Курс истории физики. Cтудентам и школьникам книги по истории физики Кудрявцев Павел Степанович

Текущая страница: 1 (всего у книги 48 страниц)

Курс истории физики

Курс истории физики предназначен для студентов педагогических институтов. В нём изложена история мировой физики от древности до наших дней. Книга состоит из трёх частей. В первой освещена история становления физической науки, заканчивающейся Ньютоном. Последняя, третья часть посвящена истории становления квантовой, релятивисткой и ядерной физики.

Кудрявцев Павел Степанович

Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по физ. спец. – 2 изд., испр. и доп. – М. : Просвещение, 1982. – 448 с., ил

Павел Степанович Кудрявцев (1904-1975)

Павел Степанович Кудрявцев – один из известных советских специалистов по истории физики – вырос в семье сельских учителей; родители помогли ему получить среднее образование и с детства привили вкус к науке и искусству.

Будучи студентом физико-математического факультета Московского государственного университета, П. С. Кудрявцев выделялся среди товарищей исключительной памятью, способностью легко схватывать новые идеи, готовностью обсуждать их в коллективе, помогая окружающим усваивать неизвестный, иногда очень сложный материал. Живой, увлекающийся, П. С. Кудрявцев делил свое время между физикой, историей, театром и поэзией. Он и сам писал неплохие стихи.

После окончания МГУ (в 1929 г.) П. С. Кудрявцев работал в педагогических институтах Горького и Орла; с 1946 г. до кончины он преподавал в Тамбовском педагогическом институте, в котором возглавлял кафедру теоретической физики. Там он организовал курс истории физики, развернул единственный в стране музей по истории физики, создал школу молодых историков науки и добился открытия аспирантуры по этой дисциплине.

В 1944 г. за книгу о Ньютоне ему была присуждена ученая степень кандидата, а в 1951 г. – за первый том «Истории физики» – ученая степень доктора физико-математических наук.

Главный труд всей жизни П. С. Кудрявцева – трехтомная «История физики»; ее первый том появился в 1948 г., третий – в 1971 г. В ней была охвачена вся физика – от древних времен до наших дней. Автор впервые попытался осветить материал с марксистских позиций; одновременно в книге отдавалось должное русским физикам, чьи работы часто замалчивались иностранными историками.

При многих положительных качествах «Истории физики» и богатстве включенного в нее материала она, конечно, не могла быть учебным пособием по курсу истории физики (хотя бы из-за громадного объема).

Поэтому в последующие годы П С Кудрявцев пишет «Историю физики и техники» (совместно с И Я Конфедератовым), а затем 1974 г «Курс истории физики» для студентов педагогических институтов В этом курсе П С Кудрявцев учел недостатки и положительные стороны своих предшествующих работ и примерно рое сократил материал, включенный в «Историю физики»

Работникам педагогических институтов, школ, а также студентам и учащимся знакомы и другие труды П С Кудрявцева – книги о Торричелли, фарадее и Максвелле, статьи и выступления по вопросам истории физики Работы П С Кудрявцева известны за рубежом В знак признания его научных заслуг он был избран членом-корреспондентом Международной Академии истории наук.

Всю жизнь П С Кудрявцев ратовал за введение истории физики в учебные планы физических факультетов педагогических институтов Будем же надеяться, что переиздание «Курса истории физики» послужит толчком для воплощения в жизнь заветной мечты Павла Степановича.

Профессор, доктор физико-математических наук Н Н Малов

Предисловие к первому изданию

В настоящее время имеется достаточно книг советских и зарубежных авторов, излагающих историю физики от древности до наших дней Тем не менее издательство «Просвещение» предложило автору написать однотомный курс, который мог бы служить учебным пособием по истории физики для студентов педагогических институтов.

Главная трудность в преподавании истории физики заключается в диспропорции между ее огромным материалом и количеством часов, отводимых на изучение этого предмета Если говорить обо всем понемногу, то курс превратится в каталог имен и открытий и в лучшем случае может выполнить роль справочника по истории физики Если, как это часто предлагают, сосредоточить внимание на одной части курса, например на истории современной физики, то получается искаженная, односторонняя картина развития физической науки Между тем будущему учителю необходимо иметь достаточно полное представление о развитии науки, начиная с ее возникновения и кончая современным состоянием Ему приходится рассказывать учащимся об Архимеде и Эйнштейне, о Ньютоне и Резерфорде, о Ломоносове и Курчатове Эти сведения, по крайней мере в главных чертах, он должен получить из «Курса истории физики» Поэтому в предлагаемой книге дана картина развития физики на всем протяжении ее истории.

Книга состоит из трех частей В первой из них изложена история становления физической науки, начиная с накопления основных физических сведений в процессе повседневного опыта и кончая физикой Ньютона.

Во второй части рассмотрена история развития основных направлений классической физики в XVIII-XIX вв.

Последняя, третья часть посвящена изложению ведущих направлений физики XX в теории относительности, теории квантов, атомной и ядерной физике.

В книге достаточно полно раскрыта история формирования основных физических идей, приведены выдержки из трудов классиков физической науки, биографические сведения.

Введение

Основная задача всякой науки-открыть законы, действующие в той области, которой занимается эта наука. Основная задача истории науки заключается, таким образом, в том, чтобы найти законы, управляющие развитием науки. Может показаться на первый взгляд, что таких законов не существует. Нельзя предвидеть появление Архимедов. Ньютонов. Лобачевских, нельзя управлять мышлением и творчеством ученого. История науки внешне представляется как результат неконтролируемой деятельности отдельных гениальных мыслителей, поведение которых нельзя уподоблять поведению какого-нибудь камня, падающего в поле тяготения. Бесспорно, что наука – продукт деятельности людей, притом наиболее сложной и тонкой деятельности: познавательной, творческой. Однако развитие науки происходит в определенных исторических условиях, играющих важную, определяющую роль, и эти условия доступны научному анализу.

Исторический материализм впервые сделал возможным научное познание исторического развития человечества, открыл реальную основу деятельности людей, в том числе основу их духовной деятельности. Такой реальной основой является способ производства материальных благ, необходимых для существования каждого человека и всего человеческого общества. Именно процесс производительной трудовой деятельности сыграл решающую роль в выделении человека из стада животных, в развитии его познания и социальных условий его бытия. Энгельс писал в своей работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека»: «Самый труд становился от поколения к поколению более разнообразным, более совершенным, более многосторонним. К охоте и скотоводству прибавилось земледелие, затем прядение и ткачество, обработка металлов, гончарное ремесло, судоходство. Наряду с торговлей и ремеслами появились, наконец, искусство и наука; из племен развились нации и государства».(1 Энгельс Ф. Диалектика природы. – Маркс К., Энгельс ф. Соч. 2-е изд., т. 20, с. 493. )

Таким образом, само возникновение науки становится возможным только на определенной ступени экономического развития, в странах с развитым земледелием, с городской культурой, а в дальнейшем развитие науки соответствует развитию экономики.

Энгельс совершенно четко пишет по этому поводу: «...уже с самого начала возникновение и развитие наук обусловлено производством».(1 Энгельс ф. Диалектика природы. – Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд., т. 20, с. 493. )

Особенно ярко роль общественного производства в развитии науки выступает на современном историческом этапе. Современная наука для своего развития требует огромных общественных средств. Развитие атомной физики и ядерной энергетики потребовало создания специальных предприятий по разделению изотопов, строительства реакторов и ускорителей, создания дорогостоящих приборов. Огромных средств требует также и современная космическая наука. Только такие мощные в экономическом отношении страны, как СССР и США, оказались в состоянии создавать космические корабли и мощные космические ракеты. Запуском первого искусственного спутника Земли в Советском Союзе была открыта космическая эра. Первые ядерные реакторы были созданы также в этих странах, а СССР стал родиной первой в мире атомной электростанции. Современная наука требует также большого количества высококвалифицированных кадров, т. е. мощной, развитой системы народного образования. Совершенно ясно, что только могучая экономика в состоянии обеспечить все эти условия для развития современной науки. Этот важнейший факт подчеркивает всю глубину и значимость утверждения Энгельса: «Возникновение и развитие наук обусловлено производством».

Вместе с тем это утверждение нельзя понимать упрощенно и искать для каждого научного открытия экономическую причину.

Законы развития науки гораздо сложнее. Экономические условия, способ общественного производства создают необходимую основу для всей жизни общества, в том числе и для науки. Но при наличии этой основы существенную роль играют и другие факторы. Так, для каждого исследования определяющими являются внутренние факторы: состояние научных знаний, актуальность проблемы, собственные интересы и способности и т. п. Наука не только приобретает самостоятельность (в известных пределах, определяемых социальными условиями), но и, в свою очередь, влияет на общественное производство, стимулирует и ускоряет развитие производительных сил, становясь сама производительной силой. Следует подчеркнуть, что взаимосвязь науки и производства также исторична и развивается по мере развития производства и науки.

Из сказанного следует, что задача изучения закономерностей развития науки, в том числе и физики, имеет вполне определенный смысл и большое научное значение. В современную эпоху, когда наука сама является фактором общественного развития, эта задача становится особенно актуальной. Необходимость вкладывать большие средства в развитие науки требует предвидения наиболее эффективных путей этого развития, подчинения его определенному плану. Это не исключает появления неожиданных научных открытий, которых было немало в истории науки, но планирование науки сегодня стало общественной необходимостью. Поэтому сейчас изучение законов развития науки стало актуальной задачей, вызвавшей к жизни новую науку – науковедение. История науки – основа науки о науке.

История науки играет важную роль и в теории познания. В. И. Ленин неоднократно подчеркивал важную роль истории науки в материалистической теории познания. В «Материализме и эмпириокритицизме» он писал:

«В теории познания, как и во всех других областях науки, следует рассуждать диалектически, т. е. не предполагать готовым и неизменным наше познание, а разбирать, каким образом из незнания является знание, каким образом неполное, неточное знание становится более полным и более точным».(Ленин В.И. Материализм и эмпириокритицизм. – Поли. собр. соч, т. 18, с. 102. )

В. И. Ленин включал историю науки в список тех областей знаний, «из коих должна сложиться теория познания и диалектика».(2 Ленин В. И. философские тетради.-Поли. собр. соч., т. 29, с. 314. ) Говоря о важнейшей идее науки – причинности и взаимосвязи, Ленин писал: «Тысячелетия прошли с тех пор, как зародилась идея «связи всего», «цепи причин». Сравнение того, как в истории человеческой мысли понимались эти причины, дало бы теорию познания бесспорно доказательную».()

В современной физике вопросы теории познания приобрели огромное значение, и указания В. И. Ленина на важность истории науки для материалистической теории познания звучат особенно актуально. Сам В. И. Ленин придавал истории науки настолько большое значение, что считал диалектическую обработку «истории человеческой мысли, науки и техники» продолжением дела Маркса.(1 Ленин В. И. философские тетради. – Поли. собр. соч., т. 29, с. 311. )

Таким образом, изучение истории науки, развития научных понятий обогащает теорию познания и, следовательно, саму науку. В этом заключается основное научное значение истории науки.

История науки имеет также важное методическое и воспитательное значение. Нередко исторический путь сообщения знаний является наиболее эффективным. Поэтому для учителя физики, например, знание истории физики необходимо, оно вооружает его методически и научно. История науки воспитывает любовь и уважение к науке, способствует выработке правильного мировоззрения, нравственных человеческих качеств. Чрезвычайно существенно, что знание истории науки помогает борьбе с догматизмом и формализмом в школьном преподавании и расширяет научный и культурный кругозор учащихся.

Таким образом, знание истории физики способствует повышению научного и профессионального уровня подготовки будущих учителей физики. Важность истории науки для преподавания не подлежит сомнению, и следует пожалеть, что она еще недостаточно используется для этого. В будущем, однако, по мере развития истории науки ее роль в школьном обучении, несомненно, возрастет.

Часть первая. Возникновение физики (от древности до Ньютона)

Глава первая. Физика древности

Зарождение научных знаний

Человек добывал знания об окружающем его мире в суровой борьбе за существование. В этой борьбе обособились от животного мира его далекие предки, развились его руки и интеллект. От случайных и неосознанных применений палок и камней для защиты и добывания пищи он перешел к изготовлению орудий, сначала в виде грубо и примитивно обработанных кусков камня, затем ко все более совершенным каменным орудиям, к луку и стрелам, рыболовным снастям, охотничьим ловушкам – этим первым программирующим устройствам. Величайшим завоеванием человека было получение и использование огня. В этой занявшей тысячи и тысячи лет эволюции формировалось сознание человека, развивалась речь, накапливались знания и представления о мире, возникли первые антропоморфные объяснения окружающих явлений, остатки которых сохранились и в нашем языке. Как и у первобытного человека, у нас солнце «ходит», месяц «смотрит» и т. д.

Другого способа понять природу, как уподоблять ее себе, живому существу, наделить ее чувствами и сознанием, У первобытного человека не было. Из этого источника развились и научные знания, и религиозные представления.

В библейском мифе о сотворении мира, записанном уже в эпоху развитого рабовладельческого общества, очень ярко выражены эти антропоморфные представления о боге, который поступает подобно человеку-земледельцу; проводит мелиоративные работы (отделил воду от земли), зажигает огонь («да будет свет»), создает все окружающие вещи и после трудов отдыхает.

Наряду с этими фантастическими представлениями о природе человек обогащался реальными знаниями о небесных светилах, растениях и животных, о движении и силах, метеорологических явлениях и т. д. Накопленные знания и практические навыки, передаваясь от поколения к поколению, образовывали первоначальный фон будущей науки. По мере развития общества и общественного труда накапливались предпосылки для создания устойчивой цивилизации. Решающую роль здесь сыграло возникновение земледелия. Там, где сложились условия для получения устойчивых урожаев на одном и том же месте и из года в год, создавались поселения, города, а затем и государства.

Такие условия возникли в Северной Африке в долине Нила, ежегодные разливы которого оставляли на полях плодородный ил, в двуречье между реками Тигр и Евфрат, где уже в IV тысячелетии до н. э. стали складываться древнейшие рабовладельческие государства, ставшие колыбелью современной науки. Система орошаемого земледелия, добыча металла (меди) и его обработка, развитие техники и изготовление орудий создали предпосылки для возникновения сложного общественного организма с развитой экономикой. Общественные потребности привели к появлению письменности: иероглифов в Египтe, клинописи в Вавилонии, к возникновению астрономических и математических знаний.

Сохранившиеся до наших дней великие пирамиды Египта свидетельствуют о том, что уже в III тысячелетии до н. э. государство могло организовывать большие массы людей, вести учет материалов, рабочей силы, затраченного труда. Для этой цели необходимы были специальные люди, работники умственного труда. Хозяйственные записи в Египте вели писцы, которым принадлежит заслуга фиксации научных знаний своего времени. Известные памятники II тысячелетия: папирус Ринда, хранящийся в Британском музее, и Московский папирус-содержат решение различных задач, встречающихся в практике, математические вычисления, вычисления площадей и объемов. В Московском папирусе дана формула для вычисления объема усеченной пирамиды. Площадь круга египтяне вычислили, возводя в квадрат восемь девятых диаметра, что дает для к достаточно хорошее приближенное значение – 3,16.

Определение времени начала разлива Нила требовало тщательных астрономических наблюдений. Египтяне разработали календарь, состоявший из двенадцати месяцев по 30 дней и пяти дополнительных дней в году. Месяц был разделен на три десятидневки, сутки – на двадцать четыре часа, двенадцать дневных, двенадцать ночных. Поскольку продолжительность дня и ночи менялась со временем года, величина часа была не постоянной, а менялась со временем года.

Высокого уровня достигли вавилонская математика и астрономия. Вавилоняне знали теорему Пифагора, вычисляли квадраты и квадратные корни, кубы и кубичные корни, умели решать системы уравнений и квадратные уравнения. Им принадлежит также разделение эклиптики на двенадцать созвездий зодиака.

Следует подчеркнуть, что математика египтян и вавилонян носила практический характер и выросла из потребностей хозяйственной и строительной практики. По мнению историков математики, вавилонская математика находилась на более высоком научном уровне, чем египетская. Но в области геометрии египтяне ушли дальше вавилонян.

Астрономия была первой из естественных наук, с которой началось развитие естествознания, ф. Энгельс в «Диалектике природы» набросал схему развития естествознания, согласно которой сначала возникла астрономия из наблюдения смены дня и ночи, времен года и потому абсолютно необходимая для пастушеских и земледельческих народов. Для развития астрономии нужна была математика, а строительная практика стимулировала развитие механики.

Бесспорно, грандиозные сооружения древних государств (храмы, крепости, пирамиды, обелиски) требовали, по крайней мере, эмпирических знаний строительной механики и статики. При строительных работах находили применение простые машины: рычаги, катки, наклонные плоскости. Таким образом, практические потребности вызвали к жизни начатки научных знаний арифметики, геометрии, алгебры, астрономии, механики и других естественных наук.

Этими краткими замечаниями мы и ограничимся. Отметим в заключение, что значение начального периода в истории науки и культуры чрезвычайно велико Не случайно историки математики уделяют большое внимание египетской и вавилонской математике. Здесь зародились начатки математических знаний, и прежде всего сформировалась фундаментальная идея числа, и основные операции с числами. Здесь были заложены основы геометрии. Здесь человек впервые описал звездное небо, движения Солнца, Луны и планет, научился наблюдать небесные светила и создал основы измерения времени, заложил основы алфавитного письма.

Особенно велико было значение письменности – основы науки и культуры. Недаром Галилей в «Диалоге» воздал восторженную хвалу создателю письменности.

Начальный этап античной науки

Несмотря на огромные заслуги науки Древнего Востока, подлинной родиной современной науки стала Древняя Греция. Именно здесь возникла теоретическая наука, разрабатывающая научные представления о мире, не сводящиеся к сумме практических рецептов, именно здесь развивался научный метод. Если египетский или вавилонский писец, формулируя правило вычисления, писал: «поступай так», не поясняя, почему надо «поступать так», то греческий ученый требова. доказательства. Основатель атомистикти Демокрит высказал по этому повод, замечательные слова: «Найти одно научное доказательство для меня значит больше, чем овладеть всем персидский Царством». Современная наука хорошо) запомнила, кому она обязана своим Рождением. Об этом свидетельствует названия наук: математика, механика, физика, биология, география и т. д, взятые из греческого языка научные термины греческого происхождения (масса, атом, электрон, изотоп и т. д.), употребление греческих букв в формулах и, наконец, имена греческих ученых: фалеса, Пифагора, Демокрита, Аристотеля, Архимеда, Евклида, Птолемея и других, сохранившиеся в научной литературе.

Вавилонская и египетская наука, как было сказано, возникли из потребностей практики. Что касается теоретического мышления египтян и вавилонян, то оно не выходило за рамки анимизма и мифологии; монополия на объяснение тайн принадлежала жрецам. Древние греки сумели возвыситься над этим уровнем и поставить задачу понимания природы без привлечения таинственных, божественных сил, такой, какова она есть.

В Древней Греции человеческий разум впервые осознал свою силу и люди стали заниматься наукой не только потому, что это нужно, но и потому, что это интересно, ощутили «радость познания», по выражению Аристотеля Первые ученые стали называться философами, т. е. «любителями мудрости», и в греческом обществе возникла потребность в учителях мудрости, для удовлетворения которой появилась профессия ученого и учителя.

Академия Платона и лицей Аристотеля были первыми в мире учебно-научными учреждениями, предшественниками современной высшей школы. Постепенно в Древней Греции появились специалисты и более узкого профиля: инженеры, врачи, астрономы, математики, географы и историки, а также научные учреждения типа Александрийского музея, предшественника современных научно-исследовательских институтов. Вместе с тем здесь зародилась научная информация в виде научных сочинений, лекций, диспутов и переписки ученых.

Итак, в Древней Греции возникли систематические научные исследования, научное преподавание, появились специалисты-ученые и научная информация.

Древняя Греция стала родиной и истории науки. Сведения о многих научных достижениях древнегреческих ученых нередко доходили до наё из текстов других ученых и греческих историков науки.

Возникновение греческой науки обычно относят к эпохе расцвета городов в Малой Азии (VII-VI вв. до н. э.). Ионические города Милет и Эфес, острова Средиземноморья, греческие колонии в Южной Италии – вот арена деятельности первых греческих ученых.

Греческая наука зарождалась в обстановке интенсивной политической и экономической жизни, бурных выступлений демоса (народа) против господства аристократических родов; она возникла на торговых путях, идущих из стран Востока. Динамическая социальная обстановка, быстрые общественные перемены рождали представления об изменениях в окружающем мире. «Все течет!» – утверждал философ Гераклит из Эфеса (около 530-470 гг. до н. э.). «Нельзя дважды войти в одну и ту же реку».

Родоначальник греческой науки фалес Милетский (около 624-547 гг. до н. э.) и другие представители Ионийской школы: Анаксимандр (около 610-546 гг. до н. э.) и Анаксимен (около 585-525 гг. до н. э.)-выдвинули идею о материальной первооснове всех вещей, об их развитии из этой первоосновы. Так, фалес считал, что такой основой является вода, Анаксимандр – некое бесконечное и неопределенное начало «алейрон», Анаксимен– воздух. Развивая эти воззрения, Гераклит создал представление о мире как о вечно вспыхивающем и вечно угасающем огне. «Мир, – утверждал Гераклит,-единый из всего, не создан никем из богов и никем из людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим...»

Таким образом, в противовес религиозным представлениям о сотворении мира божественной силой из ничего первые греческие мыслители выдвинули идею вечности и несотворимости мира, идею диалектического развития. Недаром К. Маркс и ф. Энгельс считали греков «прирожденными диалектиками», а В. И. Ленин называл приведенный выше отрывок из высказываний Гераклита «очень хорошим изложением начал диалектического материализма».

Почти одновременно с материалистическими представлениями ионийцев возникло идеалистическое направление в философии, развитое Пифагором (около 580-500 гг. до н. э.) и его учениками. Личность Пифагора окутана туманом легенд, и многие историки науки и философии считали самого Пифагора мифической личностью. Однако именно о Пифагоре сохранилось достаточное количество сведений биографического характера. Пифагор происходил из аристократического рода, ведущего свою родословную от мифического Геракла. Уроженец острова Самос, он принимал участие в политической борьбе аристократов и демократии на стороне аристократии и вынужден был бежать в Италию, где основал тайный союз. В политической борьбе союз был разгромлен, а Пифагор, по одним сведениям, был убит, по другим – умер в новом изгнании. Однако пифагорейская школа продолжала существовать и после смерти учителя. С ней связаны имена филолая (конец V – начало IV в. до н. э.), знаменитого философа Сократа и астронома Аристарха Самосского, жившего в конце IV и первой половине III в. до нашей эры.

Влияние пифагорейской школы было весьма значительным, и в эпоху Галилея учение о движении Земли именовалось «пифагорейским учением», философия и идеология пифагорейцев была реакционной, идеалистической. Центральным пунктом этой философии было учение о божественной роли чисел, которые, якобы, управляют миром. Пифагорейцы, приписывая числам мистические свойства, интерпретировали отдельные числа как совершенные символы: один – всеобщее первоначало, два – начало противоположности, три – символ природы и т. д. Они полагали, что любую вещь, любое явление мира можно выразить числами. Но так как они знали только рациональные числа, то, по преданию, открытие несоизмеримости диагонали квадрата с его стороной вызвало у них смятение.

Мистика чисел оказалась очень живучей. Она фигурирует в религиозных воззрениях, в магии, астрологии, в идеалистических системах. Вместе с тем в идее пифагорейцев о важности числовых отношений в природе имеется и рациональное зерно: количественный анализ, математические соотношения сегодня составляют основу научного описания природы. Первый пример такого описания дали сами пифагорейцы, открыв, что длины струн, звучания которых дают гармонические интервалы, относятся как простые целые числа (2:1, 3:2, 4:3). Важнейшей заслугой пифагорейцев является представление о шарообразности Земли и о ее движении.

Пифагорейцы выдвинули так называемую пироцентрическую систему, в которой Земля, Солнце, Луна и планеты движутся вокруг центрального огня. Считая десять священным числом, пифагорейцы ввели десять подвижных сфер, вращающихся вокруг центрального огня. Так как древние знали лишь пять планет, кроме Земли, то пифагорейцам для получения священного числа десять пришлось ввести дополнительное небесное тело «проти-воземлю» (предвзятая догма приводила к ложным гипотезам).

Таким образом, сферы Земли и противоземли, Солнца, Луны, пяти планет и неподвижных звезд вращались вокруг центрального огня. Расстояния этих сфер от центра, по учению пифагорейцев, подчиняются простым числовым соотношениям. Вращающиеся сферы издают неслышимые гармонические звуки (музыка сфер).

В дальнейшем Аристарх Самосский выбросил центральный огонь и противоземлю и, поместив в центре Вселенной Солнце, построил первую модель гелиоцентрической системы. По-видимому, эта модель не была известна Копернику. В посвящении к своей книге он ссылается на учение о движении сфер вокруг центрального огня, изложенное пифагорейцем филолаем.

Отметим, что наука Древней Греции с самого начала опиралась на знания, добытые в странах Древнего Востока. Но также с самого начала проявились в этой науке новые черты. Мыслитель Древней Греции стремился обсуждать проблему, логически обосновать то или иное положение. Эта черта особенно ярко проявилась в воззрениях последующих ученых: известных из истории философии элеатов, атомистов и Аристотеля.

Таким образом, уже на первом этапе возникновения науки были поставлены глубокие вопросы о строении и происхождении мира, о причине движения, о роли количественных отношений в природе и т. д. Пытаясь ответить на эти вопросы, ионийцы, пифагорейцы и элеаты положили начало теоретическому анализу природы, разработке научной картины мира. В этих первых попытках много наивного, фантастического, ложного, еще отсутствует проверка гипотез и представлений опытом и математическим анализом. Но уже высказана четкая идея о вечности материи, о развитии мира в силу естественных причин, построены первые модели Вселенной. На смену религиозным и мифическим представлениям о возникновении и строении мира пришла наука.

Учебное пособие. — 2 изд., испр. и доп. — М.: Просвещение, 1982 — 448 с.: ил.Курс истории физики предназначен для студентов педагогических институтов. В нём изложена история мировой физики от древности до наших дней. Книга состоит из трёх частей. В первой освещена история становления физической науки, заканчивающейся Ньютоном. Последняя, третья часть посвящена истории становления квантовой, релятивистской и ядерной физики.Главный труд всей жизни П.С. Кудрявцева — трехтомная «История физики»; ее первый том появился в 1948 г., третий — в 1971 г. В ней была охвачена вся физика — от древних времен до наших дней. Автор впервые попытался осветить материал с марксистских позиций; одновременно в книге отдавалось должное русским физикам, чьи работы часто замалчивались иностранными историками.При многих положительных качествах «Истории физики» и богатстве включенного в нее материала она, конечно, не могла быть учебным пособием по курсу истории физики (хотя бы из-за громадного объема). Поэтому в последующие годы П.С. Кудрявцев пишет «Историю физики и техники» (совместно с И.Я. Конфедератовым), а затем 1974 г. — «Курс истории физики» для студентов педагогических институтов. В этом курсе П.С. Кудрявцев учел недостатки и положительные стороны своих предшествующих работ и примерно втрое сократил материал, включенный в «Историю физики».Оглавление (под спойлером) .

Н.Н. Малов. Павел Степанович Кудрявцев (1904-1975)
Возникновение физики (от древности до Ньютона)
Физика древности
Зарождение научных знаний
Начальный этап античной науки
Возникновение атомистики
Аристотель
Атомистика в послеаристотелевскую эпоху
Архимед
Физика средневековья
Исторические замечания
Достижения науки средневекового Востока
Европейская средневековая наука
Борьба за гелиоцентрическую систему
Исторические замечания
Научная революция Коперника
Борьба за гелиоцентрическую систему мира. Джордано Бруно. Кеплер
Галилей
Возникновение экспериментального и математического методов
Новая методология и новая организация науки. Бэкон и Декарт
Первые успехи экспериментальной физики
Завершение борьбы за гелиоцентрическую систему
Дальнейшие успехи экспериментальной физики
Ньютон
Развитие основных направлений классической физики (XVIII-XIX вв.)
Завершение научной революции в XVIII в.
Исторические замечания
Наука в России. М.В. Ломоносов
Механика XVIII в.
Молекулярная физика и теплота в XVIII столетии
Оптика
Электричество и магнетизм
Развитие основных направлений физики в XIX в.
Развитие механики в первой половине XIX столетия
Развитие волновой оптики в первой половине XIX столетия
Возникновение электродинамики и её развитие до Максвелла
Электромагнетизм
Возникновение и развитие термодинамики. Карно
Открытие закона сохранения и превращения энергии
Создание лабораторий
Второе начало термодинамики
Механическая теория тепла и атомистика
Дальнейшее развитие теплофизики и атомистики
Возникновение и развитие теории электромагнитного поля
Открытие электромагнитных волн
Изобретение радио
Основные направления научной революции в физике XX в.

Электродинамика движущихся сред и электронная теория
Теория относительности Эйнштейна
Критика механики Ньютона и геометрии Евклида
Дальнейшее развитие теории относительности
Возникновение атомной и ядерной физики
Открытие Рентгена
Открытие радиоактивности
Открытия П. и М. Кюри
Открытие квантов
Первый этап революции в физике
Открытие радиоактивных превращений. Идея атомной энергии
Развитие квантовой теории Эйнштейном
Ленинский анализ "Новейшей революции в естествознании"
Атом Резерфорда — Бора
Модели атома до Бора
Открытие атомного ядра
Атом Бора
Становление советской физики
Исторические замечания
Радиотехника и радиофизика
Развитие теоретической физики советскими учёными
Развитие других направлений советской физики
Возникновение квантовой механики
Трудности теории Бора
Идеи де Бройля
Возникновение квантовой статистики
Открытие спина
Механика Гейзенберга и Шредингера
Развитие ядерной физики в 1918-1938 гг.
Начало атомной энергетики. Открытие изотопов
Расщепление ядра
История открытия нейтрона
История открытия нейтрона
Протонно-нейтронная модель ядра
Космические лучи. Открытие позитрона
Ускорители
Искусственная радиоактивность
Опыты Ферми
Теория β-распада Ферми
Открытие ядерной изомерии
Деление урана
Осуществление цепной реакции деления ядер
Литература
Классики марксизма-ленинизма
Общие сочинения по истории и методологии физики
Труды деятелей физической науки
Биографии и монографии, посвященные отдельным ученым

Курс истории физики предназначен для студентов педагогических институтов. В нём изложена история мировой физики от древности до наших дней. Книга состоит из трёх частей. В первой освещена история становления физической науки, заканчивающейся Ньютоном. Последняя, третья часть посвящена истории становления квантовой, релятивисткой и ядерной физики.

Кудрявцев Павел Степанович

Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по физ. спец. - 2 изд., испр. и доп. - М. : Просвещение, 1982. - 448 с., ил

Павел Степанович Кудрявцев (1904-1975)

Павел Степанович Кудрявцев - один из известных советских специалистов по истории физики - вырос в семье сельских учителей; родители помогли ему получить среднее образование и с детства привили вкус к науке и искусству.

Будучи студентом физико-математического факультета Московского государственного университета, П. С. Кудрявцев выделялся среди товарищей исключительной памятью, способностью легко схватывать новые идеи, готовностью обсуждать их в коллективе, помогая окружающим усваивать неизвестный, иногда очень сложный материал. Живой, увлекающийся, П. С. Кудрявцев делил свое время между физикой, историей, театром и поэзией. Он и сам писал неплохие стихи.

После окончания МГУ (в 1929 г.) П. С. Кудрявцев работал в педагогических институтах Горького и Орла; с 1946 г. до кончины он преподавал в Тамбовском педагогическом институте, в котором возглавлял кафедру теоретической физики. Там он организовал курс истории физики, развернул единственный в стране музей по истории физики, создал школу молодых историков науки и добился открытия аспирантуры по этой дисциплине.

В 1944 г. за книгу о Ньютоне ему была присуждена ученая степень кандидата, а в 1951 г. - за первый том «Истории физики» - ученая степень доктора физико-математических наук.

Главный труд всей жизни П. С. Кудрявцева - трехтомная «История физики»; ее первый том появился в 1948 г., третий - в 1971 г. В ней была охвачена вся физика - от древних времен до наших дней. Автор впервые попытался осветить материал с марксистских позиций; одновременно в книге отдавалось должное русским физикам, чьи работы часто замалчивались иностранными историками.

При многих положительных качествах «Истории физики» и богатстве включенного в нее материала она, конечно, не могла быть учебным пособием по курсу истории физики (хотя бы из-за громадного объема).

Поэтому в последующие годы П С Кудрявцев пишет «Историю физики и техники» (совместно с И Я Конфедератовым), а затем 1974 г «Курс истории физики» для студентов педагогических институтов В этом курсе П С Кудрявцев учел недостатки и положительные стороны своих предшествующих работ и примерно рое сократил материал, включенный в «Историю физики»

Работникам педагогических институтов, школ, а также студентам и учащимся знакомы и другие труды П С Кудрявцева - книги о Торричелли, фарадее и Максвелле, статьи и выступления по вопросам истории физики Работы П С Кудрявцева известны за рубежом В знак признания его научных заслуг он был избран членом-корреспондентом Международной Академии истории наук.

Всю жизнь П С Кудрявцев ратовал за введение истории физики в учебные планы физических факультетов педагогических институтов Будем же надеяться, что переиздание «Курса истории физики» послужит толчком для воплощения в жизнь заветной мечты Павла Степановича.

Профессор, доктор физико-математических наук Н Н Малов

Предисловие к первому изданию

В настоящее время имеется достаточно книг советских и зарубежных авторов, излагающих историю физики от древности до наших дней Тем не менее издательство «Просвещение» предложило автору написать однотомный курс, который мог бы служить учебным пособием по истории физики для студентов педагогических институтов.

Главная трудность в преподавании истории физики заключается в диспропорции между ее огромным материалом и количеством часов, отводимых на изучение этого предмета Если говорить обо всем понемногу, то курс превратится в каталог имен и открытий и в лучшем случае может выполнить роль справочника по истории физики Если, как это часто предлагают, сосредоточить внимание на одной части курса, например на истории современной физики, то получается искаженная, односторонняя картина развития физической науки Между тем будущему учителю необходимо иметь достаточно полное представление о развитии науки, начиная с ее возникновения и кончая современным состоянием Ему приходится рассказывать учащимся об Архимеде и Эйнштейне, о Ньютоне и Резерфорде, о Ломоносове и Курчатове Эти сведения, по крайней мере в главных чертах, он должен получить из «Курса истории физики» Поэтому в предлагаемой книге дана картина развития физики на всем протяжении ее истории.

Книга состоит из трех частей В первой из них изложена история становления физической науки, начиная с накопления основных физических сведений в процессе повседневного опыта и кончая физикой Ньютона.

Во второй части рассмотрена история развития основных направлений классической физики в XVIII-XIX вв.

Последняя, третья часть посвящена изложению ведущих направлений физики XX в теории относительности, теории квантов, атомной и ядерной физике.

В книге достаточно полно раскрыта история формирования основных физических идей, приведены выдержки из трудов классиков физической науки, биографические сведения.

Введение

Основная задача всякой науки-открыть законы, действующие в той области, которой занимается эта наука. Основная задача истории науки заключается, таким образом, в том, чтобы найти законы, управляющие развитием науки. Может показаться на первый взгляд, что таких законов не существует. Нельзя предвидеть появление Архимедов. Ньютонов. Лобачевских, нельзя управлять мышлением и творчеством ученого. История науки внешне представляется как результат неконтролируемой деятельности отдельных гениальных мыслителей, поведение которых нельзя уподоблять поведению какого-нибудь камня, падающего в поле тяготения. Бесспорно, что наука - продукт деятельности людей, притом наиболее сложной и тонкой деятельности: познавательной, творческой. Однако развитие науки происходит в определенных исторических условиях, играющих важную, определяющую роль, и эти условия доступны научному анализу.

Исторический материализм впервые сделал возможным научное познание исторического развития человечества, открыл реальную основу деятельности людей, в том числе основу их духовной деятельности. Такой реальной основой является способ производства материальных благ, необходимых для существования каждого человека и всего человеческого общества. Именно процесс производительной трудовой деятельности сыграл решающую роль в выделении человека из стада животных, в развитии его познания и социальных условий его бытия. Энгельс писал в своей работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека»: «Самый труд становился от поколения к поколению более разнообразным, более совершенным, более многосторонним. К охоте и скотоводству прибавилось земледелие, затем прядение и ткачество, обработка металлов, гончарное ремесло, судоходство. Наряду с торговлей и ремеслами появились, наконец, искусство и наука; из племен развились нации и государства».(1 Энгельс Ф. Диалектика природы. - Маркс К., Энгельс ф. Соч. 2-е изд., т. 20, с. 493. )

Таким образом, само возникновение науки становится возможным только на определенной ступени экономического развития, в странах с развитым земледелием, с городской культурой, а в дальнейшем развитие науки соответствует развитию экономики.

Энгельс совершенно четко пишет по этому поводу: «...уже с самого начала возникновение и развитие наук обусловлено производством».(1 Энгельс ф. Диалектика природы. - Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд., т. 20, с. 493. )

Учебное пособие представляет собой курс лекций по истории физики с древнейших времен до наших дней. Задача пособия - подготовить будущих учителей к осуществлению исторического подхода в преподавании физики в школе. Поэтому значительное внимание в нем уделено истории открытия физических законов и явлений, представленных в программе
средней школы. Подробно изложена также история современной физики, что позволяет расширить кругозор будущих учителей.
Для студентов высших педагогических учебных заведений.

ПРЕДМЕТ И МЕТОДЫ ИСТОРИИ ФИЗИКИ.
Приступая к изучению любой новой науки, необходимо прежде всего ясно представлять: о чем эта наука, какое место она занимает в общечеловеческом интеллектуальном багаже и какими методами оперирует. В таком случае изучение становится полностью осознанным, а применение полученных знаний - наиболее оптимальным. В максимальной степени это касается будущих педагогов, которым адресовано данное учебное пособие.

Предмет истории физики - процесс возникновения и развития физической науки как единого целого, как общественного явления, занимающего определенное место в жизни людей и выполняющего в ней конкретную роль.

Историю физики следует воспринимать как синтез естественнонаучного и гуманитарного подходов к изучению природы и общества. Первый из них характеризуется точностью, обоснованностью, логическими связями частей. Гуманитарный подход привносит в эту дисциплину мощное эмоциональное воздействие, ощущение сопричастности к происходящим событиям, характерные для всех областей исторической науки. Именно поэтому изучение истории физики можно рассматривать как одно из главных направлений гуманитаризации естественно-научного образования. Для большинства точных наук изучение их истории является наилучшим способом реализовать их гуманизацию.

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
Введение
Лекция 1. Предмет и методы истории физики
Часть 1. ФИЗИКА В НАЧАЛЕ ПУТИ
Лекция 2. Предыстория физики. Античная наука
Биографии выдающихся ученых античного периода
Лекция 3. Физические знания Средневековья и эпохи Возрождения.
Биографии выдающихся ученых Средневековья и эпохи Возрождения
Лекция 4. Научная революция XVI-XVII вв
Биографии крупнейших ученых XVI-XVII вв
Лекция 5. Галилео Галилей и его современники.
Формирование основ научного знания
Биографии крупнейших ученых - современников Галилея
Лекция 6. Ньютон и его научный метод
Часть 2. КЛАССИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
Лекция 7. Развитие классической механики
Биографии выдающихся ученых-механиков
Лекция 8. Открытие основных законов электромагнетизма
Биографии первооткрывателей законов электромагнетизма
Лекция 9. Дж. К. Максвелл и его электромагнитная теория
Биографии крупнейших ученых, работавших в области электромагнетизма
Лекция 10. Развитие оптики в XVII -XIX вв
Биографии крупнейших ученых-оптиков
Лекция 11. Экспериментальные обоснования молекулярно-кинетической теории и возникновение статистической физики
Биографии выдающихся ученых - исследователей теплоты
Лекция 12. Открытие закона сохранения и превращения энергии
Биографии крупнейших ученых, творцов термодинамики и статистической физики
Часть 3. СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА
Лекция 13. Научная революция конца XIX - начала XX в
Биографии основателей квантовой теории
Лекция 14. Электродинамика движущихся сред и электронная теория. А. Эйнштейн
Биографии творцов электронной теории и теории относительности
Лекция 15. Возникновение атомной и ядерной физики
Биографии крупнейших ученых - зачинателей ядерной физики и квантовой механики
Лекция 16. Наука и общество. Нобелевские премии по физике
Лауреаты Нобелевской премии по физике
Лекция 17. Современная физика. История физических открытий конца XX в
Лекция 18. Русская и советская физика
Заключение.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу История физики, Ильин В.А., 2003 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.