Истоки естествознания. Концепция элементалей. Концепции пространства и времени

Реферат

На тему

«Истоки естествознания. Концепция элементалей. Концепции пространства времени»

План

1. Деистические концепции сотворения мира

2. Античные концепции элементалей оккружающего мира

3. Концепция классического атомизма

4. Концепция атома как планетарный системы

5. Проблема адекватного описания микромира

6. Пространственный аспект иерархии стуктурных уровней

7. Концепции пространства - времени

1. Деистические концепции сотворения мира

Согласно Торе, Библии и Корану, в процессе творения мира происходит его структурирование из первоначальной неорганизованности, хаоса. Первое разделение бинарно противоположно: Верх и Низ. Следующей “командой на управление” является «Да будет свет!» Свет Огонь выжигает часть Воды и появляется Твердь Суша (или земля, в узком смысле слова). Затем в действие вступает Божественное Провидение, которое определяет эволюцию созданного мира. Организуются небесные сферы звезд и планет. Их рольнести Провидение на землю и воду, быть мерилом времени и источни-ком света. В небе появляются птицы, в воде рыбы, на суше звери. И все оказывается хорошо. Есть структурированный мир земной рай, но нет субъекта, который мог бы оценить красоту и совершенство созданного, оценить роль Творца и возблагодарить Его. Тогда из земного вещества праха (глины?) Бог создает первочеловека Адама и передает ему часть своего Святого Духа в виде Разума. Остальные живые существа его лишены, дух противопоставлен плоти. Так появляется субъект наблюдения Мира и действия в нем. Третья компонента (Бог Сын) необходима для того, чтобы научить ставшее многочисленным население земли нормам морали, этики.

Идея триады встречается и в других религиях древних цивилизаций. По дошедшим до нас отголоскам во многих верованиях верховный бог разделяется на отдельные соподчиненные божества, которые имеют свои полномочия. В качестве примера можно привести следующую таблицу, в которой указаны страна и соответствующие боги созидания, существования и разрушения.

Боги: Созидания Существования Разрушения

Египет Аммон Фта Озирис

Персия (Бактриана) Зеруане Ормузд Ариман

Индия Мана Буди Кали

Первые в триадах - это боги созидания мира, вторые управления им и третьи боги разрушения, с которыми ассоциируется Зло. В массовой культуре современности нередки обращения к символике древних цивилизаций и обыгрывание обращений (заклинаний) к божествам разрушения. Нам же важно подчеркнуть, что уже в древних религиях мы находим свидетельства понимания того обстоятельства, что разрушение и возврат в Хаос есть необходимый и существенный элемент мироустройства. Можно сказать, что опыт человечества, отраженный в истоках науки - религии ,утверждает существование как борьбу противоположных тенденций. Первая стремление к организации, другая к деструкции.

Обратим внимание на некоторые моменты. Во первых, неявно полагается, что в Хаосе потенциально содержались все появившиеся в процессе творения структуры. Во-вторых, общее начало подразумевает единство и взаимосвязь созданного Мира. Идеи единства и взаимосвязи мира, содержательной сущности хаоса, единство структурирования и распада являются основополагающими и для современного естествознания.

2. Античные концепции элементалей окружающего мира

Элементали - структурные части, из которых строятся более крупные блоки вещества.

Окружающий человека мир необычайно разнообразен. Античные философы многообразие форм окружающего мира, воспринимаемое чувствами человека, считали фактором, который мешает разуму определить внутреннюю суть вещей. Считалось, что настоящий философ должен отстраниться, мы теперь говорим абстрагироваться, от различия форм и разумом постичь общее начало в многообразии.

Знаменитый математик и философ Пифагор (570 - 500 гг. до н.э.) в качестве самых основных выделял пять видов первоэлементов, каждому их которых сопоставлялась своя геометрическая форма: Земля (куб), Огонь (тетра-эдр), Воздух (октаэдр), Вода (икосаэдр), Эфир (додекаэдр). Смешиваясь меж-ду собой, эти неизменные основы вещества порождают все многообразие природы.

На этой основе Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.) построил свою систему свойств и качеств. Эфир он отнес к области космоса, остальные элементали к области Земли.

В основе земных вещей по Аристотелю лежат 4 элемента, которые он приводит в противопоставлении.

I пара: Огонь - Вода

II пара: Земля - Воздух

Пары образуют крест противоположностей. При этом Земля и Вода как элементы тяжелые обладают стремлением падать вниз, а Огонь и Воздух стремятся вверх. Взаимодействие элементов, их смешивание (на современном языке суперпозиция) создает свойства и качества всех материальных вещей. Качества могут быть противоположными: Сухость и Влажность, Влажность холодная и горячая и так далее.

В логике Аристотеля бинарными противоположностями (альтернативами) являются Истина и Ложь. «Третьего не дано». Принцип исключения третьего способствовал развитию логики и оказал большое влияние на смежные области. Однако привычка ожидать в окружающем мире только бинарные противоположности приводила физиков к многолетним спорам по поводу того, например, является ли свет потоком частиц (Ньютон) или последовательностью волн (Гюйгенс).

3. Концепция классического атомизма

Греческий философ Демокрит (460-370 гг. до н.э.) является автором понятия «атом». С Демокритом связана первая из нескольких известных легенд о яблоке. Разрезая яблоко, Демокрит задумался о проблеме делимости тел: Половина, половина, ... . Где же кончается яблоко? Есть ли, в принципе, предел процессу дихотомии? Демокрит пришел к заключению о наличии предела делимости тел. Атомы это наименьшие, более не разрезаемые (вследствие “твердости”) части любых сложных по составу и форме тел.

Логическое обоснование необходимости предела уменьшения частей тел позднее дал римский поэт и философ Тит Лукреций Кар (99 - 55 гг. до н.э.) в своем пересказе идей Демокрита. Можно процитировать его труд «De Rerum Natura»:

Если не будет затем ничего наименьшего, будет Из бесконечных частей состоять и мельчайшее тело: У половинки найдется всегда и своя половина.

И для деленья нигде не окажется вовсе предела.

Чем отличишь ты тогда наименьшую часть от Вселенной?

Этот вопрос является базовым, фундаментальным и для современного естествознания. В античности решение проблемы могло быть только логическое. Предел нужен, чтобы отличить наименьшую часть от вселенной. Иначе возникает ситуация «дурной бесконечности» в лестнице масштабных уровней.

Кроме логики, Тит Лукреций Кар приводит и ряд экспериментальных фактов о наличии невидимых мельчайших частиц. Ветер невидим, но воздействует на поверхность моря, вызывая волны. Запахи и звуки невидимы, холод и тепло, влажная одежда высыхает у огня и т.д. Главный вывод, к которому приходит философ, таков:

... Это все обладает, однако, телесной природой,

Если способно оно приводить наши чувства в движенье.

Ведь осязать, как и быть осязаемым, тело лишь может! ...

Таким образом, можно выделить следующие свойства атомов в концепции античных мыслителей: 1. Невидимы (так малы). 2. Телесны (материальны, вещественны). 3. Твердые (неразделимы). 4. Число их типов - бесконечность. 5. Вихревое движение атомов - непрерывно.

Фактически перечисленные свойства признаются и современным естествознанием. В химических реакциях атомы неделимы, вращательное движение (спин) - присуще всем элементарным частицам. Но число типов атомов ограничено. Кроме того, они оказались составными системами и «делимыми».

Идеи Демокрита, да и их поэтическое изложение были забыты в эпоху средневекового религиозного фанатизма.

4. Концепция атома как планетарной системы

Эта проблема возникла после открытия электрона. История поиска частицы «еще меньшей», чем атом, физические эксперименты Крукса и Томпсона. Параллельно с ними проводились опыты по определению заряда ионов в химии. При электролизе воды в приборе Гофмана, в одной части сосуда, где помещен отрицательный электрод, выделяется водород, в другой кислород. Измерив количество прошедшего в цепи электричества и объем полученного водорода, можно рассчитать заряд одного иона водорода: q = 1,6.10^-19 Кл. Такое количество электрического заряда теряет атом водорода при ионизации.

Масса же при этом остается почти неизменной, уменьшаясь примерно на одну двухтысячную от величины массы атома водорода. Заряд уносит очень маленькая по массе частица, которая и была названа электроном. Заряды всех других ионов всегда кратны по абсолютной величине заряду иона водорода. Это означает, что электроны входят в состав всех атомов. Более того, и в химии, и в физике сформировалось устойчивое мнение о том, что заряд электрона является естественной единицей количества электричества, меньше которой не бывает. По меньшей мере, два вопроса возникли после подтверждения факта существования электрона:

1. Где находится электрон в составе нейтрального атома: снаружи или внутри положительно заряженной массы?

2. Что собой представляет область положительного заряда?

В начале ХХ столетия были высказаны почти одновременно несколько гипотез о внутренней структуре атома. При этом все авторы исходили из принципа единства мира и подобия его частей. Этот принцип имеет древнее происхождение. Считается, что его высказал древнеегипетский мистик Гермес Тримегист фразой: «То, что находится наверху, подобно тому, что на-ходится внизу». Поэтому ожидалось, что объекты микромира могут быть устроены наподобие объектов мегамира или макромира. Модели атома водорода, предложенные различными авторами, представлены на следующей схеме: Какая из моделей верна? Ответ должен был дать эксперимент, таково общее правило в науке. Но какой эксперимент? Чем подействовать на атом?

Химические методы воздействий приводили к ионизации молекул и атомов, но не вскрывали его «внутреннее устройство». На помощь пришла физика, в арсенале которой к тому времени появились различные излучения с высокой проникающей способностью.

Более ста лет назад (1896) А. Беккерель открыл явление радиоактивности. Годом раньше В. Рентген обнаружил таинственные Х-лучи, которые просвечивали, например, руку человека и оставляли на фотопластинке силуэты фаланг пальцев. Для современников Рентгена это было поразительно! Позднее выяснилось, что Х-лучи, или рентгеновское излучение, представляет собой электромагнитные волны с энергией в десятки тысяч раз большей, чем у фиолетового светового излучения. Энергия радиоактивного гамма-излучения, всегда сопровождающего альфа- или бета-распад, не менее чем в миллион раз выше энергии светового излучения. Все электромагнитные излучения электрически нейтральны и не могут отклоняться в поле отрицательных или положительных зарядов. Для целей зондирования распределения зарядов в атомах более подходящими являлись бета частицы (электроны) и альфа частицы (ядра атомов г В 1909 г., по заданию Э. Резерфорда, его сотрудники Г. Гейгер и Э. Мардсен начали исследования рассеяния альфа-частиц тонкими (настолько, что они становились полупрозрачными для света) пленками золота. На обычном языке это называлось бомбардировать атом альфачастицами. Совершенно неожиданно было обнаружено, что малое количество альфа-частиц (примерно одна частица на 8000 падающих) отклоняется почти назад, под углом до 180°. По воспоминаниям Э. Резерфорда, у него было ощущение, что пушечный снаряд отразился от листа бумаги! Однако через день Резерфорд догадался, какой внутренней структуре атома соответствуют результаты измерений елия). Рассмотрим силы отталкивания, которые возникают при пролете альфа-частицы сквозь атом. Чтобы остановить альфа-частицы, а затем разогнать их в обратном направлении, потенциальная энергия электростатического отталкивания одноименно заряженных частиц должна быть равна или больше кинетической энергии бомбардирующих частиц: огромное значение потенциальной энергии взаимодействующих зарядов возможно только при r - чрезвычайно малом. По модели Резерфорда весь положительный заряд занимает крошечную область, радиус которой меньше десяти в степени минус пятнадцатой метра. То есть примерно во столько раз меньше радиуса атома, во сколько раз радиус Солнца меньше радиуса самой удаленной от него планеты.

Мельчайшая часть вещества - атом - казалась устроенной наподобие Солнечной системы. От модели Резерфорда было впечатление, что принцип Гермеса Тримегиста получил физическое подтверждение. Невольно возникали ассоциации с куклой - матрешкой, где в одной оболочке оказывается помещенной другая, подобная по форме, но меньшего размера, в ней следующая и так далее. Может быть, в природе нет конца этой лестнице ни вверх, ни вниз?

На основе этого предположения появились гипотезы инфрамира, то есть мира меньшего масштабного уровня, и супра мира - внешнего, большего по масштабу, чем обычный мир человека.

Суть первой гипотезы прекрасно показана в стихотворении русского поэта Валерия Яковлевича Брюсова «Мир электрона»: Быть может, эти электроны

Миры, где пять материков,

Искусства, знанья, войны, троны

И память сорока веков!

Еще, быть может, каждый атом -

Вселенная, где сто планет;

Там все, что здесь, в объеме сжатом,

Но также то, чего здесь нет.

Их меры малы, но все та же

их бесконечность, как и здесь;

Там скорбь и страсть, как здесь, и даже

Там та же мировая спесь.

Их мудрецы, свой мир бескрайний

Поставив центром бытия,

Спешат проникнуть в искры тайны

И умствуют, как нынче я.

Гипотетические мудрецы на электронепланете действительно измеряли бы время в единицах периода обращения электрона вокруг ядра. И их год был бы весьма скоротечен по сравнению с нашим астрономическим годом.

Альтернативная гипотеза супрамира исходит из сходства солнечной системы с атомами фтора (F). Действительно, в солнечной системе (до от-крытия планеты Харона) было известно 9 планет. А у атома фтора имеется 9 электронов. Формально очень схожи по «устройству» эти две системы. Так, может быть, Солнечная система и другие звезды - это некие мега-атомы, из которых составляются гигантские по размерам мега-молекулы? А из мега-молекул построен мегаорганизм Вселенная? Фантазируя дальше, можно считать этот мегаорганизм носителем космического разума. Отголоском этой идеи является разумный Океан (Солярис) у писателя фантаста С. Лема. Можно также упомянуть мистические идеи Е. Блаватской о космическом Разуме и живой Вселенной.

Мы рассматриваем эти гипотезы в разделе об истоках современного естествознания потому, что они иллюстрируют влияние научных открытий на гуманитарный компонент культуры. Элементы новой парадигмы естествознания изменяют масштабы и образ мысли всего человечества. Кроме того, они привлекательны своей смелостью и выходом за привычные рамки мышления. Тем не менее, в них остается стереотип ожидания все меньших структурных частей по мере продвижения на более глубокие масштабные уровни: внутри матрешки может быть только меньшая.

По современным данным принцип матрешки несостоятельный. В последующем мы рассмотрим причины, по которым малые по массе микрочастицы содержат в себе не меньшие, а, наоборот, большие по массе и энергии составляющие. Что касается звездных систем, то процессы их образования не копируют закономерности образования молекулярных систем и тем более закономерности развития живых организмов.

5. Проблема адекватного описания микромира

Планетарная модель атома явилась вершиной классического естествознания. Она же показала неприменимость его для адекватного описания микромира. удастся понять, почему не любые по размерам и энергетическим состояниям орбиты реализуются в атомах.

В 1923 г. были выполнены опыты Дэвисона и Джермера по дифракции электронов. Уместно процитировать письмо Шредингера того времени: «Некоторые исследователи Девисон, Джермер и молодой Томпсон приступили к выполнению опытов, за которые еще несколько лет назад их бы поместили в психиатрическую больницу для наблюдения за их душевным состоянием. Но они добились успеха!»

Классическая механика рассматривает электрон как материальную частицу, траектория которой при движении в атоме представляет собой замкнутую кривую второго порядка, например окружность. Условием нахождения электрона на круговой орбите является равенство кулоновской силы притяжения центростремительной силе.

Классическая электродинамика утверждает, что при движении с ускорением (в том числе - центростремительным) любая заряженная частица является источником электромагнитных волн. Мощность излучения пропорциональна четвертой степени ускорения. При той величине ускорения, которое действует (по классической механике) на электрон в атоме, он должен излучить всю свою энергию за время порядка 10 нс. Опыт показывает, что излучение атома происходит не всегда. В нормальных условиях атомы не излучают.

Возникает противоречие - либо модель, либо теория неприменима в области атомных размеров (~10м). Попыткой “спасти атом” явились постулаты Нильса Бора. 10?

Рассмотрим их смысл, не приводя тех определений, которые есть в любом учебнике физики.

Постулаты Бора:

1. Утверждается существование стационарных состояний атома для которых процесс излучения энергии запрещен.

2. Вводится правило для нахождения стационарных состояний атома. Это правило состоит в приравнивании значений механического момента импульса движения электрона по орбите целочисленному ряду значений. Разрешается процесс электромагнитного излучения или поглощения при переходах между двумя стационарными состояниями.

Используя эти постулаты, Бор рассчитал возможные размеры электронных орбит, значения энергии электронных состояний и спектр излучения атома водорода. Спектр очень хорошо согласовался с экспериментальными данными. Тем не менее критики теории Бора отмечали, что постулаты Бора введены эвристически: идея сформулирована в надежде, что потом .

6. Пространственный аспект иерархии структурных уровней

Все наблюдаемое многообразие форм существования материальных объектов в окружающем человека мире можно попытаться представить в виде своеобразной лестницы структурных уровней. Лестница охватывает три обычно выделяемых мира: Мегамир (или мир космических масштабов), Макромир (или мир, привычный человеку) и Микромир (или мир атомных и субатомных частиц).

На нижнем конце лестницы структурных уровней материи масштабный коэффициент равен десяти в минус семнадцатой степени метра. На уровне живых организмов он равен одному метру. Для верхнего конца масштаб расстояний составляет десять в двадцать седьмой степени метра. Как гипотезу, современное естествознание допускает на верхнем структурном уровне параллельное существование других Вселенных, отличающихся от нашей значениями мировых постоянных: скорости света, гравитационной постоянной, зарядом электрона, постоянной Планка и других констант. По современным данным возраст Вселенной оценивается в 14 - 17 млрд. лет. Солнечная система начала образовываться около 5 млрд. лет тому назад. Планетосфера Земли (геосфера) окончательно сформировалась в период времени около трех миллиардов лет тому назад. Возраст кислородной атмосферы оценивают в 3,5 млрд. лет. Затем происходило формирование биосферы или сферы живого вещества на поверхности планеты. Возраст многоклеточных организмов достигает одного миллиарда лет, тогда как первые млекопитающие появились на Земле около 65 млн. лет тому назад. В последнюю очередь была образована техносфера или в более общем смысле - ноосфера (сфера разума в дословном переводе).

Последующие по времени сферы включают в себя предшествующие как интегральную составляющую. При этом каждая из них имеет свои масштабные уровни. В частности, уровни биосферы начинаются от атомно-молекулярного и достигают масштабов планеты на уровне биоценозов.

Ноосфера сформировалась за последние примерно 100 лет. Именно в этот период техническая деятельность человека стала сопоставима по масштабу влияния на окружающую среду с естественными процессами. Вырубка лесов, освоение прерий, мировая добыча полезных ископаемых, искусственные моря, водохранилища, каналы, тепловое и химическое загрязнение окружающей среды и околоземного космоса - это далеко не полный перечень обусловленных человеком факторов, влияющих на дальнейшую эволюцию Земли и самого человека.

7. Концепции пространства - времени

Классические концепции Движения, Пространства, Времени.

Движение , пространство, время - это три самые общие категории классического естествознания , которым пользуется каждый человек не задумываясь об их значениях. А если задуматься? Не попадем ли мы в положение сороконожки, которая задумалась, как же она ходит, и замерла?

Как следует из предыдущего раздела, биологическое эволюционное развитие аппарата восприятия объективной реальности опережает развитие понятийного (модельного) аппарата сознания. Поэтому человек не всегда может зафиксировать возникающее ощущение как сознательное, то есть как сравненное (идентифицированное) с уже имеющейся у него базой понятий. Тогда оно остается на уровне подсознания. Так, некоторые люди интуитивно предчувствуют надвигающееся землетрясение или иную опасность. Скорее всего, эти редкие индивиды способны воспринимать некоторые элементы реальности, недоступные (утрачена способность!) большинству. В современной массовой культуре подобных людей называют экстрасенсами, что неточно. Без какой-либо сенсорики (восприятия в ощущениях) никакая информация, даже на уровне подсознания, не появится.

Отчасти способность ощущать пространство и время заложена в человеке генетически. Установлено, что за ориентировку в пространстве и во времени ответственно то полушарие мозга, которое ведает образным мышлением. После рождения эта способность актуализируется, и в нашем сознании начинает формироваться образ пространства через движение рук, ног, головы и другие моторные реакции. Можно сказать, что образы пространства и вре-мени даны нам на уровне первичных биологических ощущений. Так как они исходные, то для их идентификации еще нет понятийного аппарата. Поэтому крайне трудно дать рациональное, логическое определение этой категории. Как и Движению, и Времени. Однако это не означает, что мы не можем договориться о способах измерения этих ощущений. Конечно, в физике (основе классического естествознания) не принято было пользоваться методами, подобными современному методу прямого субъективного шкалирования. Вместо этого для интервала пространства использовали такие условные меры, как пядь, локоть, фут, стадия. Что это, как не продолжение первичных движений рук и ног?

Первое знакомство с пространством, первое ощущение его мы получаем в раннем детстве, когда хотим все потрогать вокруг себя. (И себя самого - это Я). И убеждаемся, что есть что-то бестелесное, что потрогать никак не удается, но что отделяет одни предметы от других. Примем эту фразу за определение пространства! Выработка рационального понятия пространства идет по цепочке, которую мы привели выше.

Сначала oпыт: Движение рук, затем подключается зрение.

Осознание: Близкое Далекое Перспектива.

Понятие: Интервал пространства как расстояние.

Обобщение: Пространство, в котором находится Все.

Правое полушарие нашего мозга вырабатывает понятие интервала пространства, которое чувственно, которое можно измерить в единицах ощущения или в условных но понятных, мерах (локоть или метр). Левое (рациональное) полушарие вырабатывает логическое понятие абстрактного Пространства как категории философской, математической и физической.

Классическая концепция пространства - это пространство математическое, идеальное. Отметим сразу, что современное понимание пространства более физическое. Идеальный, абсолютный вакуум отсутствует в природе. Даже без стабильного вещества в вакууме непрерывно рождаются и исчезают (аннигилируют) микрочастицы. Этот вечный процесс называют виртуальным рождением пар «античастица - частица». Образно говоря, физический вакуум «кипит», «бурлит» микрочастицами. Но на макроуровне флуктуации сглаживаются и непосредственно не ощущаются. Такое понимание ближе к субстанциональной концепции, трактующей пространство как некую «субстанцию» или «среду», вещественную или полевую.

Дать логическое определение времени - задача еще более трудная, чем для пространства. Время тоже бестелесно и ощущается интуитивно. Религиозный авторитет Тома Аквинский (1225-1274) говорил: «Я знаю, что такое время, пока не начинаю думать о нем». Время ощущается на первичном биологическом уровне, знание о нем интуитивно. Оно связано с опытом: чувственное восприятие вращения Земли, восход и закат Солнца, смена освещенности, температуры и так далее. Вновь движение, только теперь не рук, а внешних объектов, задает первичный образ времени. Существует и психологический образ времени. От психологического эмоционального состояния человека зависит его восприятие времени. То оно тянется мучительно долго, то пролетает незаметно. Эффект дисторсии времени особенно часто наблюдается для критических ситуаций катастрофы или смертельной опасности. В конечном счете вырабатывается устойчивый стереотип мышления:

Вчера - было. Сегодня - наступило. Завтра - будет. Происходит осознание: Теперь или Сейчас отделяется от Прошлого и Будущего. Мысленно мы можем «переноситься» в прошлое, пытаемся зримо представить себе будущее. В нашем сознании, как на видеопленке, последовательно зафиксированы события нашей жизни.

Вырабатывается понятие: Интервал времени, измеряемый сутками и производными мерами: месяц, год. В физике - секунда.

И, наконец, мы можем сделать обобщение: Абстрактное время как непрерывность и последовательность, как поток или лента, на которой события оставляют метки (распределяют информацию).

Эту последовательность чего-то бестелесного, что отделяет в последовательности одни события от других и существует независимо от нас, мы называем Временем.

Время разделяет события, которые могут происходить в одном и том же месте, в одной и той же точке пространства. Таким образом, в классическом естествознании время играет роль пространства, но в чем-то другом, в чем нельзя реально вернуться назад. Этим время принципиально отличается от пространства.

В концепции классического естествознания Время и Пространство не зависят друг от друга и не могут влиять друг на друга. Направленность стрелы времени от прошлого к будущему является необходимым условием причинно следственных связей между событиями. Вспомним считалочку, описывающую два таких события.

Парадоксы Движения

Виды движения: Механическое перемещение простейшее. Теплопередача. Неупорядоченное тепловое. Электрический ток. Радиоволны. Свет. Рост организмов. Мышление человека.

Самое простое движение механическое. Но и тут не все очевидно. Что движется объект или состояние? Чтобы пояснить, почему возникает такой вопрос, приведем сначала короткое стихотворение А.С. Пушкина «Движение»: “Движенья нет!” сказал мудрец брадатый.

Другой смолчал и стал пред ним ходить. Сильнее он не мог бы возразить.

Хвалили все ответ замысловатый. Но, господа! Забавный случай сей

Другой пример на память мне приводит: Ведь каждый день пред нами Солнце ходит, однако ж прав упрямый Галилей!

В стихотворении речь идет о диспуте двух известных мыслителей античности Зенона и Демосфена. Первый утверждал отсутствие движения. В доказательство он приводил следующее логическое рассуждение. Пусть из лука выпущена стрела. При полете она последовательно проходит одну точку своей траектории за другой.

Что значит «проходит»? Это значит, что она там находится некоторое, пусть да-же малое время в покое. Отсюда следует парадоксальный вывод: в любой (истинный, мгновенный) момент времени стрела неподвижна. «Движенья - нет». Вообще-то ответ Демосфена был не по правилам научного диспута о высокой материи. Он не стал обращаться к рациональной половине мышления и искать логическое обоснование. Он просто показал, как человек воспринимает движение интуитивно. Движение есть, и это самодостаточный факт. Апория «стрела Зенона» в античности так и не была разрешена. Современное естествознание предпочитает рассматривать не движение объектов, а изменение их состояния. Для пояснения сути дела рассмотрим некоторые примеры.

Гирлянда огней.

В новогоднем стихотворении С. Маршак верно подметил: «Как по лестнице, по елке огоньки взбегают ввысь». Мы наблюдаем движение объекта огонька по неподвижной гирлянде. Для лестницы характерно определенное расстояние между ступенями. В гирлянде - это расстояние между соседними лампочками. Поэтому движение огонька дискретное. Можно определить среднюю скорость движения огонька за время пробега от низа до верха гирлянды. Но можно ли спросить: как движется огонек между соседними лампочками?

Движение ионной вакансии.

В электрическом поле по ряду положительно заряженных ионов Na⁺ в кристалле NaCl движется вакансия (вакантное для иона место). Каждый из ионов смещается вправо только до соседнего свободного узла. Вакансия же пробегает в обратном направлении по всему ряду ионов. Объект, движение которого мы наблюдаем вакантное состояние узла решетки. В отличие от первого примера, при смещении ионов пустое место непрерывно «перетекает» по цепочке.

Игра «пятнадцать».

В этом случае на 16 мест игрового поля одно остается свободным (вакантным). Передвигая в двух направлениях фишки, мы вызываем движение вакансии по всему полю. Каждый ход вызывает изменение состояния всего игрового поля.

Подобным же образом движутся дырки в полупроводниках. (Термин дырка означает вакантное энергетическое состояние.)