- •Краткий курс лекций по “Концепциям современного естествознания” для очного отделения
- •Тема 1. Естествознание как отрасль научного познания.
- •Тема 2. Методы научного познания
- •2.1 Понятие метода. Классификация методов.
- •2.2 Общенаучные методы эмпирического познания
- •2.2.1 Наблюдение
- •2.2.2 Эксперимент
- •2.2.3 Измерение
- •2.3 Общенаучные методы теоретического познания
- •2.3.1 Абстрагирование.
- •2.3.2 Идеализация.
- •2.3.3 Формализация. Язык науки
- •2.3.4 Индукция и дедукция
- •2.4 Общенаучные методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания
- •2.4.1 Анализ и синтез
- •2.4.2 Аналогия и моделирование
- •Тема 3. История естествознания
- •Античный период развития естествознания
- •Древнегреческий этап (6 в. До н.Э. – 4 в. До н.Э.)
- •Эллинистически – римский период (4 в. До н.Э. – 5 в. Н.Э.)
- •3.2 Естествознание в эпоху Средневековье
- •3.2.1 Достижения средневековой арабской культуры (5-12вв.)
- •3.2.2 Средневековая Европа (12-13вв.)
- •3.3 Естествознание эпохи Возрождения (14-16вв.)
- •3.3.2 Дж. Бруно.
- •3.4 Научная революция 17 века. Возникновение классической механики.
- •3.4.1 И. Кеплер.
- •3.4.2 Г. Галилей.
- •3.4.3 И. Ньютон
- •3.5. Естествознание 18-19 веков
- •3.5.1 Теплородная и кинетическая теории теплоты
- •3.5.2 Развитие учения об электричестве и магнетизме в XVII - IX в.
- •3.5.3 Теории света
- •3.5.4 Открытие закона сохранения и превращения энергии
- •3.5.5 Первое и второе начала термодинамики
- •3.5.6 Статистическая физика
- •3.5.7 Развитие представлений о пространстве и времени
- •3.5.8 Великие открытия конца XIX начала XX века, которые привели к новой научной революции.
- •Тема 4. Современная физическая картина мира. Научная революция в физике начала XX в.: возникновение релятивистской и квантовой физики.
- •4.1 Фундаментальные противоречия в основаниях классической механики
- •4.2. Создание а. Эйнштейном специальной теории относительности
- •4.3. Создание и развитие общей теории относительности
- •4.4. Возникновение и развитие квантовой физики
- •4.5 Создание нерелятивистской квантовой механики
- •4.6. Фундаментальные физические взаимодействия
- •4.6.1 Гравитация
- •4.6.2 Электромагнетизм
- •4.6.3 Слабое взаимодействие
- •4.6.4 Сильное взаимодействие
- •4.7. Классификация элементарных частиц
- •4.7.1 Характеристики субатомных частиц
- •4.7.2 Лептоны
- •4.7.3 Адроны
- •4.7.4 Частицы - переносчики взаимодействий
- •Тема 5. Современная биологическая картина мира.
- •Теория эволюции Ламарка.
- •Катастрофизм.
- •5.3 Дарвинизм
- •5.4 Синтетическая теория эволюции.
- •5.5 Глобальный эволюционизм
- •5.6. Теории возникновения жизни
- •5.7. Антропосоциогенез.
- •5.7.1 Биологическая эволюция человека.
- •5.7.2 Социальная эволюция человека.
- •5.8 Биосфера по Вернадскому.
- •Тема 6. Астрономическая картина мира.
- •6.2 Солнечная система.
- •6.3 Звезды, их эволюция.
- •6.4 Эволюция Вселенной.
- •Тема 7. Научные революции.
- •Тема 8. Основные концепции экологии
- •Экология, объект изучения.
- •Компоненты экосистемы.
- •8.3 Потоки энергии в экосистеме.
- •8.4 Круговорот веществ в экосистеме.
- •8.5. Экологическая ниша.
- •8.6 Динамика популяций
3.4.2 Г. Галилей.
В формировании классической механики велика заслуга Галилея:
• он разграничил понятия равномерного и неравномерно ускоренного движения;
• сформулировал понятие ускорения;
• показал, что результатом действия силы на движущееся тело является не скорость, а ускорение;
• вывел формулу, связывающую ускорение, путь и время: S= 1/2 аt2;
• сформулировал принцип инерции («всякое тело находится в состоянии покоя, либо равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока на тело не действует какая-либо сила»);
• выработал понятие инерциальной системы;
• сформулировал принцип относительности движения (все системы, которые движутся прямолинейно и равномерно друг относительно друга равноправны между собой в отношении описания механических процессов);
• открыл закон независимости действия сил (принцип суперпозиции).
3.4.3 И. Ньютон
В систематической форме изложение классической механики было дано Ньютоном в книге «Математические начала натуральной философии», которая вышла в свет в 1687 г.
Ньютон сформулировал три основных закона движения, которые легли в основу механики, как науки.
Первый закон – это принцип инерции, сформулированный ещё Галилеем: всякое тело находится в состоянии покоя, либо равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока на тело не действует какая-либо сила.
Второй закон – приобретаемое телом под действием какой-то силы ускорение прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально массе тела.
Третий закон – закон равенства действия и противодействия: действие двух тел друг на друга всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны.
Данная система законов движения была дополнена открытым Ньютоном законом всемирного тяготения – все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в которой они находятся, испытывают взаимное притяжение, прямо пропорциональное их массам и обратно пропорциональное квадрату расстояний между ними.
Формирование основ классической механики — величайшее достижение естествознания XVII в. Классическая механика была первой фундаментальной естественно-научной теорией. В течение трёх столетий (с XVII в. по начало XX в.) она выступала единственным теоретическим основанием физического познания, а также ядром второй естественно-научной картины мира — механистической. Ньютон отбросил всё лишнее, размеры тел, их внутреннее строение, идущие в них процессы. Оставил только массы и расстояния между центрами этих масс, связанные несложной формулой. Ньютон абстрагируется, но он оставляет самое существенное и создаёт единую картину мира.
3.5. Естествознание 18-19 веков
3.5.1 Теплородная и кинетическая теории теплоты
Теплота по теплородной теории – особого рода “невесомая жидкость”, способная перетекать из одного тела к другому. Чем больше теплорода в теле, тем выше температура тела. Теплород — «некая жидкость, крайне мелкие частицы которой наделены силой взаимного отталкивания. В этом случае большее или меньшее скопление этой жидкости в телах определяет их состояние».
Кинетическая теория теплоты связывает сущность тепловых явлений с движением атомов, из которых состоят тела. Кинетической теории теплоты придерживались многие ученые. Среди них—Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт, Даниил Бернулли, М Ломоносов, Л.Эйлер. Однако господствующей на протяжении столетий являлась теплородная теория.