Концепции современного естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Контрольная работа

по дисциплине

«Концепции современного естествознания»

Выполнил:

Студент Халиков С.В.

Группа ГМУ-110.

Вариант № 21.

Проверил:

Шайдулина Г.Ф.

Уфа 2015



Оглавление

Задание 1. Естествознание Нового времени. Основные научные достижения

1.1 Вторая научная революция

1.2 Эпоха диактелизации

1.3 Очищение естествознания от натурфилософских представлений

Задание 2. Геометрия Вселенной. Вопрос о конечности и бесконечности вселенной

2.1 Образование Вселенной

2.2 Первые модели мира

2.3 Пересмотр теории ранней Вселенной

Задание 3. А.Л. Чижевский о влиянии Солнца на природные и общественные процессы

3.1 Александр Леонидович Чижевский. Биография, вклад в науку

3.2 Влияние Солнца на природные и историко-общественные процессы, циклы солнечной активности

3.3 Применение идей А.Л. Чижевского в естествознании

Задание 4. Глобальный эволюционизм как мировоззренческая основа современной картины мира

4.1 Сравнение концепции П. Тайяра да Шардена и Чарльза Дарвина

4.2 Мнение научного сообщества о теории эволюцианизма

4.3 Дарвинисткая теория-истина или пустой хлопок

Задание 5

Задание 6

Задание 7

Задание 8

Задание 9

Литература



Задание 1. Естествознание Нового времени. Основные научные достижения

Введение

Изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков - потому что именно там закладывались ее основы.

Историю развития естествознания можно проследить с VI в. до н.э. Начиная с эпохи Коперника история естествознания рассматривается в свете научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов природы.

Одним из самых революционных периодов развития является эпоха нового времени, заложившая основы для большинства естественных наук. Помимо этапа нового времени существовало множество важных этапов.

Этапов выделяют иногда три-четыре, иногда более десяти. Переходы от этапа к этапу и от одной научной революции к другой не похожи на триумфальное шествие человеческой мысли. Основные направления ее развития возникали в результате перебора многих «окольных путей», отступлений, «периодов топтания на месте». И на данный момент мы имеем довольно таки интересный симбиоз проб и ошибок развития естествознания, лучшими умами человечества.

1.1 Вторая научная революция

Вторая научная революция. Эпоха Нового времени охватывает 300 лет - от 17 до 19 века. В этом периоде особую роль сыграл 17 век - это вторая научная революция. У истоков стояли Галилей, Ньютон, Кеплер.

17 век - период создания классической механики и экспериментального естествознания. Особенности механического естествознания были заложены Галилеем (1554 - 1642). Он сосредоточил основное внимание физики на: пространстве, времени, скорости, ускорении, силе, импульсе, тяготении и др. Используя построенные им же микроскопы, он установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. У Юпитера он нашёл 4 спутника. Он первым поставил задачу получения количественного описания физических явлений. Он впервые использовал математические формулировки для описания физических законов. Он повторял, что знания берутся из наблюдений. Важнейшей его заслугой было установление того факта, что все механические явления протекают одинаково во всех системах отсчёта, которые движутся равномерно и прямолинейно (инерциальные системы отсчёта). Это положение является принципом относительности Галилея. Им были заложены основы современной физики.

Одной из крупнейших фигур был Иоганн Кеплер (1571 - 1630). Он внёс большой вклад в развитие астрономии и математики, разработал теорию солнечных и лунных затмений, уточнил величину расстояния между Землёй и Солнцем и т.д. Но главная его заслуга - открытие трёх законов движения планет. Его открытия проложили путь законам всемирного тяготения Ньютона.

1.2 Эпоха диактелизации

Начало процессу стихийной диалектизации естественных наук, составившему суть третьей революции в естествознании, положила работа немецкого ученого и философа Иммануила Канта (1724-1804) «Всеобщая естественная история и теория неба». В этом труде, опубликованном в 1755 году, была сделана попытка исторического объяснения происхождения Солнечной системы. С появлением данной работы «Земля и вся Солнечная система предстали как нечто ставшее во времени».

Гипотезу Канта принято именовать небулярной30, поскольку в ней утверждалось, что Солнце, планеты и их спутники возникли из некоторой первоначальной, бесформенной туманной массы, некогда равномерно заполнявшей мировое пространство. Кант пытался объяснить процесс возникновения Солнечной системы действием сил притяжения, которые присущи частицам материи, составлявшим эту огромную туманность. Под влиянием притяжения из этих частиц образовывались отдельные скопления, сгущения, становившиеся центрами притяжения. Из одного такого крупного центра притяжения образовалось Солнце, вокруг него расположились частицы в виде туманностей, которые начали двигаться по кругу. В круговых туманностях образовались зародыши планет, начали вращаться также вокруг своей оси. Солнце и планеты сначала разогрелись вследствие трения слагающих их частиц, затем начали остывать.

Хотя Кант в своей работе опирался на классическую механику XVII века (подзаголовок его труда гласил: «Опыт об устройстве и механическом происхождении всего мироздания на основании ньютоновских законов»), он сумел создать развивающуюся картину мира, которая не соответствовала философии Ньютона, враждебной эволюции. Идеи Канта о возникновении и развитии небесных тел были несомненным завоеванием науки середины XVIII века. Его космогоническая гипотеза пробила первую брешь в метафизическом взгляде на мир.

Более сорока лет спустя французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас (1749-1827), совершенно независимо от Канта и двигаясь своим путем, высказал идеи, развивавшие и дополнявшие кантовское космогоническое учение. В своем труде «Изложение системы мира», опубликованном в 1796 году, Лаплас предположил, что первоначально вокруг Солнца существовала газовая масса, нечто вроде атмосферы. Эта «атмосфера» была так велика, что простиралась за орбиты всех планет. Вся эта масса вращалась вместе с Солнцем (о причине вращения Лаплас не говорил). Затем, вследствие охлаждения, в плоскости солнечного экватора образовались газовые кольца, которые распались на несколько сфероидальных частей -- зародышей будущих планет, вращающихся по направлению своего обращения вокруг Солнца. При дальнейшем охлаждении внутри каждой такой части образовалось ядро, и планеты перешли из газообразного в жидкое состояние, а затем начали затвердевать с поверхности.

Имена создателей двух рассмотренных гипотез были объединены, а сами гипотезы довольно долго (почти столетие) просуществовали в науке в обобщенном виде -- как космогоническая гипотеза Канта-Лапласа.

В XIX веке диалектическая идея развития распространилась на широкие области естествознания, в первую очередь на геологию и биологию.

В первой половине XIX века происходила острая борьба двух концепций -- катастрофизма и эволюционизма, которые по-разному объясняли историю нашей планеты. Уровень развития науки этого периода делал уже невозможным сочетать библейское учение о кратковременности истории Земли с накопленными данными о смене геологических формаций и смене фаун, ископаемые остатки которых находились в земных слоях. Это несоответствие некоторые ученые пытались объяснить идеей о катастрофах, которые время от времени случались на нашей планете.

Именно такое объяснение было предложено французским естествоиспытателем Жоржем Кювье (1769-1832). В своей работе «Рассуждения о переворотах на поверхности Земли», опубликованной в 1812 году, Кювье утверждал, что каждый период в истории Земли завершался мировой катастрофой -- поднятием и опусканием материков, наводнениями, разрывами слоев и т. д. В результате этих катастроф гибли животные и растения, и в новых условиях появились новые их виды. Поэтому, считал Кювье, современные геологические условия и представители живой природы совершенно не похожи на то, что было прежде. Причины катастроф и возникновение новых видов растительного и животного мира Кювье не объяснял.

Катастрофизму Кювье и его сторонников противостояло эволюционное учение, которое в области биологии отстаивал крупный французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк (1744-1829). В 1809 году вышла его работа «Философия зоологии». Ламарк видел в изменяющихся условиях окружающей среды движущую силу эволюции органического мира.

Согласно Ламарку, изменения в окружающей среде вели к изменениям в потребностях животных, следствием чего было изменение их жизнедеятельности. В течение одного поколения, считал он, в случае перемен в функционировании того или иного органа появляются наследственные изменения в этом органе. При этом усиленное упражнение органов укрепляет их, а отсутствие упражнений -- ослабляет. На этой основе возникают новые органы, а старые исчезают. Таким образом, Ламарк полагал, что приобретенные под влиянием внешней среды изменения в живых организмах становятся наследственными и служат причиной образования новых видов. Но передача по наследству этих приобретенных изменений ни Ламарком, ни кем-либо из его последователей доказана не была. Поэтому взгляды Ламарка на эволюцию живой природы не получили должного обоснования. Однако это не умаляет его заслуги как создателя первого в истории науки целостного, систематического эволюционного учения.

Для утверждения этого учения исключительно важную роль сыграл трехтомный труд «Основы геологии» английского естествоиспытателя Чарлза Лайеля (1797-1875). В этом труде, опубликованном в 1830-1833 годах, Лайель нанес сокрушительный удар по теории катастроф. Проведя анализ большого фактического материала, он показал, что все изменения, которые произошли в течение геологической истории, происходили под влиянием тех же факторов, которые действуют и в настоящее время. А потому для объяснения этих изменений совершенно не нужно прибегать к представлениям о грандиозных катастрофах. Необходимо допустить лишь очень длительный срок существования Земли.

1.3 Очищение естествознания от натурфилософских представлений

Третья научная революция, наряду с диалектизацией естествознания, явившейся ее сутью, включала и начавшийся в конце XVIII века процесс очищения науки от натурфилософских понятий и представлений.

Первым из таких представлений, подвергшихся пересмотру в свете новых научных данных, явилась теория флогистона. Ученые второй половины XVII-XVIII вв. для объяснения процесса горения привлекали некоторую субстанцию, своеобразное «начало горючести» -- флогистон (от греч. «флогистос» -- воспламеняемый, горючий). Считалось, что хорошо горят те тела, которые содержат много флогистона, и наоборот, тела, содержащие мало флогистона, должны гореть плохо. Натурфилософское учение о флогистоне занимало господствующее положение в химии более ста лет.

Наиболее полно это учение изложил в своей книге «Химические и физические опыты, наблюдения и размышления» немецкий химик Георг Эрнст Шталь (1660-1734). С его точки зрения, флогистон -- это легчайшая материальная субстанция земного происхождения, с помощью которой можно объяснить процессы горения, прокаливания, обжига и т. п. Развитие горного дела и металлургии, необходимость выплавки металлов и термической обработки изделий побуждали ученых и практиков уделять все больше внимания этим процессам. Считалось, что флогистон как особо легкая субстанция обладает способностью «отнять у вещества часть его веса» путем передачи своей летучести частицам этого вещества, которые затем осаждаются.

Это типично натурфилософское, умозрительное представление подтверждало, как казалось, целый ряд общеизвестных фактов: осаждение сажи в дымовых трубах, серы в верхних частях реторты и т. п. Шталь полагал, что при медленном прокаливании металлов их плотность постепенно нарушается и флогистон получает возможность свободно улетучиваться. Если этот процесс происходит быстро, то флогистон захватывает с собой отдельные мельчайшие частички вещества, в результате чего наблюдается их последующее осаждение.

Флогистонная теория находилась в согласии со многими укоренившимися старыми воззрениями и прежде всего с пониманием горения как процесса распада вещества, что характерно было еще для взглядов Аристотеля. Опровергнуть эту теорию удалось лишь к концу XVIII века благодаря исследованиям, которые провел выдающийся французский ученый Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794). Его внимание привлекла одна из самых актуальных проблем химии того времени -- проблема горения, восстановления и окисления металлов.

Заключение

Итак, историческое развитие человечества постоянно сопровождалось развитием науки.

Ученые, внесшие свой вклад в развитие науки, были яркими личностями -- они сочетали в себе профессиональные качества в своей области с высокой культурой духа. Новые теории строились на основе не только строгого разума, но и высокой степени интуиции.

Но не только последние научные данные можно считать современными, а все те, которые входят в толщу современной науки, образуя ее краеугольные камни, поскольку наука не состоит из отдельных, мало связанных между собой теорий, а представляет собой во многом единое целое, состоящее из разновременных по своему происхождению частей.

Вопросы по теме:

1. Основные деятели второй научной революции?

2. Основные деятели теории диактализации?

3. Главные принципы физического познания Галилея?

4. Виды трудов Канта?

5. Теория первая подвергшиеся пересмотра с развитием науки?

6. Сущность теории Шталя?



Задание 2. Геометрия Вселенной. Вопрос о конечности и бесконечности вселенной

Введение

Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во Вселенной. Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта бросает вызов нашей вере в единство природы. Человек не успокоится, пока не разгадает загадку своего происхождения. На этом пути необходимо пройти три важные ступени: узнать тайну рождения Вселенной, решить проблему происхождения жизни и понять природу разума.

2.1 Образование Вселенной

Существует точка зрения, что с самого начала протовещество с гигантской скоростью начало расширятся. На начальной стадии это плотное вещество разлеталось во всех направлениях и представляло собой однородную бурлящую смесь неустойчивых, постоянно распадающихся при столкновении частиц. Остывая и взаимодействуя на протяжении миллионов лет, вся эта масса рассеянного в пространстве вещества концентрировалась в большие и малые газовые образования, которые в течение сотен миллионов лет, сближаясь и сливаясь, превращались в громадные комплексы. В этих комплексах, в свою очередь возникали более плотные участки - там впоследствии и образовались звезды и даже целые галактики.

В результате гравитационной нестабильности в разных зонах образовавшихся галактик могут сформироваться плотные "протозвездные образования" с массами, близкими к массе Солнца. Начавшийся процесс сжатия будет ускоряться под влиянием собственного поля тяготения. Процесс этот сопровождает свободное падение частиц облака к его центру - происходит гравитационное сжатие. В центре облака образуется уплотнение, состоящее из молекулярного водорода и гелия. Возрастание плотности и температуры в центре приводит к распаду молекул на атомы, ионизации атомов и образованию плотного ядра протозвезды.

Существует гипотеза о цикличности состояния Вселенной. Когда-то возникнув из сверхплотного сгустка материи, Вселенная, возможно, уже в первом цикле породила внутри себя миллиарды звездных систем и планет. А затем Вселенная начинает стремиться к тому состоянию, с которого начиналась история цикла. В конце концов, вещество Вселенной возвращается в первоначальное сверхплотное состояние, уничтожив всю жизнь, попавшуюся на пути. И так повторяется каждый раз, в каждом цикле на протяжении вечности.

К началу 30-х годов ХХ в. сложилось мнение, что главные составляющие Вселенной - галактики, каждая из которых в среднем состоит из 100 млрд. звезд. Солнце вместе с планетной системой входит в нашу Галактику, основную массу звезд которой мы наблюдаем в форме Млечного Пути. Кроме звезд и планет, Галактика содержит значительное количество разреженных газов и космической пыли.

Конечна или бесконечна Вселенная, какая у нее геометрия - эти и многие другие вопросы связаны с эволюцией Вселенной, в частности с наблюдаемым расширением. Если скорость "разлета" галактик увеличится на 75 км/с на каждый миллион парсек, то экстраполяция к прошлому приводит к удивительному результату: примерно 10-20 млрд. лет назад вся Вселенная была сосредоточена в очень маленькой области. Многие ученые считают, что в то время плотность Вселенной была такая же, как у атомного ядра: Вселенная представляла собой одну гигантскую "ядерную каплю". По каким-то причинам эта "капля" пришла в неустойчивое состояние и взорвалась. Последствия этого взрыва мы наблюдаем сейчас как системы галактик.

При данной оценке времени образования Вселенной предполагалось, что наблюдаемая нами сейчас картина разлета галактик происходила с одинаковой скоростью и в сколь угодно далеком прошлом. А именно на таком предположении и основана гипотеза первичной Вселенной - гигантской "ядерной капли", пришедшей в состояние неустойчивости.

В настоящее время космологи предполагают, что Вселенная не расширялась "от точки до точки", а как бы пульсирует между конечными пределами плотности. Это означает, что в прошлом скорость разлета галактик была меньше, чем сейчас, а еще раньше система галактик сжималась, т. е. Галактики приближались друг к другу с тем большей скоростью, чем большее расстояние их разделяло. Современная космология располагает рядом аргументов в пользу картины "пульсирующей Вселенной". Такие аргументы носят чисто математический характер; главнейший из них - необходимость учета реально существующей неоднородности Вселенной. Решить вопрос, какая из двух гипотез справедлива, мы сейчас не можем. Потребуется огромная работа, чтобы решить эту одну из важнейших проблем космологии.

2.2 Первые модели мира

Современная космология возникла в начале ХХ в. после создания релятивистской теории тяготения. Первая релятивистская модель, основанная на новой теории тяготения и претендующая на описание всей Вселенной, была построена А. Эйнштейном в 1917 г. Однако она описывала статическую Вселенную и, как показали астрофизические наблюдения, оказалось неверной.

В 1922-1924 гг. советским математиком А.А. Фридманом были предложены общие уравнения для описания всей Вселенной, меняющейся с течением времени. Звездные системы не могут находиться в среднем на неизменных расстояниях друг от друга. Они должны либо удаляться, либо сближаться. В 1929г. американский астроном Э. Хаббл (1889-1953) с помощью астрофизических наблюдений открыл расширение Вселенной, подтверждающее правильность выводов Фридмана.

Модели Фридмана служат основой всего последующего развития космологии. Они описывают механическую картину движения огромных масс Вселенной и ее глобальную структуру. Если прежние космологические построения призваны описывать наблюдаемую теперь структуру Вселенной с неизменным в среднем движением миров в ней, то модели Фридмана по своей сути были эволюционными, связывали сегодняшнее состояние Вселенной с ее предыдущей историей. Из этой теории следует, что в далеком прошлом Вселенная была совсем не похожа на наблюдаемую нами сегодня. Тогда не было ни отдельных небесных тел, ни их систем, все вещество было почти однородным, очень плотным, быстро расширялось. Только

На современном этапе в развитии космологии интенсивно исследуется проблема начала космологического расширения, когда плотности материи и энергии частиц были огромными. Руководящими идеями являются новые открытия в физике взаимодействия элементарных частиц при очень больших энергиях. При этом рассматривается глобальная эволюция Вселенной. Сегодня эволюция Вселенной всесторонне обосновывается многочисленными астрофизическими наблюдениями, которые опираются на теоретический базис всей физики.

В 1972 г. Киржниц и Линде пришли к выводу, что в ранней Вселенной происходили своеобразные фазовые переходы, когда различия между разными типами взаимодействий вдруг исчезали: сильные и электрослабые взаимодействия сливались в одну единую силу. В дальнейшем Линде сосредоточился на изучении процессов на еще более ранних стадиях развития Вселенной, впервые 10-30 с после ее рождения. Раньше казалось маловероятным, что до нас может дойти эхо событий, происходивших в первые миллисекунды рождения Вселенной. Однако в последние годы современные методы астрономических наблюдений позволили заглянуть в далекое прошлое.

1931 г. английский физик-теоретик Поль Дирак предположил существование магнитных монополей. Если такие частицы действительно существует, то магнитный заряд должен быть кратен некоторой заданной величине, которая, в свою очередь, определяется фундаментальной величиной электрического заряда. Почти на полвека эта тема была практически забыта, но в 1975 г. было сделано сенсационное заявление о том, что магнитный монополь обнаружен в космических лучах. Информация не подтвердилась, но сообщение вновь пробудило интерес к проблеме и способствовало разработке новой концепции.

Согласно новому классу теорий элементарных частиц, возникшему в 70-е гг., в ранней Вселенной в результате фазовых переходов, предсказанных Киржницем и Линде, могли появиться экзотические объекты, каждый из которых имел отдельно северный и отдельно южный полюс. Они назывались монополями. Масса каждого монополя в миллион миллиардов раз больше массы протона. В 1978 г. ученые обнаружили, что таких монополей рождалось довольно много, так что сейчас на каждый протон приходилось бы по монополю, а значит, Вселенная была бы очень тяжелой и быстро сколлапсировала под своим собственным весом. Тот факт, что мы до сих пор существуем, опровергает такую возможность.

Космологический принцип был впервые сформулирован немецким философом Николаем Кузанским (1401-1464), который еще в XV в. утверждал: "Вечно движущаяся Вселенная не имеет ни центра, ни окружности, ни верха, ни низа, она однородна, в разных частях ее господствуют одинаковые законы". Ему же принадлежит знаменитый афоризм: "Вселенная есть сфера, центр которой всюду, а окружность нигде", который часто ошибочно приписывают Джордано Бруно или Паскалю.

Разработка инфляционных сценариев в космологии завершилась, по словам одного из авторов А.Д. Линде, созданием теории хаотической инфляции. В его сценарии становление Вселенной описывается как случайное следствие хаотического "кипения" пространственно-временной квантовой пены. Процесс рождения вселенных в такой пене не только случаен и хаотичен, но и бесконечен: одни вселенные, рождаясь, тут же коллапсируют, другие растут, оставаясь мертвыми, третьи лишены времени и развития, а четвертые заполняются галактиками, звездами, планетами и становятся подобны нашей Вселенной.

2.3 Пересмотр теории ранней Вселенной

Одна из трудностей, с которой сталкивается традиционная теория Большого взрыва, - необходимость объяснить, откуда взялось колоссальное количество энергии, требующееся для рождения частиц.

В 1980 г. сотрудник Массачусетского технологического института Алан Гус в статье "Раздувающаяся Вселенная: возможное решение проблемы горизонта и плоскостности" изложил интересный сценарий раздувающейся Вселенной. Основным его отличием от традиционной теории Большого взрыва стало описание рождения мироздания в период с 10-35 до 10-32 с. Гус предположил, что скорость расширения Вселенной была высока в течение более длительного времени, чем предполагалось ранее. Примерно через 10-35 с. Вселенная перешла в состояние псевдовакуума, при котором ее энергия исключительно велика. Поэтому расширение (раздувание) происходило быстрее, чем по теории Большого взрыва.

Через 10-35 с. после рождения мира не было ничего, кроме черных мини-дыр и "обрывков" пространства. При резком раздувании участки "пены" превратились в отдельные вселенные. Некоторые из них, возможно, оказались вложенными друг в друга. Следовательно, может существовать множество вселенных, недоступных для нашего наблюдения.

Инфляционная теория была основана на теории фазовых переходов в ранней Вселенной. В отличие от Стробинского, Гус придумал некий механизм и постарался с помощью одного простого принципа объяснить, почему Вселенная большая, плоская, однородная, изотропная, а также почему монополей нет. Так же трудно было объяснить, почему, начавшись, раздувание в конце концов прекращается. Несмотря на ряд противоречий и трудностей, модель Гуса стала значительным достижением космологии и стимулировала разработку новых сценариев раздувающейся Вселенной.

В середине 1981 г. Линде предложил первый вариант нового сценария раздувающейся Вселенной, основывающийся на более детальном анализе фазовых переходов в модели Великого объединения. Он пришел к выводу, что экспоненциальное расширение не заканчивается образованием пузырьков, а инфляция может идти не только до фазового перехода с образованием пузырьков, но и после, уже внутри них.

В новом сценарии Линде показал, что разогрев после раздувания происходит за счет рождения частиц. Таким образом, соударения стенок пузырьков, порождающих неоднородности, стали не нужны, и тем самым была решена проблема крупномасштабной однородности и изотропности Вселенной. Новый сценарий содержал два ключевых момента: во-первых, процесс нарушения симметрии должен идти сначала медленно, чтобы обеспечивалось раздувание внутри пузырька; во-вторых, на более поздних стадиях должны происходить процессы, обеспечивающие разогрев Вселенной после фазового перехода. Спустя год исследователь пересмотрел свой подход, предложенный в новой инфляционной теории, и пришел к выводу, что фазовые переходы не нужны, равно как переохлаждения и ложный вакуум, с которого начинал Алан Гус. Это был эмоциональный шок, т.к. предстояло отказаться от считавшихся истинными представлений о горячей Вселенной, фазовых переходах, переохлаждении, которым соответствовали наблюдательные данные. Необходимо было найти новый способ решения проблемы. Тогда была выдвинута теория хаотической инфляции.

Хаотическая инфляция. Идея, лежащая в основе теории хаотической инфляции Линде, очень проста. Существуют направленные поля - электромагнитное, электрическое, магнитное, гравитационное, но может быть по крайней мере еще одно - скалярное, которое никуда не направлено, а представляет собой просто функцию координат.[6, c. 2-8]

Начиная с 1970-х гг. в теории элементарных часто использовалась концепция скалярного поля, самым близким аналогом которого можно считать электростатический потенциал.

Считается, что без полей такого типа очень трудно создать реалистичную теорию элементарных частиц. В последние годы были обнаружены практически все частицы, предсказанные теорией электрослабых взаимодействий, кроме скалярной. В рамках земной экспериментальной физики наблюдательное подтверждение инфляционной теории пока остается трудноразрешимой задачей.

Модель Гуса использует представление о "ложном" вакууме, из которого началась инфляция Вселенной. Он отличается от "истинного" тем, что может обладать огромной энергией. Нарушение принципа энергодоминантности, характерное для вакуума, наделяет его отрицательным давлением, которое приводит к гравитационному отталкиванию, обеспечивающему раздувание Вселенной. При расширении ложного вакуума его полная энергия не уменьшается, а растет.

Если вероятность образования пузырьков очень мала, то до их возникновения Вселенная быстро расширяется и становится большой и однородной.

В целом "ложный" вакуум - симметричное, но энергетически невыгодное, нестабильное состояние, т.е. он стремится к распаду. Квантовый распад вакуума и знаменует собой конец фазового перехода и прекращение инфляции. Новая фаза представляет собой "истинный" вакуум, для которого выполняется условие энергодоминантности.

Внутри каждого пузырька новой фазы Вселенная переходит во власть гравитационного притяжения, и экспоненциальное расширение заканчивается. Благодаря первоначальному импульсу, приобретенному в период инфляции, она продолжает расширяться, но скорость с течением времени уменьшается, как в теории горячей Вселенной.

Переход из стадии инфляции на стадию, описываемую теорией горячей Вселенной, представляет основную трудность для модели Гуса. Дело в том, что для того, чтобы энергия, выделяемая при фазовом переходе, перешла в тепловую энергию Вселенной, необходимо столкновение стенок огромных пузырей при достаточно большой плотности. Это противоречит малой скорости их образования, необходимой для замедления фазового перехода, и, следовательно, для значительного раздувания Вселенной. Кроме того, столкновения пузырьков должны приводить к нарушению однородности и изотропности Вселенной после раздувания, что противоречит поставленной задаче. естествознание солнце мир вселенная

Проблема образования и развития Вселенной волнует Человечество с момента его появления и будет волновать еще не одно столетие.

Являясь ничтожной частичкой целого, - трудно составить представление о целом. Наших знаний о материи еще не достаточно для уверенного моделирования окружающего нас пространства. Мы еще только приближаемся к той ступеньке, откуда можно уже рассмотреть все вокруг с подробностями.

Заключение

Вселенная - это весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Часть Вселенной, охваченная астрономическими наблюдениями, называется Метагалактикой, или нашей Вселенной. Размеры метагалактики очень велики: радиус космологического горизонта составляет 15-20 млрд. световых лет. С эволюцией структуры Вселенной связано возникновение скоплений галактик, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников. Сама Вселенная возникла примерно 20 млрд. лет назад из некоего плотного и горячего протовещества. Все эти данные не могут не поражать своей неизведанностью и по мере познания ее открывают еще более интересные факты. И тем сильнее понимание не посягаемости этой махины под названием вселенная.

Вопросы по теме:

1. Составляющие протовещества на начальных этапах?

2. Главные составляющие вселенной?

3. Причина возникновения научной космологии?

4. Вклад в космологию Э. Хаббла?

5. Теория Поль Дирака?

6. Теория раздувающейся вселенной Линде?

7. Модель Гуса?



Задание 3. А.Л. Чижевский о влиянии Солнца на природные и общественные процессы

Введение

Из большого количества проблем, связанных с взаимодействием Космоса и земного человечества, Чижевский выбрал, прежде всего, влияние активности Солнца на земной исторический процесс. Собранный им материал давал возможность это сделать. Особое внимание Чижевский обратил на содержавшееся в его разнообразной информации совпадение взрывов на Солнце с большими землетрясениями и мощными извержениями вулканов на многих континентах. Казалось, что небесный огонь солнечной активности вызывал из мрака подземный огонь, вырывавшийся из таинственных глубин планеты потоками расплавленной лавы и сдвигавший огромные пласты ее поверхностного слоя.

3.1 Александр Леонидович Чижевский. Биография, вклад в науку

Александр Леонидович Чижевский был эрудированным и многосторонне одарённым человеком. Он родился 7 февраля 1897 года. После переезда семьи в Калугу учился в частном реальном училище Шахмагонова (1913-15 гг.). Окончил Московский археологический институт (1917) и Московский коммерческий институт (1918). В результате дискуссий с Циолковским Чижевский начинает исследовать проблемы солнечно-земных связей. Уже в 1915 году он выступает с докладом "Периодическое влияние Солнца на биосферу Земли" на заседании калужского общества по изучению природы. Там он впервые высказал идею о влиянии солнечной активности на земную жизнь и блестяще подтвердил её научными исследованиями.

Нестандартные научные взгляды Чижевского вызывали противодействие многих влиятельных ученых, что приводило к его отстранению от работы. В 1942 году ученый был репрессирован и отбывал наказание в лагере на Урале и в Казахстане (1942-50 гг.), где работал в клинических лабораториях над проблемами практической гематологии и гидродинамики крови.

После освобождения Чижевский находился в ссылке в Караганде (1950-58 гг.), где занимался биофизическими исследованиями крови и проблемами аэроионизации.

Почётный президент Международного конгресса по биологической физике и космической биологии (США, 1939), член Тулонской академии наук (с 1929 г.) и ряда других академий наук и международных научных обществ, Чижевский с 1959 г. разрабатывал вопрос о влиянии Солнца на физико-биологические свойства крови. В своих исследованиях широко применял математические методы.

В 1962 году Чижевский был реабилитирован. Умер А.Л. Чижевский 20 декабря 1964 года.

3.2 Влияние Солнца на природные и историко-общественные процессы, циклы солнечной активности

Чижевский пришел к выводу, что активность деятельности человека, ее ритм, подъемы и падения совпадают с ритмами пульсаций самого Солнца.

Восстания, Крестовые походы, переселения народов - все эти конкретные исторические события были связаны с усилением активности самого Солнца, возникновением пятен на нем или взрывов и влиянием этих процессов на магнитное поле Земли. Возникновение народных вождей, духовных водителей, великих полководцев, выдающихся государственных деятелей и различного рода реформаторов также было связано с активностью Солнца, и их появление и усиленная деятельность зависели от активности самого Солнца, а возможно, и других космических факторов.

Этой же закономерности было подчинено распространение учений - политических, религиозных, философских, различного рода ересей и идей, овладевавших массами.

Когда активность Солнца затухает и воцаряется на какое-то время космическое спокойствие, то "вожди, полководцы, ораторы теряют те силы, которые в предшествовавший период сковывали массы и принуждали их к повиновению. Массы уже с трудом подчиняются внушению".

Из сказанного следует заключить, что есть некоторая внеземная сила, воздействующая извне на развитие событий в человеческих сообществах. Одновременность колебаний солнечной и человеческой деятельности служит лучшим указанием на эту силу.

Циклы процесса солнечной активности

А.Л. Чижевский обнаружил 11-летний, ритмически повторяющийся цикл развития солнечной активности, в котором выделил 4 этапа:

1. Период минимума.

2. Период увеличения активности.

3. Период максимума.

4. Период деградации.

Каждый период имеет свою продолжительность, и возможны некоторые незначительные отступления и в циклах, и в периодах. Однако среднее их арифметическое остается более или менее постоянным: I период составляет 3 года, II - 2 года, III - 3 года, IV - 3 года.

Историко-психологические особенности циклов

Чижевский установил историко-психологические особенности 11-летних циклов. Их оказалось две, и они повторялись из цикла в цикл.

Первая. "…В средних точках течения цикла массовая деятельность человечества на всей поверхности земли, при наличии в человеческих сообществах экономических, политических или военных возбуждающих факторов, достигает максимального напряжения, выражающегося в психомоторных пандемиях: революциях, восстаниях, войнах, походах, переселениях, создающих новые формации в жизни отдельных государств и новые исторические эпохи в жизни человечества и сопровождающихся интеграцией масс, выявлением их активности и правлением большинства".

Вторая. "В крайних точках течения цикла напряжение общечеловеческой деятельности военного или политического характера понижается до минимального предела, уступая место созидательной деятельности и сопровождаясь всеобщим упадком политического или военного энтузиазма, миром и успокоенною творческою работою в области организации государственных устоев, международных отношений, науки и искусства при дезинтеграции и депрессии масс и усилении абсолютистских тенденций власти".

Влияние солнечной активности на возникновение заболеваний

Из всех заболеваний, которые подвержены воздействию магнитосферных бурь, сердечно-сосудистые были выделены, прежде всего, поскольку их связь с солнечной и магнитной активностью была наиболее очевидной. Проводились сопоставления зависимости количества и тяжести сердечно-сосудистых заболеваний от многих факторов внешней среды (атмосферное давление, температура воздуха, осадки, облачность, ионизация, радиационный режим и так далее), но достоверная и устойчивая связь сердечно-сосудистых заболеваний выявляется именно с хромосферными вспышками и геомагнитными бурями

Выявлена связь солнечной активности и с функционированием других систем организма, с онкозаболеваниями.

Наибольшая заболеваемость раком имела место в период спокойного Солнца, наименьшая - при самой высокой солнечной активности. Предполагают, что это связано с тормозящим действием солнечной активности на малодифференцированные клеточные элементы, в том числе на раковые клетки.

Было установлено, что в годы снижения солнечной активности заболеваемость злокачественными опухолями возрастала.



3.3 Применение идей А.Л. Чижевского в естествознании

Теперь изучением ритмов, и не только солнечных, а любых космических ритмов, занимаются специалисты самого разного профиля - геологи, физиологи, врачи, биологи, гистологи, метеорологи, астрономы.

Например, установлено, что исходя из солнечной активности, можно прогнозировать погоду, в частности, засухи в тех или иных участках Земли, а также размножение вредителей: грызунов и саранчи. Такие прогнозы позволяли предпринимать определенные меры, например, в 1958 году Н.С. Щербаков предсказал размножение саранчи и ее залет на территорию Туркмении, и ее быстро ликвидировали благодаря его прогнозу. В основе такого массового размножения вредителей лежат изменения климатических факторов, связанных с солнечной активностью.

Изучение влияния Солнца на рыб может помогать и рыбодобывающей отрасли. Камчатский ихтиолог И.Б. Бирман в 1976 г. в своей докторской диссертации показал, что одной из внешних причин колебаний численности рыб кроме Луны может быть и солнечная активность. На основании своих исследований динамики природных процессов в зависимости от солнечной активности, Бирман еще в 1957 г. предсказывал, что в ближайшие 10 лет запасы кеты без применения энергичных мер резко уменьшатся. Действительно, после максимума 1957 г. это произошло.

Заключение

Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы невозможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце - главный (хотя и не единственный) двигатель происходящих на Земле процессов. Но не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц оказывают постоянное влияние на её жизнь.

Космическая погода постепенно занимает подобающее ей место в нашем сознании. Как и в случае с обыкновенной погодой, мы хотим знать, что нас ждет и в отдаленном будущем, и в ближайшие дни.

Вопросы к теме:

1. Первый научный труд А.Л. Чижевского о солнечной активности

2. Основные парадигмы А.Л. Чижевского

3. Учения, связанные с данными выводами

4. Циклы солнечной активности

5. Историко-психологические особенности циклов.

6. Сферы изучения солнечной активности, и прогнозирования.



Задание 4. Глобальный эволюционизм как мировоззренческая основа современной картины мира

Введение

Рассмотрение идеи глобального эволюционизма имеет своей первоочередной задачей ликвидацию разрывов между разными областями бытия. Поэтому внимание сторонников идеи глобального эволюционизма обращено на те области знания, которые могли бы быть экстраполированы на весь универсум и были бы способны связать в некое единство разные фрагменты бытия. Такими дисциплинами оказываются термодинамика, эволюционная биология и в последнее время - синергетика. Мы рассмотрим универсалистские программы, исходящие из области биологических теорий эволюции и задающие биологическое видение универсалий мира.

4.1 Сравнение концепции П. Тайяра да Шардена и Чарльза Дарвина

Биологическая интерпретация идеи глобального эволюционизма может наполняться разным конкретным содержанием в зависимости от того, какая эволюционная теория будет положена в ее основание. Сравним концепцию глобального эволюционизма П. Тейяра де Шардена и дарвинизма. Согласно первой, законы усложнения имеют духовный характер и протекают в направлении к "точке Омега". А дарвинизм, с его знаменитой триадой "наследственность - изменчивость - естественный отбор", выстраивает совершенно другое представление об универсальном развитии. Так Н.Н. Моисеев утверждает, что вся картина развивающегося мира - единый процесс, который "развертывается в рамках дарвиновской триады". Возникает представление о мире, как о грандиозном развертывании процессов селектогенеза (информационный, биологический отбор, отбор генофонда). Дарвинистски ориентированные исследователи, экстраполируя свои положения о случайном характере эволюции, настаивает на непредсказуемости природы внеземной жизни и разума. Представители других концепций решают эту проблему иначе. Сторонники номогенеза, например, рисуют конкретный образ инопланетянина , опираясь на свои представления о том, что развитие жизни носит необходимый и закономерный характер.

Какая же биологическая теория определяет сегодня тип глобального эволюционизма, транслируемый в современную научную картину мира? Она конструируется на основе дарвинизма и неодарвинизма (СТЭ). Почему же именно дарвинизм - одна из многочисленных эволюционных концепций, получил такой приоритет в общественном сознании? Рассмотрим этот вопрос подробнее, исходя из особенностей современного менталитета.

В последние десятилетия процессы, характеризуемые как "поворот к натурализму" все больше захватывают философское и научное пространство. Главной установкой здесь стал принцип: "все через естественнонаучные концепции". Мировоззренческие и философские проблемы решаются путем обращения к естественным наукам. В этом видят выход из тупика, когда столетия исследований философского и гносеологического характера не смогли привести к решению важнейших проблем, стоявших перед человечеством, в том числе, проблемы объективности знания . Отсюда стремление "рассматривать разнообразные проблемы философского порядка с конкретно-научных позиций и с помощью конкретно-научных знаний" .

Дарвинизм наиболее полно отвечает этим запросам современного менталитета, создавая возможность (или иллюзию возможности) решения как научных, так и философских вопросов. Он дал четкий механизм усложнения материи от клетки до человека, и, тем самым, объяснил эволюцию жизни естественными причинами, "показал несостоятельность телеологизма и утвердил телеономию, которая относится теперь к телеологии как химия к алхимии". И хотя Дарвин не отрицал Творца, но его теория сделала Творца не нужным для объяснения сложности и целесообразности мира живого. Г. Фоллмер считает, например, что великие кантовские вопросы: "Что я могу знать?" "Что я должен делать", "На что я смею надеяться?" и "Что такое человек?" теперь решены путем применения принципа эволюционизма (который, по его мнению, был Канту недоступен). Решена и философская проблема связи мышления и бытия (через адаптацию к бытию в процессе эволюции). Вся сложность человеческого мышления, его самость, ответственность, творчество возникли так же, как лошадиное копыто, вследствие приспособления к среде (Куайн). Тайны сущности и происхождения жизни и сознания для дарвинистов нет. Ее объяснение дается с помощью естественного отбора.

4.2 Мнение научного сообщества о теории эволюцианизма

"У идеи естественного отбора удивительная судьба, - пишет В.И. Назаров, - родившись в биологии, она захватила умы физиков, химиков, математиков, космологов - представителей всего естествознания в целом, составив важнейший элемент естественнонаучной картины мира. От естествознания она перекинулась на сферу гуманитарных наук (включая теорию познания), всюду демонстрируя свою продуктивность. В итоге, идея отбора стала настолько универсальной, что обрела статус аксиоматической категории и важнейшего завоевания науки классического периода". Так, центральное понятие дарвинизма - естественный отбор приобрело статус важнейшей составляющей современного менталитета. Представление о естественном отборе вышло далеко за рамки биологии и относится теперь к числу мировоззренческих принципов незримо присутствующих в культуре. Это - "универсальные для всего общества обязательные понятия и представления". Мыслить о мире, не пользуясь этими категориями, невозможно. (А.Я. Гуревич) К этим категориям мы причисляем и идею естественного отбора, который вошел в систему общих представлений, настолько привычных и банальных, что их обычно не замечают и которые, вне всякой рефлексии, являются самоочевидными для современного человека. Он задает понимание природы человека, его деятельности и определяет сегодня "духовный климат" эпохи. Для большинства наших современников "дарвинизм" и "эволюция" сливаются в единое понятие, отождествляются. (А критика дарвинизма часто рассматривается как выступление против эволюции вообще). Дарвинизм задает и программу исследования для новых научных дисциплин (например, в когнитивных науках, биополитике и др.), т.е. это универсальная объяснительная программа, приложимая к самым различным областям мира.

Поэтому, дарвинизм, это не просто одна из многочисленных концепций эволюции, претендующая на объяснение механизмов эволюционного процесса. Это приоритетная теория, стала естественнонаучной базой для материалистического понимания мира. Она явилась мощным орудием борьбы с религией и утверждения материалистических взглядов на мир. В советское время дарвинизм рассматривался в качестве естественнонаучной основы диалектического материализма. Так же и западные ученые подчеркивали значимость дарвинизма, который произвел "замену креационистской догмы, открытие естественного механизма эволюции, превращение естественного отбора в универсальный принцип естествознания и переворот в мировоззрении философов, естествоиспытателей и всего культурного человечества".

Тем самым, дарвинизм расщепляется на два аспекта - мировоззренческий (в научной картине мира и общественном менталитете) и естественнонаучный (в эволюционной биологии). В современном менталитете он играет двоякую роль. Во-первых - это универсальный объяснительный принцип и ядро современной научной картины мира, и, во-вторых, - это одна из многочисленных концепций в эволюционной биологии, которая хотя и доминирует сегодня, в виде синтетической теории эволюции (СТЭ), но подвергается серьезной критике.

Мировоззренчески дарвинизм исправно служит материалистическому пониманию бытия, играет определяющую роль в современной научной картине мира, задавая единый взгляд на механизм усложнения материи.

А вот по научным параметрам, дело обстоит гораздо сложнее. В этой области он не "тянет" на статус универсального объяснительного принципа. Если рассматривать дарвинизм не с мировоззренческих, а с естественнонаучных позиций, то мы можем отметить все более нарастающие возражения против его выводов.

Исследования эволюции показывают удивительную сложность и многообразие ее процессов. Сегодня для многих специалистов очевидно, что дарвинизм выглядит гипотезой сильно упрощающей действительное положение вещей. Факты, которые служат доводами против дарвинизма (существование неадаптивных направлений эволюции, "старение" филогенетических линий и вымирание, не связанное прямо с внешним воздействием, преадаптация, параллелизмы и\или конвергенции, ограничения изменчивости или эволюционные запреты и др.), представляют большие трудности для объяснения в рамках этого учения.

Сами неодарвинисты вынуждены признать ограниченный характер действия естественного отбора на многих участках эволюционного развития (Л.П. Татаринов, Н.Н. Воронцов, Э.И. Колчинский и др.). Даже выдающийся биолог, один из создателей синтетической теории эволюции, Э. Майр вынужден был ограничить сферу действия естественного отбора и признать действие в определенных областях других, ведущих механизмов филогенеза. Также и соперничающие с СТЭ пунктуализм и неокатастрофизм выводят из сферы его действия целые области, тем самым лишая его статуса универсального объяснительного принципа эволюционных преобразований, происходящих в мире. Тем более это можно сказать про не принятый еще повсевместно, но неотвратимо надвигающейся системный подход к проблеме эволюции, который вводит новую установку в исследование мира живого и его законов, рассматривая эволюцию в целом как единый системогенез, а не как набор актов приспособления каждого вида к его собственной среде. (В.А. Красилов, В.И. Назаров, Ю.В. Чайковский, Г.А. Заварзин, В.И. Вернадский, В.И. Данилов-Данилян, Горшков, К.И. Лосев, С.Д. Хайтун и др.)

4.3 Дарвинисткая теория-истина или пустой хлопок

Споры о достоверности дарвинизма и роли естественного отбора в процессах видообразования - это споры не просто об истинности положений той или иной концепции, не выходящие за рамки интересов эволюционной биологии. Они имеют характер столкновения мировоззрений и нередко приобретают бурный характер. Ведь, дело идет не только о факторах механизма макроэволюции, но и о фундаментальных закономерностях всего мира!

Поэтому проблема достоверности дарвинизма и роли естественного отбора, как основного "мотора" эволюции, имеет не только научное, но и мировоззренческое значение. Именно здесь корни ожесточенной идеологической борьбы против инакомыслящих эволюционистов-антидарвинистов. Скандалы продолжаются и по сие время. Например, Э. Майр обвинял противников дарвинизма в "столь поразительном незнании основ генетики и всей современной литературы, что опровергать его было бы напрасной тратой времени", хотя среди этих "невежд" оказались крупнейшие авторитеты эволюционной биологии и, по мнению академика Л.П. Татаринова, эти обвинения являются совершенно необоснованными. Другая сторона также не стеснялась в выражениях: А.А. Любищев отвечал Майру в том же стиле: "Сознательное невежество Э. Майра в отношении неугодных ему фактов обнаруживает в нем слепо верующего в свои постулаты догматика, а не трезвого ученого".

Тем не менее, несмотря на все споры, дарвинистские представления о природе универсального эволюционного процесса, с естественным отбором, как фактором усложнения мира, остаются господствующими в менталитете и составляют стержень современной научной картины мира. Для широкого круга научной интеллигенции дарвинизм остается непререкаемой истиной. (По Г. Фоллмеру, например, "причина эволюции полностью доказана". Это - окончательное знание). Так что на сегодняшний день складывается парадоксальная ситуация: с одной стороны, безоговорочная вера в естественный отбор научной и околонаучной общественности, (что определяется его категориальным характером), а с другой стороны, у специалистов по теории эволюции, возрастает сомнение в его ведущей роли в филогенезе. Мировоззренческий приоритет понятия отбора незыблем, а в науке его значимость оспаривается.