Развитие представлений о материи, движении и взаимодействии в классическом естествознании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Развитие представлений о материи, движении и взаимодействии в классическом естествознании

Введение

На заре развития человечества люди наделяли объекты и явления природы своим особым сознанием. Для древнего человека было сложно объяснить эти явления и поэтому многие из них вызывали страх и желание защититься от опасных и непонятных явлений. Это можно было сделать, признав их живыми, обладающими своим собственным сознанием. В этом случае можно было обеспечить себе безопасное существование через поклонение, принесение жертв, заговоры и т.п.

На определённом этапе своего развития человек выделил себя из природы и начал осознавать самостоятельность и обособленность природных явлений. Взаимодействуя с ними в процессе своей жизни и деятельности, люди стали замечать изменение этих явлений, фиксировать их качества, а также появление новых качеств и свойств природных явлений. Так постепенно формировались начальные представления об окружающем пространстве и времени, материи и движении. С дальнейшим развитием общества и его отношения к окружающей природе эти представления начинают превращаться в научные представления и философские теории.

Развитие научной картины мира можно рассматривать как движение от классической к неклассической и постнеклассической. Европейская наука берёт своё начало с принятия классической научной картины мира. Классическая картина мира была основана на открытиях Галилея и Ньютона и существовала довольно длительное время со времён Галилея и до конца 19-го века.

Классическое естествознание и его методология

Методологические предпосылки естественно-научного познания формируются в 16-17 веках. Методология познания представляет собой учение о принципах, формах и способах научного исследования природных явлений и процессов.

Основоположником методологии принято считать Ф. Бэкона. Его заслуга заключалась в том, что он показал решающее значение метода исследования в успехе познания. Метод является способом теоретических действий, это совокупность приёмов и операций теоретического освоения природных явлений. Методология направлена на средства познания, на внутренние механизмы, логику движения и организацию самого знания. Сама методология отличается от теорий, лежащих в её основе, объектом исследования. Объектом исследования методологии является метод, регулирующие принципы, направляющие действие субъекта. Методологическое обоснование научной-исследовательской деятельности связано не только с проблемами познания (гносеологическими), но и с учением о бытии как таковом (онтология).

Начало классического периода в научном исследовании мира обычно связывают с именем Исаака Ньютона. Ньютона внёс большой вклад и в математику, и в оптику, и в другие отрасли науки. Но фундаментом классического естествознания является созданная им механика. Благодаря механике Ньютона был наведён порядок в большом количестве экспериментального материала, который накопили многие поколения ученых. Механика Ньютона стала мощным инструментом однозначного предсказания будущего среди наблюдаемых объектов и природных явлений.

Причины движения физических тел в пространстве, закономерности этих движений, способы их конкретного описания рассматривались человеком важными для понимания, поскольку они напрямую были связаны с очень близкой религиозному сознанию отрасли естествознания, это - движение небесных тел.

Большое внимание во все времена уделялось наблюдению за движением небесных тел. Для этого использовались всевозможные астрономические приспособления и приборы, с помощью которых тщательно фиксировались и интерпретировались все нюансы перемещения космических тел. Нахождение законов движения небесных тел было важным не только для удовлетворения научной любознательности, но прежде всего преследовало религиозно-философскую цель познания смысла бытия и мироустройства.

Огромным достижением на этом пути познания были эмпирические законы Иоганна Кеплера, которые описывали движение планет Солнечной системы. Кеплер убедительно доказал существование чёткого порядка в движении планет вокруг Солнца. небесный тело естествознание

К середине 19-го века авторитет классической механики вырос настолько, что её стали признавать эталоном естественно-научного научного подхода в изучении природы. Для механики Ньютона были характерны такие особенности как широта охвата природных явлений, конкретная определённость выводов - детерминизм. Они были настолько убедительны, что привели к формированию механистического подхода, который предполагал применение его методов и законов ко всем явлениям природы, в том числе физиологическим и социальным.

Подобное мировоззрение часто называть "детерминизмом Лапласа", в честь великого французского учёного П.Лапласа, который внёс существенный вклад механику небесных тел, а также математику и физику.

Однако, этот принцип, в основе которого все природные явления сводились к механическому движению под действием сил оказался несостоятельным, так как с его помощью нельзя было объяснить новые открытия в естествознании.

Прежде всего, возникли непреодолимые проблемы с объяснением вновь открытых световых, электрических и магнитных явлений. Во второй половине 19-го века стало очевидным, что окружающий мир не может быть описан только механическим движением и перемещениями природных объектов. Опираясь на свои исследования в области электрических и магнитных полей Дж. Максвелл создал теорию электромагнитного поля. Таким образом было признано, что в мире существует ещё одна форма материи - электромагнитное поле.

В результате этого большинство ученых в конце 19-го века посчитало создание полной и окончательной естественнонаучной картины мира окончательно завершенным. Все природные явления в соответствии с принятой картиной мира - это следствие электро-магнитных и гравитационных взаимодействий между электрическими зарядами и массами физических тел. Всё это приводит к однозначному, чётко определенному начальными условиями поведению тел, строго в соответствии с концепцией детерминизма. Критерии истинности в этой картине мира с одной стороны, эксперимент, а с другой - конкретный логический вывод, чаще математический.

Важно отметить также, что одним из главных методологических принципов классического естествознания являлась независимость от исследователя объективных природных процессов, а также отделённость объекта исследования от средств познания.

Зарождение и формирование эволюционных идей в классическом естествознании

С появлением дисциплинарно-организованной науки механистическая картина мира окончательно потеряла свой общенаучный статус. По мере развития специализированных научно-исследовательских отраслей произошли серьёзные изменения в методологии естествознания.

Помимо физики свой вклад в подрыв механистической картины мира внесли открытия в области биологии и геологии.

Изменения в физике связаны, прежде всего с открытиями в области электрического и магнитного полей. Параллельно с физикой изменения происходили также в рамках геологии и биологии. Британский геолог Ч. Лайель разработал теорию о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под действием постоянных геологических процессов. Земля согласно этой теории, просто изменяется случайным образом. При этом изменения носит характер постепенных количественных изменений без каких-либо скачков и перерывов постепенности.

Важную роль в падении механистического естествознания сыграли три глобальных научных открытия, совершенные в период с 1830 по 1850 годы.

1) клеточная теория М. Шлейдена и Т. Шванна, которая доказала внутреннее единство живых организмов и единство происхождения и развития всех живых существ

2) закон сохранения и превращения энергии, опирающийся на открытия Ю. Майера, Д. Джоуля и Э. Ленца. Согласно этому закону такие субстанции как теплота, электричество, свет и магнитное поле взаимосвязаны и могут переходить при определенных условиях одна в другую. Таким образом они являют собой всего лишь различные формы одного и того же движения в мире. Энергия при этом представляет собой количественную меру всевозможных форм движения материи. Она не возникает из ничего и не исчезает, а может лишь переходить их одной формы в другую.

3) эволюционная теория Чарльза Дарвина, в которой утверждается, что все живые организмы, в том числе человек, являются результатом длительного естественного отбора в ходе развития органического мира.

Вместе с тем и на данном этапе развития естествознания всё ещё сохранялся присущий классическому естествознанию объективизм. Достижения эволюционизма 19-го века только дополняли, но не отвергали полностью классический подход к проблемам естествознания.

Развитие представлений о материи, движении и взаимодействии

Представления о материи

Вопрос о материи и её свойствах, видах и формах бытия является фундаментальным вопросом в философии и естествознании с момента их возникновения и на протяжении развития. Понятие материи является основной философской категорией и занимает центральное место в материалистической философии. Понятие материи выражает сущность материального мировоззрения, его объективность.

Формирование научных взглядов на строение материи относится к 16-му веку. С именем Галилео Галилея связывают становление первой в научной истории физической картины мира - механической. Именно он установил законы движения свободно падающих тел, открыл закон инерции и сформулировал механический принцип относительности.

Но главная заслуга Галилея в том, что он не просто обосновал гелиоцентрическую систему Н.Коперника и открыл закон инерции, но и разработал новый способ описания природы - научно-теоретический. Он первый начал применять в своих исследованиях явлений природы экспериментальный метод вместе с измерениями исследуемых характеристик и математической обработкой результатов измерений. Свою методологическую концепцию Галилей впервые сформулировал в своём труде "Пробирные весы" и она оказала решающее влияние на становление классического естествознания.

Опираясь на труды Галилео Галилея, Исаак Ньютон разработал строгую научную теорию, которая описывала и движение небесных тел, и движение сугубо земных объектов одними и теми же законами. В рамках этой механистической картины мира, разработанной И. Ньютоном и его последователями, сформировалась дискретная корпускулярная модель мира. Материя согласно этой модели - вещественная субстанция, которая состоит из отдельных неделимых частиц, имеющих массу и вес - атомов или корпускул. Важной характеристикой механистического ньютоновского мира являлось 3-х мерное пространство эвклидовой геометрии. Считалось, что оно абсолютно постоянно и всегда пребывает в покое. Время при этом представлялось как величина, которая никак не зависит ни от пространства, ни от материи.

Согласно описанной ньютоновской механистической картины мира Вселенная представляется в виде гигантского полностью детерминированного механизма, в котором все события и процессы представляют собой цепь взаимозависимых причин и следствий. На этом и основывалась вера в то, что теоретически можно абсолютно точно реконструировать любое прошлое событие во Вселенной или предсказать будущее с абсолютной определенностью.

Механистический подход к описанию природных явлений оказался очень плодотворным. Опираясь на этот подход были созданы такие естественнонаучные направления как гидродинамика, теория упругости, механическая теория тепла, молекулярно-кинетическая теория и целый ряд других. В этих областях физика достигла огромных успехов. Однако были две области, связанные с оптическими и электромагнитными явлениями, которые не могли быть полностью объяснены в рамках механистической картины мира.

Исследуя оптику, И. Ньютон опирался на логику своего учения и считал свет потоком материальных частиц - корпускул. Им была разработана корпускулярная теория света, в которой утверждалось, что светящиеся тела излучают мельчайшие частицы, которые движутся в согласии с законами механики и вызывают ощущение света, попадая в глаз. В соответствии с этой теорией Ньютоном было дано объяснение законам отражения и преломления света.

Наряду с механистической корпускулярной теорией, делались попытки объяснить оптические явления принципиально другим путем, на основе волновой теории, сформулированной X. Гюйгенсом. Волновая теория проводила аналогию между распространением света и движением волн на поверхности воды. При этом предполагалось наличие упругой среды, заполняющей все пространство, так называемого светоносного эфира. Распространение света при этом рассматривалось как распространение колебаний эфира, когда каждая отдельная точка эфира колеблется в вертикальном направлении. Колебания всех точек эфира создают волну, которая перемещается в пространстве от одного места к другому.

Представление о движения и взаимодействии

Огромным достижением классического естествознания можно считать открытие законов сохранения энергии и импульса. Эти законы не утратили свою силу и для современного естествознания поскольку они являются следствием свойств симметрии пространства и времени. Они не зависят от конкретного вида внутренних сил в замкнутом объекте - электрических, механических, магнитных или ядерных.

В конце 18-го века завершился процесс становления науки, которая стала важнейшим элементом европейской культуры, охватывая своим влиянием все сферы человеческой жизни и деятельности. Открытия в области естественных наук укладывались в простые схемы, которые создавались на основе эмпиризма Бэкона и Локка, а также на теории французских материалистов Гельвеция и Дидро, и механицизма И.Ньютона.

Особенностью механистического взгляда на мир является представление исследуемых объектов как простого набора статичных объектов, которые не развиваются и не меняются. Это значит, что время рассматривалось в естествознании как внешний фактор, не влияющий на характер явлений и процессов. При этом свойства целого сводились к сумме свойств его частей, а сам процесс понимался как перемещение тел в пространстве.

Основные представления о материи, движении и взаимодействии между объектами материального мира к концу 18-го века сводились к следующему:

- материя понималась как вещественная субстанция, состоящая из частиц: атомов или корпускул

- движение - это простое механическое перемещение физических тел и корпускул или частиц друг относительно друга

- пространство и время абсолютны и совершенно не зависят друг от друга

- все объекты и корпускулы находятся и перемещаются в пространстве, которое заполнено особым полем - эфиром

- сила есть характеристика воздействия на тело или корпускулу и взаимодействия между ними

- масса - есть мера инертности и гравитации

В этот период формируются классические представления о гравитационном и электромагнитном взаимодействиях в основе которых лежит закона всемирного тяготения И.Ньютона и закон электростатического взаимодействия Ш. Кулона. Эти два закона описывают взаимодействия, которые распространяются на как на макро, так и на микрочастицы. Отличие их в том, что они рассматривают взаимодействие частиц под воздействием разных полей: гравитационного и электрического.

Стоит отметить основные принципы механистической картины мира:

- принцип относительности Галилео Галилея, который сводится к тому, что все механические явления в инерциальных системах отсчета протекают одинаково

- принцип дальнодействия, согласно которому все физические воздействия в способны распространяться из одного места пространства в другие места практически мгновенно, с бесконечно большой скоростью

- принцип механического редукционизма, согласно которому закономерности всех форм движения могут быть сведены к законам механики.

Заключение

В 19-м веке сформировалось классическое естествознание, у истоков которого стояли такие выдающиеся ученые как Н. Коперник, Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, И. Ньютон, Ф. Бэкон.

Классическое естествознание заговорило на языке математики. Античная наука также ценила математику, однако ограничивала сферу ее применения небесными сферами, считая, что описание земных явлений возможно только качественное, без применения математики. Новое естествознание смогло выделить строго объективные количественные характеристики земных тел: форма, величина, масса, движение, и выразить их в строгих математических понятиях и закономерностях.

Новая европейская наука стала опираться на экспериментальные исследования процессов и явлений, которые могли проводиться в строго контролируемых условиях. Теперь исследователи могли не просто созерцать и проводить умозрительные заключения, но и активно взаимодействовать с природными объектами в рамках проводимых экспериментов.

Классическое естествознание основательно разрушило античные представления о наблюдаемом космосе как о чём-то вполне завершённом и неизменном, обладающим совершенством и целесообразностью. На смену этим представлениям пришла новая концепция бесконечной Вселенной, которая не имеет цели и смысла своего существования.

В классическом естествознании и других разделах науки Нового времени стала доминировать механика. Утвердилась общая тенденция сведения всех знаний о природе к фундаментальным механическим принципам и представлениям. При этом любые соображения, основанные на понятиях ценности, совершенства, целеполагания были полностью исключены из научных понятий. Сформировалась и утвердилась чисто механическая картина мира.

Список использованной литературы

1. Наследников Ю.М. Концепции современного естествознания. Учебно-метод. пособие./ Ю.М. Наследников, А.Я. Шполянский, А.П. Кудря, А.Г. Стибаев - Ростов н/Д: ДГТУ.

2. Суханов А.Д. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов/ А.Д. Суханов, О.Н. Голубева - М.: Дрофа, 2004

3. Лозовский В.Н. Концепции современного естествознания: Учебное пособие/ В.Н. Лозовский, С.В. Лозовский СПб.: Изд-во "Лань", 2004-224 с.

4. Булдаков С.К. Научные, философские и методологические основания классической науки // Вестник КГУ. 2013. №2.

5. Карпенко И.А. Развитие представлений о пространстве от науки нового времени до современности // Вестник ВятГУ. 2014. №8.

6. Петелин А.Л. Естествознание: Учебник / А.Л. Петелин, Т.Н. Гаева, А.Л. Бреннер. - М.: Форум, 2013. - 256 c.

Размещено на Allbest.ru