Механистическая картина мира
Современная естественнонаучная картина мира. Классификация фундаментальных физических теорий или механик. Концепция атомистического строения материи. Фундаментальный вероятностный принцип обобщения закономерностей. Современная физическая картина мира.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.05.2010 |
| Размер файла | 63,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Современная естественно-научная картина мира
Классификация механик
Современная физическая картина мира
Заключение
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Термин «естествознание» - означает «естество» (природа) и знание о нем. Иногда используют менее употребительное словосочетание «природоведение», которое происходит от общеславянского слова «веды» или «веда» - знание. Мы и до сих пор иногда говорим «ведать» в смысле знать. Однако в настоящее время под естествознанием, тем более современным, понимается прежде всего точное естествознание, отражающее сформулированные в математическом виде общие закономерности природы, всех процессов, происходящих в микро- и макромире. А природоведение, подобное обществоведению, науковедению или природообустройству, обычно ассоциируется с аморфными представлениями о предмете своего, частного «ведения».
Современное естествознание затрагивает не только собственно естественно-научные проблемы, но и гуманитарные, потому что в нем рассматриваются научные методы и пути познания человеком природы. Изучение этих путей составляет также предмет философии как науки о мышлении и познании, социологии - как науки о развитии человеческого общества, психологии - как науки о человеческом интеллекте и биологии - как науки о живом. Поэтому естествознание является, своего рода, основой всякого знания - и естественно-научного, и технического, и гуманитарного.
В целом же современное естествознание как научная мировоззренческая парадигма опирается на физические представления. Это определяется тем, что, обладая научным методом и формулируя представления о природе на количественном уровне в виде фундаментальных законов и принципов, физика создала базу объяснения реального физического мира. В то же время, отвергнув попытки познать духовную жизнь человека научными методами, физика в дальнейшем стала терять свои позиции, сталкиваясь с теми непознанными и необъясненными явлениями, которые не укладываются в рамки только физических представлений.
В настоящее время мы понимаем, что на фундаментальном уровне природа едина, границы в ней весьма условны и различные науки, изучающие ее, лишь отражают последовательное приближение коллективного разума человечества к истине наших представлений о мире.
Картина мира - это целостное миропонимание, синтезирующее знания на основе систематизирующего начала (научного принципа, идеи, религиозного догмата и т. д.), который определяет мировоззренческую установку человека, его ценностные поведенческие ориентиры.
Словосочетание «научная картина мира» подразумевает некую аналогию между совокупностью описывающих реальный мир научных абстракций и неким «живописным полотном», на котором художник компактно разместил все предметы мира. Как и все прочие аналогии, эта довольно приблизительно отражает суть дела, но тем не менее такое словосочетание обладает удивительным свойством - оно позволяет разворачивать «живописное полотно» подробнее, и при этом сходство с объектом аналогии сохраняется.
В своей работе я рассматриваю вопрос - «Механистическая картина мира».
В целом, картина формируется на основе:
- механики Леонардо да Винчи (1452--1519)
- гелиоцентрической системы Коперника (1473--1543)
- экспериментального естествознания Г. Галмеи (1564--1642)
- законов небесной механики II. Кеплера (1571 --1630)
- механики И. Ньютона( 1613-1727)
В рамках механистической картины мира сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности:
- материя - вещественная субстанция, состоящая из атомов или корпускул;
- атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса.
- пространство трехмерно, постоянно и не зависит от материи;
- время не зависит ни от пространства, ни от материи;
- пространство и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер.
Движение - простое механическое перемещение. Законы движения - фундаментальные законы мироздания. Тела двигаются равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения есть действие на них внешней силы (инерции). Мерой инерции является масса. Универсальным свойством тел является сила тяготения, которая является дальнодействующей. Принцип дальнодействия взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, т. е. действия могут передаваться в пустом пространстве с какой угодно скоростью. Все механические процессы подчиняются принципу детерминизма. Случайность исключается из картины мира.
На основе механистической картины мира в XVIII - начале XIX вв. была разработана земная, небесная и молекулярная механика. Макромир и микромир подчиняются одним и тем же механическим законам. Это привело к абсолютизации механистической картины мира. Она стала рассматриваться в качестве универсальной.
СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
Физический аспект лежит в основе всего естествознания. Развитие физики показывает, что происходит непрерывное движение от понимания отдельных, частных проблем ко все более общим законам природы. Появление релятивистской механики Эйнштейна отнюдь не отменило классическую физику Ньютона. Последняя оказалась следствием механики Эйнштейна при условии, что скорости движения малы по сравнению со скоростью света. Законы микроскопической механики являются следствием законов квантовой механики, управляющих микромиром.
На эмоционально-лингвистическом уровне можно в шутку сказать, что Ньютон внес «новый тон» в описание динамических законов природы или вообще построил целый «новый город» в современной для того времени физике (new town), оправдывая тем самым свою знаменитую фамилию Newton. А на то, что соответствующие фундаментальные законы природы вообще должны представлять собой нечто принципиально единое и незыблемое как некий монолит или один-единственный краеугольный камень, или короче - просто один камень (ein Stein), - на это обратил должное внимание как раз Эйнштейн, опять-таки как бы оправдывая, словно по воле Провидения, свою столь же знаменитую фамилию Einstein Кузнецов, В.И. Естествознание / В.И. Кузнецов, Г.М. Идлис, В.Н. Гутина. - М.: Агар, 1996..
В современной постнеклассической физике замечено, что с каждым новым шагом развития ее основные законы и теории как бы упрощаются, становятся более фундаментальными. Как сказал А. Мигдал, «в науке в отличие от искусства глубокая мысль выигрывает от упрощения». Естественно, новая теория должна переходить в старую в тех условиях, для которых эта старая теория была установлена. Это позволяет отделять, согласно М. Гелл-Манну, возможное от еще не изученного. Ученый должен быть непредвзятым и отказываться от привычных представлений только тогда, когда новые представления не противоречат установленным фактам. Все большее число известных ранее законов и положений становится следствием более общих. При этом старые утверждения, как часть новых, можно вывести, опираясь на законы формальной логики. Например, по мере развития физики число фундаментальных взаимодействий и фундаментальных частиц уменьшилось. Почему это происходит, не совсем понятно, но это исторический факт, который интуитивно еще в XIV в. был осознан францисканским монахом и философом У. Оккамом и получил название принципа бритвы Оккама. Его утверждение гласит: «Чем ближе мы находимся к некоторой истине, тем проще оказываются законы, выражающие эту истину» или: «не приумножай сущностей сверх необходимого», т.е. объясняй факты простейшим способом. Это одна из аксиом науки. Возможно, число законов природы конечно, но способы познания их, т.е. наука, остаются при этом бесконечными. Как сказал Р.Фейнман: «Может быть, вещь проста только тогда,- когда ее можно исчерпывающим образом охарактеризовать несколькими различными способами, еще не зная, что на самом деле ты говоришь об одном и том же». Кроме того, познанные законы природы показали, что установление рамок, границ, в пределах которых действует та или иная физическая модель, также является своего рода фундаментальным законом. Как сказал Л. Ландау: «Главное в физике -- это умение пренебрегать». По существу, все физические теории, основанные на предыдущих, надежно установленных и объясненных наукой наблюдениях, сузили круг тех вопросов, которые можно задавать природе. Как справедливо указывалось - «осознание новых ограничений стало признаком фундаментальных теорий» Каница, С.П. Синергетика и прогнозы будущего / С.П. Каница, С.П. Курдюмов. - М.: Наука, 1997. .
Классификация механик
Можно представить некоторую образную классификацию фундаментальных физических теорий или механик. Как предложил А.Зельманов Кузнецов, В.И. Естествознание / Г.М. Идлис, В.Н. Гутина, - М.: Агар, 1996., в пространстве трех одинаково нормированных (чтобы не нарушать симметрию куба) универсальных мировых констант - гравитационной постоянной G, 1/с и постоянной Планка h, все механики составляют характерный куб фундаментальных физических теорий Гравитационная постоянная G - определяющая эффекты всемирного тяготения. Постоянная Планка h - которая определяет квантовые эффекты, Скорость света с - связанная с релятивистскими эффектами.. Каждая механика находится в вер шинах куба с соответствующими координатами (рис.1).
Такая классификация позволяет также и прогнозировать дальнейшее развитие физики как на науки. Классическая механика Ньютона (М) не содержит никаких универсальных физических мировых констант и является первой фундаментальной теорией. Гравитационной механикой (GM) Ньютона является вторая фундаментальная теория, она содержит Ньютоновскую универсальную мировую гравитационную постоянную G. Третьей фундаментальной физической теорией стала электродинамика Максвелла и связанная с ней теория относительности Эйнштейна, или релятивистская механика (RМ), где в качестве универсальной мировой постоянной рассматривают скорость света с -- предельно возможная скорость распространения физических воздействий. Четвертой фундаментальной физической теорией, основанной на постулатах Бора, является квантовая механика (QM), содержащая универсальную мировую константу постоянную Планка h как минимально возможный квант действия. Пятой фундаментальной физической теорией стала СТО Эйнштейна, т.е. релятивистская гравитационная механика (RGM), содержащая универсальные мировые константы с и G и учитывающая искривление гравитационного поля при скоростях, близких к скорости света. Шестой фундаментальной физической теорией считается релятивистская квантовая механика (RQM), содержащая мировые универсальные постоянные с и h. И наконец, еще две, которые, вообще говоря, еще только должны быть. Седьмая -- квантовая гравитационная механика (QGM), необходимая для описания сингулярностей (черных дыр и первых мгновений БВ). В ней отчасти уже оперирует квантовая электродинамика с универсальными постоянными h и G. Восьмой, с позиции такой классификации -- последней, должна стать искомая пока квантовая релятивистская гравитационная механика (QRGM), содержащая все три мировые универсальные постоянные h, с и G.
Вероятно, в связи с трехмерностью описания нашего пространства требуются только три необходимые независимые универсальные константы (и в этом суть аналогии с кубом), в качестве которых могут выступать любые эквивалентные им параметры, непосредственно связанные с экспериментом, но непременно три. Все эти механики взаимосвязаны между собой подобно ионам в узлах кубической кристаллической решетки. Так, классическая ньютоновская механика (М), которая еще учитывает универсальную постоянную гравитационного взаимодействия, конечность физически возможной скорости распространения всех физических воздействий и принципиально дискретный квантовый характер любого физического действия, является предельным случаем гравитационной (GМ), релятивистской (RM) и квантовой (QM) механик, т.е. соответственно получается из них при G > 0, 1/с > 0 и h > 0. Аналогичным образом гравитационная (GМ), релятивистская (RM) и квантовая (QM) механики представляют собой соответствующие предельные случаи релятивистской гравитационной механики (RGM), релятивистской квантовой механики (RQM) и квантовой гравитационной механики (QGM). Очевидно, что релятивистская гравитационная механика (RGM), релятивистская квантовая механика (RQМ) и квантовая гравитационная механика (QGM) являются предельными случаями квантовой релятивистской гравитационной механики (QRGM).
Современная физическая картина мира
Подведем краткий итог рассмотренных выше идей современной естественно-научной картины мира на основе постнеклассических физических представлений или той физики, которая, по терминологии И.Пригожина Ильям Ромамнович Пригомжин (фр. Ilya Prigogine; 25 января 1917, Москва, Российская империя -- 28 мая 2003 Остин, Техас, США) -- бельгийский и американский физик и химик российского происхождения, лауреат Нобелевской премии по химии 1977 года, виконт Бельгии., является физикой существующего. Современная естественнонаучная картина отличается более фундаментальным уровнем рассмотрения явлений природы. Современные физические теории имеют дело с самыми основными понятиями, свойствами, состояниями природы, такими, как время, пространство, масса, заряд, поле, вакуум и т.д. Создана теория атома, объясняющая стабильность атомов, периодичность свойств химических элементов, образование химических связей различных видов, объясняющих многочисленные и разнообразные физические и химические явления. Установлено строение атома и составляющих его частиц. В итоге сформулирована последовательная концепция атомистического строения материи, согласно которой все сущее состоит из 12 фундаментальных фермионов: 6 кварков различных ароматов и цветов и 6 лептонов с различными лептонными зарядами. Все многообразие природных явлений объясняется взаимопревращением этих частиц и их взаимодействием, которые сводятся к четырем видам фундаментальных взаимодействий -- гравитационному, сильному, слабому и электромагнитному. Предполагают, что переносчиками взаимодействия (носителями полей) являются частицы -- фундаментальные бозоны, фотоны, гравитоны. Предпринимают попытки объединить эти взаимодействия в одно. Важно также, что результаты исследования микромира дают возможность по-новому осмыслить процессы мегамира -- рождение и эволюцию звезд, галактик, всей Вселенной. Считается, что в окрестностях точки Большого Взрыва при Т >1032 К эти все взаимодействия были объединены.
Другим существенным моментом является то, что современная естественнонаучная картина мира основана на фундаментальном вероятностном принципе обобщения закономерностей. Этот принцип, вытекающий из квантовой физики, можно распространять и на гуманитарный подход к изучению мира, т.е. использовать физические модели, в том числе статистические физические модели, для описания природы, социума и общества в целом. При этом природа, общество, Вселенная рассматриваются в развитии, во взаимодействии их сущностей. Так, CТО связала пространство -- время, квантовая теория доказала условность разделения вещества и поля. Выяснилась тесная взаимосвязь таких свойств объектов природы, как симметрия -- асимметрия, хаос и порядок, дискретность и континуальность. Классическое естествознание на разных этапах развития картин мира рассматривало физические модели описания объектов как замкнутых систем с линейными зависимостями описывающих их параметров. В современной картине мира рассматривают уже более распространенные в природе открытые системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, информацией. Для них характерны разнообразие, неустойчивости эволюции, нелинейные соотношения, процессы самоорганизации. Синергетический подход Синергимя или Синергимзм (от греч. ухнесгЯб Synergos -- (syn)вместе (ergos) действующий, действие) -- это взаимодействие двух или более факторов, характеризующееся тем, что их действие существенно превосходит эффект каждого отдельного компонента в виде их простой суммы.
Например:
- прибыль после слияния двух компаний может превосходить сумму прибылей этих компаний до объединения.
- целое больше простой суммы своих частей (Аристотель).применим к объяснению самых разнообразных явлений в мире. Выяснилось, что нелинейность присуща не только чисто физическим процессам, но и большинству других -- биологических, психологических, социальных, экологических, демографических, политических, экономических и др. Поэтому в синергетической картине мира с единых позиций можно объяснить большинство глобальных процессов, используя нелинейность связей в различных моделях и системах. Использование методов и понятий синергетики позволяет прогнозировать эволюцию систем различной природы через процессы самоорганизации материи. Понятия бифуркаций Бифуркамция -- термин происходит от лат. bifurcus -- «раздвоенный» и употребляется в широком смысле для обозначения всевозможных качественных перестроек или метаморфоз различных объектов при изменении параметров, от которых они зависят. (Пример. Бифуркация рек -- разделение русла реки и её долины на две ветви.), возникновения новых упорядоченных структур из хаоса и возможность управления процессами через малые управляющие параметры дают возможность более адекватно рассматривать природу самых разнообразных явлений, а в социально-экономических проблемах принимать правильные решения. Новые структуры возникают в точках бифуркации, когда еще не ясно, куда будет двигаться система, но тенденцию можно спрогнозировать или проанализировать выбором решений и путей развития. Само научное знание развивается так же, как открытая система, -- по законам самоорганизации. Постнеклассическое естествознание рассматривает мир как процесс, и в синергетической картине он представляется глобальной иерархической самоорганизующейся системой.
Окружающий человека мир, безграничный в пространстве и времени, дает грандиозную картину мироздания, в которой все связано со всем. Жизнь природы, Земли, Вселенной, физическая и духовная жизнь человека, жизнь и эволюция общества -- все подчинено единым фундаментальным законам природы. Человек всегда пытался определить эту глобальную взаимосвязь всего со всеми разными способами и понять свое место, роль и предназначение в мире. Развитие науки, и прежде всего физики как способа познания, позволило построить некие модели -- системы понимания и описания картины мира на основе существующего знания. На разных этапах развития человечества были построены механическая, электромагнитная, квантово-механическая, и энергетическая картины мира. Это отражает лишь бесконечный процесс познания, приближения к единой эволюционной картине мира и обусловливает принципиальную незавершенность научной картины мира. Современная наука пытается переосмыслить познанное, преодолевая необъясненные парадоксы и стереотипы мышления, создавая новую мировоззренческую парадигму.
В свое время механический взгляд, создавший рациональный метод объяснения мира, позволил объяснить и предсказать его развитие, но отделил человека и Бога от существующего мира.
Лапласовский детерминизм тем самым выделил естественные науки из общего политического понимания всего сущего. Физика отделилась от гуманитарного знания, последующее проникновение в природу вещей на основе естественных наук на самом деле позволило лишь увидеть глубину, сложность и непознанность мира, хотя это, конечно, не означает прекращения попыток познать его.
Оказалось, что на фундаментальном уровне природа едина, все грани в ней весьма условны и только лишь отражают последовательное приближение коллективного разума человечества к познанию мира. Об этом писал Н.Н.Моисеев Никимта Николамевич Моисемев (23 августа 1917, Москва -- 29 февраля 2000, там же) -- видный советский и российский учёный в области общей механики и прикладной математики, академик Академии наук СССР (впоследствии РАН): «Очень многое не ясно и скрыто от нашего взора. Тем не менее, сейчас перед нами развертывается грандиозная гипотетическая картина процесса самоорганизации материи от Большого Взрыва до настоящего времени, когда материя познает себя, когда ей присущ Разум, способный обеспечить ее целенаправленное развитие». Единство всего сущего и его различных проявлений должно обусловливать и сближение, взаимопроникновение естественнонаучного и гуманитарного подходов к познанию мира. При этом меняется также и роль исследователя в этом процессе познания: он сам становится неотъемлемой частью создаваемой им картины мира, которая вследствие этого перестает быть только естественнонаучной. Поэтому возрастают роль нелогической компоненты мышления в познании, влияние интуитивных, близких художественному творчеству приемов в познании Истины. Правильнее считать, что современная картина мира должна строиться на базе парадигмы естественной и гуманитарной культур, целостного, непредвзятого взгляда на мир. Поэтому наука есть основа взаимопонимания, искусство -- основа мировосприятия, а их сумма-основа гармонического восприятия всего мира, человеческого мироощущения. В представления современной естественнонаучной картины мира органично вписываются также идеи В.Вернадского Владиммир Ивамнович Вернамдский (28 февраля (12 марта) 1863, Санкт-Петербург -- 6 января 1945, Москва) -- выдающийся русский[1] и советский учёный XX века, естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель; создатель многих научных школ. Один из представителей русского космизма. о ноосфере как симбиозе человечества и остальной природы, обеспечивающей их соэволюцию, взаимодействие и способ существования.
Заключение
Можно надеяться, что новый целостный взгляд на мир, общество, жизнь в рамках современной концепции естествознания позволит человечеству в XXI в. разумно решать глобальные проблемы демографического, экологического, политического и социально-экономического характера. Не забывая при этом предостережение С.Хокинга Стивен Уильям Хокинг (англ. Stephen William Hawking, род. 8 января 1942, Оксфорд, Великобритания) -- один из наиболее влиятельных в научном смысле и известных широкой общественности физиков-теоретиков нашего времени.: «Предположение, что законы физики, открытые и изученные в лаборатории, будут справедливы в других точках пространственно-временного континуума, безусловно, очень смелая экстраполяция». И все же согласимся с А.Эйнштейном, что «самое удивительное в природе это то, что мы можем ее понять». И «наша первейшая задача -- научиться слушать природу, чтобы понять ее язык. (И. Тамм Игорь Евгеньевич Тамм (1895--1971) -- русский советский физик, лауреат Нобелевской премии по физике (совместно с П. А. Черенковым и И. М. Франком, 1958).), а то, что мы видим, зависит от того, куда мы смотрим» (Е. Лец Станимслав Емжи Лец (польск. Stanislaw Jerzy Lec, 6 марта 1909, Львов, Австро-Венгрия -- 7 мая 1966, Варшава, Польша) -- выдающийся польский сатирик, поэт, афорист XX века.).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горбачев, В.В. Концепции современного естествознания: учеб. пособие / В.В. Горбачев. - М.: ОНИКС 21век, 2005. - 672 с.
2. Найдыш, В.М. Концепции современного естествознания / В.М. Найдышев. - М.: Гардарики, 1999.
3. Энциклопедия «Современное естествознание» в 1 т. 2000, т. 2, 2001.
4. Каница, С.П. Синергетика и прогнозы будущего / С.П. Каница, С.П. Курдюмов, Г.Г. Маленький. - М.: Наука, 1997.
5. Кузнецов, В.И. Естествознание / В.И. Кузнецов, Г.М. Идлис, В.Н. Гутина. - М.: Агар, 1996.
6. Российский Государственный Социальный Университет
7. http://www.alleng.ru/edu/natur2.htm
Подобные документы
Понятие "научная картина мира". Физика как ведущая дисциплина в классической научной картине мира. Историческая смена физических картин мира. Современная картина мира. Главный предмет синергетики. Исторические формы проблемы происхождения жизни.
контрольная работа [24,6 K], добавлен 04.02.2010Понятие глобального эволюционизма, его виды, принципы. Современные научные подходы обоснования глобального эволюционизма. Теория нестационарной Вселенной. Глобальный эволюционизм как мировоззрение. Концепция биосферы и ноосферы. Современная картина мира.
презентация [2,4 M], добавлен 10.03.2015Научные картины мира и научные революции в истории естествознания. Изучение физической картины мира в ее развитии. Явления электричества и магнетизма. Квантово-релятивистская физическая картина мира, законы электродинамики. Общая теория относительности.
реферат [30,1 K], добавлен 11.02.2011Естествознание в Европе и в России. Механическая картина мира (классическая и универсальная). Электромагнитная картина мира. Развитие теории электромагнитного поля Д. Максвелла. Квантово-полевая картина мира. Дифференцированное изучение природы.
контрольная работа [23,8 K], добавлен 16.06.2012Реферат рассматривается эволюция с точки зрения синергетики. Естественно - научная картина мира. Механическая картина мира. Электромагнитная картина мира. Концепция необратимости и термодинамики. Концепция эволюции в биологии.
реферат [14,7 K], добавлен 20.11.2003Естественнонаучная картина мира как целостная система представлений об общих принципах и законах устройства мироздания. Эволюция естественнонаучной картины мира в истории человечества. Предпосылки, влияющие на развитие новых научных представлений.
реферат [21,5 K], добавлен 17.04.2011История науки свидетельствует, что естествознание, возникшее в ходе научной революции XVI–XVII вв., было связано с развитием физики. Механистическая, электромагнитная картины мира. Становление современной физической картины мира. Материальный мир.
реферат [15,1 K], добавлен 06.07.2008Понятие картины мира, ее сущность и особенности, история изучения. Сущность принципа глобального эволюционизма, его влияние на изменение представлений о картине мира в XIX веке. Синергетика как теория самоорганизации, ее роль в современном представлении.
контрольная работа [21,5 K], добавлен 09.02.2009Характеристика современной естественно-научной картины мира. Междисциплинарные концепции как важнейшие элементы структуры научной картины мира. Принципы построения и организации современного научного знания. Открытия XX века в области естествознания.
контрольная работа [21,9 K], добавлен 18.08.2009Под картиной мира понимается целостная система представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях. Различают общенаучную, естественно-научную, социально-историческую, специальную, механическую, электромагнитную и квантово-полевую картины мира.
реферат [109,7 K], добавлен 18.01.2009
