реферат КСЕ


ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Российская академия народного хозяйства и государственной службы
при Президенте Российской Федерации»
Воронежский филиал
Международно-правовой факультет
Кафедра экономики, финансов и менеджмента
РЕФЕРАТ
На тему: «Научный метод и его разработки в трудах Г.Галилея, Р.Декарта, И.Ньютона, Д.Максвелла, А.Эйнштейна, Н.Бора, П.Капицы»
Выполнил:
Сухорукова А.А., 1 курс, БМО
Проверил:
Камышников А.И., к.н.т., доц.
Воронеж
2015
Содержание
Введение………………………………………………………………………………….…. 3
Определение научного метода…………………………………………………………..… 4
Научный метод и его разработки в трудах Г.Галилея……………………………….…... 7
Научный метод и его разработки в трудах Р.Декарта…………………………….…….. 8
Научный метод и его разработки в трудах И.Ньютона………………………………..… 9
Научный метод и его разработки в трудах Д.Максвелла………………………………..11
Научный метод и его разработки в трудах А.Эйнштейна……...……………………..…13
Научный метод и его разработки в трудах Н.Бора…………………………………….…15
Научный метод и его разработки в трудах П.Капицы……………………………….…..17
Заключение……………………………………………………………………………….…19
Список используемых источников…………………………………………………….….20
Введение
Современная наука развивается очень быстрыми темпами, в настоящее время объем научных знаний удваивается каждые 10-15 лет. Около 90 % всех ученых когда-либо живших на Земле являются нашими современниками. За какие-то 300 лет, а именно такой возраст современной науки, человечество сделало такой огромный рывок, который даже и не снился нашим предкам (около 90 % всех научно-технических достижений были сделаны в наше время). Весь окружающий нас мир показывает какого прогресса достигло человечество. Именно наука явилась главной причиной столь бурно протекающей НТР, перехода к постиндустриальному обществу, повсеместному внедрению информационных технологий, появления «новой экономики», для которой не действуют законы классической экономической теории, начала переноса знаний человечества в электронную форму, столь удобную для хранения, систематизации, поиска и обработки, и мн.др. Все это убедительно доказывает, что основная форма человеческого познания – наука в наши дни становиться все более и более значимой и существенной частью реальности.
Однако наука не была бы столь продуктивной, если бы не имела столь присущую ей развитую систему методов, принципов и императивов познания. Именно правильно выбранный метод наряду с талантом ученого помогает ему познавать глубинную связь явлений, вскрывать их сущность, открывать законы и закономерности. Количество методов, которые разрабатывает наука для познания действительности постоянно увеличивается. Точное их количество, пожалуй, трудно определить. Ведь в мире существует около 15000 наук и каждая из них имеет свои специфические методы и предмет исследования. Вместе с тем все эти методы находятся в диалектической связи с общенаучными методами, которые они, как правило, содержат в различных сочетаниях и со всеобщим, диалектическим методом. Это обстоятельство является одной из причин, которые определяют важность наличия философский знаний у любого ученого. Ведь именно философия как наука «о наиболее общих закономерностях бытия и развития мира» занимается изучением тенденций и путей развития научного познания, его структуры и методов исследования, рассматривая их через призму своих категорий, законов и принципов. В добавок ко всему философия наделяет ученого тем всеобщим методом, без которого невозможно обойтись в любой области научного познания.

Определение научного метода
Научный метод — совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки.
Метод включает в себя способы исследования феноменов, систематизацию, корректировку новых и полученных ранее знаний. Умозаключения и выводы делаются с помощью правил и принципов рассуждения на основе эмпирических (наблюдаемых и измеряемых) данных об объекте. Базой получения данных являются наблюдения и эксперименты. Для объяснения наблюдаемых фактов выдвигаются гипотезы и строятся теории, на основании которых в свою очередь строится математическое описание — модель изучаемого объекта.
Построение математической модели позволяет систематизировать существующие данные и сформулировать прогнозы, необходимые для поиска новых. Ярким примером этого является таблица Менделеева, по которой было прогнозировано существование множества ранее неизвестных элементов.
Полученные из свойств математической модели прогнозы, проверяются экспериментом или сбором новых фактов.
Важной стороной научного метода, его неотъемлемой частью для любой науки, является требование объективности, исключающее субъективное  толкование результатов. Не должны приниматься на веру какие-либо утверждения, даже если они исходят от авторитетных учёных. Для обеспечения независимой проверки проводится документирование наблюдений, обеспечивается доступность для других учёных всех исходных данных, методик и результатов исследований. Это позволяет не только получить дополнительное подтверждение путём воспроизведения экспериментов, но и критически оценить степень адекватности экспериментов и результатов по отношению к проверяемой теории.
Отдельные части научного метода применялись ещё философами древней Греции. Ими были разработаны правила логики и принципы ведения спора. При этом выводам, полученным в результате рассуждений, отдавалось предпочтение по сравнению с наблюдаемой практикой. Знаменитым примером предпочтения рассуждения над практикой является утверждение, что быстроногий  Ахиллес никогда не догонит черепаху.
Вершиной развития логики высказываний стала софистика. Однако целью софистов была не столько истина, сколько победа в судебных процессах, где формализм превышал любой другой подход.
Сократ создал сократический метод ведения спора. В противовес софистам, которые пытались навязать и доказать свою точку зрения, Сократ пытался наводящими вопросами заставить оппонента самостоятельно прийти к новым выводам и изменить свои первоначальные взгляды. Сократ считал свой метод искусством извлекать скрытое в каждом человеке знание с помощью наводящих вопросов. Ему приписывают высказывание о том, что в споре рождается истина.
Виды научного метода
Теоретический научный метод
Теории
Тео́рия (др.-греч. θεωρία «рассмотрение, исследование») — система знаний, обладающая предсказательной силой в отношении какого-либо явления. Теории формулируются, разрабатываются и проверяются в соответствии с научным методом.
Стандартный метод проверки теорий — прямая экспериментальная проверка («эксперимент — критерий истины»). Однако часто теорию нельзя проверить прямым экспериментом (например, теорию о возникновении жизни на Земле), либо такая проверка слишком сложна или затратна (макроэкономические и социальные теории), и поэтому теории часто проверяются не прямым экспериментом, а по наличию предсказательной силы — то есть если из неё следуют неизвестные/незамеченные ранее события, и при пристальном наблюдении эти события обнаруживаются, то предсказательная сила присутствует.Гипотезы
Гипо́теза (от др.-греч. ὑπόθεσις — «основание», «предположение») — недоказанное утверждение, предположение или догадка.
Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров) и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт (см. теорема, теория), или же опровергают (например, указывая контрпример), переводя в разряд ложных утверждений.
Недоказанная и неопровергнутая гипотеза называется открытой проблемой.
Научные законы
Зако́н — вербальное и/или математически сформулированное утверждение, которое описывает соотношения, связи между различными научными понятиями, предложенное в качестве объяснения фактов и признанное на данном этапе научным сообществом согласующимся с экспериментальными данными. Непроверенное научное утверждение называют гипотезой.
Научное моделирование
Моделирование — это изучение объекта посредством моделей с переносом полученных знаний на оригинал. Предметное моделирование — создание моделей уменьшенных копий с определёнными свойствами, дублирующими оригинальные. Мысленное моделирование — с использованием мысленных образов. Знаковое или символическое — представляет собой использование формул, чертежей. Компьютерное — компьютер является и средством, и объектом изучения, моделью является компьютерная программа.
Эмпирический научный метод
Эксперименты
Экспериме́нт (от лат. experimentum — проба, опыт) в научном методе — набор действий и наблюдений, выполняемых для проверки (истинности или ложности) гипотезы или научного исследования причинных связей между феноменами. Эксперимент является краеугольным камнем эмпирического подхода к знанию. Критерий Поппера выдвигает в качестве главного отличия научной теории от псевдонаучной возможность постановки эксперимента, прежде всего такого, который может дать опровергающий эту теорию результат. Одно из главных требований к эксперименту — его воспроизводимость.
Эксперимент делится на следующие этапы:
Сбор информации;
Анализ;
Выработка гипотезы, чтобы объяснить явление;
Разработка теории, объясняющей феномен, основанный на предположениях, в более широком плане.
Научные исследования
Научное исследование — процесс изучения результатов наблюдений, экспериментов, концептуализации и проверки теории, связанный с получением научных знаний.
Виды исследований:
Фундаментальное исследование, предпринятое главным образом, чтобы производить новые знания независимо от перспектив применения.
Прикладное исследование.
Наблюдения
Наблюдение — это целенаправленный процесс восприятия предметов действительности, результаты которого фиксируются в описании. Для получения значимых результатов необходимо многократное наблюдение.
Виды:
непосредственное наблюдение, которое осуществляется без применения технических средств;
опосредованное наблюдение — с использованием технических устройств.
Измерения
Измерение — это определение количественных значений свойств объекта с использованием специальных технических устройств и единиц измерения.
Научный метод и его разработки в трудах Г.ГалилеяГалиле́о Галиле́й — итальянский физик, механик,астроном, философ и математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Он первым использовал телескоп для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Галилей — основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами он убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики.
При жизни был известен как активный сторонник гелиоцентрической системы мира, что привело Галилея к серьёзному конфликту с католической церковью
Хотя в древней Греции были замечательные инженеры (Архимед, Герон и другие), сама идея экспериментального метода познания, который должен дополнять и подтверждать дедуктивно-умозрительные построения, была чужда аристократическому духу античной физики. В Европе ещё в XIII веке Роберт Гроссетест и Роджер Бэкон призвали к созданию экспериментальной науки, которая на математическом языке сможет описать природные явления, однако до Галилея в реализации этой идеи не было существенного продвижения: научные методы мало отличались от теологических, и ответы на научные вопросы по-прежнему искали в книгах древних авторитетов. Научная революция в физике начинается с Галилея.
Галилей считается одним из основателей механицизма. Этот научный подход рассматривает Вселенную как гигантский механизм, а сложные природные процессы — как комбинации простейших причин, главная из которых — механическое движение. Анализ механического движения лежит в основе работ Галилея. Для проектирования эксперимента и для осмысления его результатов нужна некоторая предварительная теоретическая модель исследуемого явления, и основой её Галилей считал математику, выводы которой он рассматривал как самое достоверное знание: книга природы «написана на языке математики»; «Тот, кто хочет решать вопросы естественных наук без помощи математики, ставит неразрешимую задачу. Следует измерять то, что измеримо, и делать измеримым то, что таковым не является.»Опыт Галилей рассматривал не как простое наблюдение, а как осмысленный и продуманный вопрос, заданный природе. Он допускал и мысленные эксперименты, если их результаты не вызывают сомнений. При этом он ясно представлял, что сам по себе опыт не даёт достоверного знания, и полученный от природы ответ должен подвергнуться анализу, результат которого может привести к переделке исходной модели или даже к замене её на другую. Таким образом, эффективный путь познания, по мнению Галилея, состоит в сочетании синтетического (в его терминологии, композитивный метод) и аналитического (резолютивный метод), чувственного и абстрактного. Эта позиция, поддержанная Декартом, с этого момента утвердилась в науке. Тем самым наука получила свой метод, собственный критерий истины и светский характер.
Научный метод и его разработки в трудах Р.ДекартаРене́ Дека́рт — французский философ, математик, механик, физик и физиолог, создатель аналитической геометрии и современной алгебраической символики, автор метода радикального сомнения в философии, механицизма в физике, предтеча рефлексологии. Начальное образование Декарт получил в иезуитском колле́же Ла Флеш, где его учителем был Жан Франсуа. В коллеже Декарт познакомился с Мареном Мерсенном (тогда — учеником, позже — священником), будущим координатором научной жизни Франции. Религиозное образование только укрепило в молодом Декарте скептическое отношение к тогдашним философским авторитетам. Позже он сформулировал свой метод познания: дедуктивные (математические) рассуждения над результатами воспроизводимых опытов.
Исходной точкой рассуждений Декарта является поиск несомненных оснований всякого знания. В эпоху Возрождения Монтень и Шаррон пересадили во французскую литературу скептицизм греческой школы Пиррона.
Ничего общего ни с эмпиризмом, ни с мистицизмом Декарт не имел. Если он искал высшего абсолютного принципа знания в непосредственном самосознании человека, то речь шла не о каком-либо мистическом откровении неведомой основы вещей, а о ясном, аналитическом раскрытии самой общей, логически неопровержимой истины. Её открытие являлось для Декарта условием преодоления сомнений, с которыми боролся его ум.
Таким образом, найден был Декартом первый твёрдый пункт для построения его миросозерцания — не требующая никакого дальнейшего доказательства основная истина нашего ума. От этой истины уже можно, по мнению Декарта, пойти далее к построению новых истин.
Прежде всего, разбирая смысл положения «cogito, ergo sum», Декарт устанавливает критерий достоверности. Почему известное положение ума безусловно достоверно? Никакого другого критерия, кроме психологического, внутреннего критерия ясности и раздельности представления, мы не имеем. В нашем бытии как мыслящего существа убеждает нас не опыт, а лишь отчётливое разложение непосредственного факта самосознания на два одинаково неизбежных и ясных представления, или идеи, — мышления и бытия. Против силлогизма как источника новых знаний Декарт вооружается почти так же энергично, как ранее Бэкон, считая его не орудием открытия новых фактов, а лишь средством изложения истин уже известных, добытых другими путями. Соединение упомянутых идей в сознании есть, таким образом, не умозаключение, а синтез, есть акт творчества, так же как усмотрение величины суммы углов треугольника в геометрии. Декарт первый намекнул на значение вопроса, игравшего затем главную роль у Канта, — именно вопроса о значении априорных синтетических суждений.
Научный метод и его разработки в трудах И.НьютонаСэр Исаа́к Нью́тон (или Ньюто́н)— английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета, заложил основы современной физической оптики, создал многие другие математические и физические теории.
С работами Ньютона связана новая эпоха в физике и математике. Он завершил начатое Галилеем создание теоретической физики, основанной, с одной стороны, на опытных данных, а с другой — на количественно-математическом описании природы. В математике появляются мощные аналитические методы. В физике основным методом исследования природы становится построение адекватных математических моделей природных процессов и интенсивное исследование этих моделей с систематическим привлечением всей мощи нового математического аппарата. Последующие века доказали исключительную плодотворность такого подхода.
Ньютон решительно отверг популярный в конце XVII века подход Декарта и его последователей-картезианцев, который предписывал при построении научной теории вначале «проницательностью ума» найти «первопричины» исследуемого явления. На практике этот подход часто приводил к выдвижению надуманных гипотез о «субстанциях» и «скрытых свойствах», не поддающихся опытной проверке. Ньютон считал, что в «натуральной философии» (то есть физике) допустимы только такие предположения («принципы», сейчас предпочитают название «законы природы»), которые прямо вытекают из надёжных экспериментов, обобщают их результаты; гипотезами же он называл предположения, недостаточно обоснованные опытами. «Всё…, что не выводится из явлений, должно называться гипотезою; гипотезам же метафизическим, физическим, механическим, скрытым свойствам не место в экспериментальной философии». Примерами принципов служат закон тяготения и 3 закона механики в «Началах»; слово «принципы» (Principia Mathematica, традиционно переводимое как «математические начала») содержится и в названии его главной книги.
В письме к Пардизу Ньютон сформулировал «золотое правило науки»:
Лучшим и наиболее безопасным методом философствования, как мне кажется, должно быть сначала прилежное исследование свойств вещей и установление этих свойств с помощью экспериментов, а затем постепенное продвижение к гипотезам, объясняющим эти свойства. Гипотезы могут быть полезны лишь при объяснении свойств вещей, но нет необходимости взваливать на них обязанности определять эти свойства вне пределов, выявленных экспериментом… ведь можно изобрести множество гипотез, объясняющих любые новые трудности.
Такой подход не только ставил вне науки умозрительные фантазии (например, рассуждения картезианцев о свойствах «тонких материй», будто бы объясняющих электромагнитные явления), но был более гибким и плодотворным, потому что допускал математическое моделирование явлений, для которых первопричины ещё не обнаружены. Это и произошло с тяготением и теорией света — их природа прояснилась гораздо позже, что не мешало успешному многовековому применению ньютоновских моделей.
Знаменитая фраза «гипотез не измышляю», конечно, не означает, что Ньютон недооценивал важность нахождения «первопричин», если они однозначно подтверждаются на опыте. Полученные из эксперимента общие принципы и следствия из них должны также пройти опытную проверку, которая может привести к корректировке или даже смене принципов. «Вся трудность физики… состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления».
Свой научный метод Ньютон сформулировал в книге «Оптика»:
Как в математике, так и при испытании природы, при исследовании трудных вопросов, аналитический метод должен предшествовать синтетическому. Этот анализ заключается в том, что из экспериментов и наблюдений посредством индукции выводят общие заключения и не допускают против них никаких возражений, которые не исходили бы из опытов или других надёжных истин. Ибо гипотезы не рассматриваются в экспериментальной философии. Хотя полученные посредством индукции из экспериментов и наблюдений результаты не могут ещё служить доказательством всеобщих заключений, всё же это — наилучший путь делать заключения, который допускает природа вещей.
В 3-ю книгу «Начал» (начиная со 2-го издания) Ньютон поместил ряд методических правил, направленных против картезианцев; первый из них — вариант «бритвы Оккама»:
   Правило I. Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений… природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей…
   Правило IV. В опытной физике предложения, выведенные из совершающихся явлений с помощью наведения [индукции], несмотря на возможность противных им предположений, должны быть почитаемы за верные или в точности, или приближённо, пока не обнаружатся такие явления, которыми они ещё более уточняются или же окажутся подверженными исключениям.
Механистические взгляды Ньютона оказались неверны — не все явления природы вытекают из механического движения. Однако его научный метод утвердился в науке. Современная физика успешно исследует и применяет явления, природа которых ещё не выяснена (например, элементарные частицы). Начиная с Ньютона, естествознание развивается, твёрдо уверенное в том, что мир познаваем, потому что природа устроена по простым математическим принципам. Эта уверенность стала философской базой для грандиозного прогресса науки и технологии.
Научный метод и его разработки в трудах Д. Максвелла
Джеймс Клерк Ма́ксвелл — британский физик, математик и механик. Шотландец по происхождению. Член Лондонского королевского общества (1861). Максвелл заложил основы современной классической электродинамики (уравнения Максвелла), ввёл в физику понятия тока смещения и электромагнитного поля, получил ряд следствий из своей теории (предсказание электромагнитных волн, электромагнитная природа света, давление света и другие). Один из основателей кинетической теории газов (установил распределение молекул газа по скоростям). Одним из первых ввёл в физику статистические представления, показал статистическую природу второго начала термодинамики («демон Максвелла»), получил ряд важных результатов в молекулярной физике и термодинамике (термодинамические соотношения Максвелла, правило Максвелла для фазового перехода жидкость — газ и другие). Пионер количественной теории цветов; автор принципа цветной фотографии. Среди других работ Максвелла — исследования по механике (фотоупругость, теорема Максвелла в теории упругости, работы в области теории устойчивости движения, анализ устойчивости колец Сатурна), оптике, математике. Он подготовил к публикации рукописи работ Генри Кавендиша, много внимания уделял популяризации науки, сконструировал ряд научных приборов. Хотя вклад Максвелла в развитие физики (особенно электродинамики) не был оценён должным образом при его жизни, в последующие годы росло осознание истинного места его трудов в истории науки. Многие крупные учёные отмечали это в своих оценках. Так, Макс Планк обратил внимание на универсализм Максвелла как учёного:
Великие мысли Максвелла не были случайностью: они, естественно, вытекали из богатства его гения; лучше всего это доказывается тем обстоятельством, что он был первооткрывателем в самых разнообразных отраслях физики, и во всех её разделах он был знатоком и учителем.
Однако, по мнению Планка, именно работы Максвелла по электромагнетизму являются вершиной его творчества:
…в учении об электричестве его гений предстаёт перед нами в своём полном величии. Именно в этой области после многолетней тихой исследовательской работы на долю Максвелла выпал такой успех, который мы должны причислить к наиболее удивительным деяниям человеческого духа. Ему удалось выманить у природы в результате одного лишь чистого мышления такие тайны, которые лишь спустя целое поколение и лишь частично удалось показать в остроумных и трудоёмких опытах.
На важность концепции поля в творчестве Максвелла указывали в своей популярной книге «Эволюция физики» Альберт Эйнштейн и Леопольд Инфельд:
Формулировка этих уравнений [то есть уравнений Максвелла] является самым важным событием со времени Ньютона не только вследствие ценности их содержания, но и потому, что они дают образец нового типа законов. Характерную особенность уравнений Максвелла, которая проявляется и во всех других уравнениях современной физики, можно выразить в одном предложении: уравнения Максвелла суть законы, выражающие структуру поля… Теоретическое открытие электромагнитной волны, распространяющейся со скоростью света, является одним из величайших достижений в истории науки. Эйнштейн также признал, что «теория относительности обязана своим возникновением уравнениям Максвелла для электромагнитного поля». Стоит также отметить, что теория Максвелла была первой калибровочно-инвариантной теорией. Она дала толчок дальнейшему развитию принципа калибровочной симметрии, который лежит в основе современной Стандартной модели. Наконец, заслуживают упоминания многочисленные практические приложения электродинамики Максвелла, дополненной концепцией максвелловского тензора напряжений. Это расчёт и создание промышленных установок, и использование радиоволн, и современное численное моделирование электромагнитного поля в сложных системах.
На момент смерти Максвелл был известен прежде всего благодаря вкладу в молекулярно-кинетическую теорию, в разработке которой был признанным лидером. Большое значение в развитии науки, помимо множества конкретных результатов в этой области, имела разработка Максвеллом статистических методов, приведших в итоге к развитию статистической механики. Сам термин «статистическая механика» был введён Максвеллом в 1878 году. Ярким примером понимания важности такого подхода является статистическое толкование второго начала термодинамики и парадокс «демона Максвелла», повлиявшие на формулировку уже в XX веке теории информации. Методы Максвелла в теории процессов переноса также нашли плодотворное развитие и применение в современной физике в работах Поля Ланжевена, Сидни Чепмена, Давида Энскога , Джона Леннард-Джонса и других.
Труды Максвелла по теории цветов заложили основы методов точного количественного определения цветов, получаемых в результате смешения. Эти результаты были использованы Международной комиссией по освещению при разработке цветовых диаграмм с учетом, как спектральных характеристик цветов, так и уровня их насыщенности. Анализ устойчивости колец Сатурна, проведённый Максвеллом, и его работы по кинетической теории находят своё продолжение не только в современных подходах к описанию особенностей строения колец, многие из которых ещё не объяснены, но и в описании похожих астрофизических структур (например, аккреционных дисков). Более того, идеи Максвелла об устойчивости систем частиц нашли применение и развитие в совершенно иных областях — анализе динамики волн и заряженных частиц в кольцевых ускорителях, плазме, нелинейных оптических средах и так далее (системы уравнений Власова — Максвелла, Шрёдингера — Максвелла, Вигнера — Максвелла).
В качестве итоговой оценки вклада Максвелла в науку уместно привести слова лорда Рэлея (1890):
Можно не сомневаться, что последующие поколения будут рассматривать как высшее достижение в этой области [то есть в области электромагнетизма] его электромагнитную теорию света, благодаря которой оптика становится разделом электричества. …лишь немного менее важным, если вообще менее важным, чем его труды по электричеству, было участие Максвелла в развитии динамической теории газов…
Научный метод и его разработки в трудах А.ЭйнштейнаАльбе́рт Эйнште́йн  — физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года, общественный деятель-гуманист. Жил в Германии (1879—1893, 1914—1933), Швейцарии (1893—1914) и США (1933—1955). Почётный доктор около 20 ведущих университетов мира, член многих Академий наук, в том числе иностранный почётный член АН СССР (1926).
Эйнштейн — автор более 300 научных работ по физике, а также около 150 книг и статей в области истории и философии науки, публицистики и др. Он разработал несколько значительных физических теорий. Он также предсказал «квантовую телепортацию», предсказал и измерил гиромагнитный эффект Эйнштейна — де Хааза. С 1933 года работал над проблемами космологии и единой теории поля. Активно выступал против войны, против применения ядерного оружия, за гуманизм, уважение прав человека, взаимопонимание между народами.
Эйнштейну принадлежит решающая роль в популяризации и введении в научный оборот новых физических концепций и теорий. В первую очередь это относится к пересмотру понимания физической сущности пространства и времени и к построению новой теории гравитации взамен ньютоновской. Эйнштейн также, вместе с Планком, заложил основы квантовой теории. Эти концепции, многократно подтверждённые экспериментами, образуют фундамент современной физики.
1905 год вошёл в историю физики как «Год чудес». В этом году «Анналы физики» опубликовал три выдающиеся статьи Эйнштейна, положившие начало новой научной революции:
«К электродинамике движущихся тел». С этой статьи начинается теория относительности.
«Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света». Одна из работ, заложивших фундамент квантовой теории.
«О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты» — работа, посвящённая броуновскому движению и существенно продвинувшая статистическую физику.
Эйнштейну часто задавали вопрос: как ему удалось создать теорию относительности? Полушутя, полувсерьёз он отвечал:
Почему именно я создал теорию относительности? Когда я задаю себе такой вопрос, мне кажется, что причина в следующем. Нормальный взрослый человек вообще не задумывается над проблемой пространства и времени. По его мнению, он уже думал об этой проблеме в детстве. Я же развивался интеллектуально так медленно, что пространство и время занимали мои мысли, когда я стал уже взрослым. Естественно, я мог глубже проникать в проблему, чем ребёнок с нормальными наклонностями.
Специальная теория относительности
Эйнштейн пришёл к выводу, что нелепо привлекать понятие эфира только для того, чтобы доказать невозможность его наблюдения, и что корень проблемы лежит не в динамике, а глубже — в кинематике. В упомянутой выше основополагающей статье «К электродинамике движущихся тел» он предложил два постулата: всеобщий принцип относительности и постоянство скорости света; из них без труда выводятся лоренцево сокращение, формулы преобразования Лоренца, относительность одновременности, ненужность эфира, новая формула сложения скоростей, возрастание инерции со скоростью и т. д. В другой его статье, которая вышла в конце года, появилась и формула , определяющая связь массы и энергии.
Многие видные физики остались верными классической механике и концепции эфира. При этом некоторые из них (например, сам Лоренц) не отвергали результатов специальной теории относительности, однако интерпретировали их в духе теории Лоренца, предпочитая смотреть на пространственно-временную концепцию Эйнштейна-Минковского как на чисто математический приём.
Квантовая теория
Эйнштейн выдвинул тезис, что не только излучение, но и распространение и поглощение света дискретны; позднее эти порции (кванты) получили название фотонов. Этот тезис позволил ему объяснить две загадки фотоэффекта: почему фототок возникал не при всякой частоте света, а только начиная с определённого порога, зависящего только от вида металла, а энергия и скорость вылетающих электронов зависели не от интенсивности света, а только от его частоты. Теория фотоэффекта Эйнштейна с высокой точностью соответствовала опытным данным, что позднее подтвердили эксперименты Милликена (1916).
Первоначально эти взгляды встретили непонимание большинства физиков, даже Планка Эйнштейну пришлось убеждать в реальности квантов. Постепенно, однако, накопились опытные данные, убедившие скептиков в дискретности электромагнитной энергии. Последнюю точку в споре поставил эффект Комптона (1923).
В 1907 году Эйнштейн опубликовал квантовую теорию теплоёмкости (старая теория при низких температурах сильно расходилась с экспериментом). Позже (1912) Дебай, Борн и Карман уточнили теорию теплоёмкости Эйнштейна, и было достигнуто отличное согласие с опытом.
Научный метод и его разработки в трудах Н.БораНильс Хе́нрик Дави́д Бор  — датский физик-теоретик и общественный деятель, один из создателей современной физики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1922). Член Датского королевского общества (1917) и его президент с 1939 года. Был членом более чем 20 академий наук мира, в том числе иностранным почётным членом Академии наук СССР (1929; членом-корреспондентом — с 1924).
Бор известен как создатель первой квантовой теории атома и активный участник разработки основ квантовой механики. Он также внёс значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой.
Несмотря на большую занятость административными делами, Бор продолжал развивать свою теорию, пытаясь обобщить её на случай более сложных атомов, например, гелия. В 1918 году в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор сформулировал количественно так называемый принцип соответствия, связывающий квантовую теорию с классической физикой. Впервые идея соответствия возникла ещё в 1913 году, когда Бор использовал мысль о том, что переходы между стационарными орбитами с большими квантовыми числами должны давать излучение с частотой, совпадающей с частотой обращения электрона. Начиная с 1918 года, принцип соответствия стал в руках Бора мощным средством для получения новых результатов: он позволил, следуя представлениям о коэффициентах Эйнштейна, определить вероятности переходов и, следовательно, интенсивности спектральных линий; получить правила отбора (в частности, для гармонического осциллятора); дать интерпретацию числу и поляризации компонент штарковского и зеемановского расщеплений. Впоследствии Бор дал чёткую формулировку принципу соответствия:
…"принцип соответствия", согласно которому наличие переходов между стационарными состояниями, сопровождающихся излучением, связано с гармоническими компонентами колебания в движении атома, определяющими в классической теории свойства излучения, испускаемого вследствие движения частицы. Таким образом, по этому принципу, предполагается, что всякий процесс перехода между двумя стационарными состояниями связан с соответствующей гармонической компонентой так, что вероятность наличия перехода зависит от амплитуды колебания, поляризация же излучения обусловлена более детальными свойствами колебания так же, как интенсивность и поляризация излучения в системе волн, испускаемых атомом по классической теории вследствие наличия указанных компонент колебания, определяется амплитудой и другими свойствами последних.
Принцип соответствия сыграл огромную роль и при построении последовательной квантовой механики. Именно из него исходил в 1925 году Вернер Гейзенберг при построении своей матричной механики. В общефилософском смысле этот принцип, связывающий новые знания с достижениями прошлого, является одним из основных методологических принципов современной науки.
В 1921—1923 годах в ряде работ Бору впервые удалось дать на основе своей модели атома, спектроскопических данных и общих соображений о свойствах элементов объяснение периодической системы Менделеева, представив схему заполнения электронных орбит (оболочек, согласно современной терминологии). Правильность интерпретации периодической таблицы была подтверждена открытием в 1922 году нового элемента гафния Дирком Костером и Георгом Хевеши, работавшими в то время в Копенгагене. Как и предсказывал Бор, этот элемент оказался близок по своим свойствам к цирконию, а не к редкоземельным элементам, как думали ранее.
Идея дополнительности, развитая в начале 1927 года во время отпуска в Норвегии, отражает логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания положения дел. Сущность принципа неопределённости состоит в том, что не может возникнуть такой физической ситуации, в которой оба дополнительные аспекта явления проявились бы одновременно и одинаково отчётливо. Иными словами, в микромире нет состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга, что находит выражение в соотношении неопределённостей Гейзенберга. Данные измерений объектов микромира, полученные при помощи различных экспериментальных установок, в условиях, когда взаимодействие между измерительным прибором и объектом составляет неотъемлемую часть процесса измерений, находятся в своеобразном дополнительном отношении друг к другу. Следует отметить, что на формирование идей Бора, как он сам признавал, повлияли философско-психологические изыскания Сёрена Кьеркегора, Харальда Гёффдинга и Уильяма Джемса.
Принцип дополнительности лёг в основу так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики и анализа процесса измерения характеристик микрообъектов. Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы (её координата, импульс, энергия и др.) вовсе не присущи частице самой по себе. Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое значение (такой классический объект условно называется измерительным прибором). Роль принципа дополнительности оказалась столь существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности.
Научный метод и его разработки в трудах П.КапицыПётр Леони́дович Капи́ца (1894 — 1984) — советский и английский физик.
Видный организатор науки. Основатель Института физических проблем (ИФП), директором которого оставался вплоть до последних дней жизни. Один из основателей Московского физико-технического института. Первый заведующий кафедрой физики низких температур физического факультета МГУ.
Лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за открытие явления сверхтекучести жидкого гелия, ввёл в научный обиход термин «сверхтекучесть». Известен также работами в области физики низких температур, изучении сверхсильных магнитных полей и удержания высокотемпературной плазмы. Разработал высокопроизводительную промышленную установку для сжижения газов (турбодетандер). С 1921 по 1934 год работал в Кембридже под руководством Резерфорда. В 1934 году, вернувшись на время в СССР, был насильно оставлен на родине. В 1945 году входил в состав Спецкомитета по советскому атомному проекту, но его двухлетний план реализации атомного проекта не был одобрен, в связи с чем он попросил об отставке, просьба была удовлетворена. С 1946 по 1955 годы был уволен из государственных советских учреждений, но ему была оставлена возможность до 1950 года работать профессором в МГУ им. Ломоносова.
Одна из первых значительных научных работ (совместно с Николаем Семёновым, 1918 год) посвящена измерению магнитного момента атома в неоднородном магнитном поле, который в 1922 году был усовершенствован в так называемом опыте Штерна — Герлаха.
Работая в Кембридже Капица вплотную занялся исследованиями сверхсильных магнитных полей и их влиянию на траекторию элементарных частиц. Одним из первых Капица в 1923 году поместил камеру Вильсона в сильное магнитное поле и наблюдал искривление треков альфа-частиц. В 1924 году он получил магнитное поле с индукцией в 32 тесла в объёме 2 см3. В 1928 году сформулировал закон линейного возрастания электрического сопротивления ряда металлов от напряженности магнитного поля (закон Капицы).
Создание оборудования для исследования эффектов, связанных с влиянием сильных магнитных полей на свойства вещества, в частности на магнитное сопротивление, привело Капицу к проблематике физики низких температур. Для осуществления экспериментов, прежде всего, необходимо было располагать значительным количеством сжиженных газов. Существовавшие в 1920—1930-е годы методики были малоэффективны. Разрабатывая принципиально новые холодильные машины и установки, Капица в 1934 году, используя оригинальный инженерный подход, построил высокопроизводительную установку по сжижению газов. Ему удалось разработать процесс, при котором исключалась фаза сжатия и высокой очистки воздуха. Теперь не требовалось сжимать воздух до 200 атмосфер — достаточно было пяти. За счёт этого удалось повысить КПД с 0.65 до 0.85-0.90, а цену установки снизить почти в десять раз. В ходе работ над совершенствованием турбодетандера удалось преодолеть интересную инженерную проблему замерзания смазки движущихся частей при низких температурах — для смазки был использован сам жидкий гелий. Значителен вклад учёного был не только в разработку экспериментального образца, но и доведение технологии до серийного производства.
Ещё Камерлинг-Оннес, исследуя свойства впервые полученного им жидкого гелия, отметил его необычно высокую теплопроводность. Жидкость с аномальными физическими свойствами привлекала внимание учёных. Благодаря установке Капицы, которая начала работать в 1934 году удалось получить жидкий гелий в значительных количествах. Камерлинг-Оннес в первых экспериментах получил порядка 60 см3 гелия, тогда как первая установка Капицы имела производительность около 2 литров в час. События 1934—1937 годов связанные с отлучением от работы в Мондовской лабораторией и принудительным задержанием в СССР сильно задержали ход исследований. Только в 1937 году Капица восстановил лабораторное оборудование и вернулся в новом институте к прежним наработкам в области физики низких температур. Тем временем, на бывшем рабочем месте Капицы по приглашению Резерфорда начали работу в той же области молодые канадские учёные Джон Аллен и Остин Майзнер. В Мондовской лаборатории осталась экспериментальная установка Капицы по получению жидкого гелия — с ней и работали Ален и Майзнер. В ноябре 1937 они получили достоверные экспериментальные результаты по изменению свойств гелия.
Сам Капица в 1938—1941 годах продолжил исследования гелия-II, в частности подтвердив предсказанную Ландау скорость звука в жидком гелии. Исследование жидкого гелия как квантовой жидкости (Конденсат Бозе — Эйнштейна) стало важным направлением в физике, давшим целый ряд замечательных научных работ. Лев Ландау получил в 1962 году Нобелевскую премию в знак признания заслуг в построении теоретической модели сверхтекучести жидкого гелия.
Нильс Бор трижды рекомендовал нобелевскому комитету кандидатуру Петра Леонидовича: в 1948, 1956 и 1960 годах. Однако присуждение премии произошло только в 1978. Противоречивая ситуация с приоритетом открытия по мнению многих исследователей науки привела к тому, что Нобелевский комитет многие годы тянул с присуждением премии советскому физику. Аллен и Майзнер не были отмечены премией, хотя научное сообщество признает их важный вклад в открытие явления.

Заключение
Для того чтобы разобраться в сущности легенд и мифов и попытаться найти им объяснения, нам понадобится инструмент. Инструмент мощный и надежный, на который можно положиться, который не подведет и не позволит совершить ошибки. Нам нужно найти такой инструмент, научиться им пользоваться, а затем с его помощью мы будем искать грамотные объяснения.
Существует ли такой инструмент?
Я полагаю, что существует. Ученые знают его давно. В качестве такого инструмента они применяют так называемый научный метод.
Можно ожидать, что найдется немало читателей, которым не понравится этот инструмент. Научный метод — это скучно, неинтересно и не ново, скажут они. Наконец, это, скорее всего, долго и занудно. Вряд ли научный метод даст быстрый и блестящий результат в виде достоверного, обоснованного объяснения.
Им можно возразить: все зависит от того, чего мы хотим добиться. Если нас интересуют не сенсационные заявления, а поиск истины, то нам придется пользоваться инструментом, который к ней приведет. Я попытаюсь доказать то, с чем согласны практически все ученые: другие пути (методы, альтернативные научному) к истине приводят крайне редко. Самое главное, что они не позволяют проверить, является ли истиной то, что мы нашли. Нет другого пути для решения арифметических задач, кроме как заняться изучением арифметических правил. Конечно, можно и не учить их, но тогда правильного ответа не получить.
Список используемых источников
https://ru.wikipedia.org/wiki/Галилей,_Галилео#https://ru.wikipedia.org/wiki/Декарт,_Рене#https://ru.wikipedia.org/wiki/Ньютон,_Исаак#https://ru.wikipedia.org/wiki/Максвелл,_Джеймс_Клерк#https://ru.wikipedia.org/wiki/Эйнштейн,_Альберт#https://ru.wikipedia.org/wiki/Бор,_Нильс#https://ru.wikipedia.org/wiki/Капица,_Пётр_Леонидович#http://works.tarefer.ru/91/100491/index.html#http://elementy.ru/lib/430627

Приложенные файлы

  • docx 504744
    Размер файла: 62 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий