Периодизация исторических этапов развития физики

В результате изучения данной главы студент должен:

знать

• периодизацию исторических этапов развития физической науки;

уметь

• анализировать особенности современного периода развития физики;

владеть

• навыками оперирования основными понятиями истории и методологии физики.

Ключевые термины: периодизация, предыстория физики, классическая физика, неклассическая физика, постнеклассическая физика.

Как это принято для наук, имеющих длительную историю, исторический процесс развития физической науки можно разбить на несколько периодов. На протяжении каждого из них ее развитие происходило однотипно; научные идеи, методы исследований, связи с обществом были сходны; значение науки как формы общественного сознания менялось мало.

Отметим, что периодизация истории физики не носит абсолютного характера. Возможно существование нескольких вариантов такой периодизации, в зависимости от того, какие отличительные черты автор периодизации считает определяющими для каждого периода. Один из таких вариантов, на наш взгляд наиболее приемлемый для образовательных целей, мы приводим в данном учебнике.

Периоды возникновения и развития физики.

• 1. Предыстория физики (VI в. до н.э. — XVI в. н.э.). Охватывает времена Античности, Средневековья, эпоху Возрождения, доньютоновские годы. Характеризуется близостью и даже слиянием физических и философских представлений о природе, что определяет метафизический склад научного мышления и умозрительный (натурфилософский) характер проводимых исследований.
• 2. Классическая физика (начало XVII — конец XIX в.) идеалом научных изысканий считала построение завершенной, логически непротиворечивой и «самодостаточной» картины мира. В периоде классической физики может быть выделен этап ее становления (начало XVII в. — 80-е гг. XVII в.). В основу физики этого периода (до середины XIX в.) была положена идея редукции (ведения) знаний о природе к фундаментальным принципам и представлениям механики.

Попытки в рамках относящегося к классической физике механического детерминизма объяснить тепловые и электромагнитные явления оказались тщетными. Благодаря введению концепции поля, открытию электромагнитной индукции (М. Фарадей, 1831 г.) и созданию на их основе теории электромагнитного поля (Дж. К. Максвелл, 1864 г.) был заложен фундамент новой электродинамической картины мира.

3. Неклассическая физика (конец XIX — середина XX в.). Развитие физики в конце XIX — начале XX в. показало, что ряд физических явлений и экспериментальных фактов (например, явление фотоэффекта, законы излучения абсолютно черного тела, линейчатые спектры, устойчивость атома) не могли найти адекватного объяснения на основе концепции о непрерывности материи. Это привело к новому, квантово-релятивистскому периоду, именуемому периодом неклассической физики, который допускал справедливость отличающихся друг от друга теоретических описаний одной и той же реальности, например матричной механики В. Гейзенберга и волновой механики Э. Шредингера.

В научный обиход вошли такие понятия, как корпускулярноволновой дуализм, вероятностное описание физических явлений, принципы квантовой суперпозиции, соответствия, дополнительности и др. Случайность и непредсказуемость стали имманентными атрибутами квантово-релятивистской картины мира.

4. Современный период постнеклассической физики (середина XX — начало XXI в.) ознаменован «тектоническими» сдвигами в теоретических и социокультурных основаниях этой науки. Основные ее черты — междисциплинарность научных исследований, глобальный эволюционизм, всестороннее применение в научных исследованиях математики и вычислительной техники, существенное развитие экспериментальной базы и ее индустриализация, широкая международная кооперация исследований.

Современному периоду развития физики соответствует еще одна особенность, которая заключается в признании историчности, а следовательно, принципиальной незавершенности любой научной картины мира. Осознание единства и взаимосвязи всех элементов глобального мирового процесса, характерное для современной науки, ведет к коренной перестройке стиля научного мышления, отказу от господствовавшего в XX в. дуального видения мира и переходу к синкретической системе мышления.

Резюмируя, отметим, что современная физика обладает сложно организованной и сильно разветвленной структурой, которую приближенно можно уподобить могучему дубу с мощным стволом и раскидистой кроной. Известный английский ученый, историк физики и социолог науки Дж. Бернал так писал о развитии новых отраслей науки: «Картина в целом похожа на неопределенно сложное сплетение исследований и открытий, нечто подобное древней перуанской кипу, которая передавала послания при помощи узлов и веревок, связанных в один сложный узел». Их системообразующим началом выступают фундаментальные физические теории, на почве которых разрастается множество научных дисциплин. Эти процессы обусловлены комплексным воздействием как внутренних, так и внешних факторов.

Контрольные вопросы

• 1. Что в истории физики принято называть эпохами?
• 2. Какой период развития физики охватывает ее предыстория?
• 3. Каким был характер проводимых исследований в этот период?
• 4. Что считалось идеалом научных исследований в классической физике?
• 5. Какая магистральная идея лежала в основе классической физики?
• 6. Какие физические явления не удалось адекватно объяснить на основе концепции о непрерывности материи?
• 7. На каком периоде развития физики случайность и непредсказуемость стали неотъемлемыми атрибутами физических исследований?
• 8. Какими особенностями характеризуется современный период развития физики?

Задания для самостоятельной работы

• 1. Международные научные проекты в современной фундаментальной науке.
• 2. Эволюция физической картины мира.
• 3. Характерные особенности постнеклассической физики.
• 4. Разработка собственной периодизации истории физики на основе различных маркеров (например, развития теории или эксперимента, темпы развития, взаимодействие с техникой или военным делом, стабильность теоретических представлений, количества выдающихся ученых, материальные затраты и т. п.).

Рекомендуемая литература

• 1. Баранников, А. А. Основные концепции современной физики: учеб, пособие для вузов / А. А. Баранников, А. В. Фирсов. — М.: Высшая школа, 2006.
• 2. Воронов, В. К. Современная физика / В. К. Воронов, А. В. Подоплелов. — М.: КомКнига, 2005.
• 3. Воронов, В. К. Современная физика: Конденсированное состояние / В. К. Воронов, А. В. Подоплелов. — М.: Эдиториал УРСС, 2008.
• 4. Храмов, Ю. А. История физики. — Киев: Феникс, 2006.
• 5. Бернал, Дж. Наука в истории общества. — М.: ИЛ, 1956.
• 6. Спасский, Б. И. Физика в ее развитии. — М.: Просвещение, 1979.
• 7. Физика XIX—XX вв. в общенаучном и социокультурном контекстах. Физика XIX в. / отв. ред. В. П. Визгин, Л. С. Полак. — М.: Наука, 1995.
• 8. Физика XIX—XX вв. в общенаучном и социокультурном контекстах. Физика XX в. и ее связь с другими разделами естествознания / отв. ред. Г. М. Идлис. — М.: Янус-К, 1997.