УДК 930:531

Исторические аспекты становления механики как науки

Сун Синь – бакалавр Пекинского объединенного университета (Китай).

Аннотация: История механики - это отрасль механики и отрасль истории науки, которая описывает и изучает историю понимания и применения человечеством законов механического движения объектов из природных явлений и производственной деятельности. Хронологический и логический порядок развития механики во многом совпадает, и это развитие отражает постепенное углубление человеческого понимания от простого к сложному. Установление законов движения Ньютона стало важной вехой в развитии механики. С тех пор классическая механика заложила основы и развивалась в соответствии с собственными логическими законами этой дисциплины. В современное время и в современную эпоху механика постепенно развивалась в различных отраслях с углублением содержания исследований и расширением областей исследований.

Ключевые слова: механика, развитие, историзмы инновации, становление, Китай, история, развитие, движение, исследование.

Древние подходили к механике двояко: с одной стороны, рационально, с аргументированной точностью, а с другой - практично. Механика возникла в результате совершенствования инструментов и процессов и в то же время была неизбежным результатом стремления человечества понять универсальные законы объективного движения в природе, особенно стремления понять законы движения небесных тел. В изучении механики с древнейших времен существовали две традиции. Как говорил Ньютон, с одной стороны, она рациональная или теоретическая, а с другой - прикладная. Очевидно, что разделение между теоретической и прикладной механикой существовало уже во времена Ньютона [1].

Вначале основное внимание уделялось гравитации и равновесию, т.е. статике, а затем движению, т.е. динамике. Ко времени Ньютона возникло наиболее общее понимание механики, связывающее силы с движением, и здесь "движение" было движением в самом общем смысле, охватывающем все изменения. Ньютон рассматривал геометрию как механику, Леонардо да Винчи рассматривал механику как математику, а Дэн Юйсинь рассматривал число, меру и силу как трех близких братьев, которых невозможно разделить. Механика и математика были тесно связаны с древних времен, и они являются двумя неразрывными аспектами человеческого понимания качества и количества движения объективных вещей [2].

В современном понимании знания, накопленные человечеством с начала цивилизации, делятся на различные отрасли. Однако такое разделение знаний на дисциплины и людей не было с древнейших времен, не говоря уже о неизменности.

В частности, на Западе вплоть до эпохи Возрождения начало современного образования в целом делилось всего на четыре специализированных направления. Это были теология, юриспруденция, медицина и философия. Наука стала новым направлением, отделившимся от философии примерно в эпоху Возрождения.

Дисциплина механики сформировалась рано, немецкий физик Макс фон Лауэ сказал: "Механика была одной из первых начавшихся наук." [3] Энгельс сказал: "Первой в историческом развитии естественных наук была теория простого движения положения, механика небесных и земных объектов." [4] Однако в западных языках слово "механика" появилось очень поздно.

В древние времена почти все, кто работал в области науки и техники, должны были знать механику. Астрономия, физика, гражданское строительство, водосбережение, механика, транспорт, математика, философия и так далее - почти все должны были знать механику. Поэтому довольно долгое время механика не была отдельной профессией. Поэтому можно сказать, что механика была первой из естественных наук, которая сформировалась, но последней из естественных наук, которая выделилась в отдельную профессию.

На протяжении истории человечества огромный объем накопленных им знаний постепенно разделился на различные системы, т.е. различные дисциплины, в зависимости от степени сходства их содержания. Эти различные дисциплины можно в целом разделить на две категории: фундаментальные науки и прикладные науки. Дисциплины, которые сосредоточены на фундаментальных законах природы, известны как фундаментальные науки. А такие дисциплины, как металлургия, гражданское строительство, диетология, кулинария, машиностроение, автоматизация, электротехника, радиотехника, информатика и т.д., которые применяются для решения конкретных инженерных или медицинских задач, называются прикладными науками. Механика - это дисциплина, которая относится как к фундаментальным, так и к прикладным наукам.

Как фундаментальная дисциплина, в первые годы своего развития механика помогла освободить людей от невежества, заложить основы современной астрономии и продвинуть вперед математику и физику. В средние века она помогла освободить науку от оков священной философии и помогла ей преодолеть господство инквизиции. В XX веке, вместе с электродинамикой, она дала толчок новой революции в представлении о пространстве-времени. И по сей день, чем больше мы продвигаемся вперед в других фундаментальных науках: математике, физике, астрономии, химии, биологии, геологии, тем более сложные проблемы механики ставятся перед нами для решения. Метод механики глубоко проник в другие фундаментальные науки.

Механика - это изучение макроскопических механических движений материи, которые представляют собой простые движения положения, макроскопические в том смысле, что они не слишком далеки от человеческого масштаба. Поскольку эта фундаментальная форма движения содержится во всех видах сложных движений, механика является широко распространенной проблемой как в природе, так и в технических процессах. Поэтому результаты ее исследований оказывают глубокое влияние на развитие других фундаментальных наук, и, конечно, результаты других дисциплин также обогащают механику и способствуют ее развитию. Взаимодействие между механикой и другими дисциплинами осуществляется в основном по следующим пяти направлениям.

 Механика является самой ранней из естественных наук. Развитие механики было первым, установившим неразрывную связь с математикой. Величайшие механики в истории были также великими математиками. Методологии, разработанные путем перевода практических задач в математические решения и обратно, оказали глубокое влияние на все естественные науки. Например, динамические системы являются производными от механики, суть которой заключается в том, чтобы проследить развитие системы, учитывая законы и начальные состояния, которым она должна следовать. Этот подход был применен к астрономии и физике. Позже он был применен в химии для обсуждения процессов реакции, образовав химическую кинетику, и уточненную экономическую кинетику экономики также можно рассматривать как продолжение этой методологии.

В наше время развитие таких промышленных отраслей, как авиация, аэрокосмическая промышленность, гражданское строительство, механика, автоматизация, водосбережение, химическая инженерия, электротехника, энергетика, горнодобывающая промышленность, металлургия, текстильная и пищевая промышленность - все они руководствовались механикой и взяли ее за теоретическую основу.

Когда речь заходит об исторической постановке развития механики, разные люди по-разному делят ее. Одни пишут историю науки по хронологии, например, делят механику на механику XVI века, механику XVII века, механику XVIII века и т. д. Другие делят историю механики в соответствии с исторической постановкой политики или производства, например, пишут о механике во время промышленной революции, механике в эпоху Возрождения, механике после Октябрьской революции и так далее. Если первое деление похоже на хронику, то при втором теряется самостоятельное развитие дисциплины механики. Хотя на развитие механики оказала большое влияние история политического или производственного развития, это влияние не является простым и сразу очевидным; развитие механики имеет свои внутренние законы, и для того, чтобы описать механику, необходимо сначала изучить ее внутренние законы.

До 1687 года развитие механики характеризовалось накоплением информации. И самой важной информацией были астрономические наблюдения, помимо накопления и уточнения знаний по статике. В этот период над механикой, математикой, астрономией, физикой и даже философией работали одни и те же люди. Поэтому невозможно написать историю механики отдельно от астрономии и математики.

После 1687 года и до 1900 года, когда принципы динамики были установлены в "Математических началах натуральной философии" Ньютона

Создание квантовой теории и теории относительности в 1900 году ознаменовало разделение физики и механики. С этого момента механика разделила свою работу между решением проблем в макроскопическом мире, а физика - между специализацией в микроскопическом мире, и механика пошла своим отдельным путем от физиков, астрономов и математиков. Исследования в области механики на этом этапе характеризовались большим контингентом исследователей в прикладной механике по сравнению с теоретической механикой, поскольку основная теоретическая часть механики во многом созрела, и теоретические трудности возникали лишь по нескольким темам, таким как турбулентность и сила [5].

Список литературы

1. Фирсов В. В., Сидорова О. В. Исторические аспекты становления механики как науки в ХVI и ХVII веках //Передовые методы организации, содержания и ремонта пути на грузонапряженных участках. – 2015. – С. 84-87.
2. Ларин А. А. Очерки истории развития теории механических колебаний. – 2013.
3. Соколов А. А. Квантовая механика. – Рипол Классик, 2013.
4. Абдюкова Р. Я., Фаттахов Д. И., Файзуллин А. А. Теоретическая механика и ее роль в современной структуре естественных наук //Актуальные вопросы высшего профессионального образования. – 2017. – С. 169-172.
5. Вильке В. Г. Теоретическая механика. – Общество с ограниченной ответственностью Издательство ЮРАЙТ, 2016. – С. 311-311.