Натурфилософский этап в развитии естествознания.
Древняя Греция, Рим (античность)
Милетская школа. Впервые задаются люди вопросом «что произошло?». Фалес, Анаксимен, Анаксимандр.
Гераклит автор известной фразы: «всё течет, всё изменяется, нельзя войти дважды в одну и ту же реку».
Пифагор не желал делиться знаниями, потому что глупец мог распорядиться знаниями в корыстных целях. Создал школу братства своего. Он сформулировал лозунг: «мир есть число»
Сократ: «я знаю, что я ничего не знаю, но другие не знают даже этого»
Платон – великий древний философ.
Аристотель создал школу «Перипотеции». школа прогулки - основатель многих наук: физика, социология, философия, психология, миров.
Аристарх Самосский считал, что представления древних греков о геоцентрическом строении являются неверными и придерживался взглядов о том, что в центре мироздания находится Солнце, за это он был осужден, а в Греции восторжествовала геоцентрическая система мира.
Евклид – автор книжки, которая по количеству изданий находится в тройке самых издаваемых книг в мире. Он систематизировал все геометрические знания греков и разделил их на: аксиомы (положение, не требующее доказательства) и теоремы.
Архимед – первый учёный, работающий на войну, потому что, будучи геометриком, механиком и физиком разрабатывал военные машины. Открыл закон Архимеда и открыл правило рычага.
Птолемей – астроном и математик сформулировал геоцентрическую систему мира.
Религиозный этап развития естествознания.
Особенности естествознания:
Теоцентризм
Мир образован в результате Творения Богом.
Познание может осуществляться только под контролем церкви
Отсутствие эксперимента. Критерием истинности является Священное Писание.
Человек может познать мир только в результате Откровения.
Монополия церкви на образование. До 12 века люди могли получать образование только в школах при монастырях.
В 9-ом веке зарождается схоластика. Участники схоластических диспутов делали акцент не на познании явлений, а на анализ понятий. Во время схоластических диспутов решались абстрактные проблемы, не имеющие отношения к естествознанию. Схоластика привела к формированию логического мышления у участников диспута. Целью диспута являлся не поиск истины, а сам спор.
Книга в этот период была недоступна большинству, и когда тот или иной университет покупал какую-либо книгу.
Преобладание в сознании средневековых людей иррационализма. Алхимия, магия, астралогия.
Научный этап развития естествознания
Научная революция 16-17 веков.
Причины научной революции:
изменение представления о человеке и его творческой природе, произошедшие в эпоху Возрождения
падение авторитета католической церкви, произошедшие после 3-его раскола христианской церкви и ответвления от католической ветви христианства – протестантизма.
Бурное развитие производительных сил и необходимость решения ряда технических задач.
Великие географические открытия
Книгопечатания
Рост грамотности среди населения
Польский астроном Николай Коперник издает книгу, которая называется «Об обращении небесных сфер», в которой утверждает система мира Птолемея (геоцентризм) неверна и излагает новую гелиоцентрическую систему мира (гелиос солнце).
Джордано Бруно.
Он излагает идею о «множественности миров», утверждая, что наше Солнце такая же звезда, как и все остальные, следовательно, вокруг других звезд тоже могут существовать планетарные системы, в которых возможно жизнь.
Галилео Галилей
В истории науки он считается основателем экспериментальной науки.
Тихо Браге
Ставит своей целью, что учение Коперника неправильное и сам уверен, что оно неверно.
Иоганн Кеплер
Окончательно доказал правильность гелиоцентричной системы мира, открывает закон движения планет и делает расчеты, согласно которым планеты движутся вокруг Солнца не по круговым, а по эллиптическим орбитам.
Развитие науки в 18 веке.
Декарт
Для описания трехмерного пространства ввел систему координат «Я мыслю, значит я существую»
Исаак Ньютон
Является одним из создателей механистической картины мира.
Механистическая картина мира:
Весь мир от человека до атома существует в абсолютном (неизменном) пространстве и времени
В механистической картине мира отсутствует идея развития (мир в целом таков, каким он был всегда). Качественные изменения мира отсутствуют, а происходят только количественные.
Любые события в мире подчиняются законам механики Ньютона
Все причинно-следственные связи однозначны: нет в мире случайностей, в нем господствует Лапласовский детерминизм.
В механической картине мира лидировали такие науки, как: физика, астрономия, математика.
Механистическая картина мира исходила из представлений, что микромир аналогичен мегомиру, и существуют эти миры по одним и тем же законам.
Вывод: недостатком механистической картины мира является редукционизм.
Редукционизм – принцип, согласно которому сложные явления окружающего мира могут быть полностью объяснены с помощью явлений более простых.
Электромагнитная картина мира
Возникла во второй половине 19-го века на основе исследований Фарадея и Максвелла. В ней кардинально изменились представления о материи. Согласно электромагнитной картине мира, материя существует в виде вещества и в виде поля. Важнейшими понятиями новой теории является «заряд» и «напряженность поля».
В электромагнитной картине мира движение стало пониматься не только как простое механическое движение, но и возникла также концепция близкодействия, которая подчеркивала, что взаимодействие передается на большие расстояния с помощью материальных посредников (поля).
В электромагнитной картине мира наблюдается постепенное крушение детерминизма.
Наука. Методы науки. История Естествознания. НТР.
ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
Физика – наука о неживой природе.
Исаак Ньютон – основатель механистической картины мира, физик, математик, философ, теолог.
Материя.
Есть 2 вида материи:
Вещество, антивещество
Поле (магнитное, гравитационное, магнитное, электромагнитное, биополе)
? (Мутная) Материальные объекты неясной физической природы (скрытая материя)
Структурные уровни организации материи
Микромир (маленький) – объекты, которые имею размер меньше чем размеры молекулы. Объекты микромира существуют очень короткий промежуток времени до 10 в -24 степени см.
Список объекта микромира:
а) вакуум – некая субстанция, в которой непрерывно происходит рождение и исчезновение виртуальных частиц.
б) кварк – самые маленькие окружающего мира известные науке.
в) элементарные частицы
г) протоны
д) нейтроны
е) фотоны и т.д. более 300 штук
ж) атом (неделимый). Планетарная модель атома была открыта Резерфордом.
з) молекула
Законы существования микромира.
1) В 1924 году Луи де Бройль установил, что электроны являются одновременно частицами и волной. Позже понятие «корпускулярно – волнового дуализма» распространилось на все объекты микромира. Было доказано, что все элементарные частицы являются как частицами (корпускулами), так и ведут себя как волны.
2) Принцип неопределенности Гейзенберга 1927г. Чем с большей точностью определяют положение электронов в пространстве, тем с меньшей точностью можно знать его скорость и наоборот.
3) Принцип дополнительности Бора. Для полного описания мира необходимо их одновременное описание как волны и как частицы.
Макромир – мир объектов, сопоставимых с человеческим опытом. Молекула и выше. Существует на основе «всемирного тяготения».
Мегамир (большой) – мир объектов космического масштаба. К нему относятся звезды, планеты и т.д. Объекты мегамира описываются законом «всемирного тяготения», а также теории «относительности Эйнштейна».
Развитие атомизма в конце 19 начале 20 веков
Беккерель 1896 год открыл рентгеновские лучи и радиоактивное излучение.
В 1898 году Пьер и Мари Кюри, занимаясь изучением рентгеновского излучения, открыли новые химические элементы Радий и Полоний и изучили природу и свойства химического излучения.
1897 год. Томпсон экспериментально доказал делимость атома и открыл электрон.
1911 год. Резерфорд установил в атоме наличие плотного ядра и предложил планетарную модель атома.
1913 год. Нильс Бор создал квантовую теорию строения атома, тем самым доказав, что в микромире законы классической механики не действуют. Он же в 1928 год открыл принцип дополнительности, доказав, что в поведении микрочастиц волновые и корпускулярные качества этих частиц являются взаимодополняемыми.
1923 год. Гипотеза Луи де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового механизма в микромире.
1929 год Бройлю вручается премия за доказательство существование квантово-волнового механизма у электронов.
Эта серия открытий называется историками науки «научной революцией», в результате которой была построена новая квантово-полевая картина мира.
Уроки квантовой физики.
Для большинства объектов микромира практически невозможна их единственное непротиворечивое описание, поскольку многие из них обладают взаимоисключающими свойствами (волна и частица). Таким образом, для их описания необходимо использовать 2 различные теории:
а) корпускулярную
б) волновую
Получается, что физическая истина относительна.
Физическая истина зависит от наблюдателя, так как изучающий объект вносит возмущения в зону эксперимента.
Микромиром управляет вероятность, случайность.
Пространство
В понимании Аристотеля пространство = место и имеет 3 измерения (длина, ширина и высота)
Евклид, впервые вводит математическое описание пространства. Двухмерное пространство
Декарт вводит систему координат, с помощью которой можно описывать трехмерное пространство.
Время – одно из основных понятий физики и философии.
Представление о времени в разных культурах.
В античности существует понятие как «дежавю»
Индия. Время существования вселенное равно времени вдоха и выдоха Бога Брахма.
Восточные и эзотерические учения.
Христианская западная цивилизация.
В 20 веке категория пространства и времени была рассмотрена Эйнштейном. До него существовало представление об абсолютном пространстве и абсолютном времени. Понятие абсолютного (неизменного) пространства ввел Ньютон, который считал, что оно имеет 3 измерения. Он выделял следующие свойства пространства:
1) Непрерывность
2) Изотропность - одинаковость свойств пространства в любом направлении.
3) Однородность – одинаковость свойств пространства в любой точке этого пространства.
Время для Ньютона было отдельной категорией, и свойствами времени он считал: непрерывность и однонаправленность.
В механистической картине мира свойства времени и пространства не зависят от тел, которые в этом времени и пространстве находятся.
Теория относительности Эйнштейна.
Специальная теория относительности Эйнштейна.
1905г. Основные положения:
Мир представляет собой 4-хмерный пространственно-временной континуум.
Скорость света в вакууме постоянна и не зависит от скорости источника света.
С увеличением скорости масса движущегося тела увеличивается
С увеличением скорости происходит уменьшение линейных размеров объекта
С увеличением скорости в движущемся объекте замедляется ход времени
Уроки Специальной теории относительности:
Масса, размеры тела, а также время являются относительными величинами, которые зависят от выбора системы отсчета.
Общая теория относительности.
1915г. В конце 19-го века математики Лобачевский, Риман и др. доказали, что параллельные прямые пересекаются, а сумма углов треугольника больше или меньше 180 градусов. Это геометрия искривленных поверхностей, поэтому Эйнштейн доказал, что свойства пространства зависят от массы тел, помещенных в него. Тела с большой массой искривляют пространство вокруг себя, и течение времени в них замедляется. Теория Эйнштейна была экспериментальна доказана.
Уроки общей теории относительности:
1) Теория относительности доказала, что в мегамире там, где действуют законы релятивизма (относительности). Эйнштейн не опроверг теорию Ньютона, а лишь ограничил область её применения. Он доказал, что по законам Ньютона существуют объекты макромира, а объекты мегамира существуют по законам теории
относительности.
Вселенная.
Вселенная – это всё что нас окружает.
Наблюдаемая часть вселенной – это методолактика. Изучаем постепенно всё больше и больше.
Космология – это наука изучающая всю вселенную в целом. Космология переводится как украшение.
Основные проблемы космологии:
1.Объект её исследования уникален по этому нельзя изучить с помощью статистических законов.
2.Колосальные размеры и длительные периоды, эволюции вселенной не позволяют вести прямых наблюдений.
Трансформация представление о строение вселенной.
1) Первобытное общество существовала практическая и ритуальное использование астрономических данных. (Для путешествия, когда люди перемещались они ориентировались по звёздам)
2) Астрономия древних цивилизаций
А) Древний Египет. Бог Ра был один из многих удивительных богов.
Б) Месопотамия. Лунная цивилизация