- •Е.П. Прохорова
- •О.И. Тесленок
- •Современного естествознания
- •Введение
- •1. Понятие и история естествознания
- •Предмет и содержание современного естествознания. Естествознание как наука
- •1.2 Понятие, основные принципы и динамика развития науки
- •1.3 Методы и уровни научного познания
- •Всеобщие методы (общефилософские):
- •1.4 Исторические этапы познания природы. Научные революции и их значение
- •1.5 Выводы
- •2. Современная физическая картина мира
- •2.1 Введение в физику. Концепции описания природы.
- •2.2 Структурные уровни материи
- •2.3 Основы классической физики.
- •2.3.1 Механистическая картина мира
- •2.3.2 Законы сохранения.
- •2.3.3 Термодинамическая картина мира
- •3.2.4 Электромагнитная картина мира
- •2.4 Основы неклассической физики
- •2.4.1 Пространство и время. Принципы относительности
- •2.4.2 Эволюция представлений о строении атома. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •2.4.3 Классификация элементарных частиц
- •2.4.4 Типы фундаментальных взаимодействий
- •2.5 Выводы
- •3. Современная химическая картина мира
- •3.1 Химия как наука. Этапы развития химии.
- •3.1.1 Учение о составе вещества
- •3.1.2 Учение о строении вещества
- •3.1.3 Учение о химических процессах
- •3.2. Особенности современной химии. Эволюционная химия
- •3.3 Выводы
- •4. Современные представления о мегамире
- •4.1 Происхождение и общие представления о Вселенной
- •4.1.1 Происхождение Вселенной
- •4.1.2 Общие представления о Вселенной
- •4.2 Происхождение и структура Солнечной системы
- •4.2.1 Структура Солнечной системы
- •4.2.2 Происхождение Солнечной системы.
- •4.3 Особенности планеты Земля
- •4.4 Выводы
- •5. Современная картина биологической реальности
- •5.1 Введение в биологию. Структура и уровни биологического познания
- •5.2 Сущность и определения жизни, отличительные признаки живого
- •5.3 Основные гипотезы происхождения жизни на Земле. Биохимическая эволюция.
- •5.4 Клетка как элементарная единица живого
- •5.5 Роль и функции днк и рнк как основы жизни
- •5.6 Эволюционная теория ч.Дарвина
- •5.7 Синтетическая теория эволюции.
- •5.8 Выводы
- •6 Основы учения в.И. Вернадского о биосфере
- •6.2 Принципы устройства биосферы, ее состав и строение
- •6.3 Теория ноосферы
- •6.4 Выводы
- •7 Феномен человека в естественнонаучной картине мира
- •7.1 Концепции происхождения человека и цивилизации
- •7.2 Сходство и отличие человека и животных
- •7.3 Соотношение в человеке биологического и социального
- •7.4 Стратегии выживания в современных условиях Устойчивое развитие
- •7.5 Глобальный эволюционизм
- •7.6 Выводы
- •8 Естествознание на рубеже XX и XXI веков
- •8.1 Перспективные материалы и технологии
- •8.2 Генные технологии. Проблемы клонирования
- •8.3 Кибернетика как наука об управлении сложными динамическими системами
- •8.4 Синергетика и современный взгляд на мир. Физические модели самоорганизации в экономике
- •8.5 Выводы
- •Литература
2.2 Структурные уровни материи
В настоящее время считается, что признаком структуры материи являются размер объекта и его масса. На основе этих критериев выделяют следующие уровни организации (структурные уровни) материи: микромир, макромир, мегамир.
-микромир – область предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых материальных объектов, размер которых определяется в диапазоне от 10-8 до 10-16 см, а время жизни – от бесконечности до 10-24 с. Это мир атомов и элементарных частиц, которые обладают как волновыми, так и корпускулярными свойствами.
- макромир – мир материальных объектов, соизмеримых по своим масштабам с человеком. На этом уровне пространственные величины измеряются в диапазоне от миллиметров до километров, а время в диапазоне от секунд до лет. Макромир представлен макромолекулами (полимеры), веществами в различных агрегатных состояниях (газ, жидкость, твердое), живыми организмами, человеком и продуктами его деятельности.
- мегамир – сфера огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется астрономическими единицами, световыми годами и парсеками (см 4.1), а время существования космических объектов – миллионами и миллиардами лет. К этому уровню относятся наиболее крупные материальные объекты и их системы: звезды, галактики и их скопления (метагалактики).
2.3 Основы классической физики.
Эволюция классической физики представляет собой формирование механистической, термодинамической и электромагнитной картин мира.
Основы классической физики были заложены в XVI в Г.Галиллеем, а затем развиты в XVII в в механике И.Ньютона.
2.3.1 Механистическая картина мира
Первой составляющей классической физики является классическая механика. Основой ее является механистическая картина мира (МКМ). Основные положения МКМ:
Материя отождествляется с веществом. Частицей вещества является материальная частица малых размеров.
Природа есть совокупность взаимодействующих материальных частиц, все явления природы объясняются механическим перемещением этих частиц.
Физические тела – это совокупность материальных частиц. При изучении физические тела представляют в виде материальной точки или абсолютно твердого тела.
Физической мерой взаимодействия тел является сила. Взаимодействие тел в макромире объясняется действием гравитационных (сила тяготения) и электромагнитных сил.
В механистической картине мира все причинно-следственные связи однозначные (лапласовый детерминизм).
Согласно механистической картине мира микромир аналогичен макромиру.
Важнейшими принципами МКМ являются:
принцип относительности,
принцип дальнодействия,
принцип причинности.
Принцип относительности Галилея - все инерциальные системы отсчета (ИСО) с точки зрения механики совершенно равноправны (эквивалентны). Инерциальной (ИСО) называется система отсчета, которая находится в состоянии покоя, либо движется прямолинейно и равномерно. Переход от одной ИСО к другой осуществляется на основе преобразований Галилея для координат и времени. Например, скорость тела относительно неподвижной системы координат равна сумме скорости тела относительно движущейся системы координат и скорости системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.
Принцип дальнодействия: взаимодействие между телами передается мгновенно, и промежуточная среда в передаче взаимодействия участия не принимает.
Принцип причинности (лапласовский детерминизм) (детерминизм – предопределенность). Законы классической физики устанавливают однозначные связи между явлениями, которые они описывают. Математик Лаплас утверждал следующее: “Всякое имеющее место явление связано с предшествующим на основании того очевидного принципа, что оно не может возникнуть без производящей причины. Причина и следствие взаимосвязаны, влияют друг на друга. Следствие одной причины может стать причиной другого следствия”.