
- •Естествознание. Естественнонаучная и гуманитарная культура
- •Уровни и методы научного познания.
- •Этапы развития естествознания
- •4 Этап: вторая половина XV—XVIII в.
- •Материя и движение, время и пространство
- •4.1. Определения понятий материи, его видов и атрибутов
- •4.2. Виды материи
- •Карточка химического элемента
- •Физическое поле
- •4.3. Фундаментальные взаимодействия.
- •Виды фундаментальных физические взаимодействия
- •4.4 Стандартная модель
- •5. Cтруктурная и системная организация материи
- •6. Научные революции и научные картины мира
- •Эволюционно-синергетическая картина мира
- •Единая теория поля -
- •7. Эволюция и строение Вселенной
- •7.1. Теоретические модели Вселенной.
- •7.2. Эволюция Вселенной
- •Теория «великого объединения»
- •Облик Вселенной
- •8 Cтроение и эволюция звезд
- •9. Формирование и эволюция Солнечной системы
- •10. Местоположение Солнечной системы и ее строение
- •11. Формирование, эволюция и строение Земли
- •11.1. Земля – живая планета
- •11.2. Основные физические характеристики
- •11.3. Строение Земли
- •11.4. Геохронологическая шкала
- •11.5. Формирование и эволюция главных геосфер
- •Формирование внутренних оболочек Земли
- •Возникновение жизни на Земле
- •Эволюция. Синергетика
Этапы развития естествознания
1 этап: Главный поток науки вытекает из практических технических приемов первобытного человека, следовательно, современная сложная цивилизация, основанная на механизации и науке, развилась из ремесел и обычаев наших предков. Кульминационным пунктом 1-гоэтапа стала наука Древнего Египта и Вавилона.
2 этап. Начался примерно в V в. до н.э. в Древней Греции.в это время мифологическое мышление сменяют первые программы исследования природы. Науку стали понимать как сознательное, целенаправленное исследование природы.
Аристотель - первый мыслитель, создавший всестороннюю систему философии, охватившую все сферы человеческого развития :
- отвергал концепцию атомов
- создал геоцентрической картины мира
- способствовал формированию в античной греческой натурфилософии учения об элементах-стихиях.
3 этап. Ознаменован развитием схоластики (IX-XV век). Длился до второй половины XV в.
Основная проблематика: обсуждения вопроса отношения знания к вере. Развивались математика, астрономия и медицина
Поворот в естествознании в Западной Европе в XII-XIV вв. связан с переосмыслением роли опытного знания
4 Этап: вторая половина XV—XVIII в.
Знаменуется возникновением нового естествознания, целиком основанное на экспериментальных данных.
Начало этого этапа отмечено созданием:
- гелиоцентрической системы (Н. Коперник, И. Кеплер)
- учением о множественности миров и бесконечности Вселенной (Дж. Бруно).
Кризис аристотелевской физической картины мира
Причина :
создание гелиоцентрической системы мира (Н. Коперник, И. Кеплер),
новой механики (Г. Галилей),
открытие вакуума и атмосферного давления (Э. Торричелли, Б. Паскаль и О. фон Герике)
Ф. Бэкон : тезис о том, что решающим доводом в научной дискуссии должен являться эксперимент
Возродились атомистические представления (Р. Декарт, П. Гассенди).
В XVII в. происходит признание социального статуса науки
Возникают Лондонское Королевское общество и Парижская академия наук.
С работами И. Кеплера, X. Гюйгенса, Г. Галилея, И. Ньютона связано:
рождение основ современной физики
формулирование основных идей классической механики (три основных закона движения, закон всемирного тяготения и т.п.),
экспериментального естествознания
Это эпоха Великих географических открытий (В. да Гама, Ф. Магеллан..)
5 этап: первая половина XIX в. Совмещение исследовательской деятельности и высшего образования. Наука превращается в профессию, что завершает ее становление как современной науки. Это этап эволюционных идей в естествознании
В это время появляются :
космогоническая гипотеза Канта-Лапласа
теория катастроф
теория геологического и биологического эволюционизма
создание Периодической системы химических элементов
начала клеточной теории
закон сохранения и превращения энергии
В конце XIX - начале XX в. разрабатывается:
классическая электродинамика,
обнаруживается и изучается явление радиоактивности,
ткрыты электрон и атомное ядро,
формулируются квантовая гипотеза и квантовая теория атома,
специальная и общая теория относительности,
Важными событиями развития естествознания XX в. являются создание:
модели расширяющейся Вселенной,
квантовой механики,
кибернетики,
открытие расщепления ядра урана
структуры генетического кода и т.д.
Более подробно периоды развития 2-х естественных наук – физики, как наиболее фундаментальной науки и химии, имеющей самую долгую историю развития, приведена в табл.3.1.
Таблица 3.1.
Основные периоды развития естественных наук.
№ |
Период времени |
Периоды развития химии |
№ |
Период времени |
Периоды развития физики |
1
|
От начала цивилизации до IV в. нашей эры
IV в. до н.э.
|
Предалхимический период касты жрецов
1-я естественно-научная система.Аристотеля: из 4-х абстр.принципов (сухость, влажность, холод, тепло) выводит 4 осн.элемента (земля, вода, огонь, воздух) |
1 |
IV в. до н. э.- конец XVI в. IV в. до н.э.
Iв.н.э. |
Доклассическоая физика Открывается переходом от эгоцентризма к геоцентризму. Аристотель создает геоцентрическую систему мировых сфер, развитую позднее Птоломеем в целостную космологическую модель. Сферическая, неподвижная Земля располагается в центре; окружена 8 сферами, несущими Луну, Солнце и 5 планет (Меркурий ,Венера, Марс, Юпитер, Сатурн). На внешней сфере- неподвижные звезды. Аристотель - создатель 1-й естественно-научной картины мира |
2 |
IVв.н.э. - XVI в. |
Алхимический период: -алхимия египетская, -греческая, -арабская, -раннего и позднего средневековья, -натуральная магия… Алхимики добавляют еще 3 принципа:неразрушаемость (соль), горючесть (сера) и металличность (ртуть). Поиск философского камня, эликсира долголетия |
|||
3 |
XVI-XVIII век |
Период объединения химии Зарождение и упрочнение химии как науки, независимой от других естественных наук |
2 |
XVIв. – конец XIX в. 1514
начало XVIIв.
1687 г. «Математические начала натуральной философии» |
Классическая физика Создание гелиоцентрической системы Н.Коперником - в центре находится неподвижное Солнце -Земля вращается вокруг своей оси -планеты обращаются вокруг Солнца. Открытие законов движения планет И.Кеплером -планеты движутся не по круговым, а по эллиптическим орбитам Астрономические открытия Г.Галилея (1-ый телескоп) -Солнце, и, следовательно, все планеты, вращаются вокруг своей оси -сформулировал принципы инерции и относительности (дальнейшее обобщение сделано в теории относительности А.Эйнштейном) И.Ньютон формулирует фундаментальные законы механики ( 3 закона динамики), закон всемирного тяготения, разрабатывает интегральное и дифференциальное исчисление.
Достижения в других областях: - установлены опытные газовые законы; -предложено уравнение кинетической теории газов; сформулирован принцип равномерного распределения энергии по степеням свободы, 1-е и 2-е начало термодинамики; - открыты законы Кулона, Ома и электромагнитной индукции; - разработана электромагнитная теория; -явления интерференции, дифракции и поляризации света получили волновое истолкование -сформулированы законы поглощения и рассеивания света. |
до 2-й половины XVIII в. |
-подпериод ятрохимии
Начало совр.промышл.х. Реформаторы алхимии: Парацельс в области медицины (соль, сера, ртуть). Агрикола в области металлургии и горного дела |
||||
рубеж XVII-XVIII вв.
pv=const (T=const)
|
-подпериод пневматической химии
Исследование газов и открытие газообразных простых тел и соединений Бойль, Блэк, Кавендиш, Пристли… |
||||
-подпериод теории флогистона Г.Э.Шталь создает теорию флогистона для объяснения явлений горения и окисления (во всех веществах, способных гореть и окисляться, содержится флогистон, удаляющийся из них при г.и ок. Ме-сл.в-ва, сост.из соотв.эл-та и флогистона.) |
|||||
2-я половина XVIII в.
|
-подпериод антифлогистонной системы Труды Лавуазье: выяснил роль О2, разрушив теорию флогистона (Ме+О2→МеО), заложил основы хим. систематики (Ме – эл-т, оксид –сл.в-во) экспериментально доказал закон сохранения массы. Независимо от Лавуазье этот закон несколько раньше устанавливает М.В.Ломоносов
|
||||
4 |
Первые 60 лет XIX в. |
Период количественных законов Закон постоянства состава Закон эквивалентов Закон кратных отношений -Возникновение и развитие атомной теории Дальтона, -атомно-молекулярной теории Авогадро, -экспериментальными исследованиями по определению атомных весов, - формулировка понятий: атом, молекула, эквивалент.
|
|||
5 |
С 60-х годов XIX в до наших дней 1861
1869
Последние десятилетия |
Современный период
-создана теория химического строения вещества А.М.Бутлеровым -Д.И.Менделеевым открыт периодический закон и разработана периодическая классификация элементов -разработаны представления о валентности -теория ароматических соединений и стереохимия -углубились методы исследования строения вещества -успехи в синтетической химии -теория электролитической диссоциацииС.Аррениуса - термодинамическая трактовка химических процессов -теория неравновесных процессов И.Пригожина - установление структуры молекулы ДНК -расшифровка молекулярного генного механизма наследственности и т.п.
|
3 |
С конца XIX в. до наших дней (1я пол. XX в.)
1900 1905
1913
20-е годы
1905 1915
1947г
2-я половина XXв.
1987
2-я половина XXв |
Современная физика Постклассическая физика? Характерная особенность – наряду с классическими, развиваются квантовые представления Квантовая теория М.Планка Квантовая теория фотоэффекта А.Эйнштейна Учение о радиоактивности и строении атома Э.Резерфорда Квантовая теория атома Н.Бора Принцип неопределенности В.Гейзенберга Волновая механика Э.Шредингера Разработка квантовой механики Создание специальной и общей теории относительности А.Эйнштейном Развитие ядерной физики, Создание.транзистора американскими физиками Д. Бардиным, У. Браттейном и У. Шокли, развитие полупроводниковой технологии и на ее базе Развитие микроэлектроники Создание квантовых генераторов (общее название источников электромагнитного излучения, работающих на основе вынужденного излучения атомов и молекул), в том числе лазеров Открытие сверхпроводимости
Постнеклассический период развития физики ? - формирование новой науки синергетики (природные явлении я рассматриваются как сложные системы) Компьютерные технологии Интернет Математическое моделирование Новые технологии, новые виды связи Нанопромышленность
|