Контрольная работа по "Концепции современного естествознания"

Кафедра философии 
 

Контрольная работа

по курсу «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ» 

Содержание

1. Возникновение науки и основные этапы ее формирования…………………...2
2. Основные этапы развития физики……………………………………………….3
3. Основные модели Вселенной…………………………………………………...10
4. Учение о химических процессах……………………………………………….13
5. Эволюционная теория происхождения видов Ч. Дарвина…………………....15
6. Биосфера: общая характеристика, структура, функции………………………18
7. Современная естественнонаучная картина мира……………………………...24

Список используемой литературы………………………………………………...30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Возникновение науки и основные этапы ее формирования

     Наука есть, прежде всего, систематизированное познание действительности, воспроизводящее ее существенные и закономерные стороны в абстрактно - логической форме понятий, категорий, законов, теорий.

Для того чтобы возник мир науки (а прошло это около 2,5 тысячелетий назад), понадобилось достаточно много самых разнообразных условий - экономических, социальных, духовных. Среди них стоит отметить прогрессирующее разделение труда, процесс классообразования, высокий уровень абстрактности мышления, появление письменности, счета, накопление опытных данных о природе. Появление в этих условиях науки означало радикальную перестройку всего накопленного человечеством знания, приведение его в единую систему.

      За две с половиной тысячи лет своего существования наука превратилась в сложное, системно организованное образование с четко просматриваемой структурой. Основными элементами научного знания являются:

• твердо установленные факты;
• закономерности, обобщающие группы фактов;
• теории, как правило, представляющие собой системы закономерностей, в совокупности описывающих некий фрагмент реальности;
• методы как специфические приемы и способы исследования реальности, исходящие из особенностей и закономерностей изучаемых объектов;
• научные картины мира, рисующие обобщенные образы всей реальности, в которых сведены в некое системное единство все теории, допускающие взаимное согласование.

Основные этапы развития физики

      Физика - наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства и законы движения окружающих нас объектов материального мира. Вследствие этой общности не существует явлений природы, не имеющих физических свойств или сторон. Понятия физики и её законы лежат в основе всего естествознания.

      Слово "Физика" происходит от греч. physis - природа. Первоначально, в эпоху ранней греч. культуры, наука была единой и охватывала всё, что было известно о земных и небесных явлениях. По мере накопления фактического материала и его научного обобщения происходила дифференциация знаний и методов исследования. Физика выделилась из общей науки о природе. Однако границы, отделяющие физику от других естественных наук, в значительной мере условны и меняются с течением времени.

      Основные этапы развития физики

      Становление физики (до 17 в.). Физические явления окружающего мира издавна привлекали внимание людей. Попытки причинного объяснения этих явлений предшествовали созданию физики в совершенном смысле этого слова. В эпоху греко-римской культуры (6 в. до н.э.- 2 в. н.э.) впервые зародились идеи об атомном строении вещества (Демокрит, Эпикур, Лукреций), была создана геоцентрическая система мира (Птолемей), установлены простейшие законы статики (правило рычага), открыты законы прямолинейного распространения и отражения света, сформулированы начала гидростатики (закон Архимеда), наблюдались простейшие проявления электричества и магнетизма.

      Общий итог приобретённых знаний был подведён Аристотелем (4 в. до н. э.). Физика Аристотеля включала отдельно верные положения, но в то же время отвергала многие прогрессивные идеи предшественников, в частности атомную гипотезу. Признавая значение опыта, Аристотель отдавал предпочтение умозрительным представлениям и не считал опыт главным критерием достоверности знания. Учение Аристотеля, канонизированное церковью, надолго затормозило развитие науки.

      Наука возродилась лишь в 15-16 вв. в борьбе с учением Аристотеля. В середине 16 в. Н. Коперник выдвинул гелиоцентрическую систему мира и положил начало освобождению естествознания от теологии. Потребности производства, развитие ремёсел, судоходства и артиллерии стимулировали научные исследования, опирающиеся на опыт. Однако в 15-16 вв. экспериментальные исследования носили в основном случайный характер. Лишь в 17 в. началось систематическое применение экспериментального метода в физике, и это привело к созданию первой фундаментальной физической теории - классической, механики Ньютона.

      Формирование физики как науки (нач. 17-кон. 18 вв.). Развитие физики. как науки в современном смысле этого слова начато трудами Г. Галилея. Галилей понял, что для открытия законов движения нужно научиться описывать движение математически. Нельзя ограничиваться простым наблюдением за движущимися телами; нужно ставить опыты, чтобы выяснить, как меняются со временем величины, характеризующие движущиеся тела. Галилей показал, что воздействие на данное тело окружающих тел определяет не скорость, как считалось в механике Аристотеля, а ускорение тела. Это утверждение представляло собой первую формулировку закона инерции. Галилей открыл принцип относительности в механике (принцип относительности Галилея), доказал независимость ускорения свободного падения тел от их плотности и массы, с помощью механики обосновал теорию Коперника. Значительные результаты были получены Галилеем и в других областях физики. В 1-й пол. 17 в. началось успешное изучение газов. Ученик Галилея Э. Торричелли открыл атмосферное давление и создал первый барометр. Р. Бойль и Э. Мариотт исследовали упругость газов и сформулировали первый газовый закон, носящий их имя. В это же время В. Снелль и Р. Декарт независимо открыли закон преломления света. К этому же времени относится создание микроскопа. У. Гильберт доказал, что Земля является большим магнитом, и первым строго разграничил электрические и магнитные явления.

      Наибольших успехов механика Ньютона достигла при объяснении движения небесных тел. Исходя из законов движения планет, установленных И. Кеплером на основе наблюдений Т. Браге и др., Ньютон открыл закон всемирного тяготения. С помощью этого закона удалось с замечат. точностью рассчитать движение Луны, планет и комет. Солнечной системы, объяснить приливы и отливы в океане.

      Важным стимулом для развития механики послужили запросы зарождавшейся промышленности. В работах Л. Эйлера  и др., была разработана динамика абсолютно твёрдого тела.

      В начале 19 в. длительная конкуренция между корпускулярной и волновой теориями света завершилась окончательной, казалось бы, победой волновой теории. Это произошло после того, как Т. Юнг и одновременно О. Ж. Френель с помощью волновых представлений успешно объяснили явления интерференции и дифракции света; объяснить эти явления с помощью корпускулярной теории представлялось невозможным. В то же время было получено решающее доказательство поперечности световых волн [Френель, Д. Ф. Араго, Юнг], открытой ещё в 18 в.

      Большое значение для развития физики имели открытия Л. Гальвани и А. Вольта, позволившие создать достаточно мощные источники поступление тока в батареи. Это дало возможность обнаружить и изучить многообразные действия тока. Прежде всего было исследовано химическое действие тока, В.В. Петров получил электрическую дугу. Открытие X. К. Эрстедом в 1820 действия электрического тока на магнитную стрелку доказало связь между электричеством и магнетизмом. Основываясь на единстве электрических и магнитных явлений, А. Ампер пришёл к выводу, что все магнитные явления обусловлены движущимися заряженными частицами электрическим током. Вслед за этим Ампер экспериментально установил закон, определяющий силу взаимодействия между электрическими токами (Ампера закон).

      Важнейшее значение для физики и всего естествознания имело открытие закона сохранения энергии, связавшего воедино все явления природы. В середине 19 в. опытным путём была доказана эквивалентность количества теплоты и работы и, установлено, что теплота представляет собой не какую-то гипотетически сохраняющуюся субстанцию - теплород, а особую форму энергии. В 40-х гг. 19 в. Р. Ю. Майер, Дж. Джоуль и Г. Гельмгольц независимо друг от друга открыли закон сохранения и превращения энергии. Закон сохранения энергии стал основным законом термодинамики - теории тепловых явлений, в которой не учитывается молекулярное строение тел; этот закон получил название первого начала термодинамики.

      Ещё до этого открытия С. Карно в труде "Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу" (1824) получил результаты, послужившие основой для другого фундаментального закона теории теплоты- второго начала термодинамики. Этот закон, сформулированный в работах Р. Ю. Клаузиуса в 1850 и У. Томсона  в 1851, является обобщением опытных данных, указывающих на необратимость процессов в природе, и определяет направление возможных энергетических процессов.

      Одновременно с развитием термодинамики развивалась и молекулярно-кинетическая теория тепловых процессов. Это позволило включить тепловые процессы в рамки механической картины мира и одновременно привело к открытию нового типа законов - статистических, в которых все связи между физическими величинами носят неоднозначный, вероятностный характер.

      В 19 в. продолжалось также развитие механики сплошных сред. В 1859 Г. Р. Кирхгоф и Р. Бун-зен заложили основы спектрального анализа.

      К кон. 19 в. физику считали почти завершённой. Казалось, что все физические явления можно свести к механике молекул (или атомов) и эфира.

      Наступление новой эпохи в физике было подготовлено открытием электрона Дж. Дж. Томсоном в кон. 19 в. Выяснилось, что атомы не элементарны, а представляют собой сложные системы, в состав которых входят электроны. Важнейшую роль в этом открытии сыграло исследование разрядов в газах.

      В кон. 19 - нач. 20 вв. X. А. Лоренцем были заложены основы электронной теории, называемой чаще микроскопической электродинамикой.

      В нач. 20 в. выяснилось, что электродинамика требует коренного пересмотра представлений о пространстве и времени, представлений, лежащих в основе классической механики Ньютона. В 1905 Эйнштейн создал специальную (частную) теорию относительности - новое учение о пространстве и времени. Эта теория исторически была подготовлена трудами Лоренца и А. Пуанкаре.

      В 1916 Эйнштейн распространил принцип относительности на неинерциальные системы отсчёта и построил общую теорию относительности - физическую теорию пространства, времени и тяготения. Эта теория преобразовала «ньютоновскую» теорию тяготения.

      В 1920-х гг. была построена последовательная, логически завершённая теория движения микрочастиц - квантовая, или волновая, механика. В её основу легли идея квантования Планка - Бора и выдвинутая в 1924 Л. де Бройлем гипотеза, что двойственная корпускулярно-волновая природа свойственна не только эл.-магн. излучению (фотонам), но и любым др. видам материи. Все микрочастицы (электроны, протоны, атомы и т. д.) обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами: каждой из них можно поставить в соответствие волну, длина которой равна отношению постоянной. В 1927 впервые наблюдалась дифракция электронов, подтвердившая экспериментально наличие у них волновых свойств. Позднее дифракция наблюдалась и у др. микрочастиц, включая молекулы. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Основные модели Вселенной

      Мегамир, или космос, современная наука рассматривает как взаимодействующую и развивающуюся систему всех небесных тел. Мегамир имеет системную организацию в форме планет и планетных систем, возникающих вокруг звезд и звездных систем - галактик.

      Все существующие галактики входят в систему самого высокого порядка - Метагалактику. Размеры Метагалактики очень велики: радиус космологического горизонта составляет 15-20 млрд. световых лет.

      Строение и эволюция Вселенной изучается космологией. Космология как раздел естествознания находится на своеобразном стыке науки, религии и философии. В основе космологических моделей Вселенной лежат определенные мировоззренческие предпосылки, а сами эти модели имеют большое мировоззренческое значение.

      Наука XIXвв. Рассматривала атомы как вечные простейшие элементы материи.

      Классическая ньютоновская космология явно или неявно принимала следующие постулаты:

      - Вселенная - это все существующее, « мир в целом». Космология познает мир таким, каким он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания.

      - Пространство и время Вселенной абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов.