Вопросы и ответы к зачёту Концепции современного естествознания

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Предмет естествознания.
2. Структура естественнонаучного познания. Метод естественных наук.
3. Динамика естественнонаучного познания.
4. Естествознание как феномен культуры. Роль естествознания  в становлении духовного мира.
5. Эволюция естественнонаучных представлений о материи.
6. Понятия движения и энергии.
7. Классические представления о движении, пространстве и времени.
8. Понятие эволюции.
9. Основные положения общей и специальной теорий относительности А. Эйнштейна.
10. Корпускулярно-волновой дуализм.
11. Динамические и статистические законы.
12. Понятие физической картины мира. Панорама современного естествознания.
13. Соотношение классических и неклассических концепций естествознания в совр. физ. картине мира.
14. Структурные уровни организации материи.
15. Основные принципы и законы квантовой физики.
16. Типы физического взаимодействия.
17. Элементарные частицы (фотон, протон, электрон, мезон и др.).
18. Концепция нестационарной (расширяющейся) Вселенной.
19. Модели нестационарной Вселенной.
20. Концепция «Большого взрыва».
21. Возникновение Солнечной системы (гипотеза Х. Альвен и С.А. Аррениус).
22. Структура Солнечной системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Предмет естествознания.

Естествознание – это не какая-либо отдельная наука, это целая совокупность наук, которые изучают природу, ее законы. Таким образом, данный курс затрагивает одновременно математику, физику, химию, биологию, философию и т. д. Все эти науки можно классифицировать:

1) науки математические;

2) науки естественные;

3) науки технические;

4) науки гуманитарные.

Как же изучение этих различных  наук способствует нашему пониманию  естествознания? Очень просто рассмотрим это на примере ряда наук:

1) физика и химия – естественные науки, изучающие законы природы. Физика не занимается непосредственно изучением природы – ее задача заключается в том, чтобы что-либо подтвердить или, наоборот, опровергнуть;

2) физика и математика. Законы физики сформулированы (или же «написаны») на математическом языке. Чтобы это понять, достаточно вспомнить школьную программу;

3) «гибридные», или «синтезированные», науки. С течением веков и тысячелетий человечество пришло к пониманию того, что без смешивания (синтезирования) наук дальнейшее их развитие невозможно. Так появились физхимия, химфизика (в Российской академии наук есть даже специальные институты физической химии и химической физики), биохимия, биофизика. Эйнштейн в своей теории относительности объединил механику и неэвклидову геометрию.

После открытия О. Гона и Ф. Штрасмана, изучавших химические свойства деления ядра, физика получила дальнейшее развитие так же, как и вся мировая наука в целом.

 

2. Структура естественнонаучного познания. Метод естественных наук.

Точное определение понятия  «познание» дать очень сложно. Прежде чем попробовать сделать это, давайте проанализируем само понятие.

Выделяют следующие виды познания:

1) житейское познание;

2) художественное познание;

3) чувственное познание;

4) эмпирическое познание.

Житейское познание – это опыт, накопленный за многие века. Заключается оно в наблюдении и смекалке. Данное познание, без сомнения, приобретается только в результате практики.

Художественное познание. Специфика художественного познания заключается в том, что оно строится на зрительном образе, отображает мир и человека в целостном состоянии. Произведения искусства помогают ощутить связь со временем. Взгляните на любую картину, и что вы увидите? Внешне картина – это холст, который художник «размалевал» разноцветными красками; это холст, вставленный в деревянную раму. А внутренне – это целостный мир, который таит свои секреты. Пытаясь разгадать эти секреты (например, чему так таинственно улыбается Джоконда), мы чувствуем связь с прошлым, настоящим или будущим.

Чувственное познание – это то, что мы воспринимаем с помощью органов чувств (например, я слышу звонок мобильного телефона, я вижу красное яблоко и т. д.).

Главное отличие чувственного познания от эмпирического заключается  в том, что эмпирическое познание осуществляется с помощью наблюдения или эксперимента. При проведении эксперимента используется компьютер  или другой прибор.

Методы познания:

1) индукция;

2) дедукция;

3) анализ;

4) синтез.

Индукция – это умозаключение, сделанное на основе двух и более предпосылок. Индукция может приводить как к верному, так и к неверному выводу.

Дедукция – это переход, сделанный от общего к частному. Метод дедукции, в отличие от метода индукции, всегда ведет к истинным выводам.

Анализ – это деление изучаемого объекта или явления на части и составляющие.

Синтез – это процесс, противоположный анализу, т. е. соединение частей объекта или явления в единое целое.

Теперь мы попробуем подобрать  наиболее верное определение понятия  «познание». Познание – это процесс приобретения знания путем эмпирического или чувственного исследования, а также постижение закономерностей объективного мира и совокупность знаний в какой-нибудь отрасли науки, искусства.

1) физика и химия – естественные науки, изучающие законы природы. Физика не занимается непосредственно изучением природы – ее задача заключается в том, чтобы что-либо подтвердить или, наоборот, опровергнуть;

2) физика и математика. Законы физики сформулированы (или же «написаны») на математическом языке. Чтобы это понять, достаточно вспомнить школьную программу;

3) «гибридные», или «синтезированные», науки. С течением веков и тысячелетий человечество пришло к пониманию того, что без смешивания (синтезирования) наук дальнейшее их развитие невозможно. Так появились физхимия, химфизика (в Российской академии наук есть даже специальные институты физической химии и химической физики), биохимия, биофизика. Эйнштейн в своей теории относительности объединил механику и неэвклидову геометрию.

3. Динамика естественнонаучного познания.

Внутренняя  динамика развития науки имеет свои особенности на каждом из уровней  исследования. Эмпирическому уровню присущ кумулятивный характер, поскольку даже отрицательный результат наблюдения или эксперимента вносит свой вклад в накопление знаний. Теоретический уровень отличается более скачкообразным характером, так как каждая новая теория представляет собой качественное преобразование системы знания. Новая теория, пришедшая на смену старой, не отрицает ее полностью (хотя в истории науки имели место случаи, когда приходилось отказываться от ложных концепций теплорода, электрической жидкости и т. п.), но чаще ограничивает сферу ее применимости, что позволяет говорить о преемственности в развитии теоретического знания.

Вопрос  о смене научных концепций  является одним из наиболее злободневных в современной методологии науки. В первой половине XX в. основной структурной единицей исследования признавалась теория, и вопрос о ее смене ставился в зависимость от ее верификации (эмпирического подтверждения) или фальсификации (эмпирического опровержения). Главной методологической проблемой считалась проблема сведения теоретического уровня исследований к эмпирическому, что, в конечном счете, оказалось невозможным.

В начале 60-х годов XX в. американский ученый Т. Кун выдвинул концепцию, в соответствии с которой теория до тех пор  остается принятой научным сообществом, пока не подвергается сомнению основная парадигма (установка, образ) научного исследования в данной области. Динамика науки была представлена Куном следующим образом:

Старая парадигма –»  нормальная стадия развития науки –»

революция в науке –» новая парадигма,

Парадигмальная концепция развития научного знания затем была конкретизирована с помощью понятия «исследовательской программы» как структурной единицы более высокого порядка, чем отдельная теория. В рамках исследовательской программы и обсуждается вопрос об истинности научных теорий.

Еще более  высокой структурной единицей является естественнонаучная картина мира, которая объединяет в себе наиболее существенные естественнонаучные представления эпохи.

 

4. Естествознание как феномен культуры. Роль естествознания  в становлении духовного мира сотрудников ОВД.

Культура - это система средств человеческой деятельности, благодаря которой  программируется, реализуется и  стимулируется активность индивида, различных групп, человечества в  целом в их взаимодействии между  собой и с природой. Уже само определение отражает два основных типа взаимодействия, которые определяют два типа культур - гуманитарную (взаимодействие между собой) и естественно-научную (взаимодействие между обществом и природой). Естественно-научная культура отличается тем, что знания о природе имеют высокую степень объективности и достоверности. Гуманитарная культура специфична тем, что системообразующие ценности гуманитарного знания определяются и активизируются из социальной позиции человека. Имея свои специфические черты, эти два типа культур, безусловно, взаимодействуют, так как обладают единой культурной основой.

 

5. Эволюция естественнонаучных представлений о материи.

1 этап – вещественно-предметный. Древние материалисты отождествляли материю с конкретными, чувственно-воспринимаемыми природными явлениями, стихиями: огонь, вода, земля, воздух, металл, дерево. Весь мир представлялся модификацией этих стихий.

2 этап – вещественно-субстратное понимание.

3 этап – философско-гносеологическое ее понимание материи в рамках диалектико-материалистической

Материя как объективная реальность является предметом изучения всех наук, каждая из которых исследует какой-то определенный вид материи или ее свойство. Из диалектико-материалистического учения о материи следует методологический вывод о неисчерпаемости материального мира.

В основе современных естественнонаучных представлений о строении материи лежит идея о сложной системной организации ее. Система– совокупность элементов, кот. своими отношениями и связями образуют определенную целостность, единство. Структура – совокупность устойчивых связей и отношений между элементами системы, которые обеспечивают целостность системы. Любой материальный объект как система уникален и неповторим, но некоторые объекты, обладающие общими признаками структуры, можно объединить в определенные классы, виды, уровни, в свою очередь связанные друг с другом.

В неживой природе:

1) микромир или атомный уровень организации неживой материи;

2) макромир, представляющий собой совокупность твердых, жидких и газообразных тел и явлений;

7) мегамир - планетарные системы, звезды, галактики, метагалактики, Вселенная.

Объекты микро-, макро- и мегамиров представляют собой вещественные формы организации материи, обладающие массой покоя. К невещественным формам материи относятся различные поля.

Материя структурирована и системно организована. Определенный уровень организации материального мира изучается конкретными науками. Данные естественных и общественных наук о строении и свойствах конкретных видов материй, форм ее движения, пространства и времени постоянно изменяются и углубляются, уточняя теоретические модели, составляющие целостность научной картины мира. Научная картина мира носит парадигмальный характер, так как она задает систему установок и принципов освоения мира, определяющих стиль и способ научного мышления, направляет движение мысли в поисках истины. Эволюция современной картины мира отражает путь движения науки от создания классической к неклассической и постнеклассической картины мира.

Конкретно-научные представления  о материи, ее видах и свойствах  никогда не будут исчерпывающими, с каждым новым открытием они  углубляются, уточняются, заменяются новыми.

6. Понятия движения и энергии.

Движение - изменение положения в пространстве с течением времени.

Энергия (от греч. enérgeia — действие, деятельность), общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает; она только может переходить из одной формы в другую (Закон сохранения энергии). Понятие энергии связывает воедино все явления природы.

В соответствии с различными формами движения материи  рассматривают различные формы  энергии: механическую, электромагнитную, ядерную и др. Это подразделение до известной степени условно. Так, химическая энергия складывается из кинетической энергии движения электронов и электрической энергии взаимодействия электронов друг с другом и с атомными ядрами. Внутренняя энергия равна сумме кинетической энергии хаотического движения молекул относительно центра масс тел и потенциальных энергий взаимодействия молекул друг с другом. Энергия системы однозначно зависит от параметров, характеризующих состояние системы. В случае непрерывной среды или поля вводятся понятия плотности энергии, т. е. энергия в единице объема, и плотности потока энергии, равной произведению плотности энергии на скорость ее перемещения.