Физика. Лекция Буданова В.Г.

Буданов. Посмомтрим, как физическое знание развивалось. Какие этапы соответствовали каким представлениям - ерфлекции фс над телом физики. Физика - одной из первых. Самая первая, конечно математика. Физиика - самая древняя наука о природе. Поэтому она... Это и есть хлеб фс науки. Поэтому я предлагаю физикам потерпеть. Остальным коротко расскажу развитие физических представлений. В науке есть этап античной науки. Она строится на совоершенно других лоснвоаниях. М ы её называем наукой, но это другая наука. Эксперимент (целенаправленно) древние на ставили. Они подглядывали за природо.й Поэтому тот период называют натурфс-ским. То есть фс природы. То есть умозрителные заключения. У Аристотеля есть такой закон, что сила приложенная к телу вызывает его движение (скорость.) Де1ствительно, глядя на корабль, ходящий в гавани. Вы видите, что чем больше ветер, тем больше сокрость. Но когда требуется объяснить движение стрелы, выпущенной из лука. Но потом-то стрела свободна. Скорость есть, а силы нет. Для тго, чтобы спасти свой закон, Аристотель предлагает следующее. стрела раздвигает воздух. Сдаи возникает пустота. Воздух туда взрывается и толкает стрелу. Это приём натурфилософии. Если бы Аристотель катался на коньках. Он мог бы, оттлокнувшиь, ехать и ехать - н ов спину ему никто не дует... Движение по инерции этэтот закон не объясняет. Но установившееся движение в вязкой среде объясняет схорошо. Парашютист, камень, падающий в воду... Что было вместо эксперимента? Теоретические построения. Аксиоматический метод. Доказательно-формальный... Затем средневекомье, которое почти не было занято природными задачами. Это скорее развите логики (формлаьной), тоерии аргументации. Формальная логика возникает именно тогда. Третьего не дано - это метод. Эти логики будет переоткрыты в 20-м веке. Схоласты активно работали с бесконечностью. Рассуждали о природе Бога. Давали определения бекгрнечных процедур. Научились опрериовать с бесконечными множествами, чем греки. Подготовили теорию бесконечно малых Ньютона-Лейбинца. Почему физикой не занимались в св.? Это исключительно религиозный вопрос. Законы природы - это низшее начало согласно христианской докритне. Человек должен стремиться к богу. Есть образ болгочеловека. оБращаться к языческим практикам это греховно. По меншей мере, опасно. С эпохи возрождени я- новый этап. Наука вернулась в Европу. Каким образом? Вы занаете, что в 6-м веке после попытки реставлрации язычества. Юлиан какой-то пытался вренуть на паритетных основаниях иудейсткую традицию идеологии христинаства. Юстиниан шестой закрывает академию Плтона (которая просуществовала почти 1000 лет). И предписывает... труды были по монастрыям. Это было своеобразное аутодафе. И Европа остаётся без научных источников. Наука возвращается крестовыми епохождами. В период контаков крестоносцев с арабской цивлиизацией, которая в то время была нп опдъьёме.

Арабский халифат после принятия ислама... Толерантность Ислама предполагала освноение средизменоморской культуры, куда они пришли. Это были эллинские земли. Никто оотуда никого не изгонял. Александрийский маяк был окончательно сожжён только в 9 веке. У арабов были источники. Это основа арабского возрождения. Крестоносцы везут с востока не только пряности, ткани, шёлк, драгоценности. Но и книги. В обратных переводах, с арабского языка, узнают труды аристотеля, архимеда... Встреча со своим прошлым. Коперниканская революция - первый удар. по ... Библии. Возникает гелиоцентрическакя система, которую Коперник вычитал у древних греков.

Они недалеко плавали, поэтому им высокая точность не была нужна. А в эпоху ВГО. Также рождается идея относительности. что можно из одной системы отсчёта... Это шаг к свободе. Человек вышел в открытый космос. Идея космоса родилась в умах людей. Идеологами являеются Френсин Бекон... В то время происходит борьба... между учёными... И были "маги" - с магами решили расстаться. магия записывалась символическим языком со времён Пифагора. То и математику тоеже туда же. А что тогда остаётся? Эксперимент. Отсюда возникает идея, что знание - сила. И что источником знания является эксперимент. И такая фраза: "Природу надо вздёрнуть на дыбу, чтобы выпытать её секреты." Такое отношение к природе - устраивало церковь. Если бы эту фразу произнёс античный фс - его бы сочли сумасшедшим. Отсюда слово "естествоиспытатель" - на самом деле это инквизитор. Далее Рене декрт, который соединяет геометрию греков и алгебру арабов. У него была своя физика - до ньютона. Декарт ворождает теоретическую традицию греков - аксиоматический метод и дедуктивный подход. Это ШХ. Что у него было основой? Из чего всё выводится? Из улик.

Кеплер сумел... из под суда инквизиции свою мать. Эти два подхода, которые мы считаем неотъемлемыми. Тогда они и возникают. Человек, воплощающий в себе идеалы науки нового времени - является Галилей. Галилей шарики скатывает. И в трубу глядит подзорную. С этого времени мы говорим об идеалах науки. И начинаем с этого момента историю науки изучать. А не сгреков. До того говорим о преднауке. Научные знания были, но они были сокрыты в сакральных формах. Хотя и теоремы Пифагора и Фалеса были в Др. Египте... Аристотелем нового времени является ньтон. Онсовной труд "Математические начала натуральной философии". Хотя это натуральная философия - на самом деле, это та физика, к какой мы привыкли. Буду рисовать график.

В левом верхнем квадранте - натурфилософия. Многим ничего не хотелось знатЬ, кроме этой целостной картины. Лишние вещи её разрушали. Люди не хотели смотреть в телескоп/микроскоп, ибо это портило их картинку мира.

Как возникали дисциплины? Дифференциация научных знаний по комплексным ощущениям. Вкус обоняние - ка какой науке?.. Кулинария? Химия? "Вкус горького миндаля - и дальше запись прерывается. Остальные три комплекса. Зрение, слух, осязание. Механика - наука о движении тел в пространстве и времени. Наблюдать

Надо не только видеть, внимать, надо ещё и понимать причину. Представление о силах даёт осязание. Механика ньютона - теоретический комплекс, но быстро обрастает комплексом прикладных дисциплин. Лагранж, Даламбер - сопротивлялись Ньютону, другие формы механики созадавали. Хотя и во многом повторялись. Даже если вы радист, всё равно вы с механики начинаете образование. Все эти категории перекачают потом. Машинная революция. Основа революции 18 века. Не мельница и не станок ткацкий, которые веками передавали как реликвию в семье. А можно едлать новые машины, большиое. Тоже осязание, но тепловые рецепторы. Наука о теплоте. Механика, теплота и (???) Превоначальные представления о тепплен? Вы зазамёрзли, и тянетесь к огню. Перетекание от горячего тела к холодному. что делать? попрыгать, растереть. Первая модель- модель теплорода. Флогистона. Жидкость тепловая, которая перетекает от горячего к холодному. Почему, когда я тру руки друг о другга, от чего возникает теплота? С трением, с работой связано. Эту идею - что механическая эенергия может переходить в тепловую (и наоборот) - флогистон никак не обхъясянет. Эта идея очень продуктивна, и называется "термодинамика". Расширяет наши представления о флогистоне. И поставляет описать перход энергии зи тепловой формы в механическую и обратно. Так возникает теория тепловых двигателей. Так возникает паровая революция 17-18 вв. Почему пар? Дешёвая, рабочая сила. Первая - это революция на транспорте. Потому что по рельсам возить вагоны лошадьми можно, но непродуктивно. Состав не повезёте. Вторая революция - концентрация промышленности в городах. Раньше привязывались к источнику энергии. Теперь еж можно поставить паровой двигатель там, где живут люди. Зрение. Дальнодействие. Действие на расстоянии. Гравитацию можно было бы сюда тоже подставить. но... Оптика, электростатика, магнетизм. Потом они объединяются: электромагнетизм. Макс, Лоренц. НТР 19 века - электрическая - позволяет электрическую энергию перегонять в механическую, тепловую. И наоборот генерировать электрическую за счёт... Динамомашины, или термопары или солнечных батареек. Такое превращение энергии разных форм. В техносфере это даёт транспорт энергии. Теперь не будем возить за собой паровичок, а будем тыкать вилки в розетки. Электрификация. Что будет, если сеть порвётся? Вторая вещь - информационная революция. Не первая информационная революция - изобретение языка - а вторая - письменность, третья - книгопечатание. А это была четвёртая - телеграф, телефон, радио. Что это позволяет? поговорить с соедями?.. Это не саоме важное. Это позволяет необыкновенно ускорить экономическую жизнь человечества. Резко мир становится более целостным. Это идеологические формы воздействия Сегодня пытая рефолюция информационная. Человек становится полноправным участником ифнормационного прсотранства.

То, что мы сейчас описали - 19 век, век электричества, пара... Ни одна революция не завершена. Они только начаты. 20 лет назад ничег подобного мобильника представить нельзя было. Машины, которые сейчас используются - тепловые двигатели, ... Какзлось бы, триумф, мы знаем все законы природы. Что ещё нам надо знать? Кельвин: всё хорошо, мы закрываем исследование природы. Три облачка омрачают наш горизонт. Так, как я рассказывают - так о физике не думают. Они не фиксируют, как они пришли к этим законам. Нет комплексов ощущений. Ньютон полагал, что открызвает замысел Божий. Он был теологом, всё, что он сделал - он сделал за 5 лет.

Ньютон уже тогда понимал, что не надо никаких теплородов. Физика, бойся метафизики.

Огюст конт ссылается на классику, говоря, что метафизиков надо разогнать. Это первая волна - Конт, Спенсер - позитивисты.

Позже выяснилось, что это всё не так очевидно. Одним из проповедников Ньютона был Вольтер на континенте. Машинерия, социальная инженерия, машины - гсоудсраства. Новый левиафан. Люди-винтики... В середине 18 века возникает дарвинизм, и гуманитарии быстро становятся ппоклонниками дарвинизма.

Есть явления, которые требуют использовата ьпару дисциплин. Етсь ли здесь какие-либо проблемы? Не всегда могут состыковаться проблемы независимо возникших дисциплин. Когда начинаете рассуждать по поводу света... Что электромагинатная волна... Что колеблется? Ткань (флаг) Гитара (струна). как только произносите слово волна, у вас должна быть среда. Это механический образ волны. Вообще, всё, что мы можем себе представлять. Эфир - гипотетическая среда, колебания которой и есть свет. Этот эфир искали.

Классические опыты. Земля же движется. Должен быть эфирный ветер. с тех пор прижился термин и сотался. А Эфира нет. Показано, что его нет. Лет 15 занимались решением этой проблемы. Лорец, Пуанкаре. А в 1905 г. эту проблему решил Альберт Эйнштейн. Релятивисткая физика. или теория относительности. На противоречии элекромагнетизма и механики рождается теория относительности. Не удалось совместить образы и формализм этих направлений. На конфликте механика и электромагнетизм пренебрегли самым дорогим - понятиями механики. Пространства и времени. а электромагнетизм сохранили. Так происходит внутридисциплинарная революция. Противоречит ли новая теория классической? Нет, в области макроявлений она совпадает с класической механикой. Если же двигаться со сверхсветовыми скоростями. Или уйти на большие расстояние Принцип соответствия означает, что новая теория не должна отбрасывать предшествующую, а указыват область её применимости. Например, аристотелевский закон работает для установи вшихся движений в вязких жидкостях.

Изменение цвета не удавалось объяснить. Более строго - это излучение абсолютно чёрного света. получала откровенная глупость высвечивалась энергия мгновенно. В 1900 г. Макс Планк: гипотеза кванта. Квант - это минимальная порция излучения на данной частоте. Энергия кванта связана с частотой по опчень просто формуле. 10в-34 Сам планк относился к этому так: гипотеза - ладно, потом объясню. потом Эйнштейн сказал, что это и есть природа света. Первая проблема - квант. Вторая проблема - проблема корпускулярно-волнового дуализма. Здесь начинаются проблемы в новой физике, когда человек не спосоен представить в каваантовой физике класссические понятия. Это возникновение квантовой физики. Развитите будет очень драматичным. Вот электромагнетизм, вот теплота. Кто пострадал?

Пострадало и то и другое. В этой революции - она самая радикальная - пришлось отказаться и от механики, и от магнетизма. Более того, новые понятия которые здесь возникают, обладают свойством непредставимости. Если релятивисткая имеет своим пределом классическую. Квантовая имеет своим пределом классическую. Ноона использует классическую, когда выходит за её пределы. В принцип соответствия добавляется напервый взгляд противоречивая. В квантовой присутствуют макроскопические приборы, которые сами должны бы были квантовой обоъясняться. Вот есть механические явления. Чего здесь не хватает?

Можно пойти назад. Обратное кино механическое. Меаника обратима во времени. П А так ли с тепловыми явлениями... Соберём ваши конспеты, сложим здесь... И костёрчик запалим. Когда здесь горка пепла... Тепловые процессы необратимы во времени. Не только тепло, но и диффузия. Решение этой проблемы... Теплота - это механическое движение огромного количества частиц - это-то обратимо. Это противоречие рождает статистическую физику. Механика и теплота - между ними противоречие. Как оно снимается? А противоречия нет. Снимается оно так: если очень долго ждать, то может быть вернётся. Возникает идея вероятности. Это просто невероятный процесс. Конфликт может решаться за счёт одной стороны, за счёт уничтожения обеих. Общедисциплинарная революция рождения неклассической физики. Классическая отвечает за наблюдаемые макроявления. А неклассическая - это мегамикромир.

Следующий тип позитивизма возникает. Эйнштейн много почерпнул у Маха, который выискивал абсолютные категории в физике. Как атом, время, пространство. Говорил, что это невозможно. Вы не можете это наблюдать. У вас всегда есть аппарат наблюдения. И Эйнштейн переосмысливает классические наблюдения.

Логические позитивизм пытается... Но заканчивается чем? помешанность в языке приводит к идее културы, то есть не всё формализуемо. У вас есть априорные знания. Вторая проблемаН: формальные системы содержащие арифметику содержать утверждения, непроверяемые за конечное число шагов, и нельзя составить алгоритм, который будет проверять. В 20-м веке - теперь уже неклассическая наука наука начинаер развиваться.

Теперь совсем маленький теругольник классическицй - эт онесостоявшийся синтез классический. Нелятивисткая физика, квантовая физика, статистическая физика. Это новые основания. В одной стрелочке. В этой стрелочке есть некий генезис развития науки. Почему надо согласовывать дисциплины. при чём тут комплексы ощущения? Так Макс планк рассуждал. Давайте представлять, что мы - девльфины в цивилизации. Как там выглядела бы цивилизация. Они все играли шариками. а попробуйте играть в биллард поиграть под водой. Вы эти законы инерции не увидите под водой. Зато сплошь и рядом законы аристотеля. аристотель - можно скзать - из цивилизации дельфинов. Вместо механики была бы гидродинамка сразу. Вместо оптики - акустика. С электричеством вообще беда.

Классическую механику Ньтона они отркыли бы втретью очередь. Это не наши асбтрактные зания.

РКФ - релятивитско-квантоваф физика. Маленькие и очень быстрые - такие объектов нв З В ядерной физке и в космических лучах. Это физика ядра + элементарных частиц. Она стала развиваться где-то... Радиоактивность открыли в... А космическиу лучи где-то в 20-е гг. А после войны ускорители начали делать. То, что сейчас в ускорителях гоняют - это передний край фундаментальной науки. Неразрешимых противоречий пока здесь нет.

Бозон ищет новый коллайдер.

Квантовая и статистическая. Вещество, но существенно квантовое.

Конденсированное состояние вещества. Квантовые жидкости. Суверхтекучесть, сверхпроводимост. Квантовые газы, лазерные технологии. Нанотехнологии здесь же сидят. Физика кристаллов, микроэлектроника. Есть ли здесь проблемы? Нет проблем. Делай, фантазируй. Релятивисткая, статистическая физика.

Значит, очень быстрые, огромные масштабы, и их много. Это космология, классическая. Как структура вселенной возникает, как звёзде формируются? Но надо же дальше треугольники рисовать...

РКСФ, РКСФ, РКСФ это финальный синтез. Здесь эти вещи три в одном - одновременно должны проявиться все качества. По очереди уже было. Такое не бывает. В нашей жизни, здесь. Это ранняя (рождение) вселенной. Это можно ещё назвать "Квантовая Космология". Здесь, как раз, всё плохо. Не построена квантовая космология, нни квантовая гравитация. И здесь мучаются физики. Они всегда мучаются. Мазохится. и не очень видно, как их построить. Струны, супрструны. Безумное количество парамтров. Из которых можно всё, что угодно получить. Жту теорию ещё называют терией всего (скромно). Теория всего не построена. А может быть, все специально всех запутали, чтобы зарплату больше получать.

На ранней стадии рождения вселенной. Существует классическая вещь. Большой взрыв. Свет мы видим, как реликтовое излучение. Кстати, католики могут... Пап римский в 47-м году признал теорию БВ. А Галилея оправдали в 70е гг. Моем немного пофантазировать "Что было бы, если бы теори ябыла такова". Оказываеются, существют, несколько мировых констант. Если чуть-чуть пошевелить эти константы, эволюция будет идти совершенно под ругому пути. Какой критерий отпбора теорий? Хоио сапиенс сапиенс. Мы являемся мерой всех вещей - пришли к высказыванию Протагора. Вселенная сопряжена с нами. За нас заточена. Такая теологическая концепция. То, что я рассказал, космологический, антропный принцип. Ещё есть теория инфляции. Многомировая концепция. В теории раздувания, нет пространства и времени. Есть ПВ-пена Пузырьки - зародыши будущих вселенных. Пространство и время рождается "здесь и сейчас" выглядит это как разбегание вселенной. можно понимать это как материю, которую во все стороны лелтит, можно понимать, как рождение пространства в каждой точке. В этой идее возникает образ мультиверсии. Не нашей уникальной, а возможности других вселенных - другие пузырьки взрываются - там, где нас нет.

Эта теория создана андреем... Это на соочественник. Есть мульттиверсия, есть апараллельныме миры. Физики создали массу объектов, с которыми... ничего делать нельзя Кога выдвигается новая гипотеза. Она некоторое время живёт в мире эйдоса... Современна физика сейчас воспарила немного в этим математические миры абстракии. Наука не завершена, появился человек. Видимо, наука будет физически развиваться всё в большей степени с некоторым таким антропологическим элементом. проблемы сознания, а не материи.

Платоновские теории возникают на этих противоречиях. Сейчас появилась тёмная материя, тёмная энергия... тёмные силы... И есть некое замешательство.

Мы на рубеже некоей революции. есть опыт решения проблем. В эпоху становления классической физики. Вы можете вспомнить того, кто говрил, что парадигмы несозимеримы. Они несоизмеримы в одну сторону. Из классики вы не можете представить КФ. А наоборот... Потом появлиась. Когда занимаетесь вселенной, возникает революционная физика. Это объединение дарвинизма и физики. Один побуждает к моделирования физических образов. А физика объясняет, как этот дарвиинизм через физическое к, нек, постнек - Стёпин рассказывал. Человек - средство - объект. Это врнутренний треугольник. всегда предполгается, тчо я могу "подглядеть" ничего не испортив. Обязаны включить средства во большом треугольнике. В разных система длина корабаля летящего будет разной. Вот такой-то импульс электрона. Если хотите что-то однро, другое вы портите. Своими средствами создаёте свойства объхекта. В психологии это понятно.

Есть точная связка человек-свойство-обхект. Если возьмём Аристотеля-Ньютона... Они вам картину мира нарисуют разную. Всё зависит от того, какая вложена... Один и тот же феномер будет объяснять с разных точек зрения. В Противино. Там чуть было Нобеля не получили. Джи-Пси частицы выкидывали, как артефакт.

Мы видим то, что хотим видеть, или то, что привыкли видеть. Говоря одни и теже слова, вы понимаете их по-разному. Когда появился антропный принип...