Законы кеплера и негэнтропийность вселенной

Технический институт(филиал) федерального государственного

автономного образовательного учреждения высшего профессионального

образования «Северо-восточный  федеральный университет им. М.К.Аммосова»

в г.Нерюнгри

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 по дисциплине: методология и методика научных исследований

на тему: Законы Кеплера и негэнтропийность вселенной 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст.гр. ПИ-10

Соловонюк А.А.

Проверила: Корсакова  Т.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нерюнгри 2012г.

Содержание:

 

     I.Введение

1.Жизнь Иоганна  Кеплера. Поводы написания «Законов Кеплера».

2.Негэнтропия.

     ІІ.Основная часть

1. Кеплер в  Граце. «Космографическая тайна».

2. Главный поиск.  «Новая астрономия».

3. Кеплеровская  концепция тяготения.

4. Математические  исследования Кеплера.

5. О ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОСТИ И ЦЕЛИ РАЗВИТИЯ ВСЕЛЕННОЙ

     III.Заключение

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Жизнь Иоганна Кеплера

В двух десятках километров на запад от Штутгарта  — главного города земли

Баден-Вюртемберг (Германия), среди Живописных холмов невдалеке от лесистого

Шварцвальда расположился небольшой провинциальный городок Вейль-дер-Штадт

всего с шестью тысячами жителей. Многое напоминает здесь  о давно минувших

днях — древние  городские стены, средневековые  дома, старинная ратуша и

церковь с тремя  шпилями. На центральной площади  памятник—на высоком

постаменте  застыл с циркулем в руке немолодой  человек в старинной одежде.

Рассказывают, что когда в начале 1945 г. к городку  подошли французские

войска, командование решило подвергнуть Вейль-дер-Штадт  мощному

артиллерийскому обстрелу, опасаясь, что за крепкими стенами нашли убежище

недобитые гитлеровцы. Однако огонь так и не был открыт: командир отменил

артиллерийский  налет, узнав, что перед ним родной город Кеплера. Это

обстоятельство  спасло городок от значительных разрушений и сохранило его

Древний облик.

В этом городе (носившем тогда более краткое название Вейль) 27 декабря 1571

г. в 2 часа 30 минут  пополудни в доме бургомистра  родился Иоганн Кеплер —

знаменитый  астроном,  физик и математик  конца XVI — первой трети XVII в.  В

те далекие времена в городке проживало всего около двухсот семейств бюргеров,

в большинстве  ремесленников:  ткачей и кожевников.

Кеплеры обосновались в Вейле около 1520 г., когда сюда из Нюрнберга

переселился прадед будущего астронома, скорняк  Себальд  Кеплер, сын

переплетчика. У Себальда Кеплера, одно время выполнявшего обязан­ности

городского  казначея, была большая семья. Один из его сыновей, тоже Себальд,

женатый  на Катерине Мюллер из ближнего городка  Марбах, был с 1569 по 1578 г.

бургомистром  Вейля. И его бог не обидел детьми ¾ их было ровно

дюжина. Четвертым  по старшинству был Генрих, отпраздновавший 16 мая 1571 г.

свадьбу с дочерью  деревенского трактирщика из соседнего  селения Эльтингена

Катериной Гульденман. Жениху и невесте было в то время  по 24 года. Через семь

с половиной  месяцев после свадьбы у них  появился первенец — маленький и

очень слабый ребенок, названный при крещении Иоганном.

О неблагоприятной  обстановке, в которой прошло детство  ученого, можно судить

по характеристикам, которые Кеплер дал своим ближайшим родственникам в

фамильном гороскопе, составленном им уже в зрелом возрасте, в 1597 году. Вот

что он пишет  о своем отце:

«Генрих, отец мой, родился 19 января 1547 года. ... Человек  злобный,

непреклонный, сварливый, он обречен на худой конец ..., скиталец ... в 1574

г.  мой отец уже в Бельгии. В 1575 мать отправилась  в Бельгию и вместе с

отцом возвратилась. В 1576 отец опять оказался в Бельгии, а в 1577 ... едва

избежал опасности  быть повешенным. Он продал свой дом  и открыл харчевню. В

1578 ... воспламенилась банка ружейного пороха и изуродовала лицо отца ... в

1589 ... оставив  мать тяжело больной, он исчез  из дому окончательно ...». В

таком окружении  грубых необразованных людей прошли первые годы жизни

маленького  Иоганна. Его детство и юность были омрачены и другими

обстоятельствами  — отсутствием надлежащего ухода  и очень слабым здоровьем,

предрасполагавшим к частым и длительным заболеваниям. Слабое здоровье было

серьезным препятствием для астрономических наблюдений в холодные ночи, но еще

большим препятствием был врожденный недостаток зрения — сильная близорукость

и монокулярная полиопсия (множественное зрение) —  состояние глаза, обычно

неисправимое, при котором фиксируемый одиночный  объект кажется множественным.

Известной компенсацией за невзгоды детства была для Кеплера относительная

доступность образования  в тогдашнем Вюртемберге. Хотя родителей, видимо, мало

заботило образование  Иоганна, в семилетнем возрасте (в 1578 г.)  они

поместили его  в начальную немецкую школу, где  обучали чтению, письму и

элементарным навыкам в вычислениях.

Еще перед окончанием школы родители стали думать, что  делать дальше с

мальчиком. Малосильность  и слабое здоровье не позволяли использовать его на

тяжелых полевых  работах. Советы учителей, денежные соображения  и в меньшей

мере религиозные побуждения привели их к решению выбрать для ребенка духовную

карьеру. Путь к  высоким духовным постам давало окончание  теологического

факультета  университета, для поступления на который нужно было окончить

низшую и  высшую семинарии. Кеплер начинает обучение в 1584 году в

грамматической  школе (низшей семинарии) в Адельсберге, а через 2 года, с 26

ноября 1586 г., продолжает учебу в высшей семинарии в  Маульбронне. Программа

обучения была очень обширная: кроме богословия, изучались римские и греческие

классики, риторика и диалектика, математика и музыка. Режим был жесток:

занятия в классах  начинались  зимой в 5 часов утра, а летом — в 4.

25 сентября 1588г.  Кеплер выдерживает в Тюбингене  экзамен на степень

бакалавра, после  чего еще год продолжает учебу в Маульбронне. 17 сентября

1589 г. начинается  его учеба в Тюбингенском университете.  Среди

преподавателей  университета, имевших влияние на молодого Кеплера, следует

отметить профессора классической филологии Мартина  Крузиуса (1526 — 1607),

богослова Маттиаса Гафенреффера (1561 — 1619), позже ректора университета, и

особенно Михаэля  Местлина (1550 — 1630).  Местлин очень  скоро заметил

необычайные способности  Кеплера к математике и астрономии, проявлявшиеся, в

частности, в  том, что тот выводил новые  теоремы (как их тогда называли —

предложения) и  делал построения, лишь потом убеждаясь, что они уже известны.

Местлин ввел молодого ученого в круг немногих своих  воспитанников,

пользовавшихся  его особым доверием, среди которых  он пропагандировал

коперниканское  учение. Наряду с астрономией Кеплер уже в те годы

интересовался астрологией, что для него было не только данью вре­мени, но и

соответствовало его тогдашним представлениям о  причинности и взаимосвязях

между явлениями. Среди студентов он слыл большим  мастером в составлении

гороскопов.

Во второй половине 1594 г. теологическое образование  Кеплера должно было

завершиться. Но в первые месяцы этого года, прежде чем он смог получить

документы об окончании  университета, открывавшие ему формально  путь к

блестящей духовной карьере, неожиданно произошли события, в результате

которых наметился  решающий поворот в его жизни  и деятельности. В

протестантской  средней школе в Граце, главном  городе австрийской провинции

Штирии, скончался  преподаватель математики, воспитанник  Тюбингена Георг

Стадиус. Штирийская протестантская община обратилась в  сенат Тюбингенского

университета  с просьбой подыскать достойного преемника среди университетских

воспитанников. Преподавателей математики в Тюбингене, как, видимо, и в

других тогдашних  университетах, специально не готовили, и выбор сената, не

без участия  Мёстлина, пал на 22-летнего магистра искусств Иоганна Кеплера,

лучше других подготовленного  к этой деятельности. Хоть и не хотелось Кеплеру

оставлять учебу, а вместе с ней и мечту о  духовной карьере, а деваться было

некуда —  он был обязан подчиниться постановлению  сената и отправиться по

назначению. «Я воспитывался на счет герцога Вюртембергского  и ... решился

принять первую предложенную мне должность, хотя и  с не особенной охотой», —

писал он позже.

Негэнтропия

Негэнтропия с  точки зрения «информационного подхода» — антоним от понятия энтропии, то есть понятие, «генетически» из неё вырастающее. Поэтому негэнтропия может рассматриваться только с опорой на энтропию, т е. параллельно. Как известно, понятие энтропии было введено Клаузиусом (1859) в термодинамике. Затем астрофизики заговорили о «тепловой смерти вселенной», — вывод об этом следовал из второго закона термодинамики. Философы не могли не обратить внимания на объясняющую силу понятия энтропии, которая выражалась в возможности рассматривать все процессы, происходящие в мире как энтропические в термодинамическом смысле, в том числе процессы, связанные с человеческой деятельностью в организации социальной жизни. Например, Н. Бердяев в статье «Воля к жизни и воля к культуре» (1923 г.), писал: «Рождается напряжённая воля к самой „жизни“, к практике „жизни“, к могуществу „жизни“, к наслаждению „жизнью“, к господству над „жизнью“. И эта слишком напряжённая воля к „жизни“ губит культуру, несёт с собой смерть культуры… Происходит социальная энтропия, рассеяние творческой энергии культуры». Его современник Н. О. Лосский в статье «Материя в системе органического мировоззрения» (1923 г.) уже использует понятия энтропии и эктропии (ссылаясь на статью физика Ф. Ауэрбаха «Эктропизм или физическая теория жизни») в отстаивании философской точки зрения, согласно которой «материя производна от высшего бытия, способного также производить другие виды действительности, кроме материи». На этом основании Лосский считает, что «закон энтропии следовало бы формулировать с ограничением, именно с указанием, что он имеет значение лишь для безжизненной среды», поскольку жизнь противодействует возрастанию энтропии. Лосский писал: «Достигается эктропизм тем, что живой организм превращает хаотические движения в упорядоченные, имеющие определённое направление». Таким образом, понятия «энтропия» и «эктропия» (в современном звучании—негэнтропия) использовались в философии в термодинамическом контексте. Что касается биологии, то термодинамический теоретический аппарат «органически» вписался в энергетику живого в виде «всеобщего закона биологии» (Бауэр, 1935), а определение живого сформулировано в таком виде:«Живыми называются такие системы, которые способны самостоятельно поддерживать и увеличивать свою очень высокую степень упорядоченности в среде с меньшей степенью упорядоченности. Такие процессы являются процессами с отрицательной энтропией (негэнтропийными процессами).» — Э. Либберт

 

 

 

Кеплер  в Граце. «Космографическая тайна»

Обстановка, окружавшая Кеплера в Граце, мало благоприятствовала его научной

деятельности. Ибо, как заметил его друг Коломан  Цегантмаир, секретарь барона

Герберштейна, штирийская знать проявляла поразительное  невежество во всем,

обладала варварской точкой зрения в своих суждениях, ненавидела науку и

ничем меньше не интересовалась, чем учеными. Предмет, преподавать который

предстояло  Кеплеру, не вызывал у дворянских и бюргерских отпрысков

энтузиазма. Изучение математики не было, видимо, обязательным, и если в

первый год  его уроки еще посещало несколько  учащихся, то на следующий не

осталось ни одного. Однако контролировавшие работу преподавателей инспекторы

оказались достаточно великодушными, не ставя это в  вину учителю, так как, по

их мнению, на «изучение математики не всяк способен». Взамен математики

Кеплеру пришлось преподавать арифметику, классическую литературу

(Вергилия), риторику  и другие предметы.

Вместе с  должностью преподавателя по существовавшей традиции он приобретал

также звание и  должность «Landschaftsmathematikus» (т. е. математика

провинции [Штирии]), ему вменялось также в обязанность  ежегодно составлять

календари. В  изданном в две краски первом календаре  Кеплера содержались

различные астрономические  сведения, в том числе данные о  фазах Луны, о

положении планет и Солнца среди звезд, краткие статьи об астрономических и

физических  явлениях. Следуя давно установившейся традиции, а также заботясь

о «сохранении  жалованья, должности и крова», пришлось «для удовлетворения

безрассудно-глупого  любопытства» приложить к календарю «Прогнозы»

(«Prognostika») —  виды на погоду и на урожай, политические и иные

предсказания  астрологического характера. Кеплер неоднократно весьма

скептически и  довольно самокритично оценивал свои занятия составле­нием

календарей  и астрологией для заработка. В одном из писем он высказывается

так: «Чтобы ищущий истину мог свободно предаваться  этому занятию, ему

необходимы  по меньшей мере пища и кров. У  кого нет ничего, тот раб всего, а

кому охота  идти в рабы? Если я сочиняю календари  и альманахи, то это, без