концепции современного естествознания / лекция 3

ЛЕКЦИЯ №3

НАУЧНЫЕ КАРТИНЫ МИРА

ПЛАН

1. Понятие о научных картинах мира

2. Механическая картина мира

3. Электромагнитная картина мира.

4.Современная картина мира

1 Понятие о научных картинах мира

Окружающий человека мир находит свое отражение в человеческом сознании и преломляясь закрепляется в знаниях, умениях, навыках, поведении, общении и формировании мировоззрения. В настоящие время общие знания о природе формируются в виде естественно научной картины мира. Для удобства ее называют НКМ. Она включает в себя важнейшие достижения науки, создающие определенное понимание мира и место человека в нем. Новые научные открытия меняют представления об окружающем мире и в соответствии с этим формируется новая картина мира.

НКМ представляет целостную систему об общих свойствах, уровнях и закономерностях природы. Различают общенаучные картины мира, картины мира с точки зрения отдельных наук (например, физическая картина мира, химическая, биологическая, астрономическая и др.) и картины мира с точки зрения каких-то господствующих методов исследования, стилей мышления (например: эволюционистская, информационно-кибернетическая, синергетическая, статистическая и др.)

В структуре НКМ выделяют 2 направления: понятийное и чувсвенно-образное. Понятийное направление представлено базовыми философскими понятиями, такими как пространство, материя, время, движение, всеобщая связь и взаимообусловленность явлений, а также фундаментальными понятиями отдельных наук, например, поле, вещество, биологический вид, клетка, атом и т.д.

Чувственно-образное направление представлено совокупностью представлений о тех или иных наглядных объектах и их свойствах, создаваемых с помощью моделей, (например, планетарная модель атома, структурный образ Галактики, строение Вселенной).

Таким образом, НКМ - особая форма систематизации знаний и мировоззрений. Она является промежуточным звеном между теорией конкретной науки и философией. НКМ с одной стороны основывается на идеях философии, с другой стороны опирается на эмпирический базис науки. Таким образом, НКМ – это особая форма систематизации знаний. Она выполняет функции связующего звена между философией и отдельными науками или специальными научными теориями, т.е. представляет собой результат образно-философского представления наиболее фундаментальных естественнонаучных законов и принципов. НКМ рассматривает природу как единый многогранный объект. Следовательно, НКМ - системное знание о главных объектах мира и о связях между ними.

2 Механическая картина мира

Основоположниками создания механической картины мира были такие ученые, как Кеплер, Галилей, Декар и Ньютон. В основу этой картины мира были положены законы Ньютона и атомизм древних греков. Основным понятием в механической картине мира было «движение», которое считалось фундаментальным законом миросоздания.

Открытия законов механики Ньютоном позволили сформировать стройную логическую систему НКМ, поэтому она получила название «механической». Согласно механической теории Ньютона, гравитационные силы связывают все тела природы, т.е. осуществляют общее взаимодействие.

Законы тяготения определяют отношение материи к пространству и всех материальных тел друг к другу. Тяготение создает реальное единство Вселенной. Это универсальный закон природы, на основе которого была предложена теория строения солнечной системы.

В МКМ материя была представлена в виде атомов, т.е. имела корпускулярное строение. Считалось, что взаимодействие между телами осуществляется по принципу дальнодействия, т.е. оно происходит на любом расстоянии, без каких-либо материальных посредников, мгновенно и с неограниченной скоростью.

Концепция дальнодействия тесно связана с пониманием пространства и времени, как особых средств вмещающих взаимодействующие тела. Пространство представлялось большим «черным ящиком», в котором вмещаются все тела в мире, и если бы тела исчезли, оно оставалось бы существовать самостоятельно. Время представлялось абстрактно, в образе текущей реки, существующее абсолютно независимо от материи и пространства. Жизнь и разум в МКМ не обладали никакой качественной спецификой. И если бы человек однажды исчез с лица земли, мир продолжал бы существовать.

МКМ сыграла огромную роль в развитии науки и техники. С конца ХVΙΙ и до начала ХΙХ веков она рассматривалась в качестве универсальной. На ее основе были разработаны земная, небесная, и молекулярная механика. Использование законов механики в экспериментальной физике и на практике способствовало бурному развитию техники и положило начало научно- техническому прогрессу (НТП).

Вплоть до конца ХΙХ века на базе классической механики развивались все естественные науки. Но в ХΙХ веке стали накапливаться эмпирические данные, которые не укладывались в русло МКМ. Сокрушительный удар по принципам механики был нанесен открытием в области электричества, магнетизма, волновой теории света, тепловых явлений и т.д. Все это привело к пересмотру представлений о материи, движении, пространства и смене МКМ.

3 Электромагнитная картина мира

Во 2-ой половине ХIХ века Максвелл открыл существование электрических и магнитных полей, которые связаны между собой и способны превращаться в друг друга. Это открытие изменило представление о пространстве. Английский ученый Фарадей в 50-60 г.г. и 19 в. доказал, что всю нашу солнечную систему охватывают электрические и магнитные линии, которые он назвал электромагнитным полем. Появился новый тип физической реальности – поле. Значит пустого пространства нет. Это открытие изменило представление о материи. Материя была представлена в виде единого абсолютно непрерывного электромагнитного поля с силовыми точечными центрами, обладающими электрическими зарядами и волнообразными движениями в нем. Движение понималось как распространение колебаний в поле и описывались не законами механики, а законами электродинамики. Изменились взгляды и на взаимодействия между телами и Ньютоновское дальнодействие заменилось на близкодействие. Согласно принципу близкодействия любые взаимодействия между телами передаются полем, от точки к точке, непрерывно и с конечной скоростью. Пространство и время перестали быть самостоятельными, независимыми от материи сущностями, поэтому стало учитываться время, которое связано с процессами происходящими в электромагнитном поле.

Электромагнитная картина мира объясняла большой круг явлений, непонятных с точки зрения прежних МКМ. Главная ее заслуга, что она вскрыла материальное единство мира.

Однако, дальнейшие научные открытия обнаружили противоречия между электромагнитной теорией и фактами. В 1897 году было открыто явление, свидетельствующее о делении атома и установлено, что одни химическое элементы могут превращаться в другие. На этой основе датский физик Нельсон Бор разработал эмпирическую модель атома, где устойчивость атомов можно было объяснить с использованием понятия кванта (квант – мельчайшая порция энергии), которое было введено немецким физиком Планком. Эти открытия меняли взгляды на материю, и это привело к пересмотру научной картины мира.

4 Современная картина мира

Современная естественная картина мира является результатом синтеза всех предыдущих картин и опирается на научные достижения современного естествознания. В конце XIX и начале XX вв. в естествознании были сделаны крупнейшие открытия связанные со строением вещества и взаимосвязи вещества и энергии.

Окружающий материальный мир нашей вселенной по современным представлениям является однородным и изотропным т.е. все объекты природы имеют одинаковые свойства по всем направлениям.

Материя в мире находится как бы в двух измерениях: в форме вещества и в форме поля. Как вещество, так и поле состоят из элементарных частиц, которые взаимодействуют между собой и взаимопревращаются, т.е. каждый элемент материи обладает и свойствами частицы и свойствами волны. при взимопревращении каждая частица выделяет порцию энергии, которую ученые назвали квантом. Основным материальным объектом является квантовое поле. Оно постоянно меняется, переходит из одного состояния в другое при этом изменяется число и состав элементарных частиц.

Таким образом, частицы неотделимы от создаваемых ими полей, и каждое поле влияет на структуру частиц, обуславливая их свойства. В этой неразрывной связи частиц и полей проявляется единство прерывности и непрерывности в структуре материи. В квантовом поле существует 4 вида взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное. В результате этих взаимодействий осуществляются все процессы и явления в природе и формирование всех материальных объектов.

Согласно теории относительности, пространство и время сливаются в единую, четырехмерную материальную среду. Квантово-полевая картина мира впервые включает в себя присутствие человека, т.е. человек влияет своей деятельностью на результаты эволюции Вселенной.

В современной естественно-научной картине мира наблюдается теснейшая связь между всеми естественными науками, где масса и энергия взаимосвязаны, волновое и корпускулярное движение объединяются, т.е. характеризуют один и тот же объект, наконец вещество и поле взаимопревращаются. Здесь действуют квантовые закономерности.

Современная картина мира в настоящее время дорабатывается. Появление новых гипотез, развитие новых теорий могут способствовать пересмотру этой картины. Так в 1967 г. были открыты новые частицы тахионы, у которых скорость движения выше скорости движения света. Если это подтвердится, то стационарное состояние нашей Вселенной, построенное на постоянной скорости света потеряет свое значение и может измениться и вернутся. Сегодня в науке назревают ситуации, которые требуют новых подходов к исследованию и осмыслению.