Реферат по "Концепции современного естествознания"

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

Московский  государственный  индустриальный университет

(ГОУ  МГИУ) 

Кафедра финансов и кредита 
 
 

Реферат

  

по  специальности «Концепция современного естествознания» 

на  тему «МАТЕМАТИКА  КАК НАУКА ЕЕ СТАНОВЛЕНИЕ»

              «УРОВЕНЬ СТРУКТУРНОЙ  ХИМИИ»

«ПРОТИВОРЕЧИЯ В СИСТЕМЕ «ПРИРОДА – БИОСФЕРА - ЧЕЛОВЕК»

  
 
 
 

Группа 

Студент  

Преподаватель

Оценка  работы,

Дата  

_________ 
 

Оглавление

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

Глава I.  История развитие математической науки………………………...4

1.1 Милетская школа……………………………………………………………...5

1.2Пифагорейская   школа…………………………………………………….…..6

1.3 Сущность математики и дальнейшая история ее развития………………...7

1.4Математика - источник представлений и концепций в естествознании…………………………………………………………………....9

1.5 Математика как специфический язык  естествознания…………………...13

1.6 Применение  математических методов в естествознании…………………16

Заключение………………………………………………………………………18

Глава II. Важнейшие особенности химии…………………………………...21

2.1 Химические элементы. Состав вещества и химические системы………..23

2.2 Первый уровень  химического знания. Учение о  составе вещества……...24

2.3 Второй уровень  химического знания. Структурная химия……………….27

2.4 Третий уровень  химического знания. Учение о  химических процессах...30

2.5 Четвертый уровень химического знания. Эволюционная химия………...33

Заключение……………………………………………………………………….37

Глава III. Система: природа — биосфера — человек……………………..38      

3.1 Биосфера ее структура и функции…...……………………………………..40

3.2 Учение В.И. Вернадского о биосфере……………………...………………42

3.3 Человек и  биосфера………………………………………………………….47

3.4 Окружающая  среда и ее компоненты………………………………………48

3.5 Противоречия в системе: природа — биосфера — человек

Основные экологические  проблемы человечества………………………………...49

3.6 Глобальные  экологические проблемы и пути  выхода………………………...51

Заключение ………………………………………………………………………54

Список литературы………………………………………………………………56 

Введение

          Не вызывает сомнения, тот факт, что наука не может ограничиться констатацией фактов и отдельных эмпирических законов. На определенном этапе ее развития необходим переход от чувственно-эмпирического исследования к рационально-теоретическому. На этой стадии выдвигаются гипотезы для объяснения фактов и эмпирических законов, установленных с помощью наблюдений и экспериментов. В процессе разработки и проверки гипотез приходится обращаться не только к логическим, но и к математическим методам. Поэтому естествознание тесно связано с математикой, которая, исследуя формы и отношения, встречающиеся в природе, обществе, а также в мышлении, отвлекается от содержания и исключает из допускаемых внутри нее аргументов наблюдение и эксперимент.

        В естествознании изучение жизни как целостного феномена в его тесной связи с окружающей природой получило название учения о биосфере.

Качественно новый этап развития биосферы начался  с появлением человека в конце  третичного периода, хотя сначала его  деятельность мало отличалась от деятельности других существ. Беря у биосферы все необходимое, человек отдавал ей то, что могли использовать другие, т.е. включился в биотический круговорот. Овладение огнем окончательно выделило человека из животного мира. При этом человек не только сумел расселиться в районы холодного климата, пережить оледенения и защититься от хищников, но и научился уничтожать органические остатки, заменив в чем-то микроорганизмы. Так с малых шагов началось ускоряющееся изменение равновесия в биосфере.

        Для человека одной из важнейших естественных наук является химия - наука о составе, внутреннем строении и превращении вещества, а также о механизмах этих превращений.

        «Химия - наука, изучающая свойства и превращения веществ, сопровождающиеся изменением их состава и строения». Она изучает природу и свойства различных химических связей, энергетику химических реакций, реакционную способность веществ, свойства катализаторов и т.д.

Химия всегда была нужна человечеству для  того, чтобы получать из природных веществ материалы со свойствами, необходимыми для повседневной жизни и производства. Получение таких веществ - производственная задача, и, чтобы ее реализовать, надо уметь осуществлять качественные превращения вещества, т. е. из одних веществ получать другие. Чтобы этого добиться, химия должна справиться с теоретической проблемой генезиса (происхождения) свойств вещества. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава I.  История развитие математической науки

      
      Из дошедших до нас математических документов можно заключить, 
что в Древнем Египте были сильны отрасли математики, связанные с решением экономических задач. Папирус Райнда (ок. 2000 г. до н.э.) начинался с обещания научить "совершенному и основательному исследованию всех вещей, пониманию их сущностей, познанию всех тайн". Фактически излагается искусство вычисления с целыми числами и дробями, в которое посвящались государственные чиновники для того, чтобы уметь 
решать широкий круг практических задач, таких, как распределение заработной платы между известным числом рабочих, вычисление количества 
зерна для приготовления такого-то количества хлеба, вычисление поверхностей и объемов и т.д. Дальше уравнений первой степени и простейших квадратных уравнений египтяне, по-видимому, не пошли. Все содержание известной нам египетской математики убедительно свидетельствует, что математические знания египтян предназначались для удовлетворения конкретных потребностей материального производства. 
Математика Вавилона, как и египетская, была вызвана к жизни 
потребностями производственной деятельности, поскольку решались задачи, связанные с нуждами орошения, строительства, хозяйственного 
учета, отношениями собственности, исчислением времени. Сохранившиеся 
документы показывают, что, основываясь на 60-ричной системе счисления, вавилоняне могли выполнять четыре арифметических действия, имелись таблицы квадратных корней, кубов и кубических корней, сумм 
квадратов и кубов, степеней данного числа, были известны правила 
суммирования прогрессий. Замечательные результаты были получены в 
области числовой алгебры. Хотя вавилоняне и не знали алгебраической 
символики, но решение задач проводилось по плану, задачи сводились к 
единому "нормальному" виду и затем решались по общим правилам, причем истолкование преобразований "уравнения" не связывалось с конкретной природой исходных данных. Встречались задачи, сводящиеся к 
решению уравнений третьей степени и особых видов уравнений четвертой, пятой и шестой степени. Если же сравнивать математические науки Египта и Вавилона по способу мышления, то нетрудно будет установить их общность по таким характеристикам, как авторитарность, некритичность, следование за 
традицией, крайне медленная эволюция знаний. Эти же черты обнаруживаются и в философии, мифологии, религии Востока. Как писал по этому поводу Э.Кольман, "в этом месте, где воля деспота считалась законом, 
не было места для мышления, доискивающегося до причин и обоснований 
явлений, ни тем более для свободного обсуждения".

                                    1.1 Милетская школа

      
       Милетская школа - одна из первых древнегреческих математических 
школ, оказавшая существенное влияние на развитие философских представлений того времени. Она существовала в Ионии в конце V - IV вв. 
до н.э.; основными деятелями ее являлись Фалес (ок. 624-547 гг. до 
н.э.), Анаксимандр (ок. 610-546 гг. до н.э.) и Анаксимен (ок. 585-525 гг. до н.э.). Если сопоставить исходные математические знания греков с достижениями египтян и вавилонян, то вряд ли можно сомневаться в том, что такие элементарные положения, как равенство углов у основания равнобедренного треугольника, открытие которого приписывают Фалесу Милетскому, не были известны древней математике. Тем не менее, греческая математика уже в исходном своем пункте имела качественное отличие от своих предшественников. Ее своеобразие заключается прежде всего в попытке систематически использовать идею доказательства. Фалес стремится доказать то, что эмпирически было получено и без должного обоснования использовалось в египетской и вавилонской математике. Греки вводят процесс обоснования как необходимый компонент  математической действительности, доказательность действительно является отличительной чертой их математики. Они в течении одного-двух столетия сумели овладеть математическим наследием предшественников, накопленного в течении тысячелетий, что свидетельствует об интенсивности, динамизме их математического познания. Качественное отличие исследований Фалеса и его последователей от догреческой математики проявляется не столько в конкретном содержании исследованной зависимости, сколько в новом способе математического мышления. Исходный материал греки взяли у предшественников, но способ усвоения и использования этого материала был новый. Отличительными особенностями их математического познания являются рационализм, критицизм, динамизм. 

1.2 Пифагорейская школа.

     Пифагореизм как направление духовной жизни  существовал на протяжении всей истории  Древней Греции, начиная с VI века до н. э. и прошел в своем развитии ряд этапов. Вопрос о их временной  длительности сложен и до сих пор  не решен однозначно. Основоположником школы был Пифагор Самосский (ок. 580-500 до н.э.). Ни одна строка, написанная Пифагором, не сохранилась; вообще неизвестно, прибегал ли он к письменной передаче своих мыслей. Что было сделано самим Пифагором, а что его учениками, установить очень трудно. Свидетельства о нем древнегреческих авторов противоречивы; в какой-то мере различные оценки его деятельности отражают многообразие его учения. Основными объектами научного познания у пифагорейцев были  математические объекты, в первую очередь числа натурального ряда (вспомним знаменитое "Число есть сущность всех вещей"). Видное место отводилось изучению связей между четными и нечетными числами. В области геометрических знаний внимание акцентируется на наиболее абстрактных зависимостях. Пифагорейцами была построена значительная часть планиметрии прямоугольных фигур; высшим достижением в этом направлении было доказательство теоремы Пифагора, частные случаи которой за 1200 лет до этого приводятся в клинописных текстах вавилонян. Греки доказывают ее общим образом. Некоторые источники приписывают пифагорейцам даже такие выдающиеся результаты, как построение пяти правильных многогранников. Числа у пифагорейцев выступают основополагающими универсальными объектами, к которым предполагалось свести не только математические построения, но и все многообразие действительности. Физические, этические, социальные и религиозные понятия получили математическую окраску. Науке о числах и других математических объектах отводится основополагающее место в системе мировоззрения, то есть фактически математика объявляется философией. Как писал Аристотель, "...у чисел они усматривали, казалось бы, много сходных черт с тем, что существует и происходит, - больше, чем у огня, земли и воды... У них, по-видимому, число принимается за начало и в качестве материи для вещей, и в качестве выражения для их состояний и свойств... Например, такое-то свойство чисел есть справедливость, а такое-то – душа и ум, другое - удача, и можно сказать - в каждом из остальных случаев точно также. "

1.3 Сущность математики и дальнейшая история ее развития.

     В средневековой Европе главенствующую роль заняла теологическая ветвь  науки, а исследование природы любыми средствами, в том числе математическими, трактовалось как предосудительное занятие. Центр научной мысли переместился в Индию, а несколько позже - в арабские страны. В Индии того времени вводятся в широкое употребление десятичная позиционная система счисления и нуль для обозначения отсутствия единиц данного разряда, зарождается алгебра. В арабской культуре сохранялись математические знания древнего мира и Индии. Конец Средневековья (XV в.) в арабских странах отмечен деятельностью Улугбека, который при своем дворе в Самарканде создал обсерваторию, собрал более 100 ученых и организовал долго остававшиеся непревзойденными астрономические наблюдения, вычисление математических таблиц и т.п.

     В XVII в. начинается новый период во взаимоотношениях математики и естествознания. Многие отрасли естествознания начинают базироваться на применении экспериментально-математических методов. В результате появляется уверенность в том, что научность (истинность, достоверность) знания определяется степенью его математизации. Так, Г. Галилей утверждал, что книга природы написана на языке математики, а согласно И. Канту, в каждом знании столько истины, сколько есть математики. Логическая стройность, строго дедуктивный характер построений, общеобязательность выводов создали математике славу образца научного знания.

     Противоположного  мнения о роли математики для раскрытия качественных особенностей придерживался великий писатель, мыслитель и естествоиспытатель И.В. Гёте, который воспринимал неживую природу и все живое (включая человека) как единое целое и придавал большое значение интуиции и опыту. Гёте считал, что световые и другие природные явления должны наблюдаться в их естественном виде, так как эксперимент и количественный анализ мало помогают в понимании подлинной их сущности: он полагал, что эта сущность познается только непосредственным опытом и интуицией.

     В XIX в. с резкой критикой экспериментального изучения явлений природы выступил А. Шопенгауэр. Он не только поддерживал  подход Гёте, но и вообще отрицал  какую-либо пользу от применения математического  языка к изучению природы. Даже сами математические доказательства Шопенгауэр называл <мышеловки>, считая, что они не дают истинного представления о реальных процессах.

     Многие  выдающиеся ученые XX в., в особенности  физики, говорили о значении математики как важнейшего средства для точного  выражения научной мысли. Н. Бор указывал на огромную роль математики в развитии теоретического естествознания и говорил, что математика - это не только наука, но и язык науки. Р. Фейнман отмечал, что математика - это язык плюс мышление, как бы язык и логика вместе. Однако в то же время он считал, что такой науки, как математика, не существует.