Контрольная работа: Основы концепций современного естествознания

Контрольная работа: Основы концепций современного естествознания

Введение

Наука — один из древнейших, важнейших и сложнейших компонентов человеческой культуры. Это и целый многообразный мир человеческих знаний, который позволяет человеку преобразовывать природу и приспосабливать ее для удовлетворения своих все возрастающих материальных и духовных потребностей. Это и сложная система исследовательской деятельности, направленная на производство новых знаний. Это и социальный институт, организующий усилия сотен тысяч ученых-исследователей, отдающих свои знания, опыт, творческую энергию постижению законов природы, общества и самого человека.

Наука теснейшим образом связана с материальным производством, с практикой преобразования природы, социальных отношений. Большая часть материальной культуры общества создана на базе науки, прежде всего достижений естествознания. Научная картина мира всегда была и важнейшей составной частью мировоззрения человека. Научное понимание природы, особенно в настоящую эпоху, существенно определяет содержание внутреннего духовного мира человека, сферу его представлений, ощущений, переживаний, динамику его потребностей и интересов.

Естествознание — наука о явлениях и законах природы. Современное естествознание включает множество естественнонаучных отраслей: физику, химию, биологию, физическую химию, биофизику, биохимию, геохимию и др. Оно охватывает широкий спектр вопросов о разнообразных свойствах объектов природы, которую можно рассматривать как единое целое.

Задание 1

Проанализируйте содержание материала, охарактеризуйте теорию как высшую форму организации научного знания, вычертите логико-смысловую схему, дайте к ней пояснения

Наука — один из важнейших компонентов духовной культуры, в котором в наибольшей степени представлена познавательная сторона деятельности. В наши дни наука — мощный фактор развития самых различных областей человеческой деятельности. Основополагающая роль науки не может быть подменена организационными и срочными оперативными мероприятиями по обеспечению безопасности страны и человечества. Познание объективных законов мира дает возможность целенаправленного практического освоения и изменения окружающего мира, является неотъемлемым моментом практики материального его преобразования. Познание может быть донаучным, вненаучным и научным. Знания должны отвечать определенным критериям.

Донаучное и вненаучное (обыденное) познания описывают состояния предметов и некоторые факты, хотя повседневное сознание включает много конкретных знаний об окружающем мире.

В практической деятельности человек накапливал знания о местности, животных, растениях и самом себе. Эти отрывочные знания, рецепты и правила отражены на глиняных табличках Месопотамии. Письменность появилась в Вавилонии в середине IV тысячелетия до н.э., а в Египте — на 500 лет раньше. Эти народы давно начали пользоваться водяными и солнечными часами, ввели единицы веса, длины, площади и объема. Они знали 5 видимых планет и целый ряд созвездий, научились предсказывать затмения. Свитки папируса, обнаруженные в долине Нила, относятся ко II тысячелетию до н. э. Египетские жрецы пользовались снадобьями для лечения и умели бальзамировать трупы. Знания частично классифицировались сначала образно, а затем и количественно. В Вавилоне и Древнем Египте были попытки упорядочить данные опытов и наблюдений. Около 5 тыс. лет назад появились определенные приемы счета времени по Луне и Солнцу; при этом ритмики природы, организма и трудовой деятельности связывались между собой. Разработку медных рудников, освоение рудного дела и плавку металла относят к V тысячелетию до н. э. Затем сложилось бронзолитейное производство, а ко второй половине IV тысячелетия до н. э. — производство рудного железа. Использование металлических изделий повысило производительность труда в несколько раз; появились плуг и мелкое ремесленное производство.

Познавательной предпосылкой науки явилось развитие критических функций разума и абстрактного мышления в Древнем Египте и Древнем Вавилоне. Человек стал выделять себя из мира природы, почувствовал себя активной силой, преобразующей ее для своей пользы. Общественное разделение труда поделило жизнь человека на личную, бытовую и производственную, трудовую. Так как последняя ориентировалась на рациональное сознание, она стала предпочтительней в развитии цивилизации, порождая конфликт личного и общественного. Накопление рациональных знаний и рост практических потребностей общества начали противоречить мифологическому сознанию. И хотя умозаключения еще делались на основе наблюдений, созерцания и рассуждений, в Древней Греции VII—VI вв. до н.э. возник интерес к пониманию мира в целом.

Переход к научному познанию предполагал выработку нового отношения к миру и человеку, был противоречивым и долгим. Постепенно формировались идеология и психология разделения общества на классы. Сознание человека разделилось на мораль, искусство, религию, философию и т.д. и было готово подняться до уровня абстракции, позволяющей задаться вопросом о первооснове бытия.

Итак, наука определенный вид знания, а также особая сфера бщественной деятельности людей, специальной задачей которой является накопление и систематизация знаний, проверка и доказательство их истинности логическими (теоретическими) и практическими способами.

Методология - учение о методах.

Метод - совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Он вооружает человека системой принципов, требований, правил, руководствуясь которыми он может достичь намеченной цели. Методы научного познания можно классифицировать как:

1. общечеловеческие приемы мышления (анализ, синтез, сравнение, обобщение, индукция, дедукция);

2. способы теоретического и эмпирического исследования (наблюдение, эксперимент, измерение, моделирование, идеализация, формализация).

На эмпирическом уровне применяются такие общенаучные методы, как наблюдение, эксперимент, измерение и т.д.; на теоретическом уровне - идеализация, формализация и т.д.; на эмпирическом и теоретическом уровнях могут применяться анализ, моделирование и т.д. Каждая частная наука (биология, химия и т.д.) имеет свои специфические методы (частнонаучные) исследования. В них могут присутствовать наблюдение, измерение, индуктивные или дедуктивные умозаключения и т.д.

Наблюдение - целенаправленное, организованное восприятие предметов и явлений. Проводят для сбора фактов, укрепляющих или опровергающих гипотезу и т.д. Полная зависимость наблюдателя от изучаемого процесса, явления (наблюдатель не может изменять объект, регулировать само протекание процесса, управлять им и контролировать его).

Эксперимент - способ исследования, отличающийся от наблюдения активным характером. В ходе наблюдения и эксперимента проводится измерение.

Измерение - материальный процесс сравнения какой - либо величины с эталоном, единицей измерения.

Аналогия - прием познания, при котором на основании сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других свойствах (выводы по аналогии всегда бывают только вероятностными).

Моделирование - замена изучения интересующего нас явления в натуре изучением аналогичного явления по модели меньшего или большего масштаба, обычно в специальных лабораторных условиях. Сама модель может быть определена как материальная (естественно существующая или искусственно созданная) или мысленно представляемая система, заменяющая объект познания. Модель может быть программой, документом, объектом и др.

Идеализация - процесс абстрагирования, мысленного создания понятий об идеализированных объектах, которые в реальном мире не существуют, но имеют прообраз. Идеальный газ - в физике.

Интуиция - способность постижения истины прямым ее усмотрением. Интуиция - свернутая логика мысли (А. Г. Спиркин). Интуиция так же относится к логике, как внешняя речь - к внутренней речи (в ней многое опущено и фрагментарно)". "Логика и интуиция играют каждая свою необходимую роль. Логика - орудие законодательства, интуиция есть орудие изобретательства". (А. Пуанкаре). Считается, что интуиция опирается на осевший в подсознании опыт, на подсознательное восприятие и запоминание. В различных науках используются методы математической гипотезы и модельного эксперимента.

Виды экспериментов: исследовательский, поисковый, проверочный, воспроизводящий, изолирующий, качественный, количественный, физический, химический, биологический, социальный, мысленный и т.д.

К формам научного знания относят элементы теоретических систем: проблемы, гипотезы, теории, идеи, принципы, категории, законы, - все это можно обозначить единым термином "концепции".

Факт - явления самой действительности. О значении фактов писал И. П. Павлов: "факты - это воздух ученого". (Как крыло птицы опирается на воздух, так ученый не может взлететь без фактов). Необходимо учитывать не отдельные факты, а всю совокупность относящихся к рассматриваемому вопросу фактов, без единого исключения.

Проблема (задача) - это «знание о незнании», как осознанный вопрос, для ответа на который имеющихся знаний недостаточно.

Догадка рождается при осмыслении фактов и попытках решения проблем. Может стать научной гипотезой.

Научная гипотеза - такое предположительное знание, истинность или ложность которого еще не доказана, но которое выдвигается не произвольно, а при соблюдении ряда правил – требований. Термин имеет множество смыслов.

Теория – одна из устойчивых форм научного знания. Теория - (в научном смысле) - система истинного, уже доказанного, подтвержденного знания о сущности явлений; высшая форма научного знания, всесторонне раскрывающая структуру, функционирования и развития изучаемого объекта, взаимоотношения всех его элементов, сторон и связей. Теории оперируют не реальными объектами, а их идеализациями, идеальными моделями, которыми неизбежно абстрагируются от каких - то реальных сторон объектов, и поэтому всегда дают неполную картину действительности. Теория от научной гипотезы отличается достоверностью, доказанностью. Стабильность обеспечивается ее системностью и общим характером. Чем более общее знание, тем оно устойчивее.

Структурообразующими элементами теории являются принципы и законы. Принципы и законы выражаются через соотношение двух или более категорий. Принципы - (знания не требующие доказательств наиболее общие и важные фундаментальные положения теории. Аспекты содержания принципов раскрываются в совокупности законов и категорий теории.

Законы служит математической моделью, конкретизацией принципа, раскрывают "механизм", действия, взаимосвязь вытекающих из них следствий. Категории науки - наиболее общие и важные понятия теории, характеризующие существенные свойства объекта теории и ее предмета.

Cхематично структуру научного познания можно представить так:

эмпирический факт → научный факт → наблюдение → реальный эксперимент → модельный эксперимент → мысленный эксперимент → фиксация результатов эмпирического уровня исследований → эмпирическое обобщение → использование имеющегося теоретического знания → формулирование гипотезы → проверка ее на опыте → формулирование новых понятий → введение терминов и знаков → определение их значения → выведение закона → создание теории → проверка ее на опыте → принятие в случае необходимости дополнительных гипотез.

представить следующим образом:

Итак, с начало изучаем теоретический материал, делаем эксперименты, исследования, обобщаем знания теоретические с практическими и затем делаем вывод или заключение.

Задание 2

Расположите представления о материи в порядке их возникновения: 1. Абсолютной пустоты не существует, физический вакуум является сложноустроенной формой материи, обладающей нетривиальными свойствами; 2. Все мировое пространство заполнено легчайшей упругой средой – мировым эфиром, колебание которого и есть свет; 3. Пустоты не существует, вселенная плотно заполнена непрерывной бесконечно делимой бескачественной материей

Правильный ответ: 3; 1; 2.

- Пустоты не существует, вселенная плотно заполнена непрерывной бесконечно делимой бескачественной материей.

- Абсолютной пустоты не существует, физический вакуум является сложноустроенной формой материи, обладающей нетривиальными свойствами.

- Всё мировое пространство заполнено легчайшей упругой средой – мировым эфиром, колебание которого и есть свет.

Задание 3

Задача. Найдите правильный ответ. Следствием однородности времени является закон сохранения: 1. импульса; 2. энергии; 3. заряда; 4. массы

Правильный ответ: 2 энергии.

Задание 4

В чем суть эффекта замедления времени в специальной теории относительности? Что такое лоренцево сокращение?

Специа́льная тео́рия относи́тельности (СТО) — теория, описывающая преобразование законов движения, законов механики, электродинамики и лоренц-инвариантной теории гравитации на основе пространственно-временных отношений в разных системах отсчёта, при скоростях движения, которые могут достигать скорости света.

К наиболее распространенным эффектам СТО, их ещё называют релятивистскими эффектами, относят:

Замедление времени

Время в движущейся системе отсчета течет медленнее:

С этим эффектом связан так называемый парадокс близнецов.

Сокращение линейных размеров

Линейные размеры тел в движущейся системе отсчета сокращаются:

, для длины.

, для объема.

Такое сокращение размеров еще называют лоренцевым сокращением.

Задача. Выберите правильный ответ. Общая теория относительности предсказывает существование во Вселенной сверхмассивных объектов, вблизи которых (на расстоянии гравитационного радиуса): 1. Пространство и время приобретают относительный характер. 2. Излучение не может их покинуть. 3. Время меняет направление. 4. Время практически останавливается для наблюдателя со стороны

Правильный ответ: 1. Пространство и время приобретают относительный характер.

Задание 5

Выберите правильный ответ и обоснуйте свой выбор. Статистические научные теории: 1. Описывают состояние системы на языке вероятности, с которой та или иная величина характеризующая принимает заданное значение; 2. Описывает состояние системы значениями измеримых величин, характеризующих эту систему; 3. Позволяет точно рассчитывать и однозначно предсказывать лишь вероятность того, что величина, характеризующая систему, примет то или иное значение

Статические научные теории описывают состояние системы значениями измеримых величин, характеризующих эту систему.

Так как статическая наука раскрывает объективные свойства и черты предмета исследования в ряде категорий, показателей и посредством специальных методов.

Изобретение Ньютоном и Лейбницем дифференциального и интегрального исчислений, развитие методов статистической обработки результатов опыта способствовали использованию математики во всех областях естествознания. Была «непостижима эффективность применения математики», но по ее законам были «на кончике пера» открыты планеты Нептун и Плутон, ток смещения в уравнениях Максвелла, электромагнитная природа света, нестационарность модели Вселенной А. Фридмана, обнаружено красное смещение в спектрах далеких галактик и многое другое. Природа таких математических предсказаний реальности вызывает многочисленные философские дискуссии.

Развитие математики и появление ЭВМ позволили решать невероятно сложные нелинейные уравнения теории с огромным числом взаимосвязанных параметров. Такие уравнения описывают сложные системы, более реальные, чем идеальные модели классической науки. Созданы совершенно новые разделы математики — кибернетика, теория катастроф и др. И от статических моделей систем, находящихся почти в равновесии, переходят к моделированию сложных систем в далеких от равновесия состояниях. Широко используют понятия случайности, вероятности, выбора варианта развития, эволюции, скачкообразных переходов. Необратимость процессов, существование обратных связей и нелинейность стали главными доминантами современного описания процессов.

Страницы: 1, 2, 3