История развития естествознания
Предмет изучения: природа.
В основе естественных наук физика и физические концепции.
Затем идет химия, космология (∞コスモロジー), географические, биологические и экологические концепции.
1 этап. Условное начало науки – древнегреческая натурфилософия. до натурфилософов - эмпирические знания без теоретического обобщения с религиозной окраской. Во времена натурфилософии основной уровень познания – теоретический. Теоретизируется то, что было. Эксперименты, опыты не приветствуются.
Особенности античной науки
Она появилась в форме научных парадигм/программ (ученый занимался не одной наукой, а сразу занимался многими явлениями, поэтому и натурфилософия).
Цель – изучение превращения первоначального хаоса в космос через поиск порядкообразующего начала.
Первая предложенная программа – это программа Пифагора (теория числа, пифагорейская школа), в основе мира – гармония числа.
Вторая – атомистическая теория Демокрита. Основа – вещество, минимальная единица (атом).
Третья – программа Аристотеля. Объединил и систематизировал все современные на тот момент взгляды из разных дисциплин. Основные трактаты: «Физика», «О небе», «Метеорологика», «Органон». Геоцентрическая модель мира. В «Органоне» впервые логически обоснованы подходы к научному исследованию, порядок научного исследования (изучение истории вопроса, постановка проблемы, аргументы за и против, вынесение решения вопроса). Активно стала происходить в этот период дифференциация научного знания: естественные и гуманитарные науки.
2 этап. Развитие науки в Средние века. Естественные науки не развивались. Эксперименты запрещались. Господствующее направление философии – схоластика, оторванная от реальной действительности (христианское учение + кусочки натурфилософии).
Люди учатся выводить понятия и оперировать ими, - и это большой плюс этапа. Алхимия, астрология развиты в это время. Эмпирический материал набирался у алхимиков, и составил базу для дальнейшего развития химии.
Выдающийся ученый – Леонардо да Винчи. Развил свой метод изучения природы, считал, что познание идет от частных опытов, конкретных результатов к научному обобщению. Опыт не только источник, но и критерий познания.
3 этап. Глобальная научная революция 16-17 веков. 1543 год, книга Коперника «Об обращении небесных сфер». В книге предложены гелиоцентрическая модель мира.
Развита данная модель в полицентрическую с помощью Дж. Бруно (есть не только солнце, но и звезды – такие же солнца с планетами).
Следующий в этой революции – Г. Галилей. 1608 год – преобразовал зрительную трубу в телескоп с 30кратным увеличением и совершил ряд открытий: горы на луне, пятна на солнце, 4 крупных спутника Юпитера, фазы Венеры. Все его открытия доказывали, что небесные тела – это не эфирные создания, а вполне материальные предметы и явления. Основал новый раздел физики – динамику. Сформулировал такие понятия как скорость, ускорение, инерция и классический принцип относительности.
Важны работы Декарта. Теории по физике, биологии, космологии, математике. Создал единую научную философскую систему (кортезианство – взгляды Декарта). Модель природы представлена как большой сложный механизм.
Ньютон занимался физикой, и его физика завершила первую научную революцию. Обосновал физико-математическое понимание природы, сформулировал три основных закона динамики и закон всемирного тяготения («четвертый закон»). Ввел принцип дальнодействия (мгновенное действие тел друг на друга на любом расстоянии без звеньев). Ввел категории материи, движения, пространства и времени, и все эти категории рассматривал независимо друг от друга.
Основными чертами классической науки стали механистичность (представление мира в качестве машины, гигантского механизма, который четко функционирует на основе вечных неизменных законов) и метафизичность (рассмотрение природы как чего-то неизменного, постоянного: эволюция не приветствовалась).
4 этап. Научная революция конца 19 - начала 20 столетий. Стало понятно, что все законами движения не объяснить.
1886 год – Герц открыл электромагнитные волны. Совершенно новая природа материи, меняется картина мира.
1895 год – Рентген обнаружил коротковолновые электромагнитные излучения.
1896 год – обнаружена радиоактивность Беккерелем.
1897 год – Томпсон открыл электрон.
Физики пришли к глубочайшему кризису и не знали, что им делать.
1905-1916 года – общая и специальная теории относительности Эйнштейна.
1911 год - Резерфорд предложил планетарную модель атома.
Главная идея – отказ от ньютоновской модели мира.
Главный итог второй научной революции – современная квантово-релятивистская научная картина мира.
Основные черты современного естествознания
Эволюционизм.
Междисциплинарность.
Гуманизм.
Интеграция научного знания.
Картины мира
Научная картина имеет сложную структуру, которая состоит из общенаучных картин и картин мира отдельных наук (физика, биология, геология etc).
Функции: мировоззренческая и методологическая.
Научная картина мира – это особая форма систематизации знаний. Преимущественно, это качественные обобщения, синтез различных научных теорий.
Формируется НК на основе достижений естественных, общественных и гуманитарных наук.
ЕНКМ (Естественнонаучная картина мира) - систематизированное и достоверное знание о природе. В нее входят знания, полученные из всех естественных наук. Основу составляют физические знания.
Механическая картина мира. Электромагнитная картина мира. Квантово-полевая (релятивистская) картина мира.
Материя и ее свойства
Материя включает в себя наблюдаемые объекты и тела природы. А также все объекты природы, которые не даны человеку в ощущениях.
Основное свойство материи – движение.
Виды материй (будет в тестах!!):
вещество (основной вид), обладает массой покоя: элементарные частицы, атомы, молекулы, многочисленные материальные объекты
физическое поле (особый вид материи): обеспечивает физическое взаимодействие материальных объектов и их систем, источником являются частицы
!!!! физический вакуум будет в тестах что процентов, выучи запомни на всю жизнь!!!! Это низшее энергетическое состояние квантового поля. В вакууме среднее число частиц равно нулю, но в нем могут рождаться частицы в промежуточных состояниях.
Уровни материи:
Микромир (область предельно малых: от атомов до элементарных частиц).
Макромир (макромолекулы, вещества в различных агрегатных состояниях, живые организмы, человек и продукты его деятельности).
Элементарные частицы – первичные, далее не разложимые частицы. Электрончики.
Атом: положительно заряженное ядро и электрончики. (По модели Резерфорда – ядерное/планетарное строение.)
Потом выяснилось, что ядро не просто положительно заряжено, а имеет протоны+ и нейтроны0 (П и Н – это нуклоны), они относятся к андронам.
Позже предложена кварковая модель. Кварки – это частицы с дробным зарядом, из которых состоят протоны и нейтроны.
Частицы и античастицы. Каждой частице, которая имеет заряд, соответствует античастицы. Античастица электрона – позитрон.
При встрече частицы и античастицы случается аннигиляция: они взаимоуничтожаются, и образуется фотон.
5 abr'13