Контрольная работа: Концепции современного естествознания
Контрольная работа: Концепции современного естествознания
Содержание
1. Основные формы научного знания
2. Атомистическое учение Левкиппа – Демокрита
3. Электромагнитная физическая картина мира
4. Звёзды: общая характеристика, виды, эволюция
5. Свойства живых организмов
6. Концепции происхождения человека
7. Понятие информации в кибернетике
Список использованной литературы
1. Основные формы научного знания
К основным формам научного знания относят: теорию, проблему, гипотезу, идею, принцип, закон.
Теория - 1) это достоверное (в диалектическом смысле) знание об определенной области действительности, представляющее собой систему понятий и утверждений и позволяющее объяснять и предсказывать явления из данной области, высшая, обоснованная, логически непротиворечивая система научного знания, дающая целостный взгляд на существенные свойства, закономерности, причинно-следственные связи, определяющие характер функционирования и развития определенной области реальности;
2) самая развитая организация научных знаний, которая дает целостное отображение закономерностей некоторой сферы действительности и представляет собой знаковую модель этой сферы. Эта модель строиться таким образом, что некоторые из ее характеристик, которые имеют наиболее общую природу, составляют ее основу, другие же подчиняются основным или выводятся из них по логическим правилам. Особенностью теории является то, что она обладает предсказательной силой. В теории имеется множество исходных утверждений, из которых логическими средствами выводятся другие утверждения, то есть в теории возможно получение одних знаний из других без непосредственного обращения к действительности. Теория не только описывает определенный круг явлений, но и дает им объяснение. Теория является средством дедуктивной и индуктивной систематизации эмпирических фактов. Посредством теории можно установить определенные отношения между высказываниями о фактах, законах и т.д. в тех случаях.
Люди стремятся познать то, чего они не знают. Проблема - это вопрос, с которым мы обращаемся к самой природе, к жизни, к практике и теории. Поставить проблему, порой, не менее трудно, чем найти ее решение: правильная постановка проблемы в известной мере направляет поисковую активность мысли, ее устремленность.
Переход к науке в собственном смысле слова был связан с двумя переломными состояниями развития культуры и цивилизации:
1) с изменениями в культуре античного мира, которые обеспечили применение научного метода в математике и выявлении на уровень теоретического исследования,
2) с изменениями в европейской культуре, произошедшими в эпоху возрождения и переходу к Новому времени, когда собственно научный способ мышления стал достоянием естествознания. Термин "гипотеза" используется в двух смыслах: как форма существования знания, характеризующаяся проблематичностью, недостоверностью, нуждаемостью в доказательстве, и как метод формирования и обоснования объяснительных предложений, ведущий к установлению законов, принципов, теорий.
Идея - мысленное постижение явлений объективной реальности, включающее в себя сознание цели и проекции дальнейшего познания и практического преобразования мира. Идея есть познание и стремление человека. Она обобщает опыт предшествующего развития знания и служит в качестве принципа объяснения явлений. Научная идея представляет собой ядро теории как внутренне завершённой и целостной системы знаний о явлении, процессе, предмете.
Принцип - основное, исходное положение какой - либо теории, учения, науки, мировоззрения. Всеобщими принципами научного познания и диалектического осмысления окружающего нас мира являются принцип всесторонности рассмотрения исследуемого предмета, принцип детерминизма, принцип историзма, объективности рассмотрения, принцип системности, принцип всеобщей связи и др.
Закон - это форма всеобщности, ибо он отражает общие отношения, присущие всем явлениям и процессам данного рода, класса или действительности в целом. Закон - это общая, необходимая, существенная, повторяющаяся связь между явлениями, процессами, предметами или элементами их структуры[1].
2. Атомистическое учение Левкиппа – ДемокритаНазвание учения показывает, что основное физическое (и философское) воззрение Левкиппа и Демокрита состоит в гипотезе о существовании неделимых частиц вещества. Греческое слово "атомос" означает: "неделимый", "неразрезаемый на части". По сообщению Симплиция, Левкипп и Демокрит говорили, что начала (физические элементы) бесконечны по числу, и их они называли "атомами" и считали их неделимыми и непроницаемыми, вследствие того, что они абсолютно плотны и не заключают в себе пустоты. Они говорили, что разделение происходит благодаря пустоте, заключающейся не внутри атомов, а в телах, атомы же отделены друг от друга в бесконечной пустоте и различаются внешними формами, размерами, положением и порядком. Атомы носятся в пустоте; настигая друг друга, они сталкиваются, причем, где случится, одни отскакивают друг от друга, другие сцепляются или сплетаются между собой вследствие соответствия форм, размеров, положений и порядков. Образовавшиеся соединения держатся вместе и таким образом производят возникновение сложных тел.
Левкипп и Демокрит полагали, что бесконечно не только число атомов во вселенной, но и число возможных для различных атомов форм, т.е. их фигур, очертаний. Существуют атомы самой различной формы: шаровидные, пирамидальные, неправильной формы, крючковатые и т.п. Число этих различных форм бесконечно.
Доказательство бесконечного числа форм атомов, конечно, не могло быть эмпирическим, вследствие невидимости и неосязаемости этих форм, а только логическим. Таким логическим доказательством атомисты считали отсутствие достаточного основания для утверждения, будто число атомных форм ограничено: они утверждают, что число форм у атомов бесконечно разнообразно "по той причине, что оно нисколько больше такое, чем иное".
Это учение - новый и вполне оригинальный способ решения естественнонаучной и философской проблемы, которая была поставлена перед греческой мыслью элейцами с их учением, согласно которому истинно сущее бытие не может ни возникать, ни погибать. Левкипп и Демокрит (так же, как Эмпедокл и Анаксагор) согласны с этим тезисом, но вместе с тем борются против воззрений элейцев, отрицавших мыслимость множества и мыслимость движения.
Необходимо построить - такова идея Левкиппа и Демокрита - учение о природе, которое, принимая основной тезис элейцев о невозможности для истинно сущего бытия ни возникать, ни исчезать, в то же время отбросило бы ложные предпосылки элейского учения и признало бы не только чувственно воспринимаемую реальность движения, но также и его мыслимость, а также реальность и мыслимость множества.
Элементарные частицы вещества являются частицами абсолютно неделимыми, принципиально не допускающими возможность дальнейшего разделения или раздробления - именно эта мысль становится основой материалистической философии и физики Левкиппа и Демокрита.
Важно подчеркнуть, что Левкипп и Демокрит полагали, что число атомов бесконечно. По разъяснению Симплиция, они постулировали существование бесконечного множества атомов, потому что эта бесконечность необходима для объяснения всех явлений, наблюдаемых в физическом мире: только тем, кто считает атомы бесконечно многими по числу, удается всему дать разумное объяснение. Это обоснование - классический пример возникновения научной гипотезы. Будучи все без изъятия "маленькими сущностями", атомы имеют различные формы. Различиями в форме атомов Демокрит объяснял соединение атомов во" временно устойчивые образования, т.е. в миры: будучи весьма разных форм, атомы сцепляются между собой и таким образом производя этот мир и все явления в нем, точнее производят бесчисленные миры.
Учение Левкиппа и Демокрита о качествах тел было совершенно новой точкой зрения, впервые введенной в древнегреческую философию и науку. Оно оставило глубокий след в развитии последующей физики, химии и философского понимания природы[2].
3. Электромагнитная физическая картина мираНаибольший вклад в формирование данного представления о мире внесли работы М. Фарадея и Д. Максвелла. После создания последним на основе открытого Фарадеем явления электромагнитной индукции теории электромагнитного поля стало возможным говорить о появлении электромагнитной картины мира.
Теория электромагнитного поля Максвелла ознаменовала собой начало нового этапа в физике. В соответствии с ней мир стал представляться единой электродинамической системой, построенной из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля. Важнейшими понятиями новой теории являются: заряд, который может быть как положительным, так и отрицательным; напряженность поля - сила, которая действовала бы на тело, несущее единичный заряд, если бы оно находилось в рассматриваемой точке. Когда электрические заряды движутся друг относительно друга, появляется дополнительная магнитная сила. Поэтому общая сила, объединяющая электрическую (покоящиеся заряды) и магнитную (движущиеся заряды) силы, называется электромагнитной. Все многообразие этих сил и зарядов описывается системой уравнений классической электродинамики. Они известны как уравнения Максвелла. Это - закон Ш. Кулона, который полностью эквивалентен закону всемирного тяготения Ньютона; магнитные силовые линии непрерывны и не имеют ни начала, ни конца, магнитных зарядов не существует; электрическое поле создается переменным магнитным полем; магнитное поле может создаваться как электрическим током, так и переменным электрическим полем.
Таким образом, были выдвинуты новые физические и философские взгляды на материю, пространство, время и силы, во многом изменявшие прежнюю механическую картину мира. Но нельзя сказать, что эти изменения были кардинальны, так как они осуществились в рамках классической науки. Поэтому новую электромагнитную картину мира можно считать промежуточной, соединяющей в себе как новые идеи, так и старые механистические представления о мире.
Кардинально изменились представления о материи. Согласно электромагнитной картине мира материя существует в виде вещества и поля. Они строго разделены, и их превращение друг в друга невозможно. Главным из них является поле, а значит, основным свойством материи является непрерывность в противовес дискретности. Расширилось также и понятие движения. Оно стало пониматься не только как простое механическое перемещение, но и как распространение колебаний в поле. Соответственно, законы механики Ньютона уступили свое господствующее место законам электродинамики Максвелла.
Электромагнитная картина мира требовала нового решения проблемы физического взаимодействия. Ньютоновский принцип дальнодействия заменялся фарадеевским принципом близкодействия, который утверждал, что любые взаимодействия передаются полем от точки к точке, непрерывно и с конечной скоростью.
Электромагнитная картина мира произвела настоящий переворот в физике. Она базировалась на идеях непрерывности материи, материального электрического поля, неразрывности материи и движения, связи пространства и времени как между собой, так и с движущейся материей. Новое понимание сущности материи поставило ученых перед необходимостью пересмотра и переоценки этих основополагающих качеств материи.
Случайность все еще пытались исключить из физической картины мира. Но в середине XIX в. впервые появилась фундаментальная физическая теория нового типа, которая основывалась на теории вероятности. Это была кинетическая теория газов, или статистическая механика. Прогресс был налицо: в электромагнитную картину мира вошло понятие вероятности. Электромагнитная картина мира объяснила большой круг физических явлений, непонятных с точки зрения прежнего механического представления о мире. Однако дальнейшее ее развитие показало, что она имеет относительный характер. Поэтому на смену ей пришла новая - квантово-полевая - картина мира, объединившая в себе дискретность механической картины мира и непрерывность электромагнитной картины мира, что ещё раз доказывает постоянное развитие науки[3].
4. Звёзды: общая характеристика, виды, эволюцияСамым распространенным объектом во Вселенной являются звезды. Сопоставляя данные для различных звезд, можно получить общие закономерности и проверить их выполнение на примерах других звезд.
Сначала формируется протозвезда. Частицы гигантского движущегося газопылевого облака в некоторой области пространства притягиваются между собой за счет гравитационных сил. Постепенно частицы сближаются, плотность облака нарастает, оно становится непрозрачным, образующийся сферический "ком" начинает понемногу вращаться, растет и сила притяжения, ведь теперь масса "кома" велика. Все больше и больше частиц захватывается, все больше плотность вещества. Внешние слои давят на внутренние, давление в глубине растет, а, значит, растет и температура. Наконец, температура становится такой большой - несколько миллионов градусов, - что в ядре этого образующегося тела создаются условия для протекания ядерной реакции синтеза: водород начинает превращаеться в гелий. Реакция сопровождается мощным потоком электромагнитного излучения, которое давит на внешние слои вещества, противодействуя гравитационному сжатию. Наконец, сжатие прекращается, поскольку давления уравновешиваются, и протозвезда становится звездой. Чтобы пройти эту стадию своей эволюции протозвезде нужно несколько миллионов лет, если ее масса больше солнечной, и несколько сот миллионов лет, если ее масса меньше солнечной.
Масса является одной из важных характеристик звезд. Любопытно отметить, что довольно распространены двойные звезды - образующиеся вблизи друг друга и вращающиеся вокруг общего центра (30-50%). Обычные, одинарные звезды в процессе своего образования начинают вращаться вокруг своей оси.
Другой важной характеристикой является радиус звезды. Существуют звезды - белые карлики, радиус которых не превышает радиуса Земли, существуют и такие - красные гиганты, радиус которых достигает радиуса орбиты Марса. Химический состав звезд по спектроскопическим данным в среднем такой: на 10000 атомов водорода приходится 1000 атомов гелия, 5 атомов кислорода, 2 атома азота, 1 атом углерода, остальных элементов еще меньше. Из-за высоких температур атомы ионизируются, так что вещество звезды является в основном водородно-гелиевой плазмой - в целом электрически нейтральной смесью ионов и электронов. В зависимости от массы и химического состава исходного облака образовавшаяся звезда попадает на тот или иной участок так называемой главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга-Рессела. Последняя представляет собой координатную плоскость, на вертикальной оси которой откладывается светимость звезды (т.е. количество энергии, излучаемой ей в единицу времени), а на горизонтальной - ее спектральный класс (характеризующий цвет звезды, который в свою очередь зависит от температуры ее поверхности. При этом "синие" звезды более горячие, чем "красные", а наше "желтое" Солнце имеет промежуточную температуру поверхности порядка 6000 градусов). Традиционно спектральные классы от горячих к холодным обозначаются буквами O,B,A,F,G,K,M, при этом каждый класс делится на десять подклассов. По мере "выгорания" водорода в центре звезды ее масса немного меняется и звезда немного смещается вправо вдоль главной последовательности. Звезды с массами порядка солнечной находятся на главной последовательности 10-15 млрд. лет. Постепенно энергии в центре звезды выделяется все меньше, давление падает, ядро сжимается, и температура в нем возрастает. Ядерные реакции протекают теперь только в тонком слое на границе ядра внутри звезды. В результате звезда в целом начинает "разбухать", а ее светимость увеличиваться. Звезда сходит с главной последовательности и перебирается в правый верхний угол диагрaммы Герцшпрунга-Рессела, превращаясь в так называемый "красный гигант". После того, как температура сжимающегося (теперь уже гелиевого) ядра красного гиганта достигнет 100-150 млн. градусов, начинается новая ядерная реакция синтеза - превращение гелия в углерод. Когда и эта реакция исчерпает себя, происходит сброс оболочки - существенная часть массы звезды превращается в планетарную туманность. Горячие внутренние слои звезды оказываются "снаружи", и их излучение "раздувает" отделившуюся оболочку. Через несколько десятков тысяч лет оболочка рассеивается, и остается небольшая очень горячая плотная звезда. Медленно остывая, она переходит в левый нижний угол диаграммы и превращается в "белый карлик". Белые карлики, по-видимому, представляют собой заключительный этап нормальной эволюции большинства звезд.
Страницы: 1, 2
