ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткий исторический очерк развития механики из "Основной курс теоретической механики. Ч.1 " Механика как наука возникла с того времени, когда появр лись первые сочинения, дающие более или менее систематическое изложение накопленного опытом материала в виде общих законов. Первые дошедшие до нас сочинения по механике появились в древней Греции, где получили свое начало многие из точных наук. [c.10] Великий мыслитель и ученый древности Аристотель, ученик Платона, живший в IV веке до н. э. (384—322), касается учения о движении и силах в своих сочинениях Физика , Механика , О мире и небе и первый вводит термин механика , который происходит от греческого слова XT]y avTi, что означает изобретение, машина, сооружение. В сочинениях Аристотеля, носящих в основном философский, а не естественнонаучный характер, излагается учение о равновесии рычага и других машин, а также общее учение о движении. Метод Аристотеля существенно отличается от современного метода точных наук и носит метафизический характер. Аристотель стремится выяснить причины явлений чисто умозрительным путем, не прибегая к наблюдению и опыту, н поэтому иногда приходит к выводам, несогласным с действительностью так, Аристотель считал скорости падающих тел пропорциональными их весу, полагал, что тело, движущееся прямолинейно с постоянной скоростью, находится под действием постоянной силы и др. Ошибочность этих взглядов была доказана только-через 2000 лет Галилеем. [c.10] Средние века, после падения Римской империи, не дали ничего существенного для развития механики, как и других естественных наук, вследствие причин исторического характера, а также благодаря влиянию метафизики и схоластики, которыми вообще отличалась эта эпоха. [c.11] Интенсивное развитие естественных наук, а с ними и механики, начинается в эпоху Возрождения, с XV века, сначала в Италии, а затем и в других странах. Этот подъем связан с возникновением и ростом в странах Западной и Центральной Европы буржуазных отношений, давших толчок к развитию различных ремесел, торговли, мореплавания и военного дела (распространение огнестрельного оружия). [c.11] Среди деятелей эпохи Возрождения особенно выделяется гениальный художник, геометр и инженер, итальянец Леонардо да Винчи (1452—1519), которому принадлежат исследования в области теории механизмов, трения в машинах и движения по наклонной плоскости. Кроме того, он занимался перспективой, теорией теней и строил модели летательных машин. Им построен также эллиптический токарный станок, носящий до сих пор его имя. Другой замечательный деятель этой эпохи, великий польский ученый Николай Коперник (1473—1543) создал свою гелиоцентрическую картину мира, которая, сменив геоцентрическую картину Птолемея, произвела большой переворот в научном мировоззрении и оказала огромное влияние на все последующее развитие естествознания. Благодаря работам Коперника и многочисленным наблюдениям датского астронома Тихо-Браге Иоганн Кеплер (1571 —1630) получил свои три знаменитых закона движения планет, послуживших Ньютону основанием для его закона всемирного тяготения ). Далее следует упомянуть о работах голландца Стевина (1548—1620), который исследовал законы равновесия тел на наклонной плоскости и в результате пришел к выводу основных законов статики. [c.11] Работы Галилея были продолжены голландцем Христианом Гюйгенсом (1629—1695), который изучил движение маятника, обобщил введенное Галилеем понятие об ускорении и дал ряд теорем о центробежной силе. [c.12] Новый период развития механики начинается со времени великого английского математика и механика Исаака Ньютона (1643—1727), который завершил построение основ современной классической механики и, одновременно с Лейбницем, положил начало анализу бесконечно малых (около 1670 г.). [c.12] В своих Prin ipia Ньютон дает разъяснения и определения основных понятий механики массы, времени, пространства, силы, а также устанавливает основные законы движения (аксиомы), которые были приведены в 1. На основании этих понятий и аксиом, представляющих собой обобщение многочисленных опытов и наблюдений, логически строится с помощью математического анализа вся система механики. Кроме создания системы механики, Ньютону принадлежит открытие закона всемирного тяготения, который лег в основу теоретической астрономии и небесной механики. В своих исследованиях Ньютон не пользуется методами открытого им анализа бесконечно малых, а употребляет главным образом геометрические методы, строя изложение по образцу Начал Евклида. [c.12] Одновременно с Prin ipia Ньютона в 1687 г. появилось сочинение французского ученого Вариньона (1654—1722) Проект новой механики , в котором, на основе доказанной им теоремы о моменте равнодействующей и правил сложения и разложения сил, дается систематическое изложение статики. [c.13] После появления созданного Ньютоном и Лейбницем исчисления бесконечно малых, в XVI11 веке начался быстрый рост математических наук, а с ним и механики. Период XVI11 и начала XIX века может быть справедливо назван золотым веком математических наук. Методы механики начали быстро совершенствоваться благодаря применению мощного математического аппарата — анализа бесконечно малых — и развитие механики шло вперед вместе с развитием математики. В свою очередь некоторые новые математические методы возникали и развивались в связи с решением ряда задач механики. Различия между этими двумя науками в золотой век математики не существовало. [c.13] В этом периоде братья Якоб и Иоганн Бернулли, исследуя аналитически движение тяжелой точки по различным кривым, положили начало вариационному исчислению. Кроме того, Иоганну Бернулли принадлежит точная формулировка одного из основных принципов механики — принципа виртуальных перемещений (1717 г.). [c.13] ВСЯ механика изложена строго ана 1итическим методом на основе одного общего начала, без всяких чертежей. [c.14] Дальнейшее развитие аналитической механики связано с трудами творца Небесной механики Лапласа, Фурье, Гаусса, Пуассона, К. Якоби, Гамильтона, Остроградского, Кирхгофа, Гельмгольца, лорда Кельвина, Герца, Ковалевской, Ляпунова. Чаплыгина и многих других выдаЕОщихся ученых. [c.14] Одновременно с аналитическими в механике продолжали развиваться и геометрические методы исследования. В 1804 г. появилось сочинение французского геометра и механика Пуансо (1777—1859) Elements de statique ), в котором излагается стройная система геометрической статики, причем,отличие от Вариньона, в основу кладется разработанная Пуансо теория пар им же была дана наглядная геометрическая картина движения твердого тела в случае, исследованном аналитически Эйлером. [c.14] Одновременно с разработкой и совершенствованием аналитических и геометрических методов исследования движений материальных частиц и твердых тел в механике под влиянием запросов практики возникает и интенсивно развивается целый ряд новых областей и направлений, таких как механика жидкостей и газов (гидромеханика, аэромеханика, газовая динамика), механика упруго и пластически деформируемых тел (теория упругости и теория пластичности), общая теория устойчивости равновесия и движения механических систем, механика тел переменной массы и др. [c.14] В середине XIX столетия в связи с быстрым ростом техники начинают развиваться различные области технической механики, целью которой является решение возможно более простыми методами соответствующих практических задач. Однако обширность и сложность задач, выдвигаемых современной техникой, требуют в настоящее время использования в технической механике не менее тонких математических методов, чем в механике теоретической. [c.14] В начале XX века Альберт Эйнштейн (1879—1955) создал теорик относительности, которая представляет собой после Ньютона следующий крупный шаг в развитии механики. Основанная на теории относительности релятивная механика вкладывает совершенно новое содержание в основные понятия механики о пространстве, времени, материи и в своих уравнениях учитывает взаимосвязь этих понятий классическая ньютоновская механика является ее частным случаем и в пределе, при малых скоростях и на больших расстояниях от масс, совпадает с релятивной. Кроме того, А. Эйнштейн, введя совершенно новое представление о пространстве, создал теорию тяготения — явления, ранее не поддавшегося объяснению. [c.15] Большое влияние на развитие механики, как и всей отечественной науки, оказало многогранное творчество первого русского академика М. В. Ломоносова (1711 —1765), основоположника материалистической философии и опытной науки в России. [c.15] Со второй половины XV1I1 века в Академии наук, являвшейся одновременно и учебным заведением, а также в других, созданных в стране научных и учебных центрах, в том числе в основанном в 1755 г. Московском университете, начинают свою деятельность талантливые отечественные механики-теоретики С. К. Котельников (1723—1808) — автор первого на русском языке достаточно полного учебника механики, вышедшего в 1774 г., М. Е. Головин (1756— 1790), М. И. Панкевич (1757—1812), С. Е. Гурьев (1764—1813) и др. Их деятельность способствовала быстрому распространению в стране знаний по механике, созданию оригинальных и переводных учебных руководств и дальнейшему развитию отечественной науки. [c.15] Вернуться к основной статье