Неклассическое естествознание и картина мира в нем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И ФИНАНСОВ

 

 

 

 

 

Доклад по физике на тему: «Неклассическое естествознание и картина мира в нем»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Студентка РИТММ ЭП-101

Чайкина Элина  Александровна

Преподаватель: Тульверт Владимир Федорович

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2012

Оглавление

 

 

Введение…………………………………………………………………….………..3

1. Появление неклассического естествознания………………………..………………….…………………………..4

2. Неклассическое естествознание  и картина мира в нем………………………………..…………………………………..………………8

Заключение………………………………………………………………………….15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Введение

После кризиса позитивизма  в середине века, кризиса, который  реализовался в значительной мере через  преобразование оснований истории, философии и социологии науки, часто  возникало сомнение: а можно ли вообще говорить о естествознании в  прежнем смысле слова, не трансформировалась ли наука настолько, что вполне допустимо  рассматривать вопрос о ее конце? Само допущение такой возможности многим кажется кощунственным, и в защиту науки обычно приводятся аргументы примерно такого рода: основная масса исследований наших дней вполне вписывается в рамки науки Нового времени, отвечает всем ее характеристикам и дает прекрасные результаты, а если квантовая механика, современная космология, теория множеств или синергетика в чем-то и выходят за ее пределы, то их фундаментальные основания тем не менее остаются прежними. Под фундаментальными основаниями вполне справедливо понимаются такие признаки науки, как: объективность научного знания, исключение из него (по возможности) всего субъективного, случайного; стремление к истинности знания как его соответствия объекту изучения, который противостоит ученому и никак от него не зависит; воспроизводимость научных результатов в эксперименте; кумулятивное накопление знаний в историческом развитии; соответствующее понимание причинности в истории науки (как внешнего воздействия социальных факторов на развитие научных идей) и ряд других. Тем не менее исторические, философские, социологические исследования науки во второй половине, а особенно в конце XX в., поставили под вопрос эти основополагающие принципы естествознания.

Итак, целью этой работы является рассмотрение неклассического естествознания и картины мира в его интерпретации.

 

 

 

 

         1. Появление неклассического естествознания

В XVII-XVIII веках, естествознание все наблюдаемые явления, в том  числе социальные процессы, старалось объяснить на основе законов механики Ньютона. В XIX веке в связи с изучением электрических и магнитных явлений стало ясно, что законы механики Ньютона не могут играть роль универсальных законов природы. Теперь на эту роль претендовали законы электромагнитных явлений. Исходя из этой претензии Фарадей, Максвелл, Герц и др. создали электромагнитную картину мира. Экспериментальные открытия сделанные на основе строения материи в конце XIX – в начале ХХ обнаружили существующее противоречие между электромагнитной картиной мира и фактами опыта. В 1895-1896 годах было открыто радиоактивное явление, рентгеновские лучи. В 1897 году английский физик Д. Томпсон, открыв элементарную частицу, понял, что электроны являются составной частью атомов, из которых состоит материя. Несмотря на то, что Томпсон предложил первую модель атома, эта модель просуществовала недолго.

В 1911 году Резерфорд создал планетарную модель атома: у этого  атома в центре находится тяжелое, положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются электроны. Резерфорд  открыл a- и b-лучи, предсказал существование  нейтрона. Однако планетарная модель атома согласовывалась с электродинамикой Максвелла.

Немецкий физик М. Планк  в 1900 году выдвинул идею о квантовом  влиянии (постоянная Планка) и, исходя из этой идеи, открыл законы излучения только темных тел. В это время стало известно, что излучение и поглощение электромагнитного излучения происходит дискретно, определенными конечными порциями.

Зародилось противоречие между квантовой теорией Планка и теорией электродинамики Максвелла. Зародились два представления о  материи, которые не уживались друг с другом: материя либо полностью неделима, либо она состоит из дискретных частиц. Вышеназванные открытия отвергли представления об атомах как бесконечных, неделимых частицах строения мира. В связи с этим на основе идеи Резерфорда и квантовой теории Планка, датский ученый Нильс Бор выдвинул новую модель атома, чем прибавил «волнения» в физике (1913-й год). Он показал, что электроны, вращающиеся вокруг ядра по различным стационарным орбитам, согласно законам электродинамики не излучают энергию. Они, только перескакивая с одной стационарной орбиты на другую, излучают энергию порциями. Электрон, также переходя на удаленные от ядра отбиты, увеличивает энергию атома. На основе изменений и дополнений, которые внес Резерфорд в модель атома, модель атома Бора вошла в историю физики как квантовая модель атома Резерфорда – Бора.

Бесспорная роль того, что классическое естествознание пришло в упадок принадлежит, прежде всего, специальной теории относительности (1905), затем теории общей относительности Эйнштейна (1916). В общем, теория относительности опиралась на положение о том, что в отличие от требований механики Ньютона пространство и время не абсолютны. Пространство и время связаны с материей, движением и друг с другом органически. Сущность теории относительности Эйнштейн в популярной форме объяснял так: «Прежде представлялось, что если бы во Вселенной исчезло бы все, все равно остались бы время и пространство; теория относительности же утверждает, что вместе с материей исчезли бы время и пространство».

Теория относительности  с одной стороны обнаружила связь  времени и пространства, с другой стороны – движения и распределения  вещественных масс. Зависимость времени  и пространства от развития особенностей и от распределения сил притяжения («уменьшение длины», «замедление  времени») обнаружили ограниченность представлений классической физики о пространстве и времени, не способность  их существования в отрыве от материи. Уже в 1925-1930 годах гипотеза Де Бройля была подтверждена экспериментами, проведенными Шредингером, Гейзенбергом, Борном и другими физиками. Согласно этому принципу по противоречивой корпускулярно-волновой природе нельзя одновременно точно установить координаты и импульс микрообъектов. Один из фундаментальных принципов квантовой физики – «отношение неопределенности» – с философско-методологической точки зрения является объективной характеристикой статистических закономерностей, которые связаны с корпускулярно-волновой природой микрочастиц. Принцип неопределенности «не устраняет» причинности в микромире, он просто выражает ее в специфической форме – статистические закономерности и вероятные зависимости.

Вышеназванные научные открытия, в корне изменив представления  о мире и его законах, показали ограниченность классической механики. Однако после обнаружения ограниченности классическая механика не исчезла бесследно, просто были четко определены границы  применения ее принципов, и в результате стало ясно, что законы классической механики действительны только для  объектов с большой массой совершающих  работу движениями на маленькой скорости.

Хейзенберг, характеризуя развитие естествознания в начале XX века, отмечал, что до формулирования теории относительности и квантовой механики, в физике господствовали недоверчивость и замешательство. С одной стороны ни у кого не было желания разрушать старую физику, с другой стороны всем стало ясно, что говорить о внутриатомных процессах понятиями старой физики стало невозможным. Хейзенберг писал: «В тот период физики чувствовали, что они отказываются пользоваться понятиями, которыми они пользовались до этого времени, чтобы выбрать направление в пространстве природы, эти понятия можно было использовать лишь в неточном и расплывчатом значении.

В связи с тем, что полный анализ важных достижений, сделанных  в неклассический период развития естествознания, находится за пределами наших  возможностей, я постараюсь дать краткое резюме философско-методологических результатов, вытекающих из этих достижений.

1. Увеличение роли философии  в развитии естествознания и  других наук. Важность философии  для естествознания в этот  период неоднократно подчеркивали истинные творцы науки. М. Борн, неоднократно подчеркивал, что философская сторона науки интересовала его своими специфическими результатами. В. Хейзенберг видел оптимальный способ устранения некоторых трудностей теории элементарных частиц в обращении к философской методологии и писал, что независимо от «желания или нежелания» физиков теоретиков «обдуманно или в слепую» используют философию. Интерес видных представителей естествознания к философии не случаен, говоря словами М. Бора «каждая фаза природно-научного познания органически связана с философской системой своего периода; естествознание предоставляет философии факты наблюдений, в свою очередь философия предоставляет естествознанию методы мышления».

В конце XIX – начале ХХ века такие философские категории, как  материя, движение, пространство, время, противоречие, детерминизм, причинность  и др. находились в центре научных  дискуссий, проводимых в естествознании.

2. Зависимость приближения  друг к другу объекта и субъекта  познания от методов и средств,  использующихся в приобретении  знаний.

3. Укрепление и расширение  идеи единства природы и увеличение  роли подхода к природе как  к субстанциональному целому.

4. Детерминизм и формирование  его «ядра» – нового образа  причинности.

5. Глубокое проникновение  в естествознание диалектических  противоречий, важная характеристика как объектов естествознания, так и принципов познания.

6. Приобретение статистическими  закономерностями определяющей  значимости в сравнении с динамическими  отношениями в естествознании.

7. Коренное изменение  способа мышления и притеснения  в науке метафизики со стороны  диалектики.

8. Изменение представлений  о механизме зарождения научной  теории.

 

2. Неклассическое естествознание и картина мира в нем

Неклассическое естествознание характеризуется следующими моментами. Возрастание роли философии в  развитии естествознания и других наук. Это обстоятельство всегда подчеркивали настоящие творцы науки. Так, М. Борн говорил, что философская сторона  науки интересовала его больше, чем  специальные результаты. И это  не случайно, ибо работа физика-теоретика  «...теснейшим образом переплетается  с философией и что без серьезного знания философской литературы его  работа будет впустую». Весь вопрос, однако, в том, какой именно философии  ученый отдает предпочтение.

Сближение объекта и субъекта познания, зависимость знания от применяемых  субъектом методов и средств  его получения. Идеалом научного познания действительности в XVIII-XIX вв. было полное устранение познающего субъекта из научной картины мира, изображение  мира «самого по себе», независимо от средств и способов, которые применялись  при получении необходимых для  его описания сведений. Естествознание XX в. показало неотрывность субъекта, исследователя  от объекта, зависимость знания от методов  и средств его получения. Иначе  говоря, картина объективного мира определяется не только свойствами самого мира, но и характеристиками субъекта познания, его концептуальными, методологическими  и иными элементами, его активностью (которая тем больше, чем сложнее  объект).

Развитие науки показало, что исключить субъективное вообще из познания полностью невозможно, даже там, где «Я», субъект играет крайне незначительную роль. С появлением квантовой механики возникла «философская проблема, трудность которой состоит  в том, что нужно говорить о  состоянии объективного мира, при  условии, что это состояние зависит  от того, что делает наблюдатель». В результате существовавшее долгое время представление о материальном мире как о некоем «сугубо объективном», независимом ни от какого наблюдения, оказалось сильно упрощенным. На деле практически невозможно при построении теории полностью отвлечься от человека и его вмешательства в природу, тем более в общественные процессы.

А это значит, что без  активной деятельности субъекта получение  истинного образа предмета невозможно. Более того, мера объективности познания прямо пропорциональна мере исторической активности субъекта. Однако последнюю  нельзя абсолютизировать, так же как  и пытаться «устранить» из познания субъективный момент якобы «в угоду» объективному. Недооценка, а тем более полное игнорирование творческой активности субъекта в познании, стремление «изгнать» из процесса познания эту активность закрывают дорогу к истине, к объективному отражению реальности.

Укрепление и расширение идеи единства природы, повышение роли целостного и субстанциального подходов. Стремление выйти из тех или иных односторонностей, выявить новые  пути понимания целостной структуры  мира – важная особенность научного знания. Так, сложная организация  биологических или социальных систем немыслима без взаимодействия ее частей и структур – без целостности. Последняя имеет качественное своеобразие на каждом из структурных уровней развития материи. Развитие атомной физики показало, в частности, что объекты, называвшиеся раньше элементарными частицами, должны сегодня рассматриваться как сложные многоэлементные системы. При этом «набор» элементарных частиц отнюдь не ограничивается теми частицами, существование которых доказано на опыте. Субстанциальный подход, т. е. стремление свести все изменчивое многообразие явлений к единому основанию, найти их «первосубстанцию», – важная особенность науки. Попытки достигнуть единого понимания, исходящего из единого основания, намерение охватить единым взором крайне разнородные явления и дать им единообразное объяснение не беспочвенны и не умозрительны. Так, физика исходит из того, что «.. .в конечном счете природа устроена единообразно и что все явления подчиняются единообразным законам. А это означает, что должна существовать возможность найти в конце концов единую структуру, лежащую в основе разных физических областей». История естествознания – это история попыток объяснить разнородные явления из единого основания. Сейчас стремление к единству стало главной тенденцией современной теоретической физики, где фундаментальной задачей является построение единой теории всех взаимодействий, известных сегодня: электромагнитного, слабого, сильного и гравитационного. Общепризнанной теории Великого объединения пока нет. Однако «Теория Всего» в широком смысле не может быть ограничена лишь физическими явлениями. И это хорошо понимают широко мыслящие физики.