08.04. Тема. Еволюція фізичної картини світу

“Звільніть вуха, напружте слух, і від найніжнішого подуву до найгучнішого шуму, від найпростішого звуку до найвищої гармонії, від найпотужнішого пристрасного крику до найтихіших слів розуму – усе це мова природи, що виявляє своє буття, свою силу, своє життя…  Вона дає чудове видовище; чи бачить вона його сама, не знаємо, але вона його дає для нас, а ми, непомічені, дивимося під власним кутом… Перед кожним з’являється вона в особливому виді. Вона ховається під тисячею імен і назв, і все одно та сама. Вона увела мене в життя, воно і поведе. Я довіряю їй. Нехай вона робить зі мною, що забажає…” – так писав про природу німецький поет, мислитель і натураліст Йоганн Вольфганг Гете.

Людина – дитя природи. І вона повинна уміти з нею розмовляти. Але як? Якою мовою? Французький поет Шарль Бодлер писав:

Природа – это храм, где камни говорят,

Хоть часто их язык бывает непонятен.

Вокруг – лес символов, тревожен, необъятен,

И символы на нас с усмешкою глядят.

Мову природи люди розгадали вже давно. Ще Галілей говорив, що “книга природи написана математичними знаками”. У цьому ми не вагаємося і сьогодні, триста років потому.

“Питання доводиться ставити природі мовою математики, – писав Вернер Гейзенберг, – тому що тільки нею можна одержати відповідь”.

Фізика за весь період свого існування – від давньогрецького філософа Аристотеля до наших днів – нерозривно пов’язана не тільки з вивченням конкретних явищ, але й зі створенням цілісної картини світу.

Дуже давно люди цікавилися тим, як улаштований світ, у якому вони живуть, і питали у мудреців: яку форму має Земля? На чому вона тримається? Спочатку відповіді були зовсім фантастичними. Наприклад, у Давній Індії були упевнені, що Землю підтримують чотири слони, які стоять на гігантській черепасі.

Існувала думка, що небо – величезний купол, що перекриває Землю. До купола прикріплені зірки, і по ньому в колісницях роз’їжджають Сонце (удень) і Місяць (уночі). Існувала легенда, що якийсь мандрівник, дійшовши до краю Землі, переконався в цьому особисто.

Аристотель узагальнив роботи давньогрецьких філософів і математиків, визнавши кулястість Землі. За часів Аристотеля, крім Місяця і Сонця, було відомо ще п’ять небесних тіл, які певним чином пересувалися по небозводу. Ця картина світу стала основою світорозуміння майже на 2000 років, до появи праць Коперніка.

Аристотель обгрунтовував геоцентризм у такий спосіб: Земля є важким тілом, а природним місцем для важких тіл є центр Всесвіту; як показує досвід, усі важкі тіла падають прямовисно, а оскільки вони рухаються до центра світу, Земля знаходиться в центрі.

Видатний польський астроном Микола Копернік у своїй книзі “Про обертання небесних сфер” доводив, що Всесвіт улаштований зовсім не так, як багато століть стверджувала релігія. Оскільки в центрі світу Копернік помістив Сонце, то цю систему стали називати геліоцентричною.

Учення Коперніка було визнано не відразу. Ми знаємо, що за вироком інквізиції 1600 року видатний італійський філософ, послідовник Коперніка Джордано Бруно був спалений у Римі.

1633 року Галілей постав перед судом інквізиції. Старого вченого змусили підписати “зречення” від своїх поглядів і до кінця життя тримали під наглядом інквізиції.

Картина світу Коперніка відіграла винятково важливу роль у розвитку фізики, астрономії й усього природознавства.

І в епоху античності, й у XVII столітті визнавалася важливість вивчення руху небесних світил. Але якщо для давніх греків дана проблема мала більш філософське значення, то для XVII століття визначальним був аспект практичний. Розвиток мореплавання обумовлював необхідність розробки більш точних астрономічних таблиць для навігації порівняно з тими, що були потрібні для астрологічних цілей.

Знайти розв’язок зміг лише Ньютон, який завдяки відкриттю закону всесвітнього тяжіння і трьох основних законів механіки оформив все, що було відомо в механіці, у вигляді цілісної наукової теорії.

Вершиною наукової творчості І. Ньютона стала його безсмертна праця “Математичні початки натуральної філософії”, вперше опублікованої 1687 року. У ній він узагальнив результати, отримані його попередниками, і свої власні дослідження й розробив єдину упорядковану систему земної і небесної механіки, що лягла в основу всієї класичної фізики.

Картина світу за Ньютоном стала основою для багатьох технічних досягнень протягом тривалого часу. На її основі постало багато методів наукових досліджень у різних галузях природознавства.

На початку XX сторіччя вчені почали вивчати зірки. З’ясувалося, що “горіння” цих гігантських сполук пов’язано зі структурою й особливостями найменших на той час об’єктів – атомних ядер. Процеси, що забезпечують “горіння” Сонця, обумовлені термоядерними реакціями.

Термоядерні реакції відіграють вирішальну роль в еволюції хімічного складу речовини у Всесвіті. Усі ці реакції супроводжуються виділенням енергії, що забезпечує випромінювання зірками світла протягом мільярда років.

Здійснення керованих термоядерних реакцій на Землі обіцяє людству нове практично невичерпне джерело енергії, що здатне вирішити енергетичну проблему людства.

10 вересня 2008 року відбувся офіційний запуск Великого адронного колайдера. Розташований він у науково-дослідному центрі Європейської ради ядерних досліджень на кордоні Швейцарії та Франції.

Великий адронний колайдер, чи просто ВАК, є прискорювачем заряджених частинок, призначений для розгону й зіткнення адронів.

Для чого ж потрібний ВАК? За допомогою колайдера вчені сподіваються більше довідатися про елементарні частинки. На практиці підтвердити чи спростувати, наприклад, теорію “Великого вибуху”. Дізнатися, нарешті, звідки ж узявся наш Всесвіт.

Учені вважають, що експеримент дозволить у мініатюрі відтворити “Великий вибух”, який 13,7 мільярдів років тому поклав початок Всесвіту. Крім цього, вони сподіваються знайти дві нові частинки, невідомі раніше людству, й, зрештою, відкрити шлях до подорожей у часі.

Отже, сучасна фізика демонструє нам єдність природи. Але все-таки багато чого нам дізнатися ще не удалося. Сьогодні вчені упевнені: щоб остаточно одержати сучасну картину світу, аби вирішити нові загадки Всесвіту, потрібно розгадати властивості елементарних частинок, поєднати разом мега – і мікросвіт.

Одного разу, перебуваючи в гостях у друзів, Ейнштейн познайомився з 18-літньою дівчиною. “А хто Ви, власне кажучи, за фахом?” – запитала дівчина сивоволосого вченого. “Я присвятив себе вивченню фізики”, – відповів Ейнштейн. “Як, у такому віці Ви ще вивчаєте фізику? – здивувалася вона. – Я, наприклад, розпрощалася з нею ще понад рік тому”.

Не поспішайте “прощатися” з фізикою. Фізика робить людину не тільки розумнішою, але й сильнішою. Саме вона допомогла людині позбутися первісного страху і знайти спільну мову з природою…

Дом.завдання: опрацювати тему