплин (геофизика, биофизика, астрофизика, физическая химия и т.п.). Сама же физика вырабатывает свои средства с помощью философии (методологические средства), математики (математический аппарат физических теорий и техники (экспериментальные средства), оказывая обратное влияние на развитие этих областей знания.

Всю историю физики можно условно разделить на три основных этапа:

1) Древний и средневековый

2) Классической физики

3) Современной физики

Первый этап развития физики иногда называют донаучным. Однако такое название нельзя считать полностью оправданным. Фундаментальные зерна физики и естествознания в целом были посеяны еще в глубокой древности. Это самый длительный этап. Он охватывает период от времен Аристотеля до начала XVII века, поэтому и называется древним и средневековым этапом.

Начало второго этапа - этапа классической физики - связывают с одним из основателей точного естествознания - итальянских ученым Галилео Галилеем и основоположником классической физики, английским математиком, механиком, астрономом и физиком Исааком Ньютоном. Второй этап продолжался до конца XIX века.

К началу ХХ столетия появились экспериментальные результаты, которые трудно объяснить в рамках классических представлений. В этой связи был предложен совершенно новый подход - квантовый, основанный на дискретной концепции. Квантовый подход впервые ввел в 1900 году немецкий физик Макс Планк (1858-1947), вошедший в историю развития физики как один из основоположников квантовой теории. Его трудами открывается третий этап развития физики - этап современной физики, включающий на только квантовые, но и классические представления.

СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА исходит из ряда фундаментальных предпосылок.

Во-первых, так же как и классическая физика, она признает объективное существование физического мира, однако отказывается от наглядности, законы современной физики не всегда демонстративны, в некоторых случаях их наглядное подтверждение - опыт - просто невозможен.

Во-вторых, современная наука утверждает существование трех качественно различающихся структурных уровней материи: мегамира - мира космических объектов и систем; макромира - мира макроскопических тел, привычного мира нашего эмпирического опыта; микромира - мира микрообъектов, молекул, атомов, элементарных частиц и т.п. Классическая физика изучала строение и способы взаимодействия макроскопических тел, законы классической механики описывают процессы макромира. Современная квантовая физика занимается изучением микромира, соответственно законы квантовой механики описывают поведение микрочастиц. Мегамир - предмет астрономии и космологии, которые опираются на гипотезы, идеи и принципы неклассической (релятивистской и квантовой) физики.

В-третьих, неклассическая физика утверждает зависимость описания поведения физических объектов от условий наблюдения, т.е. от познающего эти процессы человека (принцип дополнительности).

В-четвертых, современная физика признает существование ограничений на описание состояния объекта (принцип неопределенности).

В-пятых, релятивистская физика отказывается от моделей и принципов механистического детерминизма, сформулированного в классической философии и предполагавшего возможность описать состояние мира в любой момент времени, опираясь на знание начальных условий. Процессы в микромире описываются статистическими закономерностями, а предсказания в квантовой физике носят вероятностный характер.

Проблема ДЕТЕРМИНИЗМА играет в физике огромное теоретико-методологическое значение. Механистический детерминизм трактует все типы взаимосвязи и взаимодействия как механистические и отрицает объективный характер случайности. Например, один из сторонников этого типа детерминизма, Б.Спиноза, считал, что, мы называем явление случайным только по причине недостатка наших знаний о нем. Следствием механистического детерминизма является фатализм - учение о всеобщей предопределенности явлений и событий, которое фактически сливается с верой в божественное предопределение.

Проблема ограниченности механистического детерминизма особенно четко обозначилась в связи с открытиями в квантовой физике. Закономерности взаимодействий в микромире оказалось невозможным объяснить с точки зрения принципов механистического детерминизма. Новые открытия в физике сначала привели к отказу от детерминизма, однако позже способствовали формированию нового содержания этого принципа. Механистический детерминизм перестал ассоциироваться с детерминизмом вообще. Как писал физик М.Борн, утверждение, что новейшая физика отбросила причинность, целиком необоснованно. Действительно, новая физика отбросила или видоизменила многие традиционные идеи; но она перестала бы быть наукой, если бы прекратила поиски причин явлений. Причинность, таким образом, не изгоняется из постклассической науки, однако представления о ней меняются. Следствием этого становятся трансформация принципа детерминизма и введение понятия статистических закономерностей. Статистические закономерности, так же как и динамические закономерности классической механики, являются выражением детерминизма.

Развитие самой физики непосредственно связано с ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНОЙ МИРА. Понятие "физическая картина мира" употребляется уже давно, но лишь в последнее время оно стало рассматриваться не только как итог развития физического знания, но и как особый самостоятельный вид знания - самое общее теоретическое знание в физике (система понятий, принципов и гипотез), служащее исходной основой для построения теорий. Физическая картина мира, с одной стороны, обобщает все ранее полученные знания о природе, а с другой - вводит в физику новые философские идеи и обусловленные ими понятия, принципы и гипотезы, которых до этого не было и которые коренным образом меняют основы физического теоретического знания: старые физические понятия и принципы ломаются, новые возникают, картина мира меняется. С изменением физической картины мира начинается новый этап в развитии физики с иной системой исходных понятий, принципов, гипотез и стилей мышления. Переход от одного этапа к другому знаменуют качественный скачок, революцию в физике, состоящую в крушении старой картины мира и в появлении новой.

Таково философское значение развития физического знания.


2.4 Химия


Существует множество определений химии. Химия - наука о химических элементах и их соединениях, наука о веществах и их превращениях, наука о процессах качественного превращения веществ и т.д. Ни одно из этих определений не дает полного ответа на вопрос: что такое химия? Объясняется это тем, что химия является не просто суммой знаний о веществах, но высоко упорядоченной, постоянно развивающейся системой знаний.

Можно оттолкнуться от самого понятия "химия". Согласно одной из версий, это название произошло от египетского слова "хеми", что означает "Египет", а также "черный". Историки науки переводят этот термин как "египетское искусство". Таким образом, химия - искусство производить необходимые вещества, в том числе и искусство превращать обыкновенные металлы в золото и серебро и их сплавы.

Все химические знания, начиная с алхимии, объединяются в систему благодаря определенным критериям. прежде всего химия, как никакая другая наука, является одновременно и наукой, и производством. Химические заводы Д.И.Менделеев рассматривал как "лабораторию больших размеров", поэтому все химические знания, приобретаемые за многие столетия и представленные в форме теорий, законов, методов, технологических прописей и т.д., объединяет одна единственная, непреходящая, главная задача химии - задача получения веществ с необходимыми свойствами. Но это производственная задача, и путь к ней идет через решение теоретической задачи генезиса (происхождения) вещества. Итак, основанием химии выступает двуединая проблема, получение веществ с заданными свойствами и выявление способов управления свойствами веществ.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Похожие:

Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconМетодическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008
Методическое пособие предназначено для аспирантов и студентов всех специальностей и форм обучения. В нем разъясняются важные узловые...
Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconОформление пояснительных записок курсовых и дипломных проектов (работ) учебно-методическое пособие ухта 2008 удк 744: 002: 006. 354
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов всех специальностей и форм обучения университета
Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconОсновные понятия и определения теоретической механики часть 2 Методическое пособие
Методическое пособие предназначено для студентов всех специальностей и форм обучения Бийского технологического института, изучающих...
Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconМетодическое пособие Новосибирск, 2009 удк 658. 562 Квалиметрия: Методическое пособие / Разработали д т. н
Методическое пособие предназначено для студентов дневного и заочного форм обучения специальности «Стандартизация и сертификация»
Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconУчебное пособие предназначено для студентов экономических вузов всех форм обучения, аспирантов, преподавателей, может быть полезно работникам инвестиционной сферы

Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconИстория дизайна
Учебно-методическое пособие для студентов специальности «Реклама» и «Технология и предпринимательство» всех форм обучения
Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconНовоуральский технологический институт
Методическое пособие к выполнению практических и контрольных работ для студентов всех форм обучения
Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconМетодическое пособие для студентов и аспирантов орел -2011
Методическое пособие предназначено для студентов всех факультетов, желающих приобрести навыки работы с информационными ресурсами...
Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconИстория семьи пособие по изучению и составлению родословной для студентов всех факультетов, всех форм обучения
История семьи: Пособие по изучению и составлению родословной. Учебное пособие для студентов всех специальностей всех форм обучения....
Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 iconПсиходиагностика учебно
Психодиагностика: Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальности 100101 «Сервис», всех форм обучения. –...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница