20
Глава 1.
ций и следует рассматривать то, что произошло в физике на протяжении 19-го и 20-го столетий [4].
1.2. О целях и структуре классической физической теории
В основе классической теоретической физики лежит классическая механика И.Ньютона, в соответствии с которой состояние материальной системы полностью определяется координатами и импульсами всех тел, образующих систему. Координаты и импульсы - основные величины классической механики. Зная их, можно вычислить любую механическую величину, например, энергию, момент количества движения и т. п. Хотя позже было признано, что ньютоновская механика имеет ограниченную область применения, она осталась тем фундаментом, без которого позднейшие построения теоретической физики были бы невозможны.
Следует обратить внимание на то, что поведение системы ньютоновская механика сводила к совокупности простых составляющих - поведению тел, составляющих систему.
На основе ньютоновской механики возникла механика сплошных сред, в которой газы, жидкости и твердые тела рассматриваются как непрерывные однородные физические среды. В механике сплошных сред используются понятии ньютоновской механики, однако, применительно к описанию движения сплошных сред. Поэтому здесь вместо координат и импульсов отдельных частиц применены иные величины: плотность, т.е. масса, отнесенная к объему; давление, т.е. сила, отнесенная к площади и т. п. На основе ньютоновской механики выведены уравнения, описывающие движения сплошных сред - уравнения Эйлера и Навье-Стокса.
Еще в конце XVIII в. было обращено внимание на то, что сопротивление движению тел в жидкости нельзя объяснить без ис
Общественное производство и естествознание
21
пользования представлений о возникающих за кормой движущихся тел вихрей. Закономерностям вихревых движений были уже в ХХ столетии посвящены работы Г ельмгольца и некоторых других исследователей.
Приложение механики сплошных сред к явлениям электромагнетизма во второй половине XIX в. позволило Максвеллу создать электродинамику. В основе уравнений Максвелла лежат положения Гельмгольца о законах вихревого движения в идеальной жидкости, каковой, по мнению Максвелла, является эфир, вихревые движения которого и составляют сущность электромагнитных явлений. Электродинамика Максвелла имеет чисто механическое происхождение: все ее положения строго выведены из соотношений механики несжимаемой и невязкой жидкости, т.е. идеальной жидкости, о чем авторы современных учебников предпочитают умалчивать.
Статистическая физика возникла на основе представлений о макроскопических телах как механических системах, состоящих из огромного числа движущихся частиц, движение которых подчиняется законам механики.
Созданные до начала ХХ в. фундаментальные основы физики
- классическая механика, механика сплошных сред, статистическая физика и электродинамика - обладали преемственностью, оперировали модельными представлениями, предполагали наличие причинно-следственных связей между телами и явлениями, рассматривали процессы как следствие внутренних движений материи, подразумевали евклидовость пространства, равномерность течения времени, несоздаваемость и неуничтожимость материи и энергии, причем энергия рассматривалась как мера движения материи. Эти теории являются результатом выводов из накопленного естествознанием опыта. Математика в классической физической теории подчинена физике, т. е. она привлекается для описания физических моделей материальных структур, процессов и явлений.
Толчком к выдвижению той или иной теории служила необходимость понимания внутренней сущности явлений, без чего
