В настоящее время физика обладает сложной структурой. В ней все ее разделы взаимосвязаны друг с другом. Эта связь - проявление глубокой связи между объектами материального мира и процессами, которые с ними происходят.
Роль физики в современном мире
Физика – это ведущая наука в области естествознания. С другой стороны, она формирует основание для всех остальных областей естественного знания. Методы исследований, сформировавшиеся в глубине физики, перекочевали в другие науки.
Во взаимодействии с физикой возникло много других наук, например:
- астрофизика,
- физическая химия,
- математическая физика,
- биофизика и др.
Физика применяет математический язык для записи своих законов, являющихся фундаментальными соотношениями между измеряемыми параметрами.
Физика стала теоретическим основанием техники. Результаты, которые получают в данной науке:
- стимулируют развитие техники,
- приводят к техническим революциям,
- возникновению новых технологий и новых отраслей техники.
С другой стороны, совершенствование техники приводит к возникновению новых методов исследования в физике, приводящих к прогрессу в самой науке и смежных с ней дисциплин.
Существенно увеличилось взаимодействие физики и техники в середине XX века. В это время человечество пришло к научно-технической революции.
Основной особенностью научно- технической революции является активное развитие и окончание процесса трансформации науки в производительную силу общества. При этом происходит углубление и разрастание связей науки со всеми областями жизни общества, увеличение ее социальной роли.
В системе «наука – техника –производство» наука играет главенствующую роль. Большое значение в научно-технической революции XIX – XX веков имели научные открытия в физике.
Физика сделала самый большой вклад в научно-технический прогресс и революционизировала и науку, и способ производства.
Эволюция в науке
Физика, как и любая другая наука, имеет свою внутреннюю логику развития. Свои особенности эволюции. М. Планк отмечал, что для определения направления развития физики, существует только один способ - сравнение ее современного состояния с тем состоянием, в котором она была раньше.
Наука является исторически обусловленным способом создания знаний. Заметим, что развитие науки является не просто механическим процессом их аккумуляции.
Понятие революции в науке
В науке иногда создаются ситуации, когда возникновение новых знаний не объясняется в пределах имеющихся теорий, в этом случае начинают поиск новых интенсивных путей движения науки вперед. Это обычно приводит время от времени к научным революциям.
Революцией в науке считают радикальную ломку основных структурных компонент науки, предложение новых принципов познания, новых категорий и методов исследования.
Экстенсивные и революционные периоды развития науки чередуются при развитии науки как единого целого, так и ее отдельных разделов.
Точки роста науки в настоящее время появляются при пересечении внутренней логики науки и потребностей общества.
Фундаментальные идеи в физике и сформированные на их основании теории служат определяющими для революционных моментов в развитии физики.
Научные революции, которые связаны с фундаментальными идеями, дают старт новому этапу в развитии науки, новым картинам мира. В данном случае идет принципиальная ломка структуры старых понятий и теорий, основополагающих законов и положений. В результате изменяется весь категориальный строй и способ мышления представителей научного сообщества.
М. Планк отмечал то, что первым поводом к пересмотру и преобразованию физической теории является наличие одного или нескольких фактов, которые противоречат старой теории.
Иногда решающей является роль отдельных ученых в прогрессе науки. Например, Г. Галилей, И. Ньютон, М.В. Ломоносов, своим творчеством во многом обеспечили перелом в развитии физики как науки. Революционные этапы развития науки связаны с именами М. Фарадея, Дж. Максвелла, М. Планка, А. Эйнштейна, Л. де Бройля, Н. Бора.
Система названных выше условий, которые взаимосвязаны, становится определяющей для поступательного движения науки и эволюции научной картины мира.
Периоды развития физики как науки
Схема периодизации физики можно представить в следующем виде.
Предыстория физики. В данный период появляются элементы физических знаний. Данный период в свою очередь делят на эпоху античности, средние века и эпоху возрождения. Длительность периода определяют с VI в до нашей эры по XVI век.
На этом этапе физики происходило накопление физических знаний об отдельных природных явлениях, появлялись отдельные учения. Деление периода проводят в соответствии с этапами в развитии общества.
Период становления физики в качестве науки. Длительность с начала XVII века по 80- годы XVII века.
XVII век стал началом систематического использования экспериментального метода в физике. Основоположником данного метода являлся Г. Галилей. Цель науки Галилей видел в отыскании причин явлений, а задачу ученого в исследовании «великой книги природы». Галилей открыл первый этап развития этого периода физики, а завершает его И. Ньютон. В этот период формирования физики как науки было получено много новых сведений. Созданы основы электро- и магнитостатики (Гильберт). Открыты многие законы оптики (преломления света (Снеллиус), дисперсия (Ньютон), дифракция и интерференция (Гримальди), двойного лучепреломления (Бартолин), поляризации (Гюйгенс) и многое другое). При этом разнородные знания еще не объединены в единую систему, которая бы охватила всю природу.
Классическая физика. Развитие данного периода делят на три этапа. Общая продолжительность с конца XVII по начало XX века.
Ньютон завершил создание классической механики и построил первую научную механическую картину мира с абсолютным временем и пространством, концепцией дальнодействия. Данная концепция долго господствовала в науке.
Конец XIX – начало XX века дали физикам факты, приведшие к революции в этой науке. До этого около 200 лет многие поколения ученых полагали, что сущность явлений в физике сводится к механическому движению. Механика Ньютона - ключ к пониманию всех явлений природы.
Первым ударом по теории Ньютона стала теория электромагнитного поля Максвелла. Развитие этой теории углубило ее противоречия с классической механикой и привело к пересмотру фундаментальных положений физики. Теория Максвелла вторая фундаментальная теория в физике.
Период физики современности.
Основанием нового этапа физики стала теория относительности и квантовая теория. А. Эйнштейн создал третью физическую теорию – специальную теорию относительности. Переход от классической физики к современной можно охарактеризовать не только наличием новых идей, концепций и понятий, но и новых способов мышления, нового языка формул.
