Лекция 7 (тема 6) Неклассическая наука 20 век

1. Революционные изменения в науке начала 20 века.

2. Квантово-релятивистская картина мира. Классическая, неклассическая, постнеклассическая рациональность.

3. Медицина первой половины 20 века. Пауль Эрлих и рациональная фармакология. Антибиотическая революция. Пенициллин. Л. Поллинг и молекулярная медицина.

В первый период развития науки (древневосточный) происходил первоначальный бессистемный сбор знаний в рамках религии и мифологии.

Во второй период (античный) – первоначальная систематизация знаний в рамках философии.

В средневековый период – развитие в количественном отношении, в направлении прикладных знаний. Объем информации превысил таковой за предшествующие три тысячелетия истории.

В период нового времени (17-19 вв.) – процесс великой дифференциации наук – от нерасчлененной совокупности наук – философии – к формированию самостоятельных научных дисциплин.

Ослабление интегративных связей между науками. Снобизм, чрезмерная амбициозность представителей каждой научной дисциплины.

Сближение теоретических исследований с техническим прогрессом, НТР (научно-техническая революция).

Успехи науки были ограничены микромиром, не охватывали макро- и мегамир.

В конце этого периода были сделаны открытия, стимулировавшие переворот в науке.

1. В классической науке в основе научных исследований была механистическая картина мира. Объекты рассматривались как самодостаточные. Законы и принципы науки рассматривались как однозначные трактовки, исключающие вариативные интерпретации. Истина жестко отделялась от заблуждений. Случайности, как правило ,исключались из научных исследований. Очевидное жестко отделялось от невероятного.

Цепь великих открытий конца 19 - начала 20 вв.

1896 г. – Беккерель – самопроизвольное излучение урановой соли неизвестной природы;

1898 г. – Пьер и Мария Кюри открыли Po₈₄и Ra₈₈, назвали явление «радиоактивность»;

1897 г. – Томсон открыл электрон и создал недолго просуществовавшую статичную модель атома. Макс Планк предложил новый подход к объяснению процессов электромагнитного излучения, рассматривал этот процесс как величину дискретную, прерывную, излучение малыми дозами (квантами). Уравнение теплового излучения – основа квантовой физики.

1911 г. – Э. Резерфорд экспериментально установил, что атомы имеют ядро, в котором сосредоточена вся их масса, и создал планетарную модель атома, в котором электроны движутся вокруг неподвижного ядра и непрерывно излучают электромагнитную энергию. Но ему не удалось доказать, почему электроны не падают на ядро.

Н. Бор, исходя из модели Резерфорда, ввел свои постулаты, согласно которым в атомах есть стационарные орбиты, при движении на которых электроны не излучают энергию, излучение происходит лишь при переходе на другую стационарную орбиту с изменением энергии атома – квантовая модель атома.

1923 г. – Л. Де Бройль высказал идею корпускулярно-волнового дуализма.

1927 г. – Гейзенберг – принцип соотношения неопределенностей – значения координат и импульсов частиц не могут быть определены с одинаковой точностью (точно можно определить либо одно, либо другое).

1929 г. – Поль Дирак – основы квантовой электродинамики, предсказал существование позитрона.

Дирак (Dirac) Поль Адриен Морис (р. 8.8.1902, Бристоль), английский физик-теоретик, один из основателей квантовой механики, Д. разработал так называемую теорию преобразований в квантовой механике (1926—27), внёс значительный вклад в разработку квантовой статистики, в частности им была установлена связь между характером статистического распределения и свойствами симметрииволновых функций(1925). Построил (1928) квантовомеханическую теорию электрона, удовлетворяющую требованиям теории относительности. Особенно важным результатом теории Д. было то, что она предсказывала существование частицы с массой, равной массе электрона, но обладающей положительным зарядом. Открытие в 1932позитрона(а затем и др.античастиц) и процессованнигиляции и рождения парявилось блестящим подтверждением теории Д. Иностранный член АН СССР (1931) и ряда зарубежных академий и научных обществ. Нобелевская премия (1933).

1932 г. – Чедвик - нейтрон английский физик, удостоенный в 1935 Нобелевской премии за открытие нейтрона.

А.Эйнштейн – специальная и общая теория относительности. Новая трактовка пространства и времени, в противоположность теории Ньютона.Пространство и время – не абсолютные субстанции, а свойства движущегося объекта.

Переход науки в новое качественное состояние – неклассическая наука (в отличие от классической науки 17-19 вв.)

2. Согласно квантовой теории окружающий мир состоит из мегамира, макромира и микромира.

В этих мирах всякое движение как изменение непрерывно в количественном отношении, но прерывно в качественном. Предпосылкой качественного изменения служит определенное количество. Для мегамира законы макромира имеют значение качественных изменений, аналогично для макромира законы микромира.

Принципиально новые черты в картину мира внесла теория относительности. Пространство в 17-19 вв. представлялось в виде вместилища всех вещей, время – в виде всепожирающего Хроноса.

При определенном количественном изменении происходит качественное изменение – переход в иное состояние. Опыты А. Майкельсона (США) показали, что скорость распространения света не зависит от скорости движения его источника.

V=(S+m)/t=(S-m)/t,

где S– пространство, пройденное светом,m– пространство, пройденное источником света,t– время.

Опыт проводился по направлению вращения Земли и против направления. Это равенство возможно, если S и m – это переменные величины, изменяющиеся по ходу движения.

Эйнштейн предположил, что S и t изменяются.

l_v = l_o√(1-v²/c²), где l_v – длина предмета в движении, l_o – длина предмета в покое, v – скорость движения предмета, c – скорость света. При v c изменение длины предмета становится заметно.

Согласно преобразованию Лоренса

t_v = t_o/√(1-v²/c²)

Эти уравнения отражают СТО (специальную теорию относительности) – 1905 г.

1916 г. – ОТО (общая теория относительности) – v и t зависят от распределения гравитационных масс.

Т. о. пространство и время не абсолютны, а являются свойством каждого конкретного движущегося объекта.

В связи с коренным изменением картины мира наука 20 века стала называться неклассической. Важные различия между классической и неклассической науками:

• в представлении о законах природы. Классическая наука – законы рассматриваются как однозначные устойчивые связи между вещами. В неклассической науке законы приобретают вероятностный характер, т.е. определяют поведение системы не однозначно, а с определенной степенью вероятности. Это вытекает из принципа дополнительности Н. Бора – всякое нетривиальное (сложное) знание справедливо только по отношению к определенной системе категорий. Однозначные законы могут быть лишь по отношению к простейшим системам.

• трактовка объекта познания. В классической науке объект и предмет познания – чистая объективная реальность, не зависящая от субъекта. С усложнением методов познания объект и предмет рассматриваются как опосредованные субъектом. Субъективация объекта, усложнение отношений между субъектом и объектом отражали методологический кризис науки, сущность которого заключалась в преувеличенной субъективности либо объективности познавательного процесса.

Абсолютизация субъективного фактора в научном познании - физический идеализм.

Абсолютизация объективного фактора – якобы ленинская теория отражения (Кедров и др.)

Постнеклассическая наука – конец 20 века – неучет глобальной системы – экологические проблемы.

3. 1895 г. – открытие рентгеновских лучей, создание рентгенологии. Коротковолновое электромагнитное излучение, глубоко проникающее в ткани организма.

Рентгенология – медицинская наука о применении рентг. лучей для изучения живого организма, его патологических состояний, диагностики и лечения. Подразделяется на: рг-технику, рг-диагностику и рг-терапию.

П. Эрлих – один из создателей иммунологии.

1929 г. – сальварсан (препарат ртути) для лечения сифилиса – начало химиотерапии – лечение инфекционных болезней, действующими на возбудителей заболевания. Причинная антимикробная терапия, отличается от фармакотерапии, воздействующей на организм человека. Действие основано на нарушении обмена веществ микробов.

Закон достаточной дозы. Заниженные дозы вызывают резистентность м/о.

В. А. Манассеин, 1871; А. Г. Полотебнов, 1872 изучали антимикробные свойства зеленой плесени, но не имели успеха, т. к. работали с неочищенными препаратами.

1929 г. – Флемминг – выделил ПЦ

Лайнус Карл Поллинг – американский физик и химик, внес существенный вклад в становление и развитие молекулярной медицины. Исследования в области биохимии – структура белков, иммунохимия, изучение причин некоторых болезней на молекулярном уровне.

Один из инициаторов движения «Ученые за мир», лауреат нобелевской и ленинской премии за мир.

ПОЛИНГ, ЛАЙНУС КАРЛ (Pauling, Linus Carl) (1901-1994), американский химик и физик, удостоенный в 1954 Нобелевской премии по химии за исследования природы химической связи и определение структуры белков. Родился 28 февраля 1901 в Портленде (шт. Орегон). Окончил Калифорнийский технологический институт, в 1925 получил степень доктора. Стажировался в университетах Европы. Вернувшись в Америку, занял должность ассистента в Калифорнийском технологическом институте. Возглавил кафедру химии и химической технологии, с 1931 — профессор. В 1967-1969 — профессор Калифорнийского университета, в 1969-1974 — профессор Станфордского университета, с 1975 — сотрудник Института медицинских исследований (ныне институт носит его имя).

Первые работы Полинга относятся к кристаллографии, именно за них он первым получил премию И.Ленгмюра Американского химического общества; в 1924 он ввел в эту науку понятие типа "дефектной структуры" в кристаллической решетке. В 1928-1931 разработал квантовомеханический метод изучения строения молекул (наряду с американским физиком Дж.Слейером) — метод валентных связей, а также теорию резонанса, позволяющую объяснить строение углеродосодержащих соединений, прежде всего соединений ароматического ряда.

С начала 1940-х годов Полинг начал заниматься исследованием биомолекул. Большое значение для развития молекулярной биологии и генетики человека имело открытие им в 1940 аномального гемоглобина S, выделенного из эритроцитов больного серповидноклеточной анемией. Высказанное им же предположение о молекулярной природе этого недуга полностью подтвердилось в 1961, когда было показано, что гемоглобин S отличается от нормального всего одним аминокислотным остатком. Используя методы квантовой механики и рентгеноструктурный анализ, Полинг создал основы структурного анализа белков (совместно с Дж.Берналом и У.Брэгом) (1946-1950). В 1951 он совместно с Р.Кори опубликовал серию блестящих работ, в которых была сформулирована концепция вторичной структуры белков — теория a-спирали. Кроме того, из этих работ стало ясно, что белки обладают и третичной структурой (a-спираль уложена в пространстве определенным образом). Помимо этих исследований, Полинг занимался изучением витаминов, в частности витамина С.

В 1946 Полинг был награжден медалью Д.Гиббса, в 1947 — медалью Г.Дэви, в 1951 — медалью Г.Льюиса. В 1933 он был избран в Национальную академию наук США. В 1949 стал президентом Американского химического общества, а в 1959 — иностранным членом АН СССР. Лауреат Нобелевской премии мира, присужденной ему за борьбу против испытаний ядерного оружия (1962), и Международной Ленинской премии "За укрепление мира между народами" (1970). В 1975 награжден правительством США Национальной медалью за научные достижения.

Среди основных трудов Полинга — Природа химической связи (The Nature of the Chemical Bond, 1939), Не бывать войне (No More War!, 1958), Витамин С и простудные заболевания (Vitamin C and the Common Cold, 1970).

Новая НТР – конец 20 в.