Этапы развития естествознания как науки

Размещено на http://www.allbest.ru/

13

1. Русские естествоиспытатели XVIII- XIX вв. и их вклад в развитие естественнонаучного знания (М.В. Ломоносов, Д.И. Менделеев, А.М. Бутлеров, Мечников И.И., Павлов И.П. и др.)

XVIII-XIX вв. были временем формирования основ coвременной науки, опирающейся на естественнонаучные принципы познания окружающего мира.

Михаил Васильевич Ломоносов (8(19) ноября 1711,-- 4(15) апреля 1765) первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик; он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи,-- многие фундаментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики; заложил основы науки о стекле. Астроном, приборостроитель, географ, металлург, геолог, поэт. Разработал проект Московского университета, впоследствии названного в его честь. Открыл наличие атмосферы у планеты Венера.

Дмитрий Иванович Менделеев (27января (8 февраля) 1834- 20января (2 февраля) 1907). Среди наиболее известных открытий-- периодический закон химических элементов. Автор фундаментальных исследований по химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, экономике, народному просвещению и других работ, тесно связанных с потребностями развития производительных сил России.

Александр Михайлович Бутлеров (3(15)сентября 1828(18280915)-- 5 (17) августа 1886)-- русский химик, создатель теории химического строения, родоначальник «бутлеровской школы»русских химиков, учёный-пчеловод.

Ильям Ильич Мечников (3 (15 мая) 1845-- 2 (15 июля) 1916. Один из основоположников эволюционной эмбриологии, первооткрыватель фагоцитоза и внутриклеточного пищеварения, создатель сравнительной патологии воспаления, фагоцитарной теории иммунитета, основатель научной геронтологии. Лауреат Нобелевской премии в области физиологии и медицины (1908).

Иван Петрович Павлов (14 (26) сентября 1849-- 27 февраля 1936)-- один из авторитетнейших учёных России, физиолог, психолог, создатель науки о высшей нервной деятельности и представлений о процессах регуляции пищеварения; основатель крупнейшей российской физиологической школы; лауреат Нобелевской премии в области медицины и физиологии 1904 года «за работу по физиологии пищеварения».

2. Эволюция представлений о движении

Вся история развития философии и естествознания подтверждает ту истину, что на эмпирическом уровне невозможно постичь сущность движения. Вместе с тем, история возникновения и развития представлений о движении есть история поиска ответа на вопрос - что такое движение, а следовательно, история подготовления его теоретического выражения.

На уровне обыденного наблюдения и опыта еще древние философы могли легко установить, что "все течет", «все изме няется», «в одну и ту же реку нельзя войти дважды», что в природе происходит вечное возникновение и уничтожение и т. д. Более того, Гераклит высказал гениальную догадку о том, что источником движения является борьба противоположностей. Тем не менее, все эти представления не есть теоретическое выражение движения, не есть постижение его сущности.

Невозможность постичь движение путем чувственного созер цания нашла свое выражение еще в античной философии, в частности, у Парменида и в апориях Зенона Элейского.

Великая заслуга Зенона состоит как раз в том, что он впервые поста вил вопрос о том. как выразить движение «в логике понятий». Аристотель пытается разрешить апории Зенона, по поводу которых он высказывает ряд глубоких мыслей. Так, на аргумент Зенона «Дихотомия» Аристотель ответил: пространство и время бесконечно делимы.

Далее Аристотель обосновывает значение познания движения для познания действительности, доказывает, что «незнание движения необходимо влечет за собой незнание природы» и вместе с тем пытается дать логическое выражение движения. В его понимании, движение есть активная деятельность формы, есть процесс превращения материи в форму, возможности - в действительность.

Что касается метафизического материализма вплоть до Фейербаха, то он вовсе и не ставил вопроса о выражении движения в логике понятий и ограничивался выражением в чувственном созерцании механического движения. С казанное, разумеется, не означает, что этот материализм совсем не исследовал вопросов, связанных с движением. Он. напротив, продолжает и развивает лучшие традиции античных материалистов.

Так, Ф. Бэкон, в отличие от Аристотеля, не лишает материю внутренней активности, а рассматривает ее как активное, деятельное начало, порождающее многообразие своих объективных форм, сил.

Более последовательный метафизический, в сущности механический, взгляд на движение разрабатывают послебэконовские материалисты, которые движение понимают только как простое перемещение тел.

Так, Лейбницу принадлежат глубокие мысли об активности идеального - монады, которая имеет в себе деятельную силу, не знающий покоя принцип деятельности. Кант пытается пре одолеть узость эмпирического, формально-логического уровня представлений о движении, выдвигая антиномии разума.

Весьма плодотворным в истории философии оказалось учение Гегеля о движении. Разрабатывая диалектику как теорию движения, развития, Гегель тем самым создал все необходимые предпосылки для диалектико-материалистического решения проблемы. В понимании Гегеля, движение есть «жизненность», «деятельность», есть непрестанный процесс. Движение есть самодвижение, само произвольное, спонтанейное, внутренне - необходимое движение, есть импульс к «движению» и к «деятельности».

Развитие познания движения в домарксистской философии, в особенности гегелевская диалектика, с одной стороны, развитие общественно-исторической практики - с другой, с необходимостью подготовили создание Марксом и Энгельсом подлинной науки о движении, т. е. материалистической диалектики. Тем самым был положен колец односторонности, механицизму и мистицизму в теории развития.

Три основных положения выражают марксистское понимание движения. Во-первых, движение есть объективная форма бытия материи, высший ее атрибут, коренной способ ее существования, ее процесс, ее превращение. Во-вторых, движение есть противоречие, есть самодвижение, развитие. В-третьих, познать, выразить сущность движения возможно только на научно-теоретическом, а не на эмпирическом уровне. Следовательно, дело не столько в признании движения, сколько в умении выразить его в логике понятий.

Классификация наук, разработанная впервые Ф. Энгельсом, указывает на то, что те или иные формы движения изучаются соответствующими частными науками. Следовательно, философия не должна подменять эти частные науки, а должна, опираясь на их достижения, исследовать движение в логическом плане, в плане теории познания. Это значит, что она движение не должна сводить к той или иной отдельной его форме, а должна исследовать как изменение вообще, как процесс, как всеобщее свойство материи. А это и есть развитие.

3. Возникновение и эволюция Земли

Время существования Земли делится на два существенно различных периода: ранняя история и геологическая история.

I. Ранняя история Земли разделяется на три фазы эволюции: фазу рождения, фазу расплавления внешней сферы и фазу первичной коры (лунную фазу). Охарактеризуем их кратко.

Фаза рождения продолжалась 100 млн лет. При этом на растущую Землю падало большое количество крупных тел. Вместе с крупными телами на Землю падали и самые крупные объекты -- планетезимали, зародыши "неудавшихся" планет. Их поперечники измерялись многими километрами и даже первыми десятками километров. В фазу рождения Земля приобрела приблизительно 95% современной массы.

Фаза расплавления датируется 4,6-4,2 млрд лет назад (длительность 0,4 млрд лет). Во время аккреции Земля долго оставалась холодным космическим телом, и только в конце этой фазы, когда началась предельно интенсивная бомбардировка ее крупными объектами, произошло сильное разогревание, а затем полное расплавление вещества сначала внешней зоны планеты, потом и внутренней области. Наступила продолжительная фаза гравитационной дифференциации вещества: тяжелые химические элементы и их соединения опускались вниз, легкие поднимались вверх. Поэтому постепенно в процессе дифференциации вещества в центре Земли сосредоточивались тяжелые химические элементы (железо, никель и др.), из которых образовалось ядро, из более легких соединений возникла мантия Земли. Кремний и другие химические элементы стали основой формирования континентов, а самые легкие химические соединения образовали океаны и атмосферу Земли.

Лунная фаза продолжалась 400 млн лет от 4,2 до 3,8 млрд лет назад. При этом остывание расплавленного вещества внешней сферы Земли привело к образованию тонкой первичной коры базальтового состава. В это же время происходило формирование гранитного слоя материковой коры.

II. Геологическая история -- это принципиально новый период развития Земли как планеты в целом, так и особенно ее коры и природной среды. После охлаждения земной поверхности до температуры ниже 100 °С на ней образовалась огромная масса жидкой воды, которая представляла собой не простое скопление неподвижных вод, а находящихся в активном глобальном круговороте. В структурном отношении круговорот распадался на звенья: атмосферное (испарение, перенос влаги, осадки), литосферное (поверхностные и подземные стоки), океаническое. В процессе круговорота происходит поглощение солнечной энергии и распределение ее по земной поверхности.

Глобальная эволюция Земли происходила под влиянием факторов -- космического, эндогенного и экзогенного. К эндогенной энергии относится гравитационная энергия. Земля обладает наибольшей массой из планет земной группы и поэтому имеет наибольшую внутреннюю энергию -- радиогенную, гравитационную и др.

4. Элементарные частицы: общая характеристика, классификация

В соответствии с достижениями квантовой физики основополагающим понятием современного атомизма является понятие элементарной частицы, но им присущи такие свойства, которые не имели ничего общего с атомизмом древности.

Развитие физики микромира показало неисчерпаемость свойств элементарных частиц и их взаимодействий. Все частицы, имеющие достаточно большую энергию, способны к взаимопревращениям, но при соблюдении ряда законов сохранения. Число известных элементарных частиц постоянно растет и превышает уже 300 разновидностей, включая неустойчивые резонансные состояния. Важнейшим свойством частицы является ее масса покоя. По этому свойству частицы делятся на 4 группы:

1. Легкие частицы -- лептоны (фотон, электрон, позитрон). Фотоны не имеют массы покоя.

2. Частицы средней массы -- мезоны (мю-мезон, пи-мезон).

3. Тяжелые частицы -- барионы. К ним относятся нуклоны -- составные части ядра: протоны и нейтроны. Протон -- самый легкий барион.

4. Сверхтяжелые -- гипероны. Устойчивых разновидностей немного:

- фотоны (кванты электромагнитного излучения);

- гравитоны (гипотетические кванты гравитационного поля);

- электроны;

- позитроны (античастицы электронов);

- протоны и антипротоны;

- нейтроны;

- нейтрино -- самая загадочная из всех элементарных частиц.

Особенностью элементарных частиц является то, что большинство из них могут возникать при столкновении с другими частицами достаточно высокой энергии: протон большой энергии превращается в нейтрон с испусканием пи-мезона. При этом элементарные частицы распадаются на другие: нейтрон -- на электрон, протон и антинейтрино, а нейтральный пи-мезон -- на два фотона. Пи-мезоны, таким образом, являются квантами ядерного поля, объединяющими нуклоны и ядра.

В ходе развития науки открываются все новые свойства элементарных частиц. Взаимная обусловленность свойств частиц свидетельствует о сложной их природе, наличии многогранных связей и отношений. В зависимости от специфики элементарной частицы может появиться тот или иной вид взаимодействия: сильное, электромагнитное, слабое. Сильное взаимодействие обуславливается ядерными силами, оно обеспечивает устойчивость атомных ядер. Электромагнитные взаимодействия, слабые взаимодействия -- в процессах распада нейтронов, радиоактивных ядер и предполагают участие в этих взаимодействиях нейтрино. Слабые взаимодействия в 1010--1012 раз слабее сильных. Этот вид взаимодействий в настоящее время достаточно хорошо изучен.

У большинства элементарных частиц есть античастицы, отличающиеся противоположными знаками электрических зарядов и магнитных моментов: антипротоны, антинейтроны и т.д. Из античастиц могут быть образованы устойчивые атомные ядра и антивещество, подчиняющееся тем же законам движения, что и обычное вещество. В больших количествах антивещество в космосе не обнаружено, поэтому существование «антимира», т.е. галактик из антивещества является проблематичным.

5. Понятие вещества в химии

Вещество представляет собой однородный (гомогенный) вид материи, т. е. такой материи, каждая частица которой имеет одинаковые физические свойства. Примеры вещества: кислород, вода, железо. Различные изделия, имеющие различное назначение и форму, могут быть изготовлены из одного и того же материала, но их вещество будет одинаковым.

Под веществом понимают чистую материю, без примесей. Под материалом -- вещество того же наименования, полученное в реальных условиях, т. е. имеющее неизбежные примеси.

Вещества по своему составу делятся на простые и сложные; по происхождению -- на натуральные (природные) и искусственные; по агрегатному состоянию -- на твердые, жидкие и газообразные; по внутреннему строению -- на аморфные (неупорядоченные по структуре) и кристаллические, имеющие упорядоченную периодическую структуру (кристаллическое строение).

Вещества, взаимодействуя друг с другом, подвергаются различным изменениям и превращениям.

Физическим изменением вещества называют такое изменение, при котором внутреннее строение, состав и свойства не подвергаются изменению. Например, из древесины изготавливают мебель, при этом внутреннее строение (структура), состав и свойства древесины остаются прежними.

Химическими изменениями вещества называют такие, когда в результате взаимодействия не менее двух исходных веществ (химической реакции) появляются одно или несколько других веществ, отличающихся от первоначальных составом, структурой и свойствами. Например, раскаленная сталь покрывается на воздухе окалиной; уголь, сгорая, образует углекислый газ; в результате химической переработки природного газа получают водород, ацетилен, метиловый спирт и другие продукты. Именно такими изменениями веществ, их получением, описанием и объяснением занимается химия.

Ежедневно мы можем видеть, как вещества подвергаются различным изменениям, например, свинцовая пуля, ударившись о камень, нагревается так сильно, что свинец плавится, превращаясь в жидкость; стальной предмет, находящийся под действием влаги, покрывается ржавчиной; дрова в печи сгорают, оставляя кучку пепла, опавшие листья деревьев постепенно истлевают, превращаясь в перегной и т.д.

6. Генетика: общая характеристика, основные положения

естествоиспытатель генетика вещество элементарная частица

Генетика (от греч. genesis - происхождение), наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. 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.

Термин «Генетика» предложил в 1906 году У. Бэтсон.

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.

В зависимости от объекта исследования выделяют генетику растений, генетику животных, генетику микроорганизмов, генетику человека и т. п., а в зависимости от используемых методов других дисциплин - биохимическую генетику, молекулярную генетику, экологическую генетику, и др.

Генетика вносит огромный вклад в развитие теории эволюций (эволюционная генетика, генетика популяций). Идеи методы генетики находят применение во всех областях человеческой деятельности, связанной с живыми организмами. Они имеют важное значение для решения проблем медицины, сельского хозяйства, микробиологической промышленности. Новейшие достижения генетики связанны с развитием генетической инженерии.

В современном обществе генетические вопросы широко обсуждаются в разных аудиториях и с разных точек зрения, в том числе этической, очевидно, по двум причинам.

Во-первых, генетика затрагивает самые первичные свойства живой природы, как бы ключевые позиции в жизненных проявлениях. Поэтому прогресс медицины и биологии, а также все ожидания от него часто фокусируются на генетику. Во многом это фокусирование оправдано.

Во-вторых, в последние десятилетия генетика так бурно развивается, что порождает и научные, и околонаучные многообещающие прогнозы. Это особенно касается генетики человека, прогресс которой ставит этические проблемы острее, чем в других областях медико-биологической науки.

7. Противоречия в системе «природа - биосфера - человек»

Появление человека в биосфере стало началом новой эры. На ранних стадиях развития цивилизации воздействие человека на биосферу было практически незаметным. Этот период и был началом эволюционного развития биосферы в условиях новой эры. Но постепенно человек своей деятельностью начал видоизменять флору и фауну планеты, изменять облик ее поверхности, иначе говоря, начал перестраивать биосферу.

Интенсивность воздействия на биосферу сельскохозяйственной, а затем и промышленной деятельности людей особенно быстро нарастала в последние две сотни лет и достигла такого уровня, когда биосфера больше не могла сохраняться в своем прежнем состоянии. Назрел кризис системы, о чем и предупреждали человечество в 30-е годы В.И. Вернадский и другие ученые.

Биосфера и человечество как ее составная часть вступили в кризисный период своего развития. Кризис усугубляется многими неблагоприятными факторами. Так, впервые в своей истории человечество стало обладателем мощнейших источников энергии и токсичности - теперь за считанные минуты может быть уничтожено все живое на Земле.

За угрозой ядерного, радиационного или токсического уничтожения биосферы вырисовывается другая, не менее страшная угроза, называемая экологической катастрофой. В ее основе - стихийная деятельность людей, сопровождающаяся загрязнением среды обитания, нарушением теплового баланса Земли и развитием так называемого парникового эффекта. В ближайшей перспективе назревает истощение жизненно важных для человеческой цивилизации сырьевых источников планеты. К этому добавляются демографический взрыв - очень быстрый рост численности людей с тяжелыми для биосферы последствиями, а также другие неприятности, о которых так много пишут.

Выход из надвигающегося экологического кризиса многие видят в радикальном изменении сознания людей, их нравственности, в отказе от взгляда на природу как объект бездушной эксплуатации ее человеком. Земля отвечает не просто неурожайностью почвы или изменением климата на нарушение нравственного ведения хозяйства, но и способна, накапливая отрицательное воздействие, выражать тектоническими изменениями свою реакцию на поступки человека».

Литература

1. Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания: Учебник. -- 6-е изд., перераб. и доп. -- М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2007.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: учеб. пособие для студ. вузов -6-е изд., испр. и доп. -- М.: Издательский центр «Академия», 2007.

3. Концепции современного естествознания / Под редакцией Л. А. Михайлова.- СПб.: Издательство: Питер, 2008.

4. Концепции современного естествознания./Под ред. Л. А. Михайлова, 2007.

5. Садохин А. П. Концепции современного естествознания.- М.: Омега, 2007.

6. Филин С. П. Концепции современного естествознания. - М.: Эксмо, 2008.

Размещено на Allbest.ru