Естествознание и его основные концепции
Лекции.ИНФО


Естествознание и его основные концепции



Естествознание и его основные концепции

 

Естествознание-система наук о природе. Природа-это вселенная, то, куда может достигнуть человеческий опыт. Природа делится на 3 мира: -микро мир; -макро мир; -мега мир. Микро мир- это мир внутри атомов. Макро мир- простирается от атома до величины Земли. Мега мир- за пределами Земли до вселенной.

Есть два мира: который отражается (объективный мир) и отраженный (субъективный мир). Свойство субъективного мира больше зависит от сознания. Объективный мир увидеть невозможно; объективный мир- неискаженное сознание. Субъективный- человеческое сознание, искаженное. Субъект- человек как носитель сознания. Объект- на что направлено сознание. Абсолютное- это вечное, неизменное, бесконечное. Относительное- увиденное по средствам чего-то другого, познанное относительно другого. Абстрактное- упрощенное, отвлеченное. Изолирующие абстракции- изолируют некоторые свойства: легкость, прозрачность. Абстракция отождествления- когда группе объектов присваивается какое-то наименование.

Главная задача Естествознания должна заключаться в изучении объективных законов природы на основе понимания физической сущности явлений.

Как известно, каждый предмет и каждое явление имеют бесчисленное множество свойств. Количественно охарактеризовать каждое свойство можно лишь с определенной точностью. Учесть все свойства даже одного предмета или одного явления невозможно, так же как и нельзя даже одно свойство оценить с бесконечной точностью, т. е. с нулевой погрешностью. Поэтому любое описание предмета, его физическая модель всегда приближенны, так же как и численная характеристика каждого его свойства. Это значит, что полностью ни один предмет и ни одно явление мы не будем знать никогда. Всегда из всей совокупности свойств будет учитываться только некоторая их часть, а эта часть будет исследоваться с опр. погрешностью.

Понять явление совсем не означает дать ему адекватное математическое описание. На самом деле объяснить явление - означает объяснить его природу, объяснить причины, по которым это явление существует и по которым оно ведет себя именно так, а не иначе. А это означает необходимость:

- выявление внутренней сущности явления, его механизма

- причин движения каждой из частей

- механизма взаимодействия этих частей между собой

- взаимодействия этого движения с частями других явлений и материальных образований.

Познаваемость явлений означает возможность вскрытия их внутренней сущности.

Главной целью Естествознания является вскрытие природы всех явлений.

 

Гносеологические аспекты естествознания. Научные законы.

(Идеальный объект и бессубъектное изображение природы)

Гносеология-познание. Анализ гносеологического аспекта естествознания обычно предпосылается утверждением о том, что естествоиспытатели не просто познают природу, не просто созерцают ее от природы же данным умом, а работают в системе идеализаций, в рамках которых определяется и осмысляется как объект, так и субъект знания. Определение таких рамок для экологизации естествознания составляет содержание гносеологического анализа.

Тот факт, что в основании естествознания лежат определенные идеализации типа материальной точки, не является открытием современной методологии и может считаться фактом, прочно установленным (в общем виде) еще во времена Декарта. Такой же прочностью обладает и представление о том, что содержание этих идеализаций определяется предварительной работой методов, методической "обработкой" природы. Если мы не знаем как устроен какой-либо объект, то мы знаем как это можно узнать. Такова сила метода. Отказываясь от представлений о фундаментальном (исчерпывающем) уровне природы, мы ведь тем самым признаем, что не только не знаем этого уровня, но и не знаем как его узнать. Тем самым возникает познавательная ситуация, в которой описание природы выступает в качестве проблемы описания ее ускользающего "что". Мир индивиден. Объектное мышление застревает на уровне описания существования, оставляя без внимания его субстанциальную связность. Экологическое сознание делает "проход" к пониманию субъектной связанности природы. Наблюдение, эксперимент, моделирование и соответствующие им методы описания, классификация, аксиоматизация и т.д.

Наука- часть духовной культуры: этика, искусство, философия. Наука описывает мир, путем формулирования законов природы- это необходимая, устойчивая связь между объектами и явления природы (их более 1000). Закон причинности- у каждого явления есть свои причины. Существует 2 уровня познания: эмпирическое- познание опытом и теоретическое- познание по средствам логики, открывает новое уже из известного.

 

Наука и культура. Критерии истинности в науке. Основные принципы научности.

Наука описывает мир, путем формулирования законов природы- это необходимая, устойчивая связь между объектами и явления природы (их более 1000). Закон причинности- у каждого явления есть свои причины. Существует 2 уровня познания: эмпирическое- познание опытом и теоретическое- познание по средствам логики, открывает новое уже из известного. Наука- часть духовной культуры: этика, искусство, философия. Культура-все, что создано человеком. Наука- предельно объективированная сфера познания. Критерий истинности- соответствие теории и эксперимента. Субъективная человеческая оценка не имеет здесь никакой роли. 3 основные принципа научности: 1. Верифицируемость (проверяемость); 2. Доказательность; 3. Фальсифицируемость (принципиальная отвергаемость любого научного утверждения); 4. Рациональность (разум).

 

Классификация наук. Теоретическое и эмпирическое знание

Существует около 15 000 наук. Науки делятся на естественные, гуманитарные и социальные.

Наука описывает мир, путем формулирования законов природы- это необходимая, устойчивая связь между объектами и явления природы (их более 1000). Закон причинности- у каждого явления есть свои причины. Существует 2 уровня познания: эмпирическое- познание опытом и теоретическое- познание по средствам логики, открывает новое уже из известного. Наука- часть духовной культуры: этика, искусство, философия. Культура-все, что создано человеком. Наука- предельно объективированная сфера познания. Критерий истинности- соответствие теории и эксперимента. Субъективная человеческая оценка не имеет здесь никакой роли. 3 основные принципа научности: 1. Верифицируемость (проверяемость); 2. Доказательность; 3. Фальсифицируемость (принципиальная отвергаемость любого научного утверждения); 4. Рациональность (разум).

 

Проблема двух культур в науке. Научная ответственность

Проблема 2-х культур в науке: - естественно-научная; - гуманитарная. Сформулировал Чарльз Сноу. Проблема культур-противостояние. Эти две ветви различаются предметом познания, методом изучения, резкльтатами открытий, подготовкой профессионалов. В результате формируются особые типы индивидуального и коллективного сознания или мировоззрения.

НТР дала большой прорыв и огромные технологические возможности (ядерное оружие). Возникли междисциплинарные области знания: экология, информатика, генетика, биотехнологии.

 

Основные научные методы

Метод — система мыслительных и практических правил и приемов, позволяющих достичь желаемого результата, которым может быть как знание о действительности, так и изменение по­ложения дел в ней. Основными методами эмпирического уровня являются наблюдение и эксперимент. Наблюдение — совокупность преднамеренных действий че­ловека, предпринимаемых с целью выявления существенных свойств и отношений объекта. Наблюдение, несмотря на относительную пассивность, всегда заранее планируется и осуществ­ляется целенаправленно в соответствии с определенной схемой. Эксперимент — это метод исследования, с помощью которо­го заранее запланированным образом производятся изменения в исследуемом объекте с целью выявления его общих и необходи­мых свойств и отношений. Эксперимент в отличие от наблюде­ния предполагает более активную роль человека, осуществляет­ся в точно заданных условиях, которые могут воспроизводиться другим исследователем с целью проверки полученных результа­тов. Эксперимент в отличие от наблюдения позволяет выявить такие свойства и отношения объекта, которые в естественных условиях остаются скрытыми. Особая форма эксперимента — это мысленный эксперимент, в котором в идеальном плане осуществляется преобразование воображаемых объектов. В результате наблюдения и эксперимента получаются дан­ные, подвергающиеся затем описанию. Описание — дополни­тельный метод эмпирического уровня. Описание должно быть по возможности точным, достоверным и полным. На основе описаний эмпирических данных осуществляется дальнейшая систематизация знания. Методами теоретического уровня научного познания являют­ся дедукция, индукция, аналогия, сравнение, моделирование. Дедукция — это метод познания, в котором вывод о частном делается исходя из общего положения. отдельных фрагментов уже устоявшегося и общепринятого знания. Индукция — такой метод познания, в котором осуществляется вывод нового общего положения исходя из совокупности ча­стных. Индукцию часто называют выводом от частного к общему. Аналогия — метод познания, позволяющий на основе сход­ства объектов по одним признакам сделать вывод об их сходстве по другим. Аналогию называют выводом от единичного к еди­ничному или от частного к частному. Близким к аналогии является метод сравнения, позволяющий установить не только сходство, но и различие предметов и явле­ний. Моделирование — это оперирование объектом, который является аналогом другого, по каким-то причинам недоступного для манипуляций. Благодаря модели­рованию можно проникнуть в недоступные свойства объекта, используя его аналог. Методы, применяемые на метатеоретическом уровне научно­го познания, имеют вид общелогических приемов: анализ и син­тез, абстрагирование, идеализация. Анализ представляет собой мысленное разложение целого до исходных составляющих, синтез — мысленное восхождение от глубинных, исходных оснований к новой целостности, объеди­нение в единое целое отдельных сторон предмета. Абстрагирование — мыслитель­ный прием отвлечения от несущественных свойств и отношений объекта или явления и сосредоточение внимания на существен­ных. Еще одним универсальным приемом познания выступает идеализация — мысленная процедура образования абстрактных объектов, не существующих в действительности.

 

Классическая термодинамика

 

Термо­динамика описывает тепловые явления в макромире. Классическая термодинамика сформулировала несколько принципов, или начал, которые вели к важным мировоззренчес­ким выводам. Первое начало термодинамики основано на пред­ставлениях о том, что термодинамическая система обладает внутренней энергией теплового движения молекул и потенци­альной энергией их взаимодействия. Согласно первому началу термодинамики количество теплоты, сообщенное телу, увеличивает его внутрен­нюю энергию и идет на совершение телом работы. Согласно второму началу термодинамики нельзя осуществить работу за счет энергии тел, находящихся в состоянии термодина­мического равновесия, энтропия замкнутой системы возрастает, а ее максимальное значение достигается в состоянии теплового равновесия. Термодинамические процессы необратимы, а предос­тавленная самой себе система стремится к состоянию теплового равновесия, в котором температуры тел выравниваются. Второе нача­ло термодинамики называют также законом возрастания энтро­пии. Распространение второго начала термодинамики на всю Все­ленную, понимаемую как закрытая система, привело к созданию теории тепловой смерти, согласно которой все процессы в мире ведут к состоянию наибольшего равновесия, т.е. хаосу Теория тепловой смерти Вселенной была разработана в середи­не XIX в. В. Томпсоном и Р. Клаузйусом, ее постулаты звучат следующим образом:

ü энергия Вселенной постоянна;

ü энтропия Вселенной, понимаемой как закрытая система, возрастает.

Смысл этих постулатов заключается в том, что со временем все виды энергии во Вселенной превратятся в тепловую, а пос­ледняя перестанет претерпевать качественные изменения и пре­образовываться в другие формы. Наступившее состояние тепло­вого равновесия будет означать смерть Вселенной. При этом общее количество энергии в мире останется тем же самым, т.е. универсальный закон сохранения энергии не будет нарушен. Теория тепловой смерти сразу же после создания была под­вергнута критике. В частности, появилась флуктуационная теория Л. Больцмана, согласно которой Вселенная выводится из состоя­ния равновесия с помощью внутренне присущих ей флуктуации. Третьей составляющей классической физики является опти­ка. На протяжении двух столетий в оптике соперничали корпус­кулярная и волновая теории, объяснявшие природу световых яв­лений на разных основаниях. В XVII в. дискуссия развернулась между И. Ньютоном, который придерживался корпускулярной теории, и нидерландским ученым X. Гюйгенсом — сторонником волновой теории. В соответствии с теорией И. Ньютона, свет есть поток материальных частиц-корпускул, наделенных неиз­менными свойствами и взаимодействующих с другими частица­ми в соответствии с законами механики. Согласно теории X. Гюйгенса свет представляет собой волну, распространение которой аналогично распространению волн на поверхности воды, и подчиняется тем же законам. На протяжении XVIII в. большинство уче­ных придерживалось корпускулярной теории И. Ньютона, не­смотря на эвристическую силу и убедительность волновой тео­рии X. Гюйгенса. Немалую роль здесь сыграл непререкаемый авторитет, которым пользовался И. Ньютон в среде научного со­общества.

 

Энтропия, закон Больцмана

Принцип Карно выражает собой весьма интересную особенность: он определяет общую тенденцию в эволюции физического мира. С течением времени в замкнутой изолированной системе энтропия должна постоянно возрастать. Функция состояния термодинамической системы, изменения которой в равновесном процессе равно отношению количества теплоты, сообщенного системе или отведенного от нее, к термодинамической температуре системы. Неравновесные процессы в изолированной системе сопровождаются ростом энтропии, они приближают систему к состоянию равновесия, в котором энтропия максимальна. Согласно флуктуационной теории Л. Больцмана, Вселенная выводится из состоя­ния равновесия с помощью внутренне присущих ей флуктуации.

 

20. Возникновение научной биологии. Дарвинизм. Генетика

 

Наука биология зародилась в XV-XVI вв., в связи с интересом к человеческой природе. Изначально существовала медицина, цветоводство, животноводство. Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей биологии. На протяжении тысяче­летий человек пользовался генетическими методами для улучшения домашних животных и возделывае­мых растений, не имея представления о механизмах, лежащих в основе этих методов. Однако лишь в начале XX в. ученые стали осозна­вать в полной мере важность законов наследствен­ности и ее механизмов. Хотя успехи микроскопии позволили установить, что наследственные призна­ки передаются из поколения в поколение через сперматозоиды и яйцеклетки, оставалось неясным, каким образом мельчайшие частицы протоплазмы могут нести в себе «задатки» того огромного мно­жества признаков, из которых слагается каждый отдельный организм. Первый действительно научный шаг вперед в изучении наследственности был сделан австрийским монахом Грегором Менделем, который в 1866 г. опубликовал статью, заложившую основы совре­менной генетики. Мендель показал, что наследст­венные задатки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде обособлен­ных единиц. С тех пор генетика достиг­ла больших успехов в объяснении природы наслед­ственности и на уровне организма, и на уровне гена. Роль генов в развитии организма огромна. Гены характеризуют все признаки будущего организма, такие, как цвет глаз и кожи, размеры, вес и многое другое. Гены являются носителями наследственной информации, на основе которой развивается организм.

Основные принципы эволюционного учения Дарвина сводятся к следующим положением:

1.Каждый вид способен к неограниченному размножению.

2.Ограниченность жизненных ресурсов препятствует реализации потенциальной возможности беспредельного размножения. Большая часть особей гибнет в борьбе за существование и не оставляет потомства.

3.Гибель или успех в борьбе за существование носят избирательный характер. Организмы одного вида отличаются друг от друга совокупностью признаков. В природе преимущественно выживают и оставляют потомство те особи, которые имеют наиболее удачное для данных условий сочетание признаков, т.е. лучше приспособлены.

Избирательное выживание и размножение наиболее приспособленных организмов Ч. Дарвин назвал естественным отбором.

4.Под действием естественного отбора, происходящего в разных условиях, группы особей одного вида из поколения в поколение накапливают различные приспособительные признаки. Группы особей приобретают настолько существенные отличия, что превращаются в новые виды.

 

21. Теория Максвелла. Кризис в физике в конце XIX в.

 

На основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется соответственно периодической системе Д. И. Менделеева. Это сопровождается нарушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это привело к кризису физики и всего естествознания в конце XIX в.

Максвелл создал единую теорию электромагнит­ного поля. Электромагнитное поле — это та часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии. Дж. Максвелл высказал предположение, что любое перемен­ное электрическое поле, возникающее между движущимися электрическими зарядами, порождает магнитное, а перемен­ное магнитное поле возбуждает электрическое. Таким обра­зом, источником электрического поля могут быть неподвиж­ные электрические заряды или изменяющиеся магнитные поля, а источником магнитного поля — движущиеся электри­ческие заряды или переменные электрические поля. Концепция Дж. Максвелла позволила сделать предположение о существовании переменного электромагнитного поля, которое распространяется в пространстве с конечной скоростью. Было установлено, что скорость распространения электромагнитного взаимодействия равна скорости света в вакууме— 300 000 км/с. Оказалось, что свет — это электромагнитные волны определенной длины. Таким образом, теория Дж. Максвелла -теоретически обосновала родство электромагнитных и оптических явлений, предположение о котором высказывалось ранее. На рубеже XIX—XX вв. в физике произошел кризис, который был связан с невозможностью объяснить новые эмпирические данные с помощью законов и принципов, сформулированных в рамках механистической парадигмы.

 

22. Нобелевские премии и Нобелевские лауреаты

 

Нобелевские премии, ежегодные международные премии, названные в честь их учредителя, шведского инженера-химика, изобретателя и промышленника Альфреда Бернхарда Нобеля. Согласно завещанию Нобеля, оставшийся после его смерти капитал составил Нобелевский фонд (первоначально свыше 31 млн. шведских крон); эти средства были помещены в акции, облигации и займы, доход от которых ежегодно делится на 5 равных частей и присуждается в форме Н. п. за работы в области физики, химии, физиологии или медицины, литературы, а также за деятельность по укреплению мира. Н. п. состоит из золотой медали с изображением А. Нобеля и соответствующей надписью, диплома и чека на установленную денежную сумму, размер которой зависит от прибылей Нобелевского фонда (как правило, от 30 до 70 тыс. долларов). Н. п. присуждаются кандидатам независимо от их расы, национальности, пола и вероисповедания за самые новейшие достижения в упомянутых областях и за более ранние работы, если их значение стало очевидным позднее. Все премии, кроме премии мира, могут присуждаться только индивидуально (т. е. отдельным лицам) и только один раз. В виде исключения Н. п. была присуждена дважды М. Склодовской-Кюри (в 1903 и в 1911), Л. Полингу (в 1954 и 1962) и Дж. Бардину (в 1956 и 1972). Как правило, посмертно Н. п. не присуждаются. Первые Н. п. были присуждены в 1901; в 1901-3 в общей сложности было присуждено 311 Н. п. Среди лауреатов Н. п. выдающиеся учёные: в области физики - В. Рентген (1901), М. Планк (1918), А. Эйнштейн (1921), Н. Бор (1922); в области химии - Э.Резерфорд (1908), Ф.Гриньяр (1912), И. Ленгмюр (1932); в области физиологии или медицины - И. П. Павлов (1904), P. Кох (1905), И. И. Мечников (1908). Среди лауреатов Н. п. по литературе: P. Роллан (1915), Б. Шоу (1925), Т. Манн (1929), И. А. Бунин (1933), Э. Хемингуэй (1954); среди лауреатов Н. п. мира: Ф. Нансен (1922), А. Швейцер (1952), М. Лютер Кинг (1964).

 

Солнечная система

 

Солнечная система представляет собой группу планет, их спутников, множество астероидов и метеоритных тел. Все пла­неты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости. Солнце представляет собой звезду среднего размера, его радиус около 700 тыс. км. Возраст Солнца оценивается примерно в 5 млрд лет. Считается, что звезды первого поколения имеют воз­раст на 8—10 млрд лет больше. В Галактике существуют также молодые звезды, которым всего от 100 тыс. до 100 млн лет. Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоро­стью около 220 км/с. Солнце овершает один оборот вокруг центра Галактики за 250 млн лет. Этот период называют галак­тическим годом. Источником солнечной энергии являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий, которые происходят в недрах. В Солнечной системе насчитывают девять планет, которые расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Между Марсом и Юпитером находится кольцо астерои­дов, которые также движутся вокруг Солнца. Размеры планет значительно меньше Солнца. Все пла­неты Солнечной системы, а также их спутники светят отражен­ным светом Солнца, именно поэтому они могут наблюдаться в телескопы. Считается, что все планеты Солнечной системы возникли почти одновременно примерно 4,6 млрд лет назад. Исчерпывающей и во всех смыслах удовлетворительной теории образования Солнечной системы пока не создано, во всех моделях существуют неясности и проти­воречия, которые требуют разрешения. Все планеты Солнечной системы можно разделить на две группы: планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) и планеты земного типа (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Плу­тон). Поверхность планет формируется под действием двух типов факторов: эндогенных и экзогенных. Эн­догенные факторы — это процессы в ядре планеты, которые ме­няют ее внешний облик: перемещения участков коры, вулкани­ческие извержения, горообразование и т.п. Экзогенные факторы связаны с внешними воздействиями: химические реакции при соприкосновении с атмосферой, изменения под действием ветра и осадков, падение метеоритов. К особым космическим объектам относятся кометы. Кометы представляют собой небольшие тела диаметром от 5 до 10 км, со­стоящие из водяного льда с вкраплениями льдов летучих соеди­нений. Согласно современным данным, кометы являются побоч­ным продуктом формирования планет-гигантов. Основная масса кометы сосредоточена в ее ядре. Под воздействием космического излучения из ядра кометы выделяются газы, образующие голову и хвост кометы, который может достигать несколько миллионов километров в длину. Кометы живут сравнительно недолго: от не­скольких столетий до нескольких тысячелетий.

 

Звезды, их эволюция

 

Звезды находятся в плазменном состоянии. Они разогреты до миллионов градусов. Внутри звезд происходит термоядерная реакция. Зыезды-это фабрики элементов. В звездах действует гравитация и термоядерная реакции. Пока эти процессы уравновешены-звезда живет. Звезды содержат 99% всей вселенной, их количество – 10в 22 степени. Температура звезд достигает миллиарда градусов. Яркость некоторых звезд достигает миллиона солнц. Плотность некоторых звезд достигает 100 млн. тонн на см3. Ближайшая после солнца звезд-Альфа-центавра, до нее 3 световых года. Звезды образуются из космического вещества в ре­зультате его конденсации под действием гравитационных, маг­нитных и других сил. Под влиянием сил всемирного тяготения из газового облака образуется плотный шар — протозвезда. Преобразование протозвезды в звезду растягивается на миллионы лет, что сравнительно немного по космическим мер­кам. Молодые звезды (около 100 тыс. лет) существуют за счет энергии гравитационного сжатия, которая разогревает цент­ральную область звезды до температуры порядка 10-15 млн С и «запускает» термоядерную реакцию преобразования водоро­да в гелий. Именно термоядерная энергия является источником собственного свечения звезд. В результате преобразования водо­рода в гелий в центральной зоне образуется гелиевое ядро. Кро­ме этого в процессе ядерных реакций возникают и другие хими­ческие элементы. На той стадии, когда ядерные реакции уже не могут поддерживать устойчивость звезды, ее гелиевое ядро на­чинает сжиматься. При этом внутренняя температура звезды увеличивается, а периферийная зона, или внешняя оболочка, сначала расширяется, а затем выбрасывается в космическое пространство. Звезда превращается в красный ги­гант. В процессе дальнейшего охлаждения, если звезда имела не­большую массу, она ревращается в белого карлика — стационарный космический объект с очень высокой плотностью. Белые карлики представляют собой зак­лючительный этап эволюции большинства звезд, в которых весь водород «выгорает», а ядерные реакции прекращаются. Свече­ние белого карлика происходит за счет его остывания. Тепловая энергия белого карлика продолжает иссякать, вследствие чего звезда меняет свой цвет сначала на желтый, а затем на красный. Постепенно она превращается в небольшое холодное темное тело, становится черным карликом. Если какие-то причины останавливают гравитационное сжатие, то происходит взрыв старой звезды, который сопровождается выбросом огром­ного количества вещества и энергии. Такой взрыв называют вспышкой сверхновой. Часть массы взорвавшейся сверхновой может продолжить существование в виде черной дыры. Черная дыра — область пространства, в кото­рой сосредоточены огромные массы вещества, вызывающие сильное поле тяготения. Часть массы взорвавшейся сверхновой звезды может продол­жить существование в виде нейтронной звезды, или пульсара.

 

Метагалактика и Вселенная

 

Метагалактика — это доступная наблюдениям часть Все­ленной. Метагалактика представляет собой упорядо­ченную систему галактик. Мета­галактика постоянно расширяется, т.е. наша Вселенная нестационарна. Метагалактика имеет сетчатую (ячеистую) структуру, т.е. галактики распределены в ней не равномерно, а вдоль опре­деленных линий — как бы по границам ячеек сетки. Такое строе­ние свидетельствует, что в небольших объемах Метагалактика неоднородна. Гипотеза «множественно­сти вселенных» допускает существование множества миров, образовавшихся в результате Большого Взрыва. Эти вселенные различаются своими физическими свойствами, типом организа­ции, нестационарности и т.п., и в силу этого мы не можем их наблюдать. Тем не менее предполагается, что разные вселенные связаны друг с другом неизвестным пока способом. Есть гипотеза, что Метага­лактика не есть вся Вселенная, а лишь ее часть. Если это «эмпирически» подтвердится, то «масштаб» человека и цен­ность его существования могут подвергнуться новой радикаль­ной переоценке, что, возможно, скажется через опосредствую­щие институты (средства коммуникации, культура и т.д.) на всем мировоззрении точно так же, как в свое время сказался поворот Коперника, послед­ствия которого едва ли вообще поддаются полному объясне­нию.

 

Строение атома


Резерфорд предложил следующую схему строения атома. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам вращаются электроны. Возникающая при их вращении центробежная сила уравновешивается притяжением между ядром и электронами, вследствии этого остаются на определенных расстояниях от ядра. Как масса электрона ничтожна мала, то почти вся масса сосредоточена в его ядре.

 

Понятие кванта. Формула Планка

 

В 1900 г. немецкий физик М. Планк своими исследования­ми продемонстрировал, что излучение энергии происходит дискретно, определенными порциями — квантами, энергия ко­торых зависит от частоты световой волны. Теория М. Планка не нуждалась в концепции эфира и преодолевала противоречия и трудности электродинамики Дж. Максвелла (2.3). Эксперимен­ты М. Планка привели к признанию двойственного характера света, который обладает одновременно корпускулярными и вол­новыми свойствами. Понятно, что такой вывод был несовмес­тим с представлениями классической физики. Теория М. Планка положила начало новой квантовой физики, которая описывает процессы, протекающие в микромире.

При переходе электрона из одного состояния в другое, испускается фотон, частота которого определяется формулой v=E1-Ek/h

Теория кварков. Планковская длина. Суперструны

 

Кварки — это гипотетические материальные объекты, их экспериментальное наблюдение пока невозможно, однако теоре­тические положения кварковой гипотезы оказались плодотворны­ми, а теория в целом эвристичной. Квар­ки представляют собой истинно элементарные частицы и поэто­му бесструктурны. Главная особенность кварков — дробный заряд. Кварки различаются спином, ароматом и цветом. Аромат кварка-это его особая физичес­кая характеристика. Для того чтобы учесть все известные адро­ны, необходимо было предположить существование шести ви­дов кварков, различающихся ароматом: u (up — верхний), d (down — нижний), s (strange — странный), c (charm — очарова­ние), b (beauty — прелесть) и t(top — верхний). Существует ус­тойчивое мнение, что кварков не должно быть больше. Считается, что каждый кварк имеет один из трех возмож­ных цветов, которые выбраны произвольно: красный, зеленый, синий. Цвет кварка, как и аромат, — условное название для определенной физической характеристики. Каждому кварку соответствует антикварк с противополож­ным цветом (антикрасный, антизеленый и антисиний). Кварки соединяются тройками, образуя барионы (нейтрон, протон), или парами, образуя мезоны. Антикварки, соединясь тройками, со­ответственно, образуют антибарионы. Мезон состоит из кварка и антикварка. Суммарный цвет объединившихся кварков или ан­тикварков, независимо от того, объединены три кварка (барионы), три антикварка (антибарионы) или кварк и антикварк (ме­зоны), должен быть белым или бесцветным. Белый цвет дает сумма красного, зеленого, синего или красного — антикрасного, синего — антисинего и т.п. Кварки объединяются между собой благодаря сильному взаи­модействию. Переносчиками сильного взаимодействия выступа­ют глюоны, которые как бы «склеивают» кварки между собой. Глюоны также имеют цвета, но в отличие от кварков их цвета смешанные, например красный — антисиний и т.п., т.е. глюон состоит из цвета и антицвета. Испускание или поглощение глюона меняет цвет кварка, но сохраняет аромат. Известно восемь типов глюонов.

 

Всеобщий релятивизм

Понятие о взаимосвязи и размерности физических величин. Все явления в мире взаимосвязаны и подчиняются общим физическим законам. Чтобы сопоставлять физические величины друг с другом нужно каждую физическую величину представить через общие для всех исходные физические величины принимаемые за первичные. Однако эти первичные величины могут быть выбраны произвольно и тогда при расчетах возникнут дополнительные трудности. Чтобы их избежать нужно определить физические категории , которые являются неизменными при преобразованиях материи относительно которых будут оцениваться все остальные физические величины и параметры. Если речь идет о всеобщих закономерностях материи во Вселенной, то должны быть определены всеобщие физические инварианты, которые не изменяются ни при каких преобразованиях форм материи и ни при каких физических процессах. Общими физическими инвариантами могут быть только такие категории, которые являются всеобщими для всех без исключения физических явлений. Такими категориями являются движение и три его неразрывных составляющих - материя, пространство и время. Размерность физической величины - это выражение, показывающее связь данной физической величины с физическими величинами, положенными в основу системы единиц. Размерность записывается в виде произведения символов соответствующих основных величин, возведенных в определенные степени, которые называются показателями размерности. Величины, в которые все основные величины входят в степени 0, называются безразмерными. Во всех остальных случаях размерность конкретной физической величины.

 

Понятие системы

 

Биологические системы — это целостные открытые системы, постоянно обменивающиеся с окружающей средой веществом, энергией и информацией и способные к самоор­ганизации. Живые системы активно реагируют на изменения окружающей среды, приспосабливаясь к новым условиям. Био­логические системы способны к самовоспроизводству, а следо­вательно, к сохранению и передаче генетической информации последующим поколениям. Отдельные качества живого могут быть присущи и неорганическим системам, однако ни одна не­органическая система не обладает всей совокупностью перечис­ленных выше свойств.

 

Типы систем

 

Часто выделяют три типа систем: дискретный (корпускулярный), жесткий и централизованный. Первые два типа являются крайними, или предельными. Системы, относящиеся к «дискретному» типу, состоят в основном из подобных элементов, не связанных между собой непосредственно, а объединенных только общим отношением к окружающей среде. Жесткий тип систем можно рассматривать как противоположный дискретному. Часто эти системы отличаются повышенной организованностью по сравнению с простой суммой их частей и тем, что обладают совершенно новыми свойствами. Разрушение одного отдельного органа губит всю систему. Централизованный тип систем содержит одно основное звено, которое организационно, но не обязательно геометрически, находится в центре системы и связывает все остальные звенья или даже управляет ими.

 

Науки о сложных системах

 

СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ состоят из большого числа переменных и большого количества связей между ними. Чем оно больше, тем труднее исследование объекта, выведение закономерностей его функционирования. Трудность изучения таких систем объясняется еще и тем обстоятельством, что чем сложнее система, тем больше у нее так называемых ЭМЕРДЖЕНТНЫХ СВОЙСТВ, т.е. свойств, которых нет у ее частей и которые являются следствием эффекта целостности системы. Подобные сложные системы изучает, например, метеорология— наука о климатических процессах. Именно потому, что метеорология изучает сложные системы, процессы образования погоды гораздо менее известны, чем гравитационные процессы, что, на первый взгляд, кажется парадоксом. Действительно, чем можно точно определить, в какой точке будет находиться Земля или какое-либо другое небесное тело через миллионы ле









Читайте также:

  1. D. Правоспособность иностранцев. - Ограничения в отношении землевладения. - Двоякий смысл своего и чужого в немецкой терминологии. - Приобретение прав гражданства русскими подданными в Финляндии
  2. I. Наименование создаваемого общества с ограниченной ответственностью и его последующая защита
  3. I. Основные решения по рекламе
  4. I. Ультразвук. Его виды. Источники ультразвука.
  5. I. Характер отбора, лежавшего в основе дивергенции
  6. I.2. Структура педагогической науки и её основные отрасли
  7. II Основные общие и обзорные представления, понятия, положения психологии
  8. II. Вычленение первого и последнего звука из слова
  9. II. Однородные члены предложения могут отделяться от обобщающего слова знаком тире (вместо обычного в таком случае двоеточия), если они выполняют функцию приложения со значением уточнения.
  10. II. ПОЛИТИЧЕСКАЯ МЫСЛЬ ДРЕВНЕГО ЕГИПТА (по источнику «ПОУЧЕНИЕ ГЕРАКЛЕОПОЛЬСКОГО ЦАРЯ СВОЕМУ СЫНУ МЕРИКАРА»
  11. II. ЭКЗАМЕН ПО ОБЩЕСТВОЗНАНИЮ: ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОВЕРКИ
  12. II.1. Общая характеристика отклоняющегося поведения несовершеннолетних.


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 76;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная