9 Билет

История естествознания. Атомистика древних греков. Особенности античного научного знания, концепция геоцентризма. Естество-природа.(науки: физика, химия, биология, астрономия, геология, география и т.д.) В период позднего средневековья(XIV—XV века) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественнонаучной картины мира и складываются предпосылки для создания нового естествознания, новой физики, новой астрономии, возникновения научной биологии. Такой пересмотр базируется, с одной стороны, на усилении критического отношения к аристотелизму а с другой стороны, на трудностях в разрешении тех противоречий, с которыми столкнулась схоластика в логической, рациональной интерпретации основных религиозных положений и догматов. Атомистика древних греков по самому духу своему была материалистична и атеистична. Она отрицала власть богов над миром, признавала вечными материю и движение.

Об объёме научного знания античности косвенно свидетельствует тот факт, что александрийская библиотека в III-II вв. до Р.Х., эпохи расцвета античной науки, насчитывала около полумиллиона свитков. Некоторые( крупнейшие достижения, теория государства Платона и Аристотеля , статика и гидростатика Архимеда, теория конических сечений Аполлония, теория архитектуры Марка Витрувия и т.д.) Античная наука в общем и целом имеет теоретически-созерцательный характер. Она опирается и на обыденный жизненный опыт, и на специальные систематические, внимательные, тонкие наблюдения и на обширный ремесленный опыт, но предпочтение отдаёт логике, рассуждению, легко воспаряя от отдельных фактов опыта к самым общим философским обобщениям. Идея «эксперимента» и тем более систематического экспериментирования как основы науки в античности отсутствует. Указывая на причину подобного разделения науки и практики, нередко указывают на то, что в это время физическая, материальная, производственная деятельность во многом была уделом рабов, а потому для свободных людей, учёных – делом низким, презренным. Геоцентрическая система мира — представление об устройстве мироздания, согласно которому центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды(основой античной и средневековой астрономии и космологии)

10 Билет

Начала термодинамики и понятие энтропии.

Термодинамика сначала исследовала тепловые явления, а после установления закона сохранения и превращения энергии стала изучать также превращения энергии во всех ее формах. Термодинамика основана на трех-четырех утверждениях, которые включили в себя огромный опыт человечества по превращению энергии и называются началами термодинамики. Исторически первым установлено второе начало, потом — первое и третье, а последним — нулевое. Нулевое начало термодинамики уточняет понятие температура. Тепловое равновесие существует, если система А приведена в тепловой контакт с системой В, но потоки энергии отсутствуют. Количественно введено понятие температуры: если системы А и В имеют одинаковую температуру, то системы находятся в тепловом равновесии друг с другом. Первое начало термодинамики — это закон сохранения и превращения энергии в изолированной системе. Энергия утвердилась как основная сохраняющаяся величина. Теплота и работа определяют способы передачи энергии. Второе начало термодинамики устанавливает направленность всех процессов в изолированных системах. Кельвин и Клаузиус отделили это начало — хотя полное количество энергии сохраняется в любом процессе, распределение энергии изменяется необратимо. Второе начало называют принципом энтропии. Теплота переходит самопроизвольно только от более нагретых тел к менее нагретым. При этом для направления, в котором происходит изменение распределения энергии, оказывается не важно само количество энергии. Это начало проявилось при преобразовании теплоты в полезную работу, оно сыграло важнейшую роль в преобразовании энергии, запасенной в топливе, в движущую силу. Ограничения, устанавливаемые вторым началом термодинамики, показали, что трудно выделить упорядоченное движение из неупорядоченного. В формулировке Кельвина второе начало таково: «Невозможен процесс, единственный результат которого состоял бы в поглощении теплоты от нагревателя и полного преобразования этой теплоты в работу».

Третье начало термодинамики определяет свойства веществ при очень низких температурах, утверждая, что нельзя охладить тела до температуры абсолютного нуля за конечное число процессов. Оно предполагает атомное строение вещества, тогда как остальные являются обобщением опытных данных и не содержат сведений о какой-либо структуре вещества.

Достоинство термодинамики в том, что она позволяет рассмотреть общие свойства систем при равновесии и общие закономерности установления равновесия, получить многие сведения о веществе, не зная в полной мере его внутреннюю структуру. Ее законы применимы к любому веществу, к любым системам, включающим электрические и магнитные поля и излучение, поэтому они вошли в физику газовых и конденсированных сред, химию и технику, необходимы в геофизике и физике Вселенной, используются в биологии и управлении процессами. В начале XX в. американский ученый Гиббс разработал метод термодинамических потенциалов, в котором состояние системы характеризуется той или иной функцией: внутренней энергией, энтальпией, свободной энергией или потенциалом Гиббса. Термодинамика строилась как классическая динамическая теория, так как все устанавливаемые ею связи носили однозначный характер и все описываемые ею явления объяснялись как абсолютно необходимые. Как и в механике, случайность не входит в теорию. Энтропия — мера беспорядка в системах, как и сами понятия порядка и беспорядка, приобретает фундаментальное значение. Более глубокое толкование и понимание смысла энтропии и начал термодинамики было дано с позиций статистической физики. Если каждое макроскопическое состояние газа может быть получено с определенной вероятностью, то вероятность может быть вычислена через вероятности микросостояний.

11 билет.

Естествознание в эпоху Возрождения. Борьба за гелиоцентрическую систему мира. физика средневековья достижения науки средневекового востока европейская средневековая наука

Естествознание эпохи Возрождения:

В эпоху Возрождения человек ощутил себя ничем не ограниченным – ни природой, которая была божественным началом у греков, ни Богом христианской религии, отменившим божественность природы. Человек становится равным Творцу.

Искусственное и естественное – это результаты творчества. Поэтому возрастает познавательная роль эксперимента, в котором инженер и художник подражают самому Творцу.

Леонардо да Винчи (1452–1519) называл опыт единственным источником познания.

Познание должно строиться следующим образом.

1. Познание идет от частных опытов к научному обобщению.

2. Чтобы избежать погрешности эксперимента, необходимо провести его несколько раз.

3. Опыт является не только источником, но и критерием познания.

4. Необходимо математическое обоснование всякого опытного исследования.

Николай Кребс( Кузанский):

1.Единое и бесконечное – одно и то же

2.У максимума нет никакой противоположности, так как минимум с ним совпадает. Противоположности существуют только по отношению к конечным вещам, а максимум бесконечен и потому для него нет противоположного.

3.Вселенная конечна, Богу же приписывается атрибут бесконечности.

4. Земля, как и любое другое небесное тело, не находится в центре мира. Она не неподвижна, а движется, как и остальные светила.

Коперник выдвигает постулаты (некоторые из них):

1. Не существует одного центра для всех небесных орбит или сфер.

2. Центр Земли не является центром мира.

3. Все сферы движутся вокруг Солнца.

Согласно гелиоцентрической системе мира, Земля, вращающаяся вокруг своей оси, является одной из планет, обращающихся вокруг Солнца. Отдельные высказывания в пользу этой системы имелись у Самосского,Казанского и др., но творцом этой теории является Коперник, он ее разработал и математически обосновал. В дальнейшем система Коперника была уточнена: Солнце находится в центре не всей вселенной, а лишь солнечной системы.

Это был величайший переворот в понятиях, имевший колоссальное влияние на всё дальнейшее развитие наук. Огромную революционную роль, учение Коперника сыграло не только в астрономии, но и в мировоззрении людей вообще, ведь открытие Коперника нанесло прямой удар учению о неподвижности Земли и поставило под сомнение все остальные церковные утверждения.

Идеи Средневековья:

Важным источником новых физических идей стало «отрицательное богословие

Выработка качественно новых образов и представлений к таким представлениям и образам можно отнести следующие:

1. допущение существования пустоты, но пока не абстрактной, а лишь как нематериальной пространственности

2.изменение отношения к проблеме бесконечности природы. Бесконечность природы все чаще рассматривается как позитивное, допустимое и очень

3. возникает и представление о бесконечном прямолинейном движении как следствие образа бесконечного пространства.

4. возникновение идеи о возможности существования бесконечно большого тела. Образ пространственной бесконечности постепенно перерастает в образ вещественно-телесной бесконечности.

5.допущение существования среди движений небесных тел не только идеальных

Восток VII–X веков оставил последующим поколениям огромное наследие. В XII-XIII веках, благодаря распространению в Европе бумаги, принесенной арабами, основные работы арабских математиков, оптиков, медиков, музыковедов были переведены на латынь и стали основой европейской пауки и техники средневековья.

Изобретены механические часы, компас, порох, бумага, перенесенными в Европу арабами.