- •Розділ 1. Природознавство, наука, науковий метод, пізнання і його структура
- •1.1 Що таке природознавство. Види природничих наук, предмет та мета вивчення. Класифікація методів наукового пізнання
- •1.2 Загальнонаукові методи емпіричного пізнання
- •1.2.1 Спостереження
- •1.2.2 Експеримент
- •1.2.3 Вимірювання
- •1.3 Загальнонаукові методи теоретичного пізнання
- •1.3.1 Абстрагування. Сходження від абстрактного до конкретного
- •1.3.2 Ідеалізація. Уявний експеримент
- •1.3.3 Формалізація. Мова науки
- •1.3.4 Індукція та дедукція
- •1.4 Загальнонаукові методи, що застосовуються на емпіричному й теоретичному рівнях пізнання
- •1.4.1 Аналіз і синтез
- •1.4.2 Аналогія та моделювання
- •Розділ 2. Зародження, становлення й і розвиток природознавства
- •2.1 Зародження й розвиток наукових знань у стародавньому світі
- •2.1.1 Нагромадження раціональних знань у первісну епоху (від неандертальця до homo sapiens)
- •2.1.1.1 Повсякденне, стихійно-емпіричне знання
- •2.1.1.2 Зародження рахунку
- •2.1.1.3 Астрономічні знання та календар
- •2.1.2 Міфологія
- •2.2 Становлення цивілізації
- •2.2.1 Історичні передумови виникнення цивілізації
- •2.2.2 Неолітична революція
- •2.2.2.1 Основні передумови
- •2.2.2.2 Перехід від привласнюючої економіки до відтворюючої (продуктивної")
- •2.2.3 Металургія
- •2.2.4 Розвиток гірничої справи та видобування корисних копалин
- •2.2.5 Розвиток домашніх промислів і становлення ремесла
- •2.2.6 Еволюція суспільної свідомості. Раціональні знання
- •2.2.6.1 Астрономія та календар
- •2.2.6.2 Математичні знання
- •2.2.6.3 Біологія та медицина
- •2.2.6.4 Географія та картографія
- •2.2.7 Виникнення та становлення обміну
- •2.2.8 Поділ праці
- •2.2.9 Розвиток духовної культури
- •2.2.10 Становлення писемності
- •2.2.10.1 Вихідні відомості
- •2.2.10.2 Розвиток піктографії
- •2.3 Географія та основні характеристики цивілізацій стародавнього сходу
- •2.3.1 Давньоєгипетські держави
- •2.3.2 Держави Межиріччя
- •2.3.3 Мала Азія
- •2.3.4 Східне Середземномор'я
- •2.3.5 Середня Азія та Іран
- •2.3.6 Перші держави в Індії
- •2.3.7 Стародавній Китай
- •2.3.8 Культура давньосхідних цивілізацій
- •2.3.9 Від міфу до науки
- •2.3.10 Астрономічні знання стародавнього Єгипту й Межиріччя
- •2.3.11 Вавилонська математика та її застосування у фізиці
- •.4 Давні цивілізації Європи
- •2.4.1 Мінойська цивілізація
- •2.4.2 Ахейська (мікенська) цивілізація
- •2.4.3 Греція "гомерівського" періоду
- •2.5 Філософія і наука античного світу
- •2.5.1 Формування й розвиток античної цивілізації
- •2.5.2 Від "дитячості" Гомера до атомістики Демокріта
- •2.5.2.1 Філософія та поезія Гомера
- •2.5.2.2 Мислителі мілетської школи
- •2.5.2.3 Загальна характеристика піфагоризму
- •2.5.2.4 Філософське вчення елеатів
- •2.5.2.5 Античний атомізм
- •2.5.2.6 Учення Арістотеля
- •2.5.2.7 Александрійська наукова школа
- •2.5.2.8 Геоцентрична система Птолемея
- •2.5.2.9 Спад у розвитку античної науки
- •2.6 Наука середніх віків
- •2.6.1 Основна характеристика епохи середньовіччя
- •2.6.2 Наука на середньовічному сході
- •2.6.3 Наука в середньовічній Європі
- •2.6.4 Висновок
- •2.7 Природознавство в епоху Відродження
- •2.7.1 Основна характеристика епохи Відродження
- •2.7.2 Філософія епохи відродження
- •2.7.3 Кінематична статика
- •2.7.3.1 Леонардо да Вінчі
- •2.7.3.2 Тарталья і Кардано
- •2.7.4 Геометрична статика
- •2.7.4.1 Убальдо дель Монте
- •2.7.4.2 Джованні Баттиста Бенедетті
- •2.7.4.3 Сімон Стевін
- •2.7.5 Кінематика
- •2.7.5.1 Основні передумови геліоцентризму
- •2.7.5.2 М. Коперник і його геліоцентрична система світу
- •2.7.5.3 Нова космологія
- •2.7.6 Джордано Бруно: світоглядні висновки з коперниканізму
- •2.7.7 Відкриття законів руху планет
- •2.7.7.1 Життя, присвячене служінню Урани
- •2.7.7.2 Йоганн Кеплер
- •2.8 Виникнення класичної механіки
- •2.8.1 Механіка г. Галілея
- •2.8.2 Картезіанська фізика
- •2.8.2.1 Декартівська концепція вихорів
- •2.8.2.2 Учення про речовину й теплоту
- •2.8.2.3 Космогонія
- •2.8.3 Ньютонівська революція
- •2.8.3.1 Ньютон і його час
- •2.8.3.2 "Математичні начала натуральної філософії" і їх структура
- •2.8.3.3 Закон всесвітнього тяжіння
- •2.8.3.4 Математичне узагальнення
- •2.8.3.5 Ньютонівська оптика
- •2.8.3.6 Атомістичні погляди Ньютона
- •2.8.3.7 Учення Ньютона про ефір
- •.8.3.8 Ньютонівська Ідея дальньої дії
- •2.8.3.9 Простір, час, рух
- •2.9 Від геометричного методу до аналітичної механіки
- •2.9.1 Принцип найменшої дії
- •2.9.2 Принцип Даламбера
- •2.9.3 Аналітична механіка матеріальної точки й динаміка твердого тіла Ейлера
- •2.9.4 Аналітична механіка системи матеріальних точок і тіл Лагранжа
- •2.9.5 Розвиток аналітичної механіки
- •2.9.5.1 Принцип Гамільтона
- •2.9.5.2 К. Г. Якобі
- •2.9.5.3 М. В. Остроградський
- •2.9.5.4 Немеханічне трактування принципу найменшої дії Гельмгольца
- •2.9.5.5 Принцип найменшого примусу Гаусса
- •2.9.5.6 "Механіка без сили" Герца
- •2.10 Виникнення й розвиток електродинаміки
- •2.10.1Перетворення електрики на магнетизм
- •2.10.2 Перетворення магнетизму на електрику
- •2.10.3 Ідея поля
- •2.10.3.1 Фізичне поле Фарадея
- •2.10.3.2 Дві основи теорії поля
- •2.10.4 Теорія електромагнітного поля Максвелла
- •2.10.4.1 Основні передумови
- •2.10.4.2 Струм зміщення
- •2.10.4.3 Реальність поля
- •2.10.4.4 Поле та ефір
- •2.11 Основні досягнення природознавства XIX століття
- •Розділ з. Сучасна фізична картина світу
- •3.1 Простір і час
- •3.1.1 Загальні зауваження
- •3.1.2 Основні концепції простору й часу
- •3.1.3 Поняття простору й часу у філософії і природознавстві xvi11 -XIX століть
- •3.1.4 Розвиток уявлень про простір і час у XX столітті
- •3.2 Теорія відносності
- •3.2.1 Загальні зауваження
- •3.2.2 Абсолютно чи відносно?
- •3.2.3 Експеримент Майкельсона-Морлі
- •3.2.4 Спеціальна теорія відносності (частина і)
- •3.2.5 Спеціальна теорія відносності (частина II)
- •3.2.6 Принцип еквівалентності
- •3.2.7 Загальна теорія відносності
- •3.3 Закон збереження енергії в макроскопічних процесах
- •3.3.1 Робота в механіці, закон збереження та перетворення енергії в механіці
- •3.3.2 Перший закон термодинаміки
- •3.4 Другий закон термодинаміки та принцип зростання ентропії
- •3.4.1 Другий закон термодинаміки
- •3.4.2 Ідеальний цикл Карно
- •3.4.3 Поняття ентропії
- •3.4.4 Ентропія та імовірність
- •3.4.5 Порядок і хаос. Стріла часу
- •3.4.6 Проблема теплової смерті всесвіту. Флуктаційна гіпотеза Больцмана
- •3.4.7 Синергетика. Народження порядку з хаосу
- •3.5 Квантова механіка
- •3.5.1 Гіпотеза про кванти
- •3.5.2 Фотони
- •3.5.3 Планетарний атом
- •3.5.4 Гіпотеза де Бройля. "Хвилі матерії"
- •3.5.5 Співвідношення невизначеностей
- •3.5.6 Хвильова функція. Хвилі імовірності. Образ атома
- •3.5.7 Причинність класична і причинність квантова
- •3.5.8 Принцип додатковості
- •3.6 Світ елементарних частинок
- •3.6.1 Фундаментальні фізичні взаємодії
- •3.6.1.1 Гравітація
- •3.6.1.2 Електромагнетизм
- •3.6.1.3 Слабка взаємодія
- •3.6.1.4 Сильна взаємодія
- •3.6.1.5 Проблеми єдності фізики
- •3.6.2 Класифікація елементарних частинок
- •3.6.2.1 Характеристики субатомних частинок
- •3.6.2.2 Лептони
- •3.6.2.3 Адрони
- •3.6.2.4 Частинки — носії взаємодій
- •3.6.3 Теорії елементарних частинок
- •3.6.3.1 Квантова електродинаміка
- •3.6.3.2 Теорія кварків
- •3.6.3.3 Теорія електрослабкої взаємодії
- •3.6.3.4 Квантова хромодинаміка
- •3.6.3.5 На шляху до великого об'єднання
- •3.7 Проблеми енергетики (ядерні і термоядерні реактори)
- •3.7.1. Поділ ядер урану
- •3.7.2 Ядерні реактори
- •3.7.3 Світові енергетичні ресурси та необхідність вирішення проблеми керованого термоядерного синтезу
- •Розділ 4. Сучасна астрофізика та космологія
- •4.1 Еволюція всесвіту
- •4.1.1 Класична космологія
- •4.1.2 Парадокси Шезо-Ольберса і Зеєлігера
- •4.1.3 Неевклідові геометрії
- •4.1.4 Космологічний принцип
- •4.1.5 Всесвіт Ейнштейна
- •4.1.6 Всесвіт Фрідмана
- •4.1.7 Закон Хаббла й дослідження Слайфера
- •4.1.8 Моделі Всесвіту
- •4.1.9 Модель гарячого Всесвіту. Реліктове випромінювання
- •4.1.10 Інфляційна модель
- •4.1.11 Народження Всесвіту
- •4.1.12 Варіанти майбутнього Всесвіту
- •4.1.13 Деякі труднощі гіпотези розширного Всесвіту
- •4.1.14 Проблема позаземних цивілізацій
- •4.2 Галактика і квазари
- •4.2.1 Сонце та Галактика
- •4.2.2 Метагалактика
- •4.2.3 Класифікація галактик
- •4.2.4 Обертання галактик
- •4.2.5 Походження галактик
- •4.2.6 Гіпотези про походження галактик
- •4.2.7 Квазари. Відкриття квазарів
- •4.2.8 Особливості квазарів
- •4.2.9 Розподіл квазарів у просторі
- •4.2.10 Гіпотези про походження квазарів
- •4.3 Народження та еволюція зірок
- •4.3.1 Діаграма Герцшпрунга-Рассела
- •4.3.2 Еволюція зірок
- •4.3.3 Білі карлики
- •4.3.4 Пульсари та нейтронні зірки
- •4.3.5 Чорні дірки
- •4.3.6 Змінні зірки. Цефеїди
- •4.3.7 Зоряні скупчення та асоціації
- •4.3.8 Туманності
- •4.3.9 Пояс зодіаку
- •4.4 Сонячна система
- •4.4.1 Сонце
- •4.4.2 Джерела енергії Сонця
- •4.4.3 Як утворилося сімейство планет
- •4.4.4 Планети
- •4.4.5 Малі планети
- •4.4.6 Комети, метеори й метеорити
- •Розділ 5. Сучасна біологічна картина світу
- •5.1 Життя як особлива форма руху матерії
- •5.1.1 Концепції сутності життя
- •5.1.2 Аксіоми біології
- •5.1.3 Основні властивості та ознаки живих організмів
- •5.1.4 Структурні рівні організації життя
- •5.2 Теорія еволюції
- •5.2.1 Еволюційні ідеї, концепції та гіпотези в додарвінівський період
- •5.2.2 Теорія еволюції ч. Дарвіна
- •5.2.3 Подальший розвиток теорії еволюції. Дарвінізм XX століття
- •5.2.4 Пристосованість до середовища існування (адаптація)
- •5.2.5 Різноманітність живої природи
- •5.2.6 Головні напрямки еволюції
- •5.2.7 Необоротність та необмеженість процесу еволюції
- •5.3 Розвиток життя на землі
- •5.3.1 Гіпотези виникнення життя
- •5.3.2 Походження життя
- •5.3.3 Хронологія еволюції живої природи за даними палеонтології
- •5.4 Походження людини
- •5.4.1 Історія питання
- •5.4.2 Місце людини в системі тваринного світу. Докази тваринного походження людини
- •5.4.3 Якісна своєрідність людини як біосоціальної істоти
- •5.4.4 Дані палеонтології та антропології про походження людини
- •Розділ 6. Учення про біосферу та ноосферу
- •6.1 Біосфера
- •6.1.1 Виникнення вчення про біосферу
- •6.1.1.1 Етапи життя та наукової творчості в. І. Вернадського
- •6.1.1.2 Концепції в. І. Вернадського про біосферу
- •6.1.2 Утворення планетної системи
- •6.1.3 Основні характеристики Землі
- •6.1.4 Основні вимоги до умов, що забезпечують виникнення та розвиток життя
- •6.1.5 Основні етапи хімічної еволюції, що передували абіогенезу
- •6.1.6 Абіогенез
- •6.1.6.1 Виникнення пробіонтів і біологічних мембран
- •6.1.7 Основні етапи еволюції живої природи
- •6.1.8 Основні характеристики біосфери
- •6.1.9 Виникнення атмосфери та гідросфери
- •6.1.10 Основні характеристики атмосфери
- •6.1.10.1 Озон та аерозолі
- •6.1.10.2 Роль вуглекислого газу
- •6.1.10.3 Вплив атмосфери на радіаційний баланс Землі
- •6.1.11 Гідросфера
- •6.1.12 Взаємодія океану та атмосфери
- •6.1.13 Вологообіг
- •6.1.14 Жива речовина
- •6.1.15 Кругообіг вуглецю
- •6.2 Ноосфера
- •6.2.1 Розвиток і становлення людини
- •6.2.2 Виникнення вчення про ноосферу
- •6.2.2.1 Основні положення вчення про ноосферу е. Леруа і Тайяра де Шардена.
- •6.2.2.2 Концепція ноосфери в. І. Вернадського
- •6.2.3 Перехід біосфери в ноосферу
- •6.2.4 Умови, необхідні для становлення та існування ноосфери
- •6.2.5 Наука як основний чинник ноосфери
- •6.2.6 Проблеми становлення ноосфери
2.7.3.2 Тарталья і Кардано
Тарталья Нікколо народився в м. Брешії в 1499 р. Самотужки опанував читання, вивчив математику. Був одним з найвідоміших математиків свого часу. Сферу його інтересів становили математика, механіка, балістика, топографія. У творі "Нова наука" вперше розглянув питання про траєкторію випущеного снаряда й встановив, що на всій своїй протяжності вона є кривою лінією. Довів, що найбільша дальність польоту снаряда відповідає нахилу гармати 45 градусів. Працював над багатьма питаннями арифметики, алгебри й геометрії. Цікавився проблемами фортифікації. Розв'язав приведене кубічне рівняння. Тартальї належить перший італійський переклад "Начал" Евкліда. Помер у 1557 р. У 1565 р. було опубліковано трактат під назвою "Твори Йордану про ваги, вивчені й виправлені Нікколо Тартальєю".
Помітний вплив "Трактатів про ваги" позначився на роботах Кардано (1501-1576 p.). Народився в Павїї. Італійський математик, механік, лікар. Доктор медицини. Викладав математику й медицину в ряді університетів. У 1570 р. був заарештований, позбавлений права викладання; після звільнення переїхав до Риму. Математичні роботи присвячені алгебрі - розв'язав рівняння третього й четвертого ступенів. Відкрив лінійне перетворення коренів, за допомогою якого можна привести повне кубічне рівняння до вигляду, вільного від члена другого ступеня, і вказав на залежність між коренями й коефіцієнтами рівняння, а також на подільність багаточлена на х — а, якщо а — його корінь. У дослідженнях Кардано вперше з'являються уявні числа; він першим припустив існування негативних коренів рівнянь, уявні числа вважав фіктивними. Вивів загальні правила передавання руху у зубчастих механізмах. Визначив передаткове число, підкреслював, що для вивчення механізму необхідно розчленувати йото на елементарні складові, сформулював правила конструювання годинникових механізмів.
2.7.4 Геометрична статика
У статиці XVI ст. прослідковується й інша тенденція — до відродження й розвитку архімедівського напрямку геометричної статики, міцно забутого в середні віки.
2.7.4.1 Убальдо дель Монте
Серед учених, які розвивали методи геометричної статики, слід назвати Убальдо дель Монте (1545-1607), який був переконаним прихильником архімедівської традиції і вважав абсолютно неспроможним напрямок школи Йордану. На відміну від кабінетних учених, до яких належала більшість "архімедистів" епохи Відродження, дель Монте сам безпосередньо вивчав проблеми інженерної практики. Питань статики він торкався у двох творах — у "Книзі про механіку" та в "Зауваженнях з приводу трактату Архімеда "Про рівновагу плоских фігур". Крім творів Архімеда, дель Монте посилається на Пап па й Герои а Александрійського, вплив яких позначився на його описах "простих машин".
В основі статики дель Монте лежить геометрична теорія рівноваги елементарних систем підвішених важких тіл. У своїх міркуваннях він виходив з ряду припущень:
Центр ваги підвішеного важкого тіла знаходиться на вертикалі, проведеній через точку підвішування.
Моменти сили ваги й сили тяги (чи тиску, якщо він є) щодо нерухомої точки є рівними.
Дель Монте ще не вводить явно поняття моменту сили як добутку сили на перпендикуляр, опущений з нерухомої точки на напрямок сили, але практично неодноразово вдається до нього. Використовуючи геометричний метод, він розглядає задачі про рівновагу важеля, вагів і вантажів на похилій площині.