Электромагнитная физическая картина мира

ВВЕДЕНИЕ.

Разделение наук на естественные, технические и гуманитарные вызвано, конечно, не какими-то принципиальными различиями, а скорее, сложившимися исторически процессами их специализации и профессионализации. Основная суть всех этих научных направлений - это описание единого мира природы, лишь частями которого являются неорганический и органический миры и человеческое общество. Это единство мира приводит в настоящее время к необходимости объединения всех направлений в знании человека, хотя казалось бы, что специализация наук поставила между ними непроницаемые барьеры или вырыла какие-то глубокие пропасти.

Актуальной задачей современного этапа развития человеческой культуры, является разрушение таких барьеров или наведение мостов через эти мифические пропасти. В области естественных наук, где между различными дисциплинами было тоже кажущееся, якобы принципиальное различие, устанавливается некое своеобразное единство, например, путем возникновения промежуточных дисциплин, таких как химическая физика, биофизика, геофизика и т. п., что приводит к резкому переходу во всем естествознании от описательного, качественного этапа к строго количественному с использованием всей мощи современного математического аппарата. Такая же тенденция наблюдается и в социальных и гуманитарных науках: уже создан целый комплекс наук по экономической кибернетике, где применяется сложнейший математический аппарат. И даже в таких далеких, казалось бы, от математики науках, как филология и история, имеется совершенно явное стремление к разработке специального математического подхода, что заставляет нас всячески способствовать указанному прогрессивному процессу объединения наук. Именно поэтому изучение естествознания является чрезвычайно актуальным и своевременным.

Изучение этой дисциплины ставит перед собой две основные цели:

1. Использовать некоторые результаты и методы естествознания (в основном, физики) в своей будущей профессиональной деятельности.

2. Сформулировать правильное и достаточно полное представление о естественнонаучной картине мира.

Целесообразность этих целей заключается в том, что успехи естествознания, особенно в последнее время, представляют собой достижения общечеловеческой культуры, которые надо знать любому образованному человеку.

1. РАЗВИТИЕ КОНЦЕПЦИИ ПОЛЯ.

В классическом представлении различают два вида материи: вещество и физическое поле. К первому из них относятся атомы, молекулы и все построенные из них тела, структура и форма которых разнообразны. Физическое поле — особая форма материи. К настоящему времени известно несколько видов физического поля: электромагнитное, гравитационное, поле ядерных сил и волновые (квантовые) поля, соответствующие различным элементарным частицам. Именно для описания электромагнитных явлений выдающийся английский физик-самоучка М. Фарадей (1791-1897) в 30-е годы XIXв. впервые ввел понятие поля. Наука о свойствах и закономерностях проявления в различных средах и в вакууме электромагнитного поля, посредством которого осуществляется взаимодействие между электрически заряженными телами, называют электродинамикой .

Среди четырех видов фундаментальных взаимодействий — гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого — электромагнитное взаимодействие занимает первое место по широте и разнообразию проявлений. В повседневной жизни и в технике чаще всего встречаются различные виды электромагнитных взаимодействий: силы упругости, трения, силы наших мышц и мышц различных животных и т. д. Электромагнитное взаимодействие позволяет видеть окружающие нас предметы и тела, т. к свет — одна из форм электромагнитного поля. Сама жизнь немыслима без силы электромагнитной природы. Живые существа и в том числе человек, как показывают полеты космонавтов, способны длительное время находится в состоянии невесомости, когда силы всемирного тяготения заметно не проявляются. Но если бы на мгновение прекратилось действие электромагнитных сил, то сразу бы исчезла жизнь. Строение атомных оболочек, объединение атомов в молекулы (химическая связь) и образование из вещества тел различной формы определяются исключительно электромагнитным взаимодействием.

К созданию электромагнитной теории поля привела длинная цепь случайных открытий и планомерных кропотливых исследований, начиная с обнаружения способности янтаря, потертого о шелк, притягивать легкие предметы и кончая предложенной Дж. Максвеллом идеей о порождении магнитного поля переменным электрическим полем. Лишь после создания Максвеллом электромагнитной теории поля во второй половине XIX в началось систематическое исследование электромагнитных явлений, важнейшим этапом в котором было изобретение радио, выдающимся русским физиком и электротехником А. С. Поповым (1859-1906). При развитии электромагнитной теории поля впервые научные исследования предшествовали техническим применениям. Если паровая машина была построена задолго до создания теории тепловых процессов, то сконструировать электродвигатель или радиоприемник оказалось возможным лишь после открытия и изучения законов электродинамики. Практическое применение многих электромагнитных устройств, несомненно, способствовало существенному преобразованию различных сфер деятельности человека и развитию цивилизации.

2. КОНЦЕПЦИИ ДАЛЬНОДЕЙСТВИЯ И БЛИЗКОДЕЙСТВИЯ.

Утверждению понятия поля в значительной мере способствовало стремление осознать дальнодействующий характер электрических с