Предмет и круг проблем КСЕ

     Теоретический уровень научного исследования осуществляется на рациональной (логической) ступени познания. На данном уровне происходит раскрытие наиболее глубоких, существенных сторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам, явлениям. Теоретический уровень — более высокая ступень в научном познании. Результатами теоретического познания становятся гипотезы, теории, законы.

      Эмпирический уровень выступает в качестве основы, фундамента теоретического осмысления научных фактов, статистических данных, получаемых на эмпирическом уровне. К тому же теоретическое мышление неизбежно опирается на чувственно-наглядные образы (в том числе схемы, графики и т. п.), с которыми имеет дело эмпирический уровень исследования.

     В свою очередь, эмпирический уровень научного познания не может существовать без достижений теоретического уровня. Эмпирическое исследование обычно опирается на определенную теоретическую конструкцию, которая определяет направление этого исследования, обусловливает и обосновывает применяемые при этом методы.

     К третьей группе методов научного познания относятся методы, используемые только в рамках исследований какой-то конкретной науки или какого-то конкретного явления. Такие методы именуются частнонаучными. Каждая частная наука (биология, химия, геология и т. д.) имеет свои специфические методы исследования.

      При этом частнонаучные методы, как правило, содержат в различных сочетаниях те или иные общенаучные методы познания. В частнонаучных методах могут присутствовать наблюдения, измерения, индуктивные или дедуктивные умозаключения и т. д. Характер их сочетания и использования находится в зависимости от условий исследования, природы изучаемых объектов. Таким образом, частнонаучные методы не оторваны от общенаучных. Они тесно связаны с ними, включают в себя специфическое применение общенаучных познавательных приемов для изучения конкретной области объективного мира.

     Частнонаучные методы связаны и со всеобщим диалектическим методом, который как бы преломляется через них. Например, всеобщий диалектический принцип развития проявился в биологии в виде открытого Ч. Дарвином естественно-исторического закона эволюции животных и растительных видов.

 

    Важнейшими  методами естественнонаучного исследования  являются наблюдение и эксперимент.

    Наблюдение  – преднамеренное, планомерное восприятие, осуществляемое с целью выявить  существенные свойства объекта  познания.

    Наблюдение  относится к активной форме деятельности, направленной на определенные объекты и предполагающей формулировку целей и задач. Наблюдение требует специальной подготовки – предварительного ознакомление с материалами, относящимися к объекту будущего наблюдения: с рисунками, фотографиями, описанием предметов и т.п. Важное место в подготовке наблюдения должно занимать уяснение задач наблюдения, требований, которым оно должно удовлетворять, предварительная разработка плана и способов наблюдения.

    Эксперимент  – метод, или прием, исследования, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в заранее определенные условия.

Метод изменения  условий, в которых находится  исследуемый объект, - это основной метод эксперимента. Изменение условий  позволяет вскрыть причинную зависимость между заданными условиями и характеристиками исследуемого объекта и одновременно обнаружить те новые свойства объекта, которые не проявляются непосредственно в обычных условиях, проследить характер изменения наблюдаемых свойств в связи с изменением условий. С изменением условий изменяются определенные свойства объекта, а другие свойства при этом не претерпевают существенных изменений, от них мы можем отвлечься. Эксперимент, таким образом, не сводится к простому наблюдению – он активно вмешивается в реальность, изменяет условия протекания процесса.

 

 

Специфика…

Человек обладает знанием об окружающей вселенной, о  самом себе. Это делит всю имеющуюся  у него информацию на два больших  раздела: естественнонаучное и гуманитарное знание. Различие между ними состоит в том, что:

1. основано на разделении субъекта (человека) и объекта исследования (природы), при этом в естественных науках преимущественно изучается объект. Центром второй сферы знания – гуманитарной – является сам субъект познания. Т.е. то, что изучают естественные науки материально. Важной особенностью гуманитарного знания, в отличие от естественнонаучного, является нестабильность, быстрая изменчивость объектов изучения.

2. в природе в большинстве случаев господствуют определенные и необходимые причинно-следственные взаимосвязи и закономерности, поэтому основная задача естественных наук выявить эти связи и на их основе объяснить природные явления, истина здесь непреложна и может быть доказана.

3. метод естествознания  «генерализирующий» (т.е. его цель отыскать общее в разнообразных явлениях, подвести их под общее правило), закон тем важнее, чем он универсальнее, чем больше случаев под него подпадает. В гуманитарных науках тоже выводятся общие закономерности, иначе они не были бы науками, но поскольку основным объектом исследования является человек, невозможно пренебречь его индивидуальностью, поэтому метод гуманитарного знания можно назвать «индивидуализирующим».

4. на естественные и гуманитарные науки в разной степени оказывает влияние система человеческих ценностей. Для естественных наук не характерны ценностно-окрашенные суждения, составляющие существенный элемент гуманитарного знания. Гуманитарное знание может испытывать влияние той или иной идеологии, и в гораздо большей степени связана с ней, чем естественно-научное знание.

Если в естествознании формой постижения объекта является монолог (ибо «природа молчит»), то в  гуманитарном познании - это диалог (личностей, текстов, культур и т.п.).

Объекты гуманитарного  знания – общество, человек – постоянно развиваются во времени истории и в пространстве культуры. Понимание социальных явлений, продуктов культуры, самого человека исторически изменчиво. Гуманитарное познание объекта никогда не может быть окончательным и единственно верным.

 

 

 

 

 

 

4. Структурные  уровни организации материи. Характеристика  основных физических сил и  взаимодействий. Физика микромира.

     Материя – бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. Материя включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента.

     Материя как объективная реальность включает в себя не только вещество в четырех его агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном, плазменном), но и физические поля (электромагнитное, гравитационное, ядерное и т.д.), а также их свойства, отношения, продукты взаимодействия. Входит в нее и антивещество (совокупность античастиц: позитрон, или антиэлектрон, антипротон, антинейтрон). Движение и материя связаны друг с другом: нет движения без материи, как нет и материи без движения. «Все течет», все изменяется. Движущаяся материя существует в двух основных формах – в пространстве и во времени. Время объективно, неотвратимо и необратимо.

 

Современная наука  выделяет в мире три структурных  уровня: микро, макро и мега миры.

Микромир –  это молекулы, атомы, элементарные частицы  – мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10^-8 до 10^-16 см, а время жизни – от бесконечности до 10^-24 с.

Макромир –  мир устойчивых форм и соразмерных  человеку величин, а также кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в мм, см и км, а время – в сек., мин., часах, годах.

Мегамир – планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов – миллионами и миллиардами лет.

И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности, микро-, макро- и мегамиры теснейшим образом взаимосвязаны.

 

Виды фундаментальных  взаимодействий

 

Взаимодействие  и движение – важнейшие атрибуты материи, без которых невозможно ее существование. Взаимодействие обусловливает  объединение различных материальных объектов в системы, т. е. системную организацию материи. Многие свойства материальных объектов производны от их взаимодействия, являются результатом их структурных связей между собой и взаимодействий с внешней средой.

К настоящему времени известны четыре вида основных фундаментальных взаимодействий:

• гравитационное;

• электромагнитное;

• сильное;

• слабое.

Гравитационное  взаимодействие характерно для всех материальных объектов вне зависимости  от их природы. Оно заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом всемирного тяготения: между двумя точечными телами действует сила притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Гравитационным взаимодействием определяется падение тел в поле сил тяготения Земли. Законом всемирного тяготения описывается, например, движение планет Солнечной системы, а также других макрообъектов. Предполагается, что гравитационное взаимодействие обусловливается некими элементарными частицами – гравитонами, существование которых к настоящему времени экспериментально не подтверждено.

Электромагнитное  взаимодействие связано с электрическими и магнитными полями. Электрическое  поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное поле – при их движении. В природе существуют как положительные, так и отрицательные заряды, что и определяет характер электромагнитного взаимодействия. Например, электростатическое взаимодействие между заряженными телами в зависимости от знака заряда сводится либо к притяжению, либо к отталкиванию. При движении зарядов в зависимости от их знака и направления движения между ними возникает либо притяжение, либо отталкивание. Различные агрегатные состояния вещества, явление трения, упругие и другие свойства вещества определяются преимущественно силами межмолекулярного взаимодействия, которое по своей природе является электростатическим. «Переносчиком» электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, двигающаяся со скоростью света).

Сильное взаимодействие обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы. Предполагается, что ядерные силы возникают при  обмене между нуклонами виртуальными частицами – мезонами.

Наконец, слабое взаимодействие описывает некоторые  виды ядерных процессов. Физическая основа – процесс распада частиц.

Гравитационное  взаимодействие в классическом представлении  в процессах микромира существенной роли не играет. Однако в макропроцессах ему принадлежит определяющая роль. Например, движение планет Солнечной системы происходит в строгом соответствии с законами гравитационного взаимодействия.

Сильное взаимодействие отвечает за устойчивость ядер и распространяется только в пределах размеров ядра. Чем  сильнее взаимодействуют нуклоны  в ядре, тем оно устойчивее, тем больше его энергия связи, определяемая работой, которую необходимо совершить, чтобы разделить нуклоны и удалить их друг от друга на такие расстояния, при которых взаимодействие становится равным нулю. С возрастанием размера ядра энергия связи уменьшается. Ядра элементов, находящихся в конце таблицы Менделеева, неустойчивы и могут распадаться. Такой процесс часто называется радиоактивным распадом.

Все фундаментальные  взаимодействия зависят от расстояний между зарядами, поэтому с увеличением  расстояния сила уменьшается, а с уменьшением – возрастает.

 

Открытие мира элементарных частиц. Из них состоят  материя и поле. Эти частицы  неоднородны. Составные – нейтрон, протон, электрон.

Фотоны –  частицы, не имеющие массы покоя  и движущиеся со скоростью света.

Лектоны – легкие частицы (электрон, нейтрон).

Мезоны –  средние частицы (масса может  достигать 1000 масс электронов).

Бариомы – свыше 1000 масс электронов (протон, нейтрон)

Заряд частиц может быть «+», «-« или нулевым. Время жизни  частиц подразделяет их на стабильные (фотон, электрон, протон, нейтрон, нейтрино), нестабильные (большинство) и квазистабильные (появляются как резонансы, время их жизни очень мало (10^-26 сек.)).

Самые мелкие частицы, экспериментальное  наблюдение которых недоступно, - кварки.

Самые легкие – лектоны и кварки. Кварк имеет дробный заряд. Кроме электрического обладает цветным зарядом – способность к сильному взаимодействию.

Протоны и нейтроны состоят  из трех кварков, поэтому происходит нейтрализация. Протоны и нейтроны бесцветны.

Существует 3 заряда сильных взаимодействий (красный, желтый, зеленый). Считается, что существуют 6 ароматов кварков.

Блюоны связывают кварки вместе.

Если кварк присоединится  к чему-либо, то, в зависимости  от заряда, может менять цвет.