Tout sur la physique en bref. Physique - la base des sciences naturelles modernes

Selon les mystiques orientaux, une perception directe de la réalité est acquise instantanément et sape les fondements de l'ancienne vision du monde. D. T. Suzuki a appelé cette sensation "l'événement le plus étonnant dans le domaine de conscience humaine, ... détruisant toutes les formes standard de perception " et citait à l'appui de ses propos la déclaration d'un des maîtres zen qui comparait ce phénomène à la façon dont " le fond de la baignoire perce ".

Au début du siècle, les physiciens ont vécu quelque chose de similaire dans leur connaissance de la réalité atomique, et leurs déclarations rappellent quelque peu les paroles d'un maître zen. Ainsi, Heisenberg écrit : « La réaction violente des scientifiques aux dernières découvertes de la physique moderne s'explique aisément : elles ébranlent les fondements de cette science, et elle semble commencer à perdre du terrain sous ses pieds.

Einstein a également été choqué lorsqu'il a rencontré pour la première fois le monde de l'atome. Il écrit dans son autobiographie : « Toutes mes tentatives pour expliquer ces nouvelles découvertes ont été absolument infructueuses. C'était comme une situation où le sol se détache sous vos pieds et il n'y a rien sur quoi s'appuyer.

Les découvertes de la physique moderne ont conduit à la nécessité d'une révision sérieuse de concepts tels que l'espace, le temps, la matière, l'objet, la cause et l'effet, etc. et puisque ces concepts sont fondamentaux pour la vision du monde, il n'est pas surprenant que les physiciens, face à ce besoin, aient éprouvé un semblant de choc. Grâce à ces changements, un tout Un nouveau look sur le monde, dont la formation se poursuit sous l'influence des développements scientifiques modernes.

Il nous semble donc que les mystiques orientaux comme les physiciens occidentaux connaissent les sensations qui font que l'on regarde le monde d'une manière complètement nouvelle. Dans les deux citations suivantes, le physicien européen Niels Bohr et le mystique indien Sri Aurobindo soulignent la profondeur et la radicalité de cette sensation.

« Une énorme expansion de nos connaissances pour dernières années a révélé l'insuffisance de nos concepts mécaniques simples et, par conséquent, a ébranlé les fondements de l'interprétation généralement acceptée.

(Niels BOR)

« En fait, toutes les choses commencent à changer d'essence et apparence; la perception du monde de chacun change radicalement... Une nouvelle voie large et profonde de perception, de vision, de connaissance, de comparaison des choses apparaît » [4.327].

(Sri AUROBINDO)

Ce chapitre contient une description préliminaire de la nouvelle vision du monde de la physique moderne (si le lecteur trouve cette présentation préliminaire des idées de la physique moderne trop brève ou compliquée, il ne devrait pas s'inquiéter - tous les concepts mentionnés dans ce chapitre seront discutés plus en détail plus tard); il raconte comment, au début du siècle, les deux principales théories de la physique moderne - la théorie quantique et la théorie de la relativité - ont forcé les scientifiques à adopter une vision holistique et "organique" beaucoup plus sophistiquée de la nature.

physique classique

La vision du monde, réfutée par les découvertes de la physique moderne, était basée sur le modèle mécaniste newtonien de l'Univers. Ce modèle était le cadre puissant de la physique classique et la base de toutes les sciences et de la philosophie naturelle.

Selon Newton, tous les phénomènes physiques se produisent dans espace en trois dimensions, décrit par la géométrie euclidienne. C'est un espace absolument immuable, toujours au repos. Comme le disait Newton : « L'espace absolu lui-même, sans égard à facteurs externes, reste toujours inchangé et immobile. Tous les changements dans le monde physique ont été décrits en termes de temps absolu - une dimension spéciale qui n'a aucun lien avec le monde matériel et distingue le passé, le présent et le futur. "Le vrai temps mathématique absolu, dans son essence, s'écoule à une vitesse constante, non soumis à des influences extérieures", a expliqué Newton.

Selon Newton, des particules matérielles se déplacent dans cet espace - de petits objets solides et indestructibles qui composent toute la matière et qui apparaissent dans équations mathématiques comme "points de masse". Ce modèle est très proche de celui des atomistes grecs. Tous deux font la distinction entre le plein et le vide, la matière et l'espace, et supposent que la forme et la masse des particules sont immuables. Ainsi, la matière est éternelle et initialement passive. Une différence importante entre le modèle newtonien et le modèle de Démocrite est qu'il décrit avec précision les forces d'interaction entre les particules matérielles. Ces forces sont de nature très simple et ne dépendent que des masses et des distances entre les particules. La force d'attraction, selon Newton, est étroitement liée aux corps entre lesquels elle agit, et elle agit constamment et à n'importe quelle distance. De telles idées nous semblent aujourd'hui plutôt étranges et arbitraires, mais à cette époque, personne n'essayait d'offrir quoi que ce soit en retour, car on croyait que les particules et les forces étaient créées par Dieu et n'étaient pas soumises à analyse.

Newton parle de la création du monde dans son Optique : « Il me semble probable que Dieu a d'abord créé la matière sous forme de particules solides, massives, solides, impénétrables et mobiles, douées de telles tailles, proportions, formes et autres les qualités qui conviennent le mieux au but pour lequel il les a créés, et que ces particules, étant entières, sont incomparablement plus denses que n'importe quel corps poreux qui en est composé ; et ils sont si denses qu'ils ne s'usent ni ne se cassent jamais, et aucune puissance ne peut séparer ce que Dieu a créé comme un lors de sa première création. Selon Newton, tous les phénomènes physiques sont réduits au mouvement de points matériels dans l'espace, provoqué par leur attraction mutuelle, c'est-à-dire la gravité ou la pesanteur. Afin de donner une description mathématique rigoureuse de cette force, Newton a dû utiliser des concepts et des opérations mathématiques complètement nouveaux du calcul différentiel. Einstein a loué l'importance des grandes œuvres de Newton, les qualifiant de plus grande réalisation intellectuelle que le monde ait jamais due à un seul homme."

La base de la mécanique classique est les équations newtoniennes du mouvement. On croyait qu'ils reflétaient les lois inébranlables qui régissent le mouvement des points matériels, et donc tous les phénomènes naturels. Selon Newton, Dieu a créé les particules matérielles, les forces entre elles et les lois fondamentales du mouvement. Ainsi, l'univers entier s'est mis en mouvement et est toujours en mouvement comme un mécanisme bien huilé.

La vision mécaniste de la nature était étroitement associée à un déterminisme strict. L'énorme mécanisme cosmique était soumis à certaines lois. Tout ce qui arrivait avait sa cause et conduisait à un certain résultat, et, en principe, connaissant à fond l'état du système en ce moment, il était possible de prédire son avenir avec confiance. Cette confiance peut être entendue dans les mots du mathématicien français Pierre Simon Laplace : « L'intellect, qui a des informations précises et détaillées sur l'emplacement de toutes les choses qui composent le monde, et l'action de toutes les forces naturelles, et est capable analyser une si grande quantité de données, pourrait saisir en une seule et même formule le mouvement des plus grands corps de l'univers et des plus petits atomes : pour lui il n'y aurait pas d'ambiguïtés, et le futur, comme le passé, lui semblerait le présent.

La base philosophique du déterminisme strict était la distinction fondamentale entre le monde et l'homme introduite par Descartes. En conséquence de cette distinction, la confiance est née dans la possibilité d'une description objective du monde, dépourvue de toute mention de la personnalité de l'observateur, et la science a vu son idéal dans une telle description objective du monde.

La mécanique newtonienne a connu son apogée aux XVIIIe et XIXe siècles. Newton lui-même, en utilisant sa théorie, a expliqué le mouvement des planètes et les propriétés de base système solaire. Cependant, son modèle planétaire était grandement simplifié et ne tenait pas compte, par exemple, de l'interaction gravitationnelle des planètes. Pour cette raison, Newton a trouvé des incohérences dans son modèle qu'il ne pouvait pas lui-même expliquer. Il a résolu le problème en concluant que Dieu est toujours présent dans l'univers pour corriger ces incohérences.

Le grand mathématicien Laplace s'est fixé la tâche ambitieuse d'affiner et d'améliorer les calculs de Newton et "d'offrir une description définitive de la mécanique du système solaire et de rapprocher la théorie si près des observations qu'il ne reste plus de points blancs dans les tables astronomiques"

La théorie générale de la relativité - la théorie physique générale de l'espace, du temps et de la gravitation - a été une nouvelle étape dans le développement de la théorie de la gravitation. Einstein a caractérisé la différence entre la nouvelle théorie de la gravité et l'ancienne comme suit :

1. Les équations gravitationnelles de la relativité générale peuvent être appliquées à n'importe quel système de coordonnées. Choisir un système de coordonnées spécial dans un cas particulier n'est qu'une question de commodité. Théoriquement, tous les systèmes de coordonnées sont autorisés.

2. La loi de gravité de Newton relie le mouvement d'un corps ici et maintenant à l'action d'un autre corps au même moment à une distance éloignée. Cette loi est devenue un modèle pour toute la vision du monde mécanique.

3. Notre monde non euclidien. Sa nature géométrique est formée par les masses et leurs vitesses. Les équations gravitationnelles de la relativité générale cherchent à révéler les propriétés géométriques de notre monde."

Conclusion

Alors, qu'est-ce que la physique moderne et quelle est la tendance de son développement ? La physique, selon W. Weisskopf, est un arbre, dans la partie inférieure du tronc duquel se trouvent la physique classique, l'électrodynamique et la physique de la chaleur, ainsi que des branches largement répandues. Dans le coffre sont physique atomique avec ses branches telles que la chimie, l'électronique et l'optique. Situé encore plus haut Physique nucléaire avec ses jeunes branches symbolisant la science de la radioactivité, les applications astrophysiques. Au sommet, là où il n'y a pas encore de branches, la physique moderne particules élémentaires et la cosmologie. Il y a soixante ans, la physique atomique était le sommet sans branches.

La question suivante est : quel est le rôle de la physique dans le monde moderne ? A cette occasion, W. Heisenberg s'exprimait ainsi : "... la physique moderne n'est qu'un aspect, quoique très caractéristique, du processus historique général, qui tend à unir et à élargir notre monde moderne... cela semble contribuer à orienter le développement vers des voies pacifiques."

Et encore une question : quel est le but de la science physique ? A. Einstein et L. Infeld, complétant leur livre "L'évolution de la physique", notent que les concepts physiques tendent à présenter une image de la réalité et à établir son lien avec le monde des perceptions sensorielles.

Selon moi, la physique est la plus grande science de tous les temps ! Et je crois que tout plus grandes découvertes dans ce domaine est encore en avance.

Bibliographie

1. Broil LD Révolution en physique. M., 1999. P.84.

2. Heisenberg V., Physique et Philosophie, M., Nauka, 2003.

3. Kalachnikov N.P. Fundamentals of Physics Vol.1-M: Outarde, 2009 P.406

4. Myakishev G.Ya. "Physique" M., 1999. S.353-354

5. Nikerov V.A. Cours de physique moderne Textbook-M: Dashkov and Co., 2012 P.452

6. Mansurov A.N. Image physique du monde - M: Outarde 2001 P.272

7. Pavlov A.M. Cours de physique générale Didacticiel Institut de recherche informatique de Moscou-Izhevsk 2010. С.412-415

Hébergé sur Allbest.ru

Documents similaires

    Principe de relativité de G. Galilée pour les phénomènes mécaniques. Postulats de base de la théorie de la relativité d'A. Einstein. Principes de relativité et d'invariance de la vitesse de la lumière. Transformations des coordonnées de Lorentz. Loi fondamentale de la dynamique relativiste.

    résumé, ajouté le 01/11/2013

    Fondements expérimentaux de la théorie restreinte de la relativité, ses principaux postulats. Le principe de relativité d'Einstein. Relativité de la simultanéité comme conséquence de la constance de la vitesse de la lumière. Relativité des intervalles spatiaux et temporels.

    présentation, ajouté le 23/10/2013

    L'essence du principe de relativité d'Einstein, son rôle dans la description et l'étude des référentiels inertiels. Le concept et l'interprétation de la théorie de la relativité, ses postulats et ses conclusions, son utilisation pratique. La théorie de la relativité pour le champ gravitationnel.

    résumé, ajouté le 24/02/2009

    La physique est une branche fondamentale des sciences naturelles. L'image mécaniste du monde - les lois de la dynamique. Image électromagnétique du monde - physique des champs. L'image scientifique moderne du monde est la théorie de la relativité. La loi de la gravitation universelle et le principe de relativité.

    présentation, ajouté le 12/10/2012

    Prérequis pour la création de la théorie de la relativité par A. Einstein. Relativité du mouvement selon Galilée. Le principe de relativité et les lois de Newton. transformations galiléennes. Le principe de relativité en électrodynamique. La théorie de la relativité d'A. Einstein.

    résumé, ajouté le 29/03/2003

    La relativité générale d'un point de vue philosophique. Une analyse de la création de la relativité restreinte et générale par Albert Einstein. L'expérience de l'ascenseur et l'expérience du train d'Einstein. Principes de base de la Théorie Générale de la Relativité (GR) d'Einstein.

    résumé, ajouté le 27/07/2010

    Clé d'apprentissage découvertes scientifiques Albert Einstein. Loi effet photoélectrique externe(1921). La formule de la relation entre la perte de masse corporelle pendant le rayonnement énergétique. Postulats d'Einstein sur la relativité restreinte (1905). Le principe de constance de la vitesse de la lumière.

    présentation, ajouté le 25/01/2012

    Généralisation de la loi de gravitation de Newton. Le principe d'équivalence des forces d'inertie et des forces gravitationnelles. L'énergie potentielle du corps. La théorie de la gravité d'Einstein. Dispositions de la théorie de la relativité générale (RG). Conséquences du principe d'équivalence confirmant la RG.

    présentation, ajouté le 13/02/2016

    Tachyon en tant que particule hypothétique se déplaçant à une vitesse supraluminique. Transformations de Lorentz comme conséquence de l'invariance de la vitesse de la lumière. Type d'équation relativiste pour déterminer l'énergie tachyonique. La théorie de la relativité comme théorie mathématique.

    article, ajouté le 09/12/2013

    L'histoire de la création de la théorie générale de la relativité d'Einstein. Principe d'équivalence et géométrisation de la gravitation. Trous noirs. Lentilles gravitationnelles et naines brunes. Théories relativistes et de jauge de la gravité. Dynamique newtonienne modifiée.