Вопрос 14. Триумф небесной механики. Механический детерминизм как фундамент классического мировоззрения

Иоганн Кеплер сформулировал 3 закона движения планет вокруг Солнца:

1 з-н: «Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце»

2 з-н: «Радиус – вектор, проведенный от Солнца к планете в равные промежутки времени описывают равные площади»

3 з-н: «Квадраты времени обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы средних расстояний от него»

Притяжение Солнца заставляет Землю непрерывно отклоняться от прямолинейного движения по инерции, искривляя ее траекторию и не позволяя улететь в пространство.

Ньютон доказал, что 2ой закон Кеплера равнозначен утверждению, что сила, искривляющая траекторию направлена к солнцу,

А из 3го, что сила обратно пропорциональна квадрату расстояний.

Оказалось, что одна и та же сила, одна и та же причина вызывает и падение яблока, и движение луны по орбите. Сила, с которой солнце притягивает планеты - является частным случаем силы действующей между двумя любыми телами.

Универсальный закон Всемирного тяготения: ”Все тела (матер-ные точки) независимо от их свойств и от свойств среды взаимно притягиваются силой прямо пропорциональной их массам и обратно пропорционально квадрату расстояний между ними”.

На базе Ньютоновской теории удалось объяснить множество явлений:

1)динамику океанских приливов,

2)сферическую приплюснутость земли,

3)сложное движение луны,

4)прецессию земной оси,

5)удалось предсказать очередное появление кометы Галея(1758)

Триумфом небесной механики называют открытие планеты Нептун 1846г. Ее обнаружил немецкий астроном Галле, следуя расчетам француза Леверье (на базе Ньютоновской Теории)

Детерминизм

Поскольку считалось, что все явления механической природы закономерны, значит, все процессы в мире можно свести к переходу частиц из одного состояния в другое. Существующее в данный момент состояние вселенной можно рассматривать как следствие и как причину последующего. А наступление данного события - это переход системы в состояние с данными значениями координат и скоростей частиц. Именно такие события сменяют друг друга в причинно-следственной связи.

В такой форме причинность Ньютоновской механики впервые представил Лаплас, поэтому механический детерминизм часто называют Лапласовским.

Т.е. опираясь на механику ньютона можно в принципе осуществить абсолютно точное однозначное и исчерпывающее описание явлений природы. Лаплас считал случайным то, причину чего мы не знаем. Его ошибочность в том, что абсолютизирована необходимость и игнорирование случайности, это искажает представление о природе.

Основная идея детерминизма в том, что все события (явления) непроизвольны, а подчиняются объективным закономерностям.

Вопрос 15. Фундаментальная симметрия пространства и времени,ее связь с законами сохранения

Симметрия-соразмерность.

На языке науки симметрия какого-либо объекта(молекулы, геометрич.фигуры ,физическ. законов) - совокупность преобразований, оставляющих объект неизменным, инвариантным( например, ньютоновская теория симметрична относительно открытий Галилея).

Оказывается между геометрической симметрией и законами сохранения существует тесная связь. Была установлена связь между сохранением той или иной величины и симметрией рассматриваемой системы. Такую связь дает теорема Нетер: “Каждому преобразованию симметрии соответствует закон сохранения.”

Исходя из этой теоремы, была обнаружена связь между з-ми сохранения импульса, энергии ,момента импульса и свойствами симметрии пространства и времени нашего мира:

Сохранение энергии консервативной системы	Время однородно, т.е. не существует выделенных моментов времени. Симметрия законов природы относительно периодов во времени
Сохранение импульса в замкнутой системе	Пространство однородно, т.е. в нем не существует выделенных точек. Симметрия теории относительно параллельных переносов пространства
Сохранение момента импульса в замкнутой системе	Пространство изотропно, т.е. в нем не существует выделенных направлений. Симметрия закона относительно вращения в пространстве

Законы сохранения в механике Ньютона только для замкнутых систем

1. Закон сохранения импульса: P=mV

2. Закон сохранения момента импульса: L=r p=r mV

3. Закон сохранения энергии: