Максвелл: развитие и кризис механической картины мира

Другая культура » Становление физической картины мира от Галилея до Эйнштейна » Максвелл: развитие и кризис механической картины мира

Страница 1

Молекулярно-кинетическая концепция.

Важная мировоззренческая идея единства небесного и земного, которую мы встречаем уже вработах Галилея и Ньютона, всё в большей мере побуждала применять фундаментальные образы механической картины мира к самым различным явлениям,непосредственно окружавшие человека. В XIX веке новый принципиально важный этап в развитиимеханической картины мира оказался связан с применением её основных представлений к созданию теории, объясняющей свойства газов, а затем жидкости итвёрдых тел.

Основные этапы развития знаний о свойстве газов:

В 1643 году Э. Торричелли обнаружил, что ртуть в запаянной сверху стеклянной трубке, опущенной другим концом в сосуд с ртутью, устанавливается на высоте 46см; он дал правильное толкование этого явления: давление воздуха уравновешивается весом столбика ртуть. В результате этого открытия наука получила прибор дляизмерения давления.

Почти через 20 лет Р. Бойль установил, что при уменьшении объёма газа в замкнутомсосуде давление соответственно возрастает, при увеличении – уменьшается. Это означало, что произведение давления газа на его объём есть величина постоянная(для данной массы газа при постоянно температуре).

В 1787 году Ж. Шарль экспериментально доказал, что в замкнутом сосуде с изменением температуры на один градус давление газа изменяется на 1/273 первоначального, т.е. изменяется по линейному закону.

Через 14 лет Ж. Гей-Люссак определил опытным путём, что объём данной массы газаменяется линейно с изменением температуры (при постоянном давление).

В ходе этих эмпирических исследований перед учёными вырисовывалась целая областьсвоеобразных явлений, в которых центральную роль играли свойства и отношения, выражаемые понятия «давление», «температура», «объём». Чтобы перейти от суммычастных эмпирических законов к общей теории поведения газа, необходимо было либо найти возможность ввести теоретические представления механики с ихцентральными понятиями движущихся материальных точек, либо найти другие, специфичные для данных фундаментальные образы. Последние означало, что для теоретическогообъяснения свойств газов необходима физическая картина мира, отличающаяся от механической.

Исследования на теоретическом уровне создали предпосылки для объединения найденных ранееразрозненных эмпирических законов поведение газов. Опираясь на идеи и метод С. Карно, Б. Клайперон, в 1834 годуобъединил законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля: произведение объёма газа на давление пропорционально абсолютной температуре. Найденные ранееэмпирические законы можно было вывести из объединенного закона как его частные случаи и, кроме того, он отражал тот существенный для практики случай, когдаодновременно применяются все три параметра – давление, объём и температура. Это был важный, но пока ещё формальный шаг, так как Б. Клайперон не имел адекватныхпредставлений о природе теплоты, придерживался теории теплорода и не пользовался ни какими представлениями о природе газа, с помощью которого можнобыло бы объяснить законы его поведения.

Следующий шаг – превращение термодинамики в относительно завершённую физическую теорию -во многом связан с именем В.Томсона и Р. Клаузиуса. В серии работ 50-х годов они чётко сформулировали два фундаментальных принципа термодинамики, уточним иразвили систему основных её понятий. В связи со вторым принципом термодинамики было введено понятие энтропии[3], важнейшей наряду с энергией характеристикой термодинамической процессов.

Принципы термодинамики понимались её творцами как неограниченно всеобщие, пригодные дляпонимания всех процессов в мире. Однако отождествление термодинамической картины с общей физической картиной мира рождало парадоксальный вывод о такназываемой тепловой смерти Вселенной. Парадокс состоял в том, что из второго принципа термодинамики, который подтверждался всеми исследованиямитермодинамических процессов, с неизбежностью, казалось бы, следовал вывод, что с течением времениразность температур между телами во Вселенной должна исчезнуть и тогда наступит состояние теплового равновесия, равносильное смерти, так как динамическиепроцессы, порождающие и поддерживающие сложноорганизованные системы, основаны на разности температур, возможности производить работу.

Страницы: 1 2 3 4 5

Похожие статьи:

Колокол как музыкальный инструмент
Колокола были единственным музыкальным инструментом, который не только не запрещался, но даже специально привлекался к богослужению в православной церкви. Колокола на Руси были излюбленным и демократичным музыкальным инструментом. Их люби ...

Актуализация современного искусства в России
Начиная с 1988 года, во многих больших городах страны начали функционировать многочисленные художественные галереи, во главе которых становилось одно лицо или группа лиц, они формировали рынок, собирали коллекции, активно влияли на вкусы ...

Музыкальные рукописи эпохи Ивана III в собрании Кирилло-Белозерского монастыря
В пятнадцатом столетии древнерусские музыкальные рукописи (богослужебные певческие книги) подверглись реформированию, в значительной степени связанному со сменой богослужебного устава. В течение 15 века русская Церковь постепенно перешла ...