Розвиток фізики як науки
Формування наукової картини світу в епоху становлення та розвитку класичного природознавства значною мірою залежало від відносин, що швидко змінюється, між натурфілософським знанням і знанням, заснованим на досвідченому дослідженні.
Пріоритет наукового знання, що дедалі посилюється, і у зв'язку з цим акцентована увага до методологічної та гносеологічної проблематики привела до заміни натурфілософської картини світу концепціями природи, в центрі яких виявлялися фундаментальні для даної епохи галузі природознавства.
У той самий час процес формування справді наукової картини світу був досить суперечливий. Так, хоча натурфілософія і гуманізм справили руйнівний вплив на середньовічну схоластику, вони побуту ще не в змозі повністю витіснити світогляд елементів схоластичного перипатетизму і містики.
Лише з виникненням класичної механіки та астрономії заснованих на аксіоматиці і розвиненій математиці, картина світу набуває істотних рис наукового світогляду. Визначну роль у цьому процесі зіграла нова геліоцентрична парадигма Коперника, галілеївський образ науки, ньютонівська методологія у побудові системи світу. Стало можливим формування наукової картини світу, основу якої лежало емпірично обгрунтоване знання.
Термін "фізична картина світу" зазвичай приписується Г. Герцу, німецькому фізику, одному із засновників електродинаміки, який у 1886-89 рр. н. експериментально довів існування електромагнітних хвиль та досліджував їх властивості.
Роботи Герца з електродинаміки зіграли величезну роль розвитку науки і техніки, які зумовили виникнення бездротової телеграфії, радіозв'язку, телемовлення, радіолокації,непередбачувано змінивши цивілізацію.
Починаючи з робіт Герца, термін «фізична картина світу» основною метою якої вважається пояснення і тлумачення природничо фактів і теорій, отримав найбільш широке поширення, причому замість терміну, що існував, «механічна картина світу» став вживатися ємний термін «фізична картина світу».
Г. Герц проаналізував три можливі наприкінці XIX картини світу (механічна, енергетична, динамічна). Лінію розуміння науки як відображення зовнішнього світу і необхідності у зв'язку з цим поняття фізичної картини світу продовжив М. Планк вже стосовно стану фізики на початку XX ст.
М. Планк розглядав створення фізичної картини світу як мету, до якої прагне природознавство, і тому робив висновок, що кожна картина світу містить елементи абсолютної істини, кількість яких зростає від однієї картини світу до іншої, щоразу звільняючись від антропоморфних елементів і все більше набуваючи об'єктивний характер.
Але крім фізики, термін «картина світу» став вживатися й інших природничих науках як синтез даних всіх наук про природу. У цьому сенсі картину світу використовували Д.І. Менделєєв, В.І. Вернадський та інші найбільші натуралісти. Поступово термін «наукова картина світу» став фігурувати у плані наукового світогляду, світогляду. У першому наближенні під науковою картиною світу можна розуміти цілісне наукове уявлення про природу, що виникло в результаті синтезу найбільш загальних понять та принципів природознавства. Вочевидь, що з такому розумінні фізична картина світу грає основну роль концептуальному освоєнні світу.
Оскільки фізичний аспект є основою всього природознавства та її розвитку, те й формування наукових картин світуобумовлено гранично загальними закономірностями фізичного знання.
Більш того, можна стверджувати, що основні концептуальні уявлення фізики, як правило, становили ядро природничо картини світу.
Так, класична ньютонівська механіка із законом всесвітнього тяжіння, що містить універсальну світову гравітаційну постійну, і з певним характером просторово-часових відносин була в основі механічної картини світу. В цілому характер фізичної картини світу визначається тим, які в неї входять уявлення про матерію, рух, простір і час, взаємозв'язок і взаємодію, причинність і закономірність. Тому немає необхідності, характеризуючи ту чи іншу фізичну картину світу, розглядати формування всіх численних елементів фізичної картини світу. Досить охарактеризувати лише найважливіші концептуальні побудови.
Оскільки картина світу є системою загальних уявлень про світ, вироблюваних на відповідних стадіях історичного розвитку наукового пізнання, то природно, що картину світу можна розглядати як попереднє бачення світу. У цьому випадку картина світу як би цілеспрямована дослідження, виступає як установка і використовується в інтерпретації одержуваних результатів.
Певну роль у формуванні установки грає ядро світогляду, яке складається в той момент, коли ми «ковтаємо» важкі ідеї без особливих роздумів і зрештою приходимо до переконання, що корінь усіх труднощів криється в тих речах, які ми починаємо вивчати пізніше, коли сила нашого сприйняття вже збідніла, а критичні можливості лише трохи зросли.
Тоді, мабуть, і з'являються у натураліста світоглядно-методологічні принципи, які заважаютьуявити ситуацію в істинному світлі і зробити відповідні зіставлення та узагальнення. Показовий у цьому сенсі приклад видатного математика Анрі Пуанкаре, який серйозно розмірковуючи про відносність фізичних явищ чудово знав перетворення Лоренца і користувався в 1905 р. основними результатами релятивістської кінематики і динаміки, але втратив можливість здійснити їх великий синтез, обессмерти. Справа в тому. що Пуанкаре ще в молодості був у «владі» принципу, що заперечує онтологічну природу універсалій. Тому і щодо фізичних теорій він стверджував, що існує безліч різних, але логічно еквівалентних точок зору, які вчений вибирає лише з міркувань зручності. І. як зауважив Луї де Бройль. мабуть, це заважало йому правильно зрозуміти той факт, що серед логічно можливих теорій є теорії, які найбільш близькі до фізичної реальності. У зв'язку з цим можна навести приклад, коли ядро світогляду становлять знання, що прийняли характер думки, що укорінилася, і істотно впливають на установку дослідника. Так, академік В.Л. Гінзбург не без іронії нагадує про гіпнотичний вплив твердження про неможливість перевершити швидкість світла у вакуумі.
Було відомо, що світло, проходячи через виннокам'яну кислоту, що зустрічається в природі, змінює напрямок поляризації (це напрямок електричного поля у світловій хвилі). Після того, як властивості природної виннокам'яної кислоти були добре вивчені, хіміки отримали штучну виннокам'яну кислоту. За фізичними та хімічними властивостями вона не відрізнялася від виннокам'яної кислоти, що зустрічається в природі. Але коли через синтезовану кислоту пропустили поляризоване світло, виявилося, що воно не змінило напрямуполяризації. Здавалося, впали традиційні уявлення про фізичну та хімічну подобу.
Пастер зробив припущення, що штучна кислота є сумішшю двох дзеркально-симетричних форм (права і ліва рука). Один тип кислоти повертає напрямок поляризації праворуч, а інший - ліворуч. В результаті напрямок поляризації не змінюється. Для підтвердження цієї гіпотези Пастер виростив у штучній кислоті колонію бактерій, які пожирають виннокам'яну кислоту. Він міркував так: мікроби не привчені до поглинання тієї кислоти, яка представлятиме форму, дзеркально симетричну природній кислоті.
Що виявилося? У міру того, як мікроби розмножувалися в штучній кислоті, напрям площини поляризації світла, що проходить, все більше і більше змінювалося. Якщо природна кислота повертала поверхню поляризації праворуч, то синтезована кислота після розмноження бактерій стала повертати поверхню поляризації наліво.
Проте Дарвін через свою установку не сприйняв ідеї дискретності (менделізму) і зміг подолати труднощі своєї теорії.
Саме неможливість розлучитися з одного разу засвоєними установками у разі нових, революціонізуючих пізнання істин мав на увазі М. Планк, який стверджував, що «зазвичай нові істини перемагають негаразд, що його противників переконують і вони визнають свою неправоту, а переважно так, що противники ці поступово вимирають, а підростаюче покоління засвоює істину відразу».
З розвитку наукового пізнання видно, що зрештою формування фізичної картини світу пов'язані з внутрішніми і зовнішніми чинниками.