Контрольная работа по «Концепциям современного естествознания»

Контрольные вопросы:

1. Почему сущность и  источники движения были отнесены  к основным мировым загадкам.

Одной из основных мировых загадок является проблема движения (причины, источники, законы движения).

2. Расскажите, как понимал  движение Аристотель.

Аристотель определяет движение как изменение положения тела в пространстве.

3. Ньютон говорил, что своими  успехами он обязан тому, что  «…стоял на плечах гигантов». Почему?

Зная, что автором этого высказывания является Ньютон, один из самых выдающихся ученых человечества, мы можем понять их смысл. Я думаю, «гигантами», на плечах которых стоял Ньютон, были ученые-предшественники, а также полученное образование. Образование - это целенаправленная познавательная деятельность по получению знаний, умений, навыков либо их совершенствование. Ньютон был выдающимся физиком, механиком, астрономом и математиком. Именно знания, которыми обладал Ньютон, позволили ему видеть дальше других и открыть свои законы в физике, математике и астрономии. Он должен был усвоить знания, ^которые были известны до него. Эти знания послужили лестницей к плечам гигантов. Этой лестницей для Ньютона послужил Кембриджский университет, где он получил основное образование. Большую роль сыграло и самообразование.

4. Назовите аксиомы о  движении тел, сформулированные  Галилеем?

Галилей сформулировал четыре аксиомы.

1-я аксиома (Закон инерции). Свободное движение по горизонтальной  плоскости происходит с постоянной  по величине и направлению  скоростью

2-я аксиома: свободно падающее  тело движется с постоянным  ускорением и конечная скорость  тела, падающего из состояния  покоя, связано с высотой, которая  пройдена к этому моменту как V2 = 2gH.

3-я аксиома: свободное  падение тел можно рассматривать  как движение по наклонной  плоскости, а горизонтальной плоскости  соответствует закон инерции.

4-я аксиома (принцип относительности) также построена путем мысленных  экспериментов, путем абстракции. Галилей  доказал, что траектория падающего  тела отклоняется от вертикали  из-за сопротивления воздуха и  в безвоздушном пространстве  тело упадет точно над точкой, из которой началось падение.

5. Почему механика Галилея  может справедливо рассматриваться  как основа механики Ньютона?

Исаак Ньютон (1643-1727), родившийся вскоре смерти Галилея, унаследовал, таким образом, все методы, знания и новые идеи предыдущего поколения учёных и создал теорию, которая на два столетия (!) определила развитие науки. В своем основном труде «Математические начала натуральной философии», опубликованной по настоянию и на деньги своего друга – астронома Э. Галлея (открывшего, в частности, знаменитую комету Галлея), обобщил открытия Галилея в качестве двух законов, добавив к ним третий закон и закон всемирного тяготения.

6. Как понимал Ньютон  задачи физики?

Он пишет, что задачи физики состоят в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить все остальные явления.

7. Перечислите законы, сформулированные  Ньютоном.

I закон, или закон инерции. (Фактически, это закон, открытый  еще Галилеем, но сформулированный  более строго): всякое тело сохраняет  состояние покоя или равномерного  прямолинейного движения, пока оно  не будет вынуждено изменить  его под действием каких-то  сил.

II закон. Этот закон по праву является ядром механики. Он связывает изменение импульса тела (количества движения) P=m*V с действующей на него силой, т.е. изменение импульса тела в единицу времени равно действующей на него силе и происходит в направлении ее действия.

III закон отражает тот  факт, что действие тел всегда  носит характер взаимодействия, и что силы действия и противодействия  равны по величине и противоположны  по направлению.

IV закон, сформулированный  Ньютоном – это закон всемирного  тяготения.

8. Запишите и объясните  формулу, выражающую закон всемирного  тяготения.

, где g – гравитационная постоянная, впервые определенная экспериментально в 1798 году Г. Кавендишем. По современным данным g = 6,67*10-11 Н*м2/кг2.

 

9. Объясните понятия "инертная  масса" и "гравитационная масса". Как соотносятся друг с другом  эти величины?

Количественная мера инертности тела есть его инертная масса.

ГРАВИТАЦИОННАЯ МАССА (тяжёлая масса), физ. величина, характеризующая св-ва тела как источника тяготения; равна инертной массе.

Масса инертная и масса гравитационная совпадают с точностью до 10-3.

10. Как называется основной  труд И. Ньютона, в котором он  сформулировал законы механики?

«Математические начала натуральной философии».

11. Какие теоретические  выводы и построения были сделаны  Ньютоном на основе закона  всемирного тяготения? Приведите  их экспериментальные подтверждения.

Ньютон изложил Общую Систему Мира и небесную механику, в частности, теорию сжатия Земли у полюсов, теорию приливов и отливов, движения комет, возмущения в движении планет и т.д. на основе закона всемирного тяготения.

Утверждение Ньютона о том, что Земля сжата у полюсов, было экспериментально доказано в 1735-1744 гг. в результате измерения дуги земного меридиана в экваториальной зоне (Перу) и на севере (Лапландия) двумя экспедициями Парижской Академии наук.

12. Что такое механицизм?

Механицизм - механистический материализм , являющийся разновидностью редукционизма.

13. Охарактеризуйте кратко  ньютоновский метод познания.

Свой метод познания Ньютон характеризует следующим образом: «Вывести два или три общих принципа движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных принципов…» Под принципами Ньютон подразумевает наиболее общие законы, лежащие в основе физики. Впоследствии этот метод был назван методом принципов.

14. Назовите требования  к научному исследованию, сформулированные  Ньютоном.

Требования к научному исследованию Ньютон изложил в виде 4-х правил.

1. Не должно принимать  в природе иных причин сверх  тех, которые истинны и достаточны  для объяснения явлений. (Этот  принцип известен также как  принцип «бритвы Оккама» по  имени средневекового философа  Оккама и означающий, что не  следует привлекать дополнительные  понятия, явления, причины («сущности») для объяснения явлений, если  они могут быть объяснены известными  причинами).

2. Одинаковым явлениям  следует приписывать одинаковые  причины.

3. Независимые и неизменные  при экспериментах свойства тел, подвергнутых исследованию, надо  принимать за общие свойства  материальных тел.

4. Законы, индуктивно (т.е. путем  обобщения), выведенные из опыта, нужно считать верными, пока им  не противоречат другие наблюдения.

15. Что такое "бритва  Оккама"?

«Бритва Оккама» по имени средневекового философа Оккама принцип, означающий, что не следует привлекать дополнительные понятия, явления, причины («сущности») для объяснения явлений, если они могут быть объяснены известными причинами.

16. Почему метод  Ньютона называется методико-дедуктивным?

Метод Ньютона есть, по сути, гипотетико-дедуктивный метод, который в современной физике является одним из основных для построения физических теорий.

17. К чему сводится корпускулярная  теория света. Почему многие ученые  не соглашались с ней?

«Не являются ли лучи света очень мелкими частицами, испускаемыми светящимися телами?» Утвердительный ответ на этот вопрос лежит в основе корпускулярной теории света (<лат. corpuscula - частица). Эта теория была безоговорочно принята последователями Ньютона и стала господствующей в оптике 18-го века, однако многие ученые с ней не соглашались. Ведь она не могла объяснить такие явления как интерференция и дифракция света, которые легко объяснялись на основе волновых представлений о природе света.

18. Какие идеи о природе  света были высказаны Ньютоном?

Ньютону принадлежат гениальные идеи. Первая – о возможном превращении тел в свет и обратно. Ньютон писал: «Превращение тел в свет и света в тела соответствует ходу природы, которая как бы услаждается превращениями». В 1933-1934 гг. были впервые открыты факты превращения электрона и его античастицы – позитрона в гамма-кванты (фотоны), а также рождение электрона и позитрона при взаимодействии фотона с зараженными частицами. Вторая идея – о влиянии тел на распространение света. «Не действуют ли тела на свет и не изгибают ли этим действием его лучей? – спрашивал Ньютон. Этот эффект был предсказан общей теорией относительности (ОТО) А. Эйнштейна в 1916 г. и подтвержден в 1919 г. во время солнечного затмения.

Контрольные вопросы

1. Как могут быть классифицированы  научные картины мира?

Существуют общенаучные картины мира и картины мира с точки зрения отдельных наук, например, физическая, биологическая…, или с точки зрения каких-либо господствующих методов, стилей мышления  - вероятностно-статистическая, эволюционистская, системная, информационно-кибернетическая, синергетическая и т.п. картины мира.

2. Дайте определение НКМ

НКМ – это научная картина мира. НКМ – это  особая форма систематизации знаний, преимущественно качественное их обобщение, мировоззренческий синтез различных научных теорий.

3. Что такое парадигма?

Парадигма (<греч. – пример, образец) – совокупность определенных стереотипов в понимании объективных процессов, а также  способов их познания и интерпретации.

4. Назовите основные физические  картины мира и укажите приблизительное  время, когда они  формировались  и развивались.

Наиболее наглядной представляется эволюция физических картин мира: натурфилософской – до 16-17-го века, механистической – до второй половины 19-го века, термодинамической (в рамках механистической теории) в 19-м веке, релятивистской и квантово-механической в 20-м веке.

5. На каких основных  идеях основана МКМ?

МКМ складывалась под влиянием материалистических представлений о материи и формах ее существования. Основополагающими идеями этой картины Мира являются классических атомизм, восходящий к Демокриту и т.н. механицизм.

6. Что такое априорное  суждение?

Априорные суждения – суждения, не связанные с опытом и наблюдением, умозрительные схемы, для объяснения непонятных явлений вводились дополнительные сущности, например мифическая “жидкость” теплород, определявшая нагретость тела или флогистон – субстанция, обеспечивающая горючесть вещества (чем больше флогистона в веществе, том лучше оно горит).

7. На каких принципах  основана механическая картина  мира?

Механистическая картина мира была основана на следующих четырех принципах.

1. Мир строился на едином  фундаменте - на законах механики  Ньютона. Все наблюдаемые в природе  превращения, а также тепловые  явления на уровне микроявлений  сводились к механике атомов  и молекул, их перемещениям, столкновениям, сцеплениям, разъединениям. Считалось, что открытие в середине XIX в. Закона  сохранения и превращения энергии  также доказывало механическое  единство мира.

2. В механистической картине  мира все причинно-следственные  связи однозначные, здесь господствует  лапласовый детерминизм. В мире существует точность и возможность предопределения будущего.

3. В механистической картине  мира отсутствует развитие -  в  целом таков, каким он был всегда. Механистическая картина мира  фактически отвергала качественные  изменения, сводя все к чисто  количественным изменениям.

4. Механистическая картина  исходила из представления, что  микромир аналогичен макромиру. Считалось, что механика микромира  может объяснить закономерности  поведения атомов и молекул.

8. Поясните, что такое принцип  дальнодействия.

В МКМ было принято, что взаимодействие передается мгновенно, и промежуточная среда в передаче взаимодействия участия не принимает. Это положение и было названо принципом дальнодействия.

9. Объясните принцип относительности  Галилея.

Принцип относительности Галилея. Принцип относительности Галилея утверждает, что все инерциальные системы отсчёта (ИСО) с точки зрения механики совершенно равноправны  (эквивалентны). Переход от одной ИСО к другой осуществляется на основе преобразований Галилея.

10.  Что такое принцип  причинности?

Принцип причинности — один из самых общих физических принципов, устанавливающий допустимые пределы влияния событий друг на друга