WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 24 |

81 вытекает как следствие из методологической концепции формирования тел по наклонным плоскостям и предсказывает законы движения тел, физических теорий и 2) на основании эмпирического закона брошенных под углом к горизонту1.

независимости скорости падения от массы Галилей не мог предположить в Таким образом, через подтверждение нефундаментального качестве фундаментального закона пропорциональное отношение силы l1 Tтеоретического закона Галилея (на самом деле эмпирического) r = r l2 Tтяжести и скорости падения тела (т.е. F = cv ), хотя, на первый взгляд, такое предположение, обладало бы большой вероятностью по сравнению с (где l1 и l2 — длины наклонных плоскостей и Т1 и Т2 — времена движения предположением, что сила тяжести пропорциональна ускорению шарика по наклонным плоскостям) опытом косвенно подтвердился закон падения Галилея (1). Стало быть, выясняется, что семантическая свободного падения (т.е. F = cg ). Дело в том, что Галилей почти всегда интерпретация гипотезы Галилея связана со следующим его положением:

пользовался величинами скорости, мгновенной скорости и приращения “…утверждаю, что отношение указанных импульсов (читай: силы — Д.О.) скорости. В свою очередь, ускорение, как величина, не приобрело свой равно обратному отношению соответственных длин”. Как мы уже статус (т.е. не индивидуализировано) у Галилея, не имело ни особого показали, эйдетическую интерпретацию данной гипотезы можно свести к обозначения, ни названия — само слово “ускорение”, применяемое отрезку прямой, проведенной по наклонной плоскости, а мысленный Галилеем, означало ускорение движения (процесс), а не какую-то особую эксперимент — к движению “абсолютно твердого шарика” по наклонной кинематическую величину. Поэтому, на наш взгляд, Галилеем не был “идеально гладкой” плоскости. После подтверждения опытом (т.е.

сформулирован в явном виде, как у Ньютона, фундаментальный закон о перехода от мысленного эксперимента к реальному) механика Галилея действии силы тяжести на движущиеся тела.

превратилась в достоверную теорию.

Непосредственная проверка этой гипотезы (или закона) затруднена из-за быстрого нарастания скоростей свободно падающих тел. Исходя из ГЛАВА 2. ИСТОРИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКОНСТРУКпринципа потенциальности поля силы тяжести, можно “замедлить” ЦИЯ ВЫБОРА ПРИНЦИПА ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ МАКСВЕЛЛАскорость падения тела (например, шарика) с помощью наклонной плоскости1. В данном случае наклонная плоскость воплощает в себе Постановка проблемы. В литературе по истории физики известен тот простейшую форму траектории падения — отрезок прямой линии.

факт, что в свое время Г. Лоренц и Г. Герц не поняли сразу “Трактат об Очевидно, построение теоретической модели, т.е. эйдетическая электричестве и магнетизме” — итоговое исследование Максвелла. Непоинтерпретация данной гипотезы связана с выбором форм траекторий нимание электромагнитной теории Максвелла было обусловлено, как тепадения, исходя из критерия простоты. Такими простейшими из геометрических форм линий являются отрезок прямой или дуга В “Беседах” (“Четвертый день”) Галилей предсказывает законы движения бросаемых тел, окружности, но предпочтение Галилеем отдано отрезку прямой.

слагаемого из равномерного и равноускоренного движения. Знание этих законов позволяет Семантическая интерпретация гипотезы заключается в дедуктивном вычислить траекторию движения бросаемых тел. “При сложном движении, слагающемся из равномерного горизонтального и естественно-ускоренного движений, бросаемое тело описывает выводе нефундаментального теоретического закона движения тел по полупараболу” (См.: Там же. С. 305.) Очевидно, законы движения бросаемых тел есть следствие наклонным плоскостям, исходя из принципа потенциальности поля силы законов равномерного и равноускоренного движения.

тяжести. Далее: взаимодействие же теоретической модели простейшей Максвелл Д.К. Статьи и речи. – М., 1968. Максвелл Д.К. Электричество в элементарной траектории с эмпирическим представлением о падающем теле приводит обработке. – Киев, 1886. Максвелл Д.К. Материя и движение. – СПб., 1885. Максвелл Д.К.

Избранные сочинения по теории элекромагнитного поля. – М.: Госиздат. техн.-теорет. лит., 1952.

Галилея к мысленному эксперименту с движением шарика по наклонной Фарадей М. Избранные труды по электричеству. – М-Л.: ГОНТИ, 1939. Фарадей М.

плоскости (по “наклонному желобу”). Если шарик свободно катится по Экспериментальные исследования по электричеству. Т. 1. М., 1947. Т. 2. М., 1951. Т. 3. М., 1959. Т. 5.

наклонной плоскости, то пройденные им пути l1 и l2 относятся между М., 1955. Ампер А.М. Электродинамика. – М., 1954. Герц Г. Исследование по распределению элексобой как квадраты соответствующих времен Т1 и Т2. Последний трической силы. // Из предыстории радио. – М.-Л., 1948. Герц Г. Принципы механики, изложенные в новой связи. – М., 1959. Автор здесь опирается также на результаты исследований В.С. Степина нефундаментальный теоретический закон уже можно проверить на опыте.

(Степин В.С. Становление научной теории. – Минск, 1976.), П.С. Кудрявцева (Кудрявцев П.С.

Итак, механика Галилея объясняет свободное падение тел, движение Фарадей. – М., 1968), Б.Г. Кузнецова (Кузнецов Б.Г. Эволюция основных идей электродинамики. – М., 1963, Кузнецов Б.Г. Электродинамика Максвелла, ее история, развитие и историческое значение // Галилей выводит различные следствия, касающиеся движения тел по наклонным плоскостям. (См.: Труды института истории естествознания и техники. – М., Т. 5. 1955), А.Ф. Кудряшова (Кудряшов Там же. С. 246–247, 257–260). Другие следствия изложены на C. 261–303 “Бесед”. А.Ф. Онтология. Методология. Негеоцентризм. – СПб, 1993.) и др.

83 перь стало известно, отсутствием эйдетической (наглядно-образной) ин- А.М. Борк, Максвелл нигде не выдвигает подобного аргумента: впервые терпретации ее математической схемы — “уравнений Максвелла”. Речь вопрос о симметрии был поставлен Хевисайдом лишь в 1885 году, т.е. пошла о наглядном истолковании основных положений и понятий теории, в сле смерти Максвелла1.

частности, физического смысла электрического (Е) и магнитного (Н) век- Таким образом, выпадает из рассмотрения столь привлекательный и торов в привычных и наглядных механических представлениях. Неудачу эффективный метод — метод математической гипотезы в объяснении приГерца подтверждают его слова: “Теория Максвелла — это уравнения Мак- роды происхождения системы уравнений, содержащей, в частности, фунсвелла”1. Обобщив ранее установленные законы электромагнитных явле- даментальное понятие “тока смещения”2. По-видимому, Максвелл пришел ний (Кулона, Био-Савара, Ампера и Фарадея), Максвелл нашел систему к своим уравнениям иным путем.

уравнений, описывающих электромагнитное поле на языке векторного Эвристическая роль наглядных механических моделей в анализа. Ненаглядность математической схемы усугубил вывод, последо- становлении электродинамики Максвелла. Метаэмпирическое исследовававший из нее: волновое электромагнитное поле может существовать в от- ние оригинальных текстов Максвелла, в особенности, первых двух статей, рыве от заряда и распространяться в пространстве. Вывод казался абсурд- указывает на эвристический метод, которым он воспользовался, — метод ным. Здесь “математика оказалась умнее интерпретирующей мысли” (М. аналогий. Максвелл поставил перед собой задачу построения единой сисБорн). Так ли было в действительности Вот почему требуется исследова- темы теоретического описания и объяснения электростатических явлений ние процесса формирования теории Максвелла в форме методологической (законы Кулона и др.). Ему необходимо было вывести единое обобщаюреконструкции. щее уравнение электростатики. Средством получения такого уравнения Закон Био-Савара записывается обычно в форме, данной самим Мак- послужила аналоговая гидродинамическая модель, основным наглядным свеллом: элементом которой являлась единичная незамкнутая трубка тока некото рой идеальной несжимаемой жидкости. Последняя позволила распростра 4 1 D rot H = j + нить уравнение движения для жидкостей (Эйлер), относящееся к предметc c t ной области механики сплошных сред, на область электростатических явлений. Центральным понятием, позволяющим применить такую аналогию 1 D Она отличается от обычной дополнительным членом т.е. магк электричеству, является фарадеевский конструкт — “силовая линия” — c t продукт концептуальной интуиции. Здесь в качестве “идеала” предполаганитное поле создается согласно Максвеллу, не только током проводимоется представление о “силовом центре”, заимствованное у Бошковича и сти j, но и “током смещения”. Представление о “смещении” было введевидоизмененное им3. Представление о поле скоростей в идеальной жидкости — заимствованное у Эйлера — гештальт. В результате известных но Фарадеем и связывалось с поляризацией диэлектрика. Максвелл расвзаимодействий, описанных нами ранее, элементов в интуитивном мехапространил это представление и на вакуум. Некоторые историки науки высказывали мнение, что Максвелл при этом руководствовался принципом симметрии2. Как подчеркивает исследователь этого вопроса руководствуясь “эстетическим чувством”, так как симметричные уравнения “элегантнее” 1 D Это лаконичное образное выражение Герца с методологической точки зрения, является той 4 t несимметричных) добавил во второе уравнение член, представляющий собой выражение незаконной процедурой отождествления физической теории с ее математическим аппаратом.

для тока смещения. Из полученной системы уравнений (1) и (2) уже вытекали два основных Обычно считается, что Максвелл пришел к своим уравнениям, используя “метод математической предсказания электродинамики: существование электромагнитного поля и давления света, после гипотезы”. Максвелл обнаружил “... отсутствие симметрии в найденных уравнениях: а именно, что обнаружения которых у физиков не было сомнений в истинности теории Максвелла.

1 В См.: Дорфман Я. Г. Всемирная история физики. – М.: Наука, 1974. Т. II. С. 98.

Е + = О фундаментальности данного понятия существуют утверждения В.С. Степина (Его же.

с t уравнение rot (1) содержит производные как по координатам, так и по времени, Становление научной теории. С. 146.), Спасского Б. И. (Его же. История физики. – М.: Высшая школа, 1977. Т. 1. С. 108.) и т.д.

rotH = j “Его (Бошковича. — Д.О.) атомы, если я правильно понимаю его, простые центры сил, а не частицы с тогда как в уравнение (2) входят только производные по координатам, а материи, в которых заключаются силы”, — пишет Фарадей. (См.: Фарадей М. Избр. труды по производные по времени отсутствуют”. См.: Степин В. С. Становление научной теории. С. 146. электричеству). Фарадей в отличие от Бошковича рассматривает атомы как центры сил в абсолютно Максвелл, мол, заметил эту асимметрию и для восстановления симметрии (иногда добавляют: наполненном пространстве. У Бошковича эти центры окружены пустым пространством.

85 низме Фарадей получает новый конструкт — “физическая силовая ли- найдено Максвеллом представление данного вида во втором его исследония”1. Новый конструкт Фарадея дал возможность Максвеллу ввести в вании. Максвелл конструирует свою модель, предположив, что электрообиход употребления понятие электрической силовой линии, существую- магнитные явления связаны с тем, что в среде существует натяжение в нащей вне порождающего ее заряда. Для закона Кулона Максвелл ввел на- правлении силовых линий в сочетании с гидростатическим давлением глядный образ заряда как точечного источника (стока), из которого равно- или, иначе говоря, с давлением, которое имеет большую величину в эквамерно вытекает (втекает) несжимаемая жидкость, поступающая в плотно ториальном, чем в аксиальном направлении. Вот эту некоторую анизотроприлегающие друг к другу трубки переменного сечения. Известно, что ес- пию давлений в принципе могут вызвать центробежные силы вращающихли модель трубок переменного сечения имитирует электрические силовые ся вихрей, оси которых параллельны силовым линиям.

линии, то модель точечного заряда характеризуется через признаки сило- Возможно следующее описание вихревой модели: представим себе вых линий. Отсюда заряд в принципе может быть определен через напря- некоторую механическую среду, заполненную вихрями. На границе двух женность создаваемого им поля. Понятие заряда, таким образом, является одинаково направленных вихрей частицы среды должны участвовать одпроизводным от конструкта “электрической силовой линии”. новременно в двух противоположных движениях. Взаимное существоваЭкстраполяция теории движения несжимаемой жидкости для выраже- ние двух таких движений можно представить следующим образом: ввести ния законов магнитостатики осуществляется аналогично применению ее к некоторую модификацию модели, т.е. предположить, что между соседниэлектростатике. Разница только в том, что Максвелл ввел представление о ми вихрями существует промежуточный слой частиц, вращающихся в назамкнутых трубках тока несжимаемой жидкости, учитывая специфику правлении, противоположном направлению вращения соседних вихрей;

магнитных сил. Посредством этой модели он нашел обобщающий закон частицы эти обладают ничтожной массой по сравнению с массой вихрей и роль их аналогична промежуточному колесу в планетарной кинематичемагнитостатики: rot H = f. Здесь не хватает члена, содержащего ской цепи зубчатых колес1. В данной модели было выделено физическое c содержание: скорость вращения вихря соответствует магнитной индукции “ток смещения”. Из этого закона были дедуцированы законы Кулона, БиоB, а перемещение промежуточных частиц (зарядов) между вихрями под Савара и Ампера.

действием тангенциальной силы соответствует току проводимости (э.д.с.

Для объяснения явлений электромагнитной индукции уже не пригоиндукции). В свою очередь, давление частиц (зарядов) одна на другую дилась модель несжимаемой жидкости. Тут-то вспомнилось Максвеллу представляет напряжение или, другими словами, потенциал электричестстарое понятие “электротонического” состояния Фарадея2. Фарадей предва. Всякое изменение скорости вихря приводит к возникновению силы, положил, что проводник, помещенный в магнитное поле, находится в осодействующей на промежуточные частицы (заряды). Таким образом, мобом состоянии, которое он назвал электротоническим. В свою очередь, дель объясняет закон электромагнитной индукции.

Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 24 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.