Теоретический уровень познания

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Задание 15 Теоретический уровень познания. Теоретические методы познания (формализация, аксиоматизация, гипотетико-дедуктивный метод). Примеры их использования учеными.

Задание 77. Периодический закон Д. И. Менделеева, его современная формулировка. В чем ее отличие от той, которая была дана Д. И. Менделеевым? Поясните, чем обусловлено такое изменение формулировки закона? В чем заключается физический смысл Периодического закона? Поясните причину периодического изменения свойств химических элементов. Как вы понимаете явление периодичности?

Задание 144. Теория эволюции Ч. Дарвина. Основные положения теории. Факторы эволюции (изменчивость, наследственность, естественный отбор). Ведущие факторы эволюции. Элементарная единица эволюции по Дарвину. В чем недостатки этой теории?

Задание 15. Теоретический уровень познания. Теоретические методы познания (формализация, аксиоматизация, гипотетико-дедуктивный метод). Примеры их использования учеными

Теоретическое познание отражает явления и процессы со стороны их универсальных внутренних связей и закономерностей, постигаемых путем рациональной обработки данных эмпирического знания.

Задача: достижение объективной истины во всей ее конкретности и полноте содержания.

Характерные признаки:

· преобладание рационального момента - понятия, теории, законы и др. формы мышления

· чувственное познание является подчиненным аспектом

· направленность на себя (исследование самого процесса познания, его форм, приемов, понятийного аппарата).

Методы: позволяют производить логическое исследование собранных фактов, вырабатывать понятия и суждения, делать умозаключения.

1. Формализация - метод теоретического познания, заключающийся в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических положений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов (знаков). Например, широко используемые в науке математические описания различных объектов, явлений.

Для построения любой формальной системы необходимо:

§ задать алфавит, то есть определенный набор знаков;

§ задать правила, по которым из исходных знаков этого алфавита могут быть получены "слова", "формулы";

§ задать правила, по которым от одних слов, формул данной системы можно переходить к другим словам и формулам.

В результате создается формальная знаковая система в виде определенного искусственного языка.

Достоинства этой системы:

§ возможность проведения в ее рамках исследования объекта чисто формальным путем (оперирование знаками) без непосредственного обращения к этому объекту;

§ обеспечение краткости и четкости записи научной информации, что открывает большие возможности для оперирования ею.

2. Аксиоматизация - в основе лежат аксиомы (аксиомы Эвклида), утверждение, в определенных рамках (теории, концепции, дисциплины) принимаемое истинным без доказательств, которое в последующем служит "фундаментом" для построения доказательств.

3. Гипотетико-дедуктивный - выведение (дедукция) заключений из гипотез, истинные значения которых неизвестны. Знание носит вероятностный характер. Включает соотношение между гипотезами и фактами.

Дедукция - метод теоретического исследования, когда вывод о некотором элементе множества делается на основании знания общих свойств всего множества.

В науке Нового времени основным пропагандистом дедуктивного метода был крупнейший французский математик и философ Р. Декарт (1596_1650). Декарт односторонне преувеличивал значение интеллектуальной стороны за счет опытной в процессе познания истины.

Теоретическое познание наиболее адекватно отражается в мышлении (активный процесс обобщенного и опосредованного отражения действительности), и проходит здесь путь от мышления в установленных рамках, по образцу, ко все большему обособлению, творческому пониманию исследуемого явления.

Основными способами отражения в мышлении окружающей действительности являются понятие (отражает общие, сущностные стороны объекта), суждение (отражает отдельные характеристики объекта); умозаключение (логическая цепочка, рождающая новое знание).

Квинтэссенция теории - закон. Он выражает сущностные, глубинные связи объекта. Формулирование законов - одна из основных задач науки.

Получается, что теория вырастает не из эмпирии, но как бы рядом с ней, а точнее, над ней и в связи с ней". Теоретический уровень - более высокая ступень в научном познании. "Теоретический уровень познания направлен на формирование теоретических законов, которые отвечают требованиям всеобщности и необходимости, т.е. действуют везде и всегда". Результатами теоретического познания становятся гипотезы, теории, законы.

Задание 77. Периодический закон Д. И. Менделеева, его современная формулировка. В чем ее отличие от той, которая была дана Д. И. Менделеевым? Поясните, чем обусловлено такое изменение формулировки закона? В чем заключается физический смысл Периодического закона? Поясните причину периодического изменения свойств химических элементов. Как вы понимаете явление периодичности?

Формулировка Д.И. Менделеева:

"Свойства элементов, а потому и образуемых ими простых и сложных тел (веществ), стоят в периодической зависимости от их атомного веса".

Современная формулировка:

"Свойства химических элементов (т.е. свойства и форма образуемых ими соединений) находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов химических элементов".

Физический смысл химической периодичности.

Периодические изменения свойств химических элементов обусловлены правильным повторением электронной конфигурации внешнего энергетического уровня (валентных электронов) их атомов с увеличением заряда ядра.

Графическим изображением периодического закона является периодическая таблица. Она содержит 7 периодов и 8 групп.

Период - горизонтальные ряды элементов с одинаковым максимальным значением главного квантового числа валентных электронов. Номер периода обозначает число энергетических уровней в атоме элемента. Периоды могут состоять из 2 (первый), 8 (второй и третий), 18 (четвертый и пятый) или 32 (шестой) элементов, в зависимости от количества электронов на внешнем энергетическом уровне. Последний, седьмой период незавершен. Все периоды (кроме первого) начинаются щелочным металлом (s-элементом), а заканчиваются благородным газом (ns2 np6).

Металлические свойства рассматриваются, как способность атомов элементов легко отдавать электроны, а неметаллические - присоединять электроны из-за стремления атомов приобрести устойчивую конфигурацию с заполненными подуровнями. Заполнение внешнего s- подуровня указывает на металлические свойства атома, а формирование внешнего p- подуровня - на неметаллические свойства. Увеличение числа электронов на p- подуровне (от 1 до 5) усиливает неметаллические свойства атома. Атомы с полностью сформированной, энергетически устойчивой конфигурацией внешнего электронного слоя (ns2 np6) химически инертны.

В больших периодах переход свойств от активного металла к благородному газу происходит более плавно, чем в малых периодах, т.к. происходит формирование внутреннего (n - 1) d- подуровня при сохранении внешнего ns2 - слоя. Большие периоды состоят из четных и нечетных рядов.

У элементов четных рядов на внешнем слое ns2 - электроны, поэтому преобладают металлические свойства и их ослабление с ростом заряда ядра невелико; в нечетных рядах формируется np- подуровень, что объясняет значительное ослабление металлических свойств.

Группы - вертикальные столбцы элементов с одинаковым числом валентных электронов, равным номеру группы. Различают главные и побочные подгруппы.

Главные подгруппы состоят из элементов малых и больших периодов, валентные электроны которых расположены на внешних ns- и np- подуровнях.

Побочные подгруппы состоят из элементов только больших периодов. Их валентные электроны находятся на внешнем ns- подуровне и внутреннем (n - 1) d- подуровне (или (n - 2) f- подуровне).

В зависимости от того, какой подуровень (s-, p-, d- или f-) заполняется валентными электронами, элементы периодической системы подразделяются на: s- элементы (элементы главной подгруппы I и II групп), p- элементы (элементы главных подгрупп III - VII групп), d- элементы (элементы побочных подгрупп), f- элементы (лантаноиды, актиноиды).

В главных подгруппах сверху вниз металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают. Элементы главных и побочных групп сильно отличаются по свойствам.

Номер группы показывает высшую валентность элемента (кроме O, F, элементов подгруппы меди и восьмой группы).

Общими для элементов главных и побочных подгрупп являются формулы высших оксидов (и их гидратов). У высших оксидов и их гидратов элементов I - III групп (кроме бора) преобладают основные свойства, с IV по VIII - кислотные.

Для элементов главных подгрупп общими являются формулы водородных соединений. Элементы главных подгрупп I - III групп образуют твердые вещества - гидриды (водород в степени окисления - 1), а IV - VII групп - газообразные. Водородные соединения элементов главных подгрупп IV группы (ЭН4) - нейтральны, V группы (ЭН3) - основания, VI и VII групп (Н2Э и НЭ) - кислоты.

От положения элементов в периодической системе зависят свойства атома, связанные с его электронной конфигурацией: атомный радиус - по периоду слева направо уменьшается, а в подгруппе сверху вниз возрастает; энергия ионизации - по периоду возрастает, а в подгруппе уменьшается; электроотрицательность - по периоду увеличивается, а в подгруппе уменьшается.

По положению элемента в периодической системе можно прогнозировать его основные свойства как средние всех его соседей:

Для характеристики химического элемента по периодической системе Д.И.Менделеева следует рассмотреть:

1. Положение в периодической таблице (порядковый номер; период, ряд; группа, подгруппа; атомная масса).

2. Строение атома (заряд ядра; состав ядра - количество протонов p11, нейтронов n01 и электронов з; число энергетических уровней и подуровней; написать формулу электронной конфигурации; квантовые ячейки; по числу и характеру валентных электронов определить тип элемента).

3. Формулы и химический характер соединений (высшего оксида и гидроксида; водородных соединений).

4. Сравнить с соседями (по периоду, по группе).

Периодичность -- это повторяемость явления через определенные промежутки времени. Смену дня и ночи, времён года, фаз Луны мы видим в повседневной жизни. Свет, звук, тепло, радиоволны, переменный электрический ток представляют собой колебательные, периодические процессы. Основой химии является Периодическая система элементов Д. И. Менделеева.

Задание 144. Теория эволюции Ч. Дарвина. Основные положения теории. Факторы эволюции (изменчивость, наследственность, естественный отбор). Ведущие факторы эволюции. Элементарная единица эволюции по Дарвину. В чем недостатки этой теории?

познание теоретический менделеев дарвин

Чарлз Роберт Дарвин (1809-1882) - основоположник эволюционной биологии. Ч.Дарвин является также автором ряда крупных работ по вопросам ботаники, зоологии, геологии и сравнительной психологии.

Ч.Дарвин считал наследственную изменчивость особей, борьбу за существование и естественный отбор главными движущими силами (факторами) процесса эволюции. В настоящее время исследования в области эволюционной биологии подтвердили справедливость этого утверждения и выявили ряд других факторов, которые играют важную роль в процессе эволюции.

Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина. Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:

1. В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.

2. Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.

3. Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие "борьба за существование" Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.

4. В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно -- в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.

5. Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.

6. Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.

Понятие эволюции -- процесса длительных, постепенных, медленных изменений, приводящих к коренным, качественным изменениям (возникновению новых организмов, структур, форм и видов), проникло в науку в конце XVIII в. Однако именно Дарвин создал совершенно новое учение о живой природе, обобщив отдельные эволюционные идеи в одну стройную теорию эволюции. Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, он сформулировал основные положения своей теории, изложив их в книге "Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь" (1859).

Дарвин пришел к выводу, что в природе любой вид животных и растений стремится к размножению в геометрической прогрессии. В то же время число взрослых особей каждого вида остается относительно постоянным. Так, самка трески мечет семь миллионов икринок, из которых выживает лишь 2 %. Следовательно, в природе происходит борьба за существование, в результате которой накапливаются признаки, полезные для организма и вида в целом, а также образуются новые виды и разновидности. Остальные организмы гибнут в неблагоприятных условиях среды. Таким образом, борьба за существование -- это совокупность многообразных, сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды.

В этой борьбе выживают и оставляют потомство индивидуумы и особи, обладающие таким комплексом признаков и свойств, который позволяет наиболее успешно конкурировать с другими особями. Таким образом, в природе происходит процесс избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других -- естественный отбор, или выживание наиболее приспособленных.

При изменении условий внешней среды полезными для выживания могут оказаться какие-то иные, чем прежде, признаки. В результате меняется направление отбора, перестраивается структура вида, благодаря размножению широко распространяются новые признаки -- появляется новый вид. Полезные признаки сохраняются и передаются последующим поколениям, так как в живой природе действует фактор наследственности, обеспечивающий устойчивость видов.

Итак, концепция Дарвина построена на признании объективно существующих процессов в качестве факторов и причин развития живого. Основными движущими факторами эволюции являются изменчивость, наследственность и естественный отбор.

Первым звеном эволюции выступает изменчивость (изменение и превращение организмов под действием внешней среды), которая является неотъемлемым свойством живого. Чем тщательнее и глубже изучается природа, тем больше формируется убеждение во всеобщем универсальном характере изменчивости. В природе нет двух совершенно одинаковых, тождественных организмов. При благоприятных условиях эти различия могут не оказывать заметного влияния на развитие организмов, но при неблагоприятных каждое мельчайшее различие может стать решающим в том, останется ли этот организм в живых и даст потомство или же он погибнет.

Дарвин различает два вида изменчивости: ненаследственную (определенную) и наследственную (неопределенную). Под определенной (групповой) изменчивостью понимается сходное изменение всех особей потомства в одном направлении из-за влияния определенных условий (например, изменение роста в зависимости при изменении количества и качества пищи, толщины кожи и густоты шерстяного покрова при перемене климата и т. д.). Неопределенная (индивидуальная) Изменчивость -- появление разнообразных незначительных отличий у особей одного и того же вида, которыми одна особь отличается от других. В дальнейшем "неопределенные" изменения стали называть мутациями, а "определенные" -- модификациями.

Следующим фактором эволюции является наследственность -- свойство организмов обеспечивать преемственность признаков и свойств между поколениями, а также определять характер развития организма в специфических условиях внешней среды. В процессе размножения от поколения к поколению передаются не признаки, а код наследственной информации, определяющий лишь возможность развития будущих признаков в определенном диапазоне. Наследуется не признак, а норма реакции развивающейся особи на действие внешней среды.

Дарвин подробно проанализировал значение наследственности в эволюционном процессе и показал, что сами по себе изменчивость и наследственность еще не объясняют возникновения новых пород животных, сортов растений, их приспособленности, поскольку изменчивость разных признаков организмов осуществляется в самых разнообразных направлениях. Каждый организм -- это результат взаимодействия генетической программы его развития и условий его реализации.

Рассматривая вопросы изменчивости и наследственности, Дарвин обратил внимание на сложные взаимоотношения между организмом и окружающей среды, на разные формы зависимости растений и животных от условий жизни, на их приспособление к неблагоприятным условиям. Такие разнообразные формы зависимости организмов от условий окружающей среды и от других живых существ он назвал борьбой за существование. Борьба за существование, по Дарвину, -- это совокупность взаимоотношений организмов данного вида друг с другом, с другими видами живых организмов и с неживыми факторами внешней среды.

Борьба за существование означает все формы проявления активности данного вида организмов, направленные на поддержание жизни своего потомства. Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование: межвидовая, внутривидовая и борьба с неблагоприятными условиями внешней среды.

Наиболее ярко межвидовая борьба проявляется в борьбе хищников и травоядных животных: последние смогут выжить и оставить потомство только в том случае, если сумеют избежать хищников и будут обеспечены пищей. Но растительностью питаются также разные виды млекопитающих, а кроме того -- насекомые и моллюски. И здесь возникает ситуация: что досталось одному, не досталось другому. Поэтому в межвидовой борьбе успех одного вида означает неуспех другого.

Внутривидовая борьба -- конкуренция между особями одного вида, у которых потребность в пище, территории и других условиях существования одинакова. Дарвин считал внутривидовую борьбу самой напряженной. Поэтому в процессе эволюции у популяций выработались различные приспособления, снижающие остроту конкуренции: разметка границ, угрожающие позы и т. п.

Борьба с неблагоприятными условиями среды выражается в стремлении живых организмов выжить при резких изменениях погодных условий. В этом случае выживают лишь наиболее приспособленные к изменившимся условиям особи. Они образуют новую популяцию, что в целом способствует выживанию вида. В борьбе за существование выживают и оставляют потомство индивиды и особи, обладающие таким комплексом признаков и свойств, которые позволяют наиболее успешно конкурировать с другими.

Однако основная заслуга Дарвина в создании теории эволюции заключается в том, что он разработал учение об естественном отборе как ведущем и направляющем факторе эволюции. Естественный отбор, по Дарвину, -- это совокупность происходящих в природе изменений, обеспечивающих выживание наиболее приспособленных, оставление ими потомства и избирательное уничтожение организмов, оказавшихся неприспособленными к существующим или изменившимся условиям окружающей среды.

В процессе естественного отбора организмы адаптируются, и у них развиваются необходимые приспособления к условиям существования. В результате конкуренции разных видов, имеющих сходные жизненные потребности, хуже приспособленные виды вымирают. Совершенствование механизма приспособления организмов приводит к тому, что постепенно усложняется уровень их организации и таким образом осуществляется эволюционный процесс. При этом Дарвин обращал внимание на такие характерные особенности естественного отбора, как постепенность и медленность процесса изменений и способность суммировать эти изменения в крупные, решающие причины, приводящие к формированию новых видов.

Таким образом, Дарвин последовательно решил проблему детерминации органической эволюции в целом, объяснил целесообразность строения живых организмов как результат естественного отбора, а не как их стремление к самосовершенствованию, как утверждал Ламарк. Также он показал, что эта целесообразность носит всегда относительный характер, так как любое приспособление оказывается полезным только в конкретных условиях существования. Этим он нанес серьезный удар идеям телеологизма в естествознании.

Дарвин подчеркивал, что элементарной единицей эволюции является не отдельная особь, как у Ламарка, а группа таких особей -- вид. Иными словами, под действие естественного отбора могут подпасть как отдельные особи, так и целые группы.

Наряду с несомненными достоинствами, в теории Дарвина были и существенные недостатки. Одно из возражений, выдвигавшихся против этой теории, состояло в том, что она не могла объяснить причин появления у организмов многих структур, кажущихся бесполезными. Однако, как выяснилось впоследствии, многие морфологические различия между видами, не имеющие значения для выживания, представляют собой просто побочные эффекты действия генов, обусловливающих незаметные, но очень важные для выживания физиологические признаки.

Слабым местом в теории Дарвина также были представления о наследственности, которые подвергались серьезной критике его противниками. Действительно, если эволюция связана со случайным появлением изменений и наследственной передачей приобретенных признаков потомству, то каким образом они могут сохраниться и даже усилиться в дальнейшем? Ведь в результате скрещивания особей, обладающих полезными признаками, с другими особями, которые ими не обладают, они передадут эти признаки в ослабленном виде. В конце концов, в течение ряда поколений эти случайно возникшие изменения должны будут ослабнуть, а затем и вовсе исчезнуть.

Этот вывод был получен с помощью элементарных арифметических подсчетов британским инженером и физиком Ф. Дженкиным.

В дальнейшем были выявлены и некоторые другие недостатки теории эволюции Ч. Р. Дарвина, касающиеся основных причин и факторов органической эволюции. Было ясно, что его теория нуждалась в дальнейшей разработке и обосновании с учетом последующих достижений всех биологических дисциплин.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: учеб. пособие для студ. вузов / Т.Я. Дубнищева. -6-е изд., испр. и доп. -М.: Издательский центр "Академия", 2006. -608 с.

2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов/ С.Х. Карпенков. -6-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк.,2003. -488 с: ил.

3. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Под ред. проф. В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова -3-е изд., перераб. и доп. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 317 с.

4. Учебники по КСЕ/Аруцев А.А., Ермолаев Б.В. Концепции современного естествознания.doc

5. Учебники по КСЕ/Найдыш В.М. - Концепции современного естествознания. Учебник. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М., Альфа-М.doc; ИНФРА-М, 2004. - 622 с..doc

6. В.А. Бердников. Эволюция и прогресс. Новосибирск, "Наука", 1991

7. Н.Грин, У.Стаут, Д.Тейлор. Биология, том 3. М., "Мир", 1990

8. Н.Н. Иорданский. Основы теории эволюции. М., "Просвещение", 1979

9. Э.А. Киселева. Книга для чтения по дарвинизму. М., "Просвещение", 1970

10. Ю.И. Полянский. Общая биология. М., "Просвещение", 1993

11. А.В. Яблоков, Б.М.Медников. Чарльз Дарвин. Происхождение видов путем естественного отбора. М., "Просвещение", 1987

Размещено на Allbest.ru