Федеральное агентство по образованию

Вологодский государственный технический университет

Кафедра химии

Контрольная работа

по концепции современного естествознания

(вариант №9)

Выполнил студент:

Группа:

Шифр:

Дом, адрес:

Проверил: Тихановская Г.А

Вологда

2010

ВОПРОСЫ

1. Специфика неклассического естествознания

2. Концепция вероятностного детерминизма в статистической физике

3. Место и роль химии в современной цивилизации

4. Кровь

5. Представляет ли опасность клонирование человека?

Задание 1

Специфика неклассического естествознания.

Постепенно в первой половине XX в. новая, неклассичес­кая модель естествознания с присущими ей особыми идеями и принципами все более утверждалась на собственной основе, «достраивалась» новыми идеями, превращаясь в целостную си­стему знания. Все меньше места в ней оставалось для лапласовского «железного детерминизма» с его жесткими причинно-след­ственными связями, и все более утверждалось новое мировидение с доминированием непредсказуемости, неопределенности, особенно при изучении сложных динамичных систем.

С течением времени оформилась и особая дисциплина — синергетика — наука, исследующая развитие сложных откры­тых саморазвивающихся систем, какими и представало боль­шинство объектов микро - и мегамира, с позиции взаимодей­ствия в них хаоса и гармонии. В этом плане принципиальную роль сыграли работы бельгийского физико-химика русского про­исхождения И. Пригожина (1917) и его сотрудников.

По-новому стало пониматься и общее взаимодействие субъекта и объекта в науке. Если ранее считалось незыблемым декартовское требование о стремлении подлинной на­уки к «строго объективному» знанию, то в науке некласси­ческой это требование, исключающее субъективный опыт и особое понимание конкретного исследователя из структуры научного знания, уже стало практически невозможным.

Субъект познания рассматривается здесь уже не как дистан­цирующийся от изучаемого мира, а как находящийся внутри него, взаимодействующий с ним. Точность ответов на воп­росы об устройстве природы зависит теперь не только от са­мой природы, но и от способов постановки исследователем вопросов, адресованных природе, от методов познавательной деятельности.

На этой основе стало формироваться новое понимание ка­тегории истины, реальности, факта, соотношения теории и практики, форм научного объяснения и т.п.

Как это ни покажется странным, но в неклассической на­уке отнюдь не тождественными выступают такие близкие по­нятия, как «физическая реальность» и «объективная реаль­ность». Причиной такого, парадоксального на первый взгляд, явления выступает то, что определенные свойства объектов проявляются лишь в конкретных экспериментах и неизвест­но, существуют ли они сами по себе. Об этом много гово­рят, например, специалисты по квантовой физике. Поэтому фиксируемая физическая реальность зачастую оказывается не столько актуально присущей объектам, сколько некоторой предрасположенностью их поведения при определенных об­стоятельствах.

Потенциальные возможности квантовых объектов — это свой­ства, как бы не всегда находящиеся в наличии и реализующи­еся при определенных условиях и при определенной опытно-экспериментальной базе. Действительно, в неклассической на­уке под наглядностью понимают чаще всего не непосредственно наблюдаемое, а, скорее, соответствующее концептуально-те­оретическим позициям. Разумеется, это принципиально по-новому поставило вопрос о точности и строгости получаемого знания, степени надежности результатов исследований. Дан­ными проблемами стала заниматься специальная теория дока­зательств, вырабатывающая правила вывода знаний в совре­менной науке. По сути дела в науке стало доминировать не абсолютное, а некое вероятностное знание.

На стадии неклассической науки мыслительная проработ­ка процессов зачастую производится в обход эмпирических исследований, которые к тому же просто не всегда возмож­ны. В этих условиях теоретические построения опираются на так называемые сверхэмпирические регулятивы, такие как простота, красота, надежность, симметричность. Все чаще при этом используется тактика математических гипотез, опирающаяся на сложный математический аппарат с множеством неизвестных. Поэтому если в науке классической доминиро­вал путь от опыта и эксперимента к рациональному объяснению фактов, а затем к построению гипотез и теорий, то в неклассической науке это просто невозможно. Все чаще в науке используют какие-то уже апробированные идеи, метод аналогий для осмысления изучаемой реальности.

Наглядно видно, как существенно неклассическое естествознание отличается от классического естествознания. Иногда в_; этой связи высказывается мнение о том, что наука неклассическая просто вытеснила науку классическую, как несовершенную, некорректную. Думается, однако, что, несмотря на относительное устаревание некоторых отдельных положе­ний классической науки, она как целое не потеряла своего эвристического (познавательного) значения.

При решении большого класса задач, связанных с проблемами макроуров­ня бытия, т.е. уровня непосредственной человеческой прак­тики, как и во времена И. Ньютона, наука классическая все' еще дает верные и действенные выводы и рекомендации. Скажем, действительно, материя, пространство и время существуют в тесном взаимодействии и выступают изменчивыми, как утверждал А. Эйнштейн, а не независимыми друг от друга и простыми, как считалось во времена И. Ньютона. По­этому необходимо исследовать проблемы искривления простран­ства, его многомерности, изменчивый ход времени и т.п. Однако на уровне обычной человеческой практики этими моментами, проявляющимися на уровне суперскоростей порядка скорости света, просто можно пренебречь как несуще­ственными в данном конкретном контексте. Вот уж действительно — истина всегда конкретна!

Поэтому неклассическая наука отнюдь не безнадежно вытеснила науку классическую, не «победила» ее, а, выйдя на более широкий круг проблем, превратила ее в свой частный случай, справедливый для определенного класса задач. Можно сказать, что и здесь хорошо применим великий научный прин­цип XX в. — принцип дополнительности, сформулированный датским физиком Н. Бором (1885—1962) и исходящий из идеи сотрудничества разных, порой противоречащих друг другу научных программ и принципов, а не их мнимого анта­гонизма.

Задание 2 Концепция вероятностного детерминизма в статистической физике

Вероятностный Д. Исторически он возник в связи с развитием термодинамики и статистической физики для массовых явлений. Первоначально он рассматривался как паллиатив лапласовского: законы динамического типа считались первичными, а статистические - производными от них и как бы второстепенными. Все еще господствовала старая идея научного объяснения - свести все законы к законам динамического типа.

Во второй половине XIX века выявляется ограниченность механистического детерминизма. Максвелл, пытаясь описать движение молекул газа, т.е. систему из огромного числа элементов, пришёл к выводу об ограниченности динамических законов классической механики и ввёл понятие вероятностного (статистического) закона (1859). Вероятностный закон, как и динамический, с помощью уравнений устанавливает жёсткую, однозначную связь состояний системы. Т.е. зная первоначальное состояние системы, вероятностный закон может точно предсказать её состояние в последующие моменты времени.

Отличие вероятностных и динамических законов состоит в способе описания состояния системы. Если динамический закон описывает состояние точными значениями величин, то вероятностный оперирует средними величинами, распределением вероятностей (вероятность значений в заданных интервалах).

В ХХ веке было открыто множество вероятностных законов, и возникла дискуссия об их соотношении с динамическими законами. Эта дискуссия обострилась после создания квантовой механики, описывающей неопределённый и вероятностный характер физических характеристик микрообъектов. Вероятностный закон не может точно предсказать значение той или иной физической величины, а предсказывает её среднее значение; не может точно предсказать событие, а предсказывает его вероятность. Поэтому возникает ощущение неполноты такого знания, его приближённого характера. В частности, возникают вопросы о полноте квантовой механики: является ли статистическое описание микрообъектов единственно возможным?

Существуют ли более глубокие динамические законы, описывающие движение микрообъектов, но скрытые за статистическими законами квантовой механики? Такие учёные как Н. Бор, В. Гейзенберг, М. Борн считали вероятностные законы основными законами природы, а квантовое описание микрообъектов полным и единственно возможным (соотношение неопределённостей Гейзенберга, принцип дополнительности Бора). При этом, не имея чёткой философской позиции, они делали вывод об индетерминизме микромира.

Индетерминизм – это философское учение, отрицающее всеобщие закономерные взаимосвязи объективных явлений. Ошибка этих учёных в том, что они сводили детерминизм к его первой и ограниченной форме – к механистическому детерминизму и заявляли об отсутствии такой детерминации в микромире.

Учёные, несогласные с такой позицией, объявляли квантовую механику неполной, а её знания промежуточными (А. Эйнштейн, М. Планк, Шредингер) (ЭПР-парадокс). Обобщая этот вывод, они переносили его и на все остальные вероятностные законы, считая их результатом неполноты наших знаний. Этот вывод в настоящее время также признаётся ошибочным. На самом деле, наличие вероятностных законов противоречит только  механистическому детерминизму. Современный, вероятностный детерминизм не только признаёт их наличие, но и считает их основным типом законов. Вероятностный закон соответствует всем признакам объективного закона, как существенной, необходимой, устойчивой связи. А значит, распространённость таких законов доказывает всеобщую и закономерную взаимосвязь явлений, т.е. подтверждает детерминизм. 

Динамические законы – это идеализация реальных отношений, выделение из бесконечного множества условий отдельных существенных связей. Поэтому в чистом виде динамические законы нигде не реализуются. Даже для отдельных макротел невозможно точно описать начальное состояние системы. Поэтому с течением времени точность предсказаний уменьшается. Любой закон ограничен определёнными условиями. Но в реальности условия могут измениться, и закон не реализуется. В тоже время динамические законы не являются ошибочными. Ошибочной является их абсолютизация. Динамические законы применимы для описания реальных объектов, которые настолько близки к идеализированным объектам, что случайные отклонения величин ничтожно малы, и ими можно пренебречь. Такими объектами являются устойчивые системы из небольшого числа элементов и с ограниченным набором условий, существенно влияющих на систему (например, Солнечная система). Но большинство реальных объектов не отвечают этим признакам (например, погода на Земле). Поэтому применение динамических законов ограниченно.

Вероятностные законы – это более глубокая, более общая и совершенная форма описания объективных связей. Все современные вероятностно-статистические теории содержат в качестве своего приближения соответствующие динамические теории. Например: квантовая механика и классическая механика, статистическая термодинамика и классическая термодинамика, микроскопическая электродинамика (электронная теория) и классическая электродинамика Максвелла и т.д.

Открытия физики в ХХ веке заставили многих учёных сомневаться в верности принципа детерминизма. Но если бы мир подчинялся принципу индетерминизма, он был бы хаосом, в котором не было бы никаких законов и возможным было бы любое событие, любое чудо. Такой мир не поддавался бы научному познанию, т.к. наука познаёт законы. Новейшие открытия не опровергают принцип детерминизма, а расширяют его понимание. Дальнейшее развитие получили представления об объективности и всеобщности причинных связей, о наличии непричинных видов связи, об объективном содержании категорий «случайность» и «вероятность», о диалектике случайности и необходимости. Т.о. детерминизм остаётся одним их важнейших принципов философской и физической картины мира.