ТЕМА 4 ЛЕКЦИИ 6,7. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVII ВЕКА.

ТЕМА 4
ЛЕКЦИИ 6,7. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVII ВЕКА.
Цель: ознакомление с результатами научной революции XVII века
Задачи:
1. Сформировать представление о результатах научной революции
XVII века и состояния естествознания;
2. Рассмотреть изобретения периода научной революции;
3. Изучить вклад в науку выдающихся ученых того периода.
В 1687г. были опубликованы «Математические начала натуральной
философии Исаака Ньютона». Основы классической механики
Ньютона подвели итог научным открытиям XVII века, которые
совершили революцию в науке. С тех пор ее историю принято делить на
два периода: до и после выхода в свет великой книги.
Революции в физике, химии и др. естественной дисциплине
происходят, если становится ясно, что ее основная теория не может
объяснить всех накопившихся экспериментальных и теоретических
фактов и находится в состоянии кризиса. Так произошло в начале XX
столетия, когда возникли теория относительности и квантовая механика.
Наука нового времени стремилась к синтезу наблюдения и
математического расчета, техники и науки, поэтому ее невозможно
представить без постоянного совершенствования измерительных
приборов.
Важность повышения точности измерений и создания новых
научных приборов хорошо понимали еще ученые эпохи Возрождения.
Датский ученый Тихо Браге (1546-1601) – создатель целого набора
астрономических приборов; его ученик и помощник - немецкий
астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) вывел законы движения небесных
тел.
Галилео Галилей (1564-1642) был не только гениальным ученым, но и
блестящим инженером – определение удельного веса посредством
изобретенных им гидростатических весов, изобретения циркуля для
военно-инженерных работ и, как военный инженер, Галилей написал два
руководства по фортификации (строительство крепостей и др.
оборонительных сооружений).Таким образом, многие великие открытия
естествоиспытателей, совершивших в XVIII столетии революцию в
науке, связаны с великими изобретениями.
Часы. Человек давно научился определять время: ночью – по
положению звезд и Луны на небосклоне, а днем – по длине тени,
отбрасываемой предметами в разные часы дня.
С XI столетия в городах стали устанавливать механические
башенные часы, позже их соединили с устройством для боя,
оповещавшего о том, который час – эти часы были очень неточны.
Карманные часы с боем появились в 1505г., после того как мастер П.
Генлайн из Нюрнберга заменил гирю пружиной.
В конце XVI в. Галилео Галилей открыл явление изохронности
колебаний маятника: время, за которое маятник совершает одно
колебание, не зависит от его размаха – амплитуды. Позже Г. Галилей
изобретает анкерный механизм (нем.-«якорь») – деталь часов
(качающаяся вилка), обеспечивающая равномерный ход часового
механизма).
Телескоп. Первые конструкции телескопов называют именами
Галилея, Кеплера и Ньютона. Телескоп Галилея – одна выпуклая и одна
вогнутая линзы, которые позволяют получить прямое изображение
удаленного предмета. Телескоп Кеплера, когда вогнутая линза заменена
выпуклой и получается перевернутое изображение. Телескоп Ньютона увеличение достигается не посредством преломления света в линзах, а за
счет отражения его сферическим (или параболическим) зеркалом.
В 1668 г. английский математик, астроном и физик Исаак Ньютон
(1643-1727) изготовил первый зеркальный телескоп. Достоинства:
длина – 160 мм и значительное увеличение предмета.
Микроскоп. Это оптический инструмент, позволяющий получать
сильно увеличенное изображение малых объектов. Микроскопы делятся
на простые, т.е. состоящие из одной линзы (лупы), и сложные – из двух
и более.
Славу микроскопу принесли работы голландского ученого Антони
ван Левенгука (1632-1723), открывшего новый мир – мир
микроорганизмов, в котором достиг непревзойденных результатов в
шлифовке крошечных линз для простых микроскопов. Некоторые его
приборы позволяли получить увеличение в 300 раз. За свою жизнь
ученый изготовил более 400 микроскопов.
Многие ученые пытались повторить его опыты – англ. Роберт Гук,
итал. инженер Джузеппе Кампани, и по-настоящему широкое
применение
сложные
микроскопы
нашли
только
после
удовлетворительного решения проблемы аберрации (изображение точки
расплывается и выглядит как кружок с размытыми краями) британским
хирургом Джозефом Листером (1827-1912).
Ртутный барометр. О том, что воду в водяном насосе не поднять
выше определенной высоты, знали еще со времен поздней античности,
хотя объяснению этому факту не существовало.
Эксперимент был проведен в Риме в 1641 г. Бенедетто Кастели и
Винченчо Вивиани, учениками Галилея. Заполненную ртутью и
запаянную с одного конца трубку опускали в сосуд с ртутью. Подобно
воде, ртуть частично выливалась в сосуд, и так же, как в водяном насосе,
над ее поверхностью возникала пустота.
Об эксперименте узнал знаменитый французский ученый, математик
и философ Блез Паскаль (1623-1662). Его опыты доказали, что высота
подъема ртути должна уменьшать при подъеме на высокую гору по той
же причине, по которой давление под водой увеличивается по мере
погружения.
Значение полученных результатов трудно переоценить (Паскаль
опубликовал их в 1648 г.): правильность теории атмосферного давления
подтвердилась. Появилась новая единица измерения – миллиметр
ртутного столба, которой пользуются и в настоящее время (В
международной системе единиц СИ единица давления названа
«паскаль» - Па – в честь знаменитого француза). И, наконец, был
предложен прибор, с помощью которого атмосферное давление можно
измерять – ртутный барометр (Этот прибор пригоден и для определения
высоты).
Состояние естествознания.
Во второй половине XV века возникло современное естествознание,
в это же время рад стран Западной и Центральной Европы переживал
эпоху Возрождения, характеризующуюся стремительным подъемом в
области техники, науки и культуры.
Большое значение для формирования естествознания как науки
(вторая половина XV – конец XVIII века) имели открытия Леонардо да
Винчи – он набросал схемы вертолета, парашюта, токарных и ткацких
станков, печатных машин, прибора для шлифовки стекла – большинство
его изобретений не имело практического применения в тот период.
Учение
Коперника
–
создание
основ
механики
(его
гелиоцентрическая система мира начало освобождения естествознания
от богословия).
Г.Галилей сформулировал кинетические понятия (скорость,
ускорение), принцип инерции, открыл законы колебания маятника, в
1610 г. сконструировал свой первый микроскоп.
И.Ньютон – сформулировал законы движения планет в качестве
общих законов движения материи.
Большой вклад в процесс сближения химии с медициной внес
Парацельс (явления, происходящие в организме – химические
процессы).
Большой вклад в минералогию внес Г.Агрикола – его классификация
минералов широко использовалась в течение 200 лет.
М.В.Ломоносов положил начало эволюционному направлению в
геологии.
В развитии физики переломную роль сыграли труды Торричелли – он
открыл существование атмосферного давления, создал ртутный
барометр.
Французский физик Б.Паскаль открыл закон о передаче давления в
жидкостях и газах.
Естествоиспытатели того времени стремились объяснить и
электрические явления. Первые наблюдения над действием
электрических сил были сделаны еще Фалесом Милетским в Греции за
600 лет до н. э. Дальнейшее развитие учения об электичестве получило
развитие лишь в 1600 году в трудах Дджильберта – он ввел термин
электрического тела в науку и объяснил свойства электрических тел. В
XVII веке нем. физик Герике обнаружил явление электрического
отталкивания и свечения. В 1747 г. В. Франклин сформулировал закон
сохранения заряда, в 1752 г. доказал, что молния представляет собой
электрическое явление, изобрел громоотвод и плоский конденсатор.
М.В.Ломоносов и Г.В. Рихман в 1745 г. изобрели электрический
измерительный прибор, исследовали атмосферное электричество, (в
1753 г. во время одного из таких опытов Рихман был убит ударом
молнии). М.В.Ломоносов изложил теорию атмосферного электричества.
Ш. Кулон в 1785 г.установил закон Кулона об отсутствии
электризации внутри проводника, подготовив тем самым основу для
элетромагнитостатики.
В области математики в XVII веке крупнейшим достижением было
открытие логарифмов – Дж. Непер и И.Бюрги. Р. Декарт опубликовал в
1673 г. работу «Геометрия», ввел понятие переменной величины и
функции.
Выводы:
В данной лекции рассмотрены следующие вопросы: сущность
научной революции XVII века; основные изобретения этого периода;
состояние различных отраслей естествознания; вклад в науку
выдающихся ученых того времени.