КСЕ лекция 2.03.2011
Научные знания в эпоху возрождения
Происходит мировоззренческая революция, изменяется отношение человека к миру, природе и познанию. Возникает гносеологический плюрализм. Каждая личность имеет право на свою точку зрения. На первый план выдвигаются связи человека с природой. Связь человека и Бога остается. Главными ценностями становится природа и сам человек.
Николай Коперник.
В начале XVI века, по мнению Томаса Куна. Происходит научная революция. Она связана с астрономией и именем Николая Коперника, который создает гелиоцентрическую теорию. Она повлияла на физику, космологию, философию, религиозные представления.
В центре мира находится Солнце. Вокруг него движутся планеты. На огромном расстоянии от планетарной системы находится сфера неподвижных звезд. Определяет расстояние от планет до Солнца и мерит это расстояние астрономической единицей (а.е.). При этом Коперник разделяет многие представления старой аристотелевской космологии. Вселенную он представляет замкнутой, само движение планет происходит по основным и дополнительным орбитам. Основное достижение Коперника – представил движение планет как единую систему.
Область биологии.
Эпоха возрождения считается временем зарождения научной биологии. XV-XVI веках появляются аптекарские сады. Ведется описательная накопительная работа которая приводит к следующим последствиям:
Осознается многообразие растительных и животных форм, и это приводит к их систематизации. Ван Ливенгуг открывает микроскоп и мир микроорганизмов, и микроскоп начинает применяться для изучения анатомии животных. Расширяются сведения об анатомических и морфологических характеристиках организма. Были открыты клеточные и тканевые уровни. Устанавливается пол у растений. Садовод Ферчайлд создает первый искусственный гибрид. Он скрещивает гвоздики двух видов. Возникают первые теоретические концепции, которые касаются природы, индивидуального развития организма. Этих концепций две: преформизм и эпигенез. Преформисты исходят из того, что в зародышевой клетке содержатся все структуры взрослого организма. Поэтому развитие организма сводится только к количественному росту. Представители эпигенеза отрицают предопределенность развития организма. Развитие структур и функций организма определяется воздействием на него внешних факторов.
Развитие науки XVII века
Формируется первая механическая картина мира, то есть возникает представление, что природные явления полностью подчиняются механическим закономерностям. Согласно этой картине мира, Бог устраняется из мира, мир представляет собой часовой механизм, в котором взаимодействие между частями осуществляется на основе причинно-следственных связей. Математика становится средством формулирования и объяснения законов природы. В самой математической науке происходит изменение, и от изучения постоянных величин математика переходит к изучению причин переменных. В трудах Рене Декарта заладываются основания аналитической геометрии. Алгебраические закономерности иллюстрируются геометрически
Декартов лист
Начинают изучаться функции, и это приводит к появлению основных понятий математического анализа.
1 Идея – бесконечности, 2 идея – предела, идея производной и идея интеграла. Первые работы по теории вероятности.
Теорией вероятности занимается Бернулли. Формулирует законы больших чисел, согласно которым совместные действия случайных факторов приводят к результату, который почти не зависит от случая.
В XVII веке Декарт и Галилей реформируют природу научной деятельности. Они пересматривают понятия, которыми должна оперировать наука.
Рене Декарт.
Наиболее глубокими свойствами материи являются форма протяженности в пространстве и движение в пространстве и во времени. Декарт выделяет четыре правила, которые гарантируют получение точного знания. Признавал два факта мышления: дедукция и интуиция. Окружающий мир состоит из движущейся материи. Реальный мир – это совокупность поддающих описанию движений тел в пространстве и явлении. Вся вселенная – это огромная органичная машина, которая построена на основе математических принципов. Следствие не может предвосхищать причину.
Галилео Галилей.
Цель научных исследований Галилео Галилея – это получить количественное описание явлений. Галилей сформулировал понятие ускорения (9,8 м/с2). Сформулировал принцип инерции. Сформулировал принцип относительности. Тело изменяет скорость в том случае, если на него действует сила, то есть тела обладают способностью сопротивляться изменению скорости. Способность сопротивляться изменению скорости будет изменяться инерциальной массой.
Исаак Ньютон
Величайшей заслугой Ньютона является открытие и описание единых законов природы, управляющих движениями тел на небе и на Земле. Закон всемирного тяготения. Проводя опыты, Ньютон делает вывод, что все тела притягиваются друг к другу по одном и тому же закону. F=g*(M xin : R2)
R-расстояние между большим и малым телом, g – основной коэффициент. Чтобы подвести прочную основу под свое исследование, Ньютон формулирует в своей работе три закона движения.
Семинар 9.03.2011
Бытие |
Небытие |
Разум |
Чувства |
Форма |
Материя |
|
|
|
|
|
|
КСЕ Лекция 11.03.2011
1 закон Ньютона
Всякое тело продолжает оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока действующая на него сила не принуждает его изменить это состояние.
2 закон. Любая сила, действующая на тело, сообщает ему ускорение.
3 закон. Каждому действию есть равное ему противодействие.
Естествознание XVIII- 1 половины XIX века.
В этот период происходит становление основных отраслей классической физики.
XVIII – развивает положение Ньютона, но его последователи упрощают физическую картину мира. Утверждается представление о существовании бесконечного, пустого, межпланетного и межзвездного пространства. Начинает утверждаться принцип дальнодействия (принцип передачи действия тяготения через пустоту мгновенно, то есть с бесконечной скоростью).
В XVIII веке развивается теория теплорода. Различные явления, такие как тяготение, магнетизм, теплота, физики начинают предписывать не частицам вещества, а якобы находящимся в материальных телах «тонким жидкостям».
Тело нагревается не под воздействием. Таким образом, этими «тонкими жидкостями» объясняют природу теплоты, и нагревание тела связывают с присутствием в нем теплорода. Теплород – невесомая жидкость без цвета и запаха. Физики полагали, что теплота переходит из одного тела другому подобно жидкости. Считалось, что теплота может перетекать из одного тела к другому. Первые сомнения в теории теплорода возникли, когда начали делать опыты со сверлением пушечного ядра. Сомнения выдвинуты Румфордом. Он обратил внимание на выделение теплоты при сверлении пушечных стволов. Именно он сделал вывод, что из ограниченного количества материи можно получить неограниченное количество теплоты.
Начинается развитие теории электричества.
В начале XVIII века Грей открывает явление электрической проводимости. Электричество способно передаваться некоторыми телами, и все тела делятся на проводники и непроводники.
Дюфе открывает существование отрицательного и положительного электричества.
Б.Франклин говорил о том, что у молнии электрическая природа.
А.Вольта изобретает источник постоянного тока. Этот источник называется Вольтов стол.
Кулон в 80-х годах XVIII века занимался измерением величины силы, действующей между электрическими зарядами.
В 1 половине XIX века возникает неэвклидова геометрия.
Геометрия Лобачевского отличается от геометрии Эвклида аксиомой о параллельных прямых. В геометрии Лобачевского допускается существование двух прямых, проходящих через точку, не лежащую на прямой, и затем доказывается, что таких прямых может быть бесконечное множество.
Риман доказывает, что две прямые, лежащие в одной плоскости, пересекаются. Пространство имеет постоянную продолжительную кривизну, это внешняя сторона сферы. У Лобачевского – пространство имеет постоянную отрицательную кривизну, это внутренняя сторона сферы.
Лобачевский считал, что свойства пространства опрделяются свойствами материи и ее движением, и возможно, что некоторые силы в природе следуют одной геометрии, некоторые – другой.
К XIX веку выделяются следующие методологические установки классической физики.
Физический мир существует объективно
Лапласовский детерминизм (все элементы физического мира связаны друг с другом причинно-следственными связями).
Материальный мир познаваем на основе имеющихся познавательных средств, ими можно объяснить и описать все исследуемые физические явления.
Основа познания физического мира – эксперимент.
В процессе исследования физический объект остается неизменным.
Возможно неограниченное разложение физических объектов на множество независимых вещей и элементов.
В физике возможно получение абсолютно объективного знания.
Данные о состоянии физических явлений выражаются через величины имеющих количественную меру.
Физический мир качественно неизменен, движение его элементов сводится к механическому перемещению частиц материи.
Теоретическое описание мира осуществляется с помощью понятий, теорий, картины мира.
В XVIII веке астрономия начинает изучать звезды и галактики. Начало было положено изучением межзвездных расстояний. Гюйгенс доказывает, что свет от Сириуса до Земли идет несколько лет. Галлей доказывает, что свет от Сириуса до Земли идет 8 лет. Галлей открывает собственное движение звезд. В XVIII веке увеличиваются возможности телескопов, открываются туманности. Впоследствии оказывается, что наиболее крупные туманности – это галактики. Большое влияние на астрономию того времени оказывает Гершель. Открывает планету Уран, спутники Урана и Сатурна, кольца Сатурна, движение всей солнечной системы в пространстве в направлении к созвездию Геркулеса. Устанавливает существование двойных и кратных звезд. Основное достижение – исследование туманностей. Он открывает 2500 новых туманностей. Пытается измерить галактику, оценивает ее размеры и пытается определить расстояние до других туманностей. Отмечает закономерности крупномасштабной структуры мира туманностей. Туманности имеют тенденцию к скапливанию. В XVIII веке была выскзана идея космической иерархии. С точки зрения Лаберта существуют: 1) планеты со спутниками; 2) звезды с планетами; 3) большие звездные сгущения; 4) Млечный Путь и другие подобные ему скопления звезд; 5) гипотетические системы высшего порядка.
Основные установки классической философии
Вселенная существует объективно, она единственна, вечна во времени, бесконечна и безгранична в пространстве.
Вселенная в целом и в отдельных частях макроскопична.
Вселенная однородна и изотропна.
Вселенная стационарна. Во вселенной происходят определенные изменения, но некоторые характеристики со временем не изменяются.
Вселенная имеет свою историю, и ее нынешнее состояние – это результат эволюции. Изменения Вселенной осуществляются по следующим признакам:
Факторы, которые вызывают изменения космических тел, сами остаются неизменными.
Эволюция космических объектов протекает на фоне неизменных пространства и времени.
Основные направления эволюции космических тел – это конденсация межзвездного газа, диффузные образования
Биология XVIII – 1 половина XIX века
В биологии XVIII века разрабатываются научные методы познания и формируются основы первой фундаментальной биологической теории (естественного отбора). Бюффон сформулировал концепцию трансформизма. Трансформизм – теория изменчивости видов под влиянием среды. Предлагал увеличить возраст Земли до 70000 лет. Линней создал искусственную классификацию. Он разделил царство растений и животных на иерархически соподчиненные таксоны (классы, отряды, роды, виды). Ламарк переводит идею эволюции органического мира на уровень теории эволюции. Основывает свою теорию эволюции на следующих принципах:
Принцип градации. Органические формы стремятся к совершенству, то есть повышению организации
Принцип прямого приспособления к условиям внешней среды. Этот принцип конкретизируется Ламарком в двух законах:
Органы изменяются под влиянием продолжительного упражнения или неупражнения сообразно новым потребностям или привычкам
Новое поколение наследует такие приобретенные изменения
На середине XIX века происходит дарвиновская революция. Свою теорию Дарвин строит на выделении следующих факторов: наследственность и изменчивость. Нельзя связать непосредственно наследственность, изменчивость и приспособляемость. Дарвин выделяет два вида изменчивости: определенная (способность всех особей одного и того же вида в определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия) и неопределенная (мутация; предполагает существование изменений в самих организмах, которые происходят в самых различных направлениях; носит наследственный характер). В отношении наследственность-изменчивость Дарвин вводит два посредствующих звена: теория борьбы за существование (каждый вид производит особей больше, чем их доживает до взрослого состояния; среднее количество особей находится примерно на одном и том же уровне, и каждая особь в течение своей жизни будет вступать во множество отношений с факторами окружающей среды) и естественный отбор (механизм, который позволяет выбраковывать ненужные формы и образовывать новые виды; борьба за существование приводит к гибели более слабых особей и к выборочному участию особей в размножении, в результате размножаться будут только наиболее приспособленные особи и передавать свои свойства от поколения к поколению; накопление новых свойств приводит к видообразованию и прогрессивной эволюции органического мира).
Методологические установки классической биологии
Мир живого, мир органических форм имеет определенные закономерности, порядок и структуру, и эти закономерности познаваемы средствами наук. Органический мир есть с одной стороны многообразие форм и явлений, с другой стороны он представляет собой определенное единство. Органический мир имеет свою историю, его современные состояния – это результат предшествующей исторической революции.
Теория теплоты и теория электричества.
Были сформулированы законы термодинамики, которые объяснили преобразование теплоты в работу и т.д.
1 закон термодинамики. Всякое тело обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия может уменьшаться, если тело совершает работу и увеличиваться, если телу сообщают теплоту. Майер, Джоуль, Гельмгольц. Из этого закона следует, что, если внутренняя энергия тела постоянна и оно не получает и не отдает тепло, то тело не может совершать работу. Карно показал, что полезную работу можно получить лишь в том случае, когда тепло передается от нагретого тела к более холодному. Максимальная возможность КПД не зависит от природы рабочего вещества и конструкции двигателя. Она определяется разностью температур. В 1851 году английский физик Томпсон сформулировал второй закон термодинамики. В природе невозможен процесс, единственным результатом которого была бы механическая работа, полученная за счет охлаждения теплового резервуара. В иной формулировке второй закон термодинамики звучит следующим образом: теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему. Эта формулировка подчеркивает односторонний характер процесса. Клаузиус ставит задачу связать переход теплоты от одного тела к другому с превращением теплоты в работу и установить количественные соотношения между этими процессами. В реальных тепловых двигателях процесс превращения теплоты в работу сопровождается передачей определенного количества тепла окружающей среде.
1865 - Клаузиус вводит новую функцию (энтропия). Энтропия – мера способности тепла к превращению; мера беспорядка в системе. Клаузиус устанавливает важную особенность энтропии. В теплоизолированных системах процессы идут в сторону увеличения энтропии, в состоянии теплового равновесия энтропия достигнет максимума. Самопроизвольные процессы идут в сторону увеличения беспорядков. В начале XX века был сформулирован 3 закон термодинамики (Нернст, изучающий энтропию). В 1906 году Нернст устанавливает: когда температура стремится к нулю, изменения энтропии тоже стремятся к нулю.
В XIX веке начинают критиковать ньютоновские представления об абсолютном пространстве. Мах считал, что движение может быть равномерным только относительно другого/ Вопрос «равномерно ли движение само по себе?» смысла не имеет, и эти представления Мах переносит не только на скорость, но и на ускорение. Для Маха ускорение – величина относительная, как и все величины, имеющие отношение к состоянию движения. Считал, что опыт не может дать представлений об абсолютном пространстве. Ученые второй половины XIX века предлагают заменить понятие абсолютной системы отсчета на понятие инерциальной системы отсчета. В XIX веке продолжает развиваться представление об электричестве и магнетизме, они теперь связываются воедино. В 1831 году Фарадей высказал мысль о тесной двусторонней связи электричества и магнетизма.
В 1831 году Фарадей показал, что переменное магнитное поле индуцирует (возбуждает) в проводнике электрический ток. По Фарадею материя занимает все пространство, она активна и немыслима без движения. Ее основными характеристиками являются силы притяжения и отталкивания. По мнению Фарадея, среда между зарядами является не просто передатчиком взаимодействия одного заряда другим, а носителем сил. Заряды – это продукты силового поля. Таким образом, у Фарадея рождается представление об электрических и магнитных силовых линиях.
Силовая линия – замкнутая кривая, которая проходит через магнитный или электрический заряд, которому принадлежит.
В 1864 году Максвелл создает теорию электромагнитного поля. Основные положения этой теории:
Электромагнитное поле реально и существует независимо от того, имеются ли проводники или магнитные полюса. Электромагнитное поле – та часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии.
Изменения электрическому поля ведут к появлению магнитного поля, и наоборот.
Электромагнитная волна поперечна.
В электромагнитном поле распространение электромагнитных волн происходит с конечной скоростью. Таким образом обосновывается принцип близкодействия.
Скорость передачи электромагнитных колебаний равна скорости света.
Возникает идея использования электромагнитных волн для установления беспроводной связи.
В 1895 году Рентген обнаруживает лучи с необычными свойствами, которые способны проходить через светонепроницаемые тела.
Томсон устанавливает, что под действием облучения возрастает электрическая проводимость газов. Он приходит к выводу, что проводником электричества в газах являются заряженные частицы. Таким образом, он открывает электрон.
1896 – Беккерель открывает понятие радиоактивности.
В астрономии во второй половине XIX века ученые занимаются строением звезд и источников их энергии.
Майер предполагает, что Солнце разогревается за счет падения на него метеорита. В этот период утверждается представление о звездах как об огромных газовых шарах. Они плотные и горячие в центре, но разряженные по периферии. Для объяснения энергии звезд Кельвин и Кельвин и Гельмгольц выдвигают идею гравитационного сжатия. Во время гравитационного сжатия должна выделяться значительная энергия.
В биологии во второй половине XIX века утверждается теория эволюции Дарвина. Возникают три направления:
Ортодоксальный дарвинизм. Признает естественный отбор единственным движущим фактором эволюции.
Геккелевский дарвинизм. Признает в качестве факторов эволюции естественный отбор и неупражнение органов.
Неодарвинизм. Развивает его Вейсман. Отрицает наследование приобретенных признаков, а принцип отбора распространяет не только на особи, но и на клетки.
Дарвинизм интересует два направления.
Может ли естественный отбор наряду со стабилизирующей функцией обеспечить поступательность эволюции?
«Кошмар Дженкена»: каким образом благоприятные признаки выживших при отборе особей сохранятся в их потомстве и не растворятся при скрещивании с носителями других признаков?