Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1



Скачать 300.59 Kb.
страница1/3
Дата09.07.2014
Размер300.59 Kb.
ТипУчебно-методическое пособие
  1   2   3


Федеральное агентство по образованию и науки Российской Федерации


Костромской государственный технологический университет




Кафедра философии

В.Н.Тарковский

Концепции современного естествознания



Учебно-методическое пособие



Кострома

2006


УДК 5:1

Тарковский В.Н. Концепция современного естествознания: учебно-методическое пособие. В.Н.Тарковский.– Кострома: Изд-во КГТУ, 2006.– 21 с.
Учебно-методическое пособие адресовано студентам дневной и заочной формы обучения. Цель изучения концепций современного естествознания – максимально сгладить диспропорции между естественнонаучным и гуманитарным образованием, сформировать гармонично развитую личность. Цель пособия – ознакомить студентов с основными положениями естественных наук: физики, химии, биологии и др. Пособие полностью соответствует требованиям государственного образовательного стандарта­­ по данному курсу.

Рецензент: доктор исторических наук О.В.Смурова.

Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом университета


© Костромской государственный технологический университет,

2006

Оглавление


  1. Место естествознания в культуре……………………………………4

  2. Методы научного познания…………………………………………..4

  3. Основные этапы развития естествознания (парадигмы)…………...6

  4. Принципы современной физики……………………………………..8

  5. Структурные уровни организации материи…………………………9

  6. Геосферы Земли………………………………………………………13

  7. Современные концепции биологии…………………………………16

  8. Темы рефератов………………………………………………………20

Список рекомендуемой литературы………………………………...21

. Место естествознания в культуре

Согласно одному из определений, культура – это принятая в данном обществе система ориентиров, позволяющая человеку определить свое место и роль в мире, оценить совершившееся и выбрать образ действия на будущее.

Традиционно противопоставляют естественнонаучную и гуманитарную культуры. Противопоставление двух культур имеет корни в реально существующих различиях методов познания мира в научной и гуманитарно-художественной практике.

Основными различиями считаются:

  1. Естественнонаучное знание объективно, гуманитарное - субъективно.

  2. Гуманитарное знание исторично, естественнонаучное - необязательно.

  3. Предмет гуманитарно-художественного познания индивидуален, предмет естественнонаучного познания типичен.

  4. Гуманитарный метод в отличие от естественнонаучного создает не только знания, но и мнения, оценку познаваемого предмета.

  5. Гуманитарий неизбежно участвует в исследуемом процессе, естествоиспытатель стремится быть сторонним наблюдателем.


  6. Гуманитарная культура опирается на язык образов, естественнонаучная – на язык терминов и чисел.

Научная и гуманитарная культуры противоположны, но противоположны

диалектически. Они составляют единую общечеловеческую культуру и в равной мере движут ее развитием. Развитие же заключает в себе чередующиеся фазы дифференциации – обособления противоположностей и интеграции – гармоничного объединения. Сейчас мы находимся на пороге фазы интеграции.

Интеграции способствует то, что:

  1. Естествознание все больше интересуется уникальными объектами;

  2. Естествознание все больше интересуется сложными объектами;

  3. Современное естествознание стало эволюционным, историчным;

  4. Образное мышление, интуиция признаются необходимыми элементами процесса научного познания;

  5. В современном естествознании признается, что исследователь не может полностью избежать своего влияния на исследуемый объект и влияния своей личности на результат исследования.

Современное естествознание вносит большой вклад в создание нового стиля – глобального, или планетарного, в котором в качестве основной проблемы рассматривается задача выживания на уникальной планете Земля. Этот стиль мышления требует понимания сложности и хрупкости нашего мира, уважения к естественным процессам в природе и обществе.

II. Методы научного познания

В структуре научного познания выделяются два уровня – эмпирический и теоретический. Каждый из них характеризуется не только собственными формами организации научного знания, но и присущими им методами познания.

Понятие “метод” означает совокупность правил и приемов их использования, которые позволяют гарантированно и систематически добиваться поставленной цели. Цель научного метода заключается в получении научного знания о природных объектах и явлениях. От других видов знания (обыденного, гуманитарно-художественного, религиозного и т.д.) научное отличается систематичностью, объективностью, достоверностью, точностью и практической ценностью.

На эмпирическом уровне происходит сбор фактов и информации (установление фактов, их регистрация, накопление), а также их описание (изложение фактов и их первичная систематизация).

К особенным эмпирическим методам относятся:

  1. Наблюдение – целенаправленный процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены;

  2. Измерение – определение количественных значений (характеристик) изучаемых сторон или свойств объекта исследования с помощью специальных технических устройств;

  3. Эксперимент – целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на интересующий его объект для изучения различных его сторон, связей и отношений.

Теоретическая сторона связана с объяснением, предсказанием и обобщением фактов, а также созданием новых теорий, выдвижением гипотез, открытием новых законов. С их помощью вырабатывается научная картина мира, что важно для осуществления мировоззренческой функции науки.

К особенным теоретическим методам относятся:

  1. Формализация – использование специальной символики вместо реальных объектов;

  2. Индукция – метод научного познания, представляющий собой формулирование логического умозаключения путем обобщения данных наблюдения и эксперимента, получения общего вывода на основании частных посылок; движение от частного к общему;

  3. Дедукция – метод научного познания, представляющий собой получение частных выводов на основе общих знаний; вывод от общего к частному;

  4. Аналогия – метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного при рассмотрении какого-либо одного объекта на другой, менее изученный, но схожий с первым объектом по каким-либо существенным свойствам. Метод аналогии тесно связан с методом моделирования, который представляет собой изучение каких-либо объектов посредством их моделей с дальнейшим переносом полученных данных на оригинал;

  5. Анализ – метод научного познания, в основу которого положены процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части и их отдельное изучение;

  6. Синтез – метод научного познания, в основу которого положена процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему, без чего невозможно действительно научное познание этого предмета.

Система методов научного познания не является статичной и неизменной, в ней постоянно появляются новые методы, а уже известные могут в процессе развития науки переходить из одной категории в другую (системный подход, метод глобального эволюционизма и т.п.).
III. Основные этапы развития естествознания (парадигмы)

Первой естественнонаучной революцией в познании мира считается период развития духовной жизни Древней Греции VI – IV вв. до нашей эры. Результатом революции явилось возникновение научного знания как духовной способности. Оно противопоставляло себя мифологии. Если мифология отвечала на вопрос «Кто является причиной происходящего?», то наука задается вопросом «Что является причиной происходящего?». Таким образом, происходит «омертвление» реальности. Если мифология способна отвечать на любые вопросы и не может ничего предсказать в силу одушевленности причины явления, то наука мало что может объяснить, но то, что объясняет, обязательно предсказывает. В этом революционный переход от обыденного мировоззрения (миф) к научному (логос).

На этом этапе формируются первые естественнонаучные понятия: «материя», «причина», «число», «пространство» и т.д. Первыми их анализировали Фалес, Пифагор, Эвклид, Аристотель, Архимед. Так как анализ носил абстрактный, отвлеченный (метафизический) характер, то на этом этапе естествознание развивается в рамках философии.

Вторая естественнонаучная революция датируется XVI - XVIII вв. Классиками этого этапа развития естествознания являются: Н.Коперник, Г. Галилей, И.Коперник, Р.Декарт, И. Ньютон. С ними связывают становление так называемого классического естествознания. Принципиальные отличия этого этапа:

  • знание математизируется, прежде всего за счет развития самой математики;

  • возникает и развивается метод экспериментального исследования;

  • классическое естествознание разрушило античное представление о космосе как вполне завершенном и гармоничном мире. На смену ему пришла концепция бесконечной Вселенной, объединяемой лишь идентичностью законов;

  • идеалом классического естествознания и всей науки Нового времени стала механика;

  • сформировался четкий идеал научного знания: раз и навсегда установленная, абсолютно истинная картина природы, которую можно подправлять в деталях, но изменить уже нельзя. Сама познавательная деятельность подразумевает противопоставление субъекта и объекта познания (исследователь – явление).

Третья научная революция произошла в XIX – XX вв. благодаря открытиям физики и биологии. Наиболее значимыми теориями, составившими основу новой парадигмы (этапа), стали:

  • теория относительности (новая теория пространства, времени и тяготения);

  • квантовая механика (вероятностный характер законов микромира, а также корпускулярно-волновой дуализм в самом фундаменте материи).

Результатом стало формирование новой научной картины мира. Наиболее принципиальными положениями можно считать:

  • любое наше представление, в том числе и вся научная картина мира, в целом относительны;

  • новая картина мира переосмыслила исходные понятия пространства, времени, причинности, непрерывности и, в значительной мере, ввела их в противоречие со здравым смыслом и интуитивными ожиданиями;

  • неклассическая естественнонаучная картина мира отвергла классическое противостояние субъекта и объекта познания (экстернализация).

Третья научная революция осуществлялась одновременно с научно-технической революцией, то есть скачок произошел не только в развитии науки, но и в развитии техники, что послужило толчком к более интенсивному познанию окружающей действительности. В это же время складывается так называемый сциентизм – концепция, заключающаяся в абсолютизации роли науки в системе культуры, в идейной жизни общества. Центральное место, согласно этой концепции, должны занимать естественнонаучные дисциплины. Оппонентов называют антисциентистами. Они настаивали на ограниченности возможностей науки в решении коренных человеческих проблем.

Перспективные направления исследования современной физики можно свести к двум основным областям.

  1. Фундаментальные теории:

    • создание единой теории Вселенной;

    • создание единой теории микромира;

    • создание физической теории Земли;

    • создание периодической таблицы элементарных физических частиц по аналогии с периодической системой химических элементов;

    • создание единой теории физических взаимодействий.

  2. Экспериментально-теоретические проблемы:

  • управляемый ядерный синтез;

  • сверхпроводимость;

  • нелинейная физика (турбулентность, хаос, странные аттракторы);

  • кварки и глюоны;

  • экспериментальная проверка общей теории относительности;

  • квазары и ядра галактик;

  • проблема темной материи (скрытой массы) и ее детектирование;

  • происхождение космических лучей со сверхвысокой энергией;

  • сверхтяжелые элементы.


IV. Принципы современной физики

Корпускулярно-волновой дуализм материи. При переходе к исследованию микромира обнаружилось, что физическая реальность едина и нет пропасти между веществом и полем. И. Ньютон считал, что свет представляет собой поток корпускул, движущихся с огромной скоростью, – отсюда прямолинейность световых лучей. Однако были открыты явления интерференции и дифракции, которые корпускулярная концепция не могла объяснить. Х. Гюйгенс предположил, что свет представляет собой волну. В 70-х годах XIX в. Максвелл и Герц обосновали природу света как электромагнитную волну. Таким образом, материальный объект, называемый «свет», есть образование сложное, не укладывающееся полностью ни в одну из простых моделей: «корпускула» или «волна». Свет обладает и волновыми и корпускулярными свойствами, но проявляет либо те, либо другие в зависимости от ситуации.

Квантово-механическое написание микромира основывается на соотношении неопределенности В. Гейзенберга и принципе дополнительности Н. Бора. Принцип неопределенности утверждает, что в квантовой механике точное и одновременное измерение скорости и положения частиц невозможно даже теоретически. Следствием этого является то, что измерение одной характеристики предмета (положения) принципиально непредсказуемым образом изменяет другие (скорость). Подобная неопределенность параметров доказана, например, и в отношении «энергия – время».

В 1928 году был выдвинут принцип дополнительности. Н. Бор дал ему следующую формулировку: «понятия частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего». Ни одна теория не может описать объект исчерпывающим образом, чтобы исключить возможность альтернативных подходов. Противоречия с точки зрения классической науки в рамках неклассической не исключают, а дополняют друг друга.

Основополагающую роль в процессе любого познания (не только естественнонаучного) играет принцип симметрии. В общем виде классическое определение принципа предложил известный математик Г. Вейль, согласно которому симметричным называется такой предмет, который можно как-то изменять, получая в результате то же, с чего мы начали. При этом имеется в виду, что физические законы и способы их представления можно изменять так, что это не отражается на их свойствах. Выделяют симметрию трансляций (перенос фигуры, эксперимента), винтовую симметрию (трансляции в сочетании с поворотом) и др.

Наряду с принципом неопределенности фундаментальным принципом, лежащим в основании математического аппарата квантовой механики, является принцип суперпозиции. Принцип суперпозиции (наложения) – это допущение, согласно которому результирующий эффект представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействующим явлением в отдельности.

Преемственность развития физического знания (теорий) отражается в принципе соответствия. Принцип утверждает, что никакая новая теория не может быть справедливой, если она не содержит в качестве предельного случая старую теорию, относящуюся к тем же явлениям, поскольку старая теория уже оправдала себя в своей области. Другими словами, каждая физическая теория лишь ступень познания и всегда является относительной истиной. Например, то, что классическая ньютоновская механика перестает быть применимой при скоростях движения, сравнимых со скоростью света, не делает ее ложной.

Особое место занимают принцип относительности и постулаты А. Эйнштейна. Первым сформулировал принцип Г. Галилей: «Никакими механическими опытами, проведенными внутри системы, невозможно установить, покоится система или движется прямолинейно и равномерно». Этот принцип распространялся на интуитивно воспринимаемые скорости и на инерциальные системы отсчета.

В 80-х гг. XIX в. Майкельсон и Морли обнаружили, что при скоростях, сравнимых со скоростью света (300000 км/с), нарушается классический закон сложения скоростей. В 1905 г. А.Эйнштейн предложил специальную теорию для решения этой проблемы. Он исходил из двух постулатов:

  1. Все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны.

  2. В любой системе отсчета скорость света в вакууме неизменно равна 300000 км/с.

Были получены следующие выводы:

    • при движении происходит сокращение движущегося предмета;

    • при движении происходит замедление времени;

    • при движении происходит увеличение массы.

Таким образом, специальная теория относительности утверждает, что не существует ни абсолютного времени, ни абсолютного пространства.

В 1916 г. А. Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности (ОТО). ОТО дает анализ пространственно-временного континуума. Теория относительности больше не ограничивается инерциальными системами координат. В основе теории лежит принцип эквивалентности. ОТО заменяет закон тяготения Ньютона на полевой закон тяготения, т.е. гравитационное взаимодействие можно рассматривать как результат искривления пространства – времени вокруг материальных тел.
  1   2   3

Похожие:

Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 16 Тарковский В. Н. Логика: учебно-методическое пособие/В. Н. Тарковский. Кострома: Изд-во кгту
Тарковский В. Н. Логика: учебно-методическое пособие/В. Н. Тарковский. – Кострома: Изд-во кгту, 2006. 20 с
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие Кострома 2007 удк 519. 8 (075)
Учебно-методическое пособие предназначено студентам вузов для аудиторной и самостоятельной работы, а также для подготовки к контрольным...
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие для аспирантов и соискателей ученой степени Кострома 2007 удк
Учебно-методическое пособие предназначено аспирантам и соискателям ученых степеней по всем специальностям для сдачи кандидатского...
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие издательство томского университета 2006 удк 543(076. 1): 087. 5 Ббк 24 Ш432 Шелковников В. В
Данное учебно-методическое пособие является электронной версией учебно-методического пособия «Расчеты ионных равновесий в химии»,...
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие для студентов физико-математических специальностей вузов Балашов 2009 удк 004. 43 Ббк 32. 97
Данное учебно-методическое пособие состоит из лабораторных работ, которые условно можно разбить на несколько частей
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие Йошкар-Ола, 2009 ббк п 6 удк 636 ч 253 Рецензенты: В. К. Тощев, канд с. Х наук, проф. МарГУ
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов II курса заочной формы обучения специальности 110401. 65 Зоотехния. Включает...
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие Санкт-Петербург (075. 8). Рецензент д-р экон наук, проф. Спбгпу демиденко Д. С
Николова Л. В. Инвестиции. Оценка эффективности инвестиционных проектов: Учебно-методическое пособие/ Николова Л. В./ Спб.: Изд-во...
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие Издательство Казанского государственного университета 2009 удк 930. 2(075. 8) Ббк 63. 3(2) я73
Данное учебно-методическое пособие предназначено для студентов исторического факультета Казанского государственного университета,...
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие для студентов юридических специальностей тамбов 2006 удк ббк
Охватывает нервная дрожь, другие краснеют или бледнеют, у третьих начинает дрожать голос и т п
Учебно-методическое пособие Кострома 2006 удк 5: 1 iconУчебно-методическое пособие по Новой истории стран Азии и Африки Брянск, 2008 Сагимбаев Алексей Викторович. Учебно-методическое пособие по курсу «Новая история стран Азии и Африки»
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов дневного отделения Исторического факультета, обучающихся по специальности...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org