Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
12. Эволюция физической картины мира
Первые три общенаучные картины мира формировались и развивались на основе фундаментальных физических теорий, так как именно развитие физики долгое время определяло развитие науки в целом и естествознания в частности. Центральным понятием указанных картин мира является понятие материи, поэтому смена НКМ (научной картины мира) всегда связана со сменой представлений о видах материи, формах и способах ее существования.
• мироздание представлено как бесконечное число атомов, перемещающихся в пространстве и во времени по неизменным законам движения.
• универсальным средством материальных тел выступает тяготение (гравитация) которое проявляется в их взаимном притяжении
• пространство и время мыслятся как две сущности, независящие ни от материи, ни друг от друга
• взаимодействие тел, обладающих рассматривается с позиций принципа дальнодействия: взаимодействие передается на любое расстояние мгновенно без участия какого-либо материального агента в абсолютной пространственно-временной среде
• любое событие в этой картине мира жестко детерминировано, предопределено, свершается с "железной" необходимостью. Любая случайность исключена, она трактуется как недостаток знания, его ограниченность. В механической картине мира природа предстает как монолит, внутри которого исчезает различие между живым и неживым, механическим и телесным.
Такое представление о жизни и разуме стало возможным в результате утверждения в механической картине мира редукционизма — сведения всех многообразных явлений универсума к простым и неизменным частицам материи - атомам и законам их движения.
2. Электромагнитная картина мира (вт.пол. XIX в.) Ее фундамент образуют созданная Дж. К. Максвеллом и Ф. Фарадеем теория электромагнитного поля и классическая термодинамика, создание и развитие которой связано с именами С. Карно, Дж. Джоуля, Г. Гельмгольца, Р. Клаузиуса, У. Томпсона, В. Нернста и др. В электромагнитной картине мира общие научные представления о мире расширились и углубились в нескольких аспектах:
• материю стали рассматривать как единство двух взаимодополняющих друг друга видов вещества (совокупности атомов), характеризующегося прерывностью, и поля, которому свойственная непрерывность
• обогатилось понимание движения: первичным по отношению к механическому движению постулировалось колебательное движение в поле
• механистическая концепция абсолютного пространства и времени уступила место реляционному их пониманию
• ньютоновский принцип дальнодействия был заменен фарадеевским принципом близкодействия, согласно которому всевзаимодействия в материальных телах передаются полем от одной точки к другой непрерывно и с конечной скоростью
• появляется представление о вероятности материальных процессов, осознается действие статистических законов в некоторых классах физических явлений (например, движение огромного множества молекул в газах)
• сформулированы новые фундаментальные законы природы (закон сохранения и превраще¬ния энергии законов возрастания энтропии и др.), открытие которых позволило более глубоко постичь систему законов мироздания.
В новой картине мира стало возможным объяснение большего круга явлений, чем в старой, в ней достигнуто более глубокое понимание единства мира, законов существования многообразных мировых явлений. Тем не менее, сохранили свое место и значение ряд положений и установок, унаследо¬ванных из механической картины: лапласовское понимание детерминизма, ограниченное понимание качественной специфики жизни и разума, места и роли человека во Вселенной, стремление свести качественное многообразие универсума к одному виду реальности — физическому.
Первоначально теория относительности А. Эйнштейна создавалась с целью разрешить трудности, возникшие в электромагнитной картине мира (недостаточность объяснения фотоэффекта, линейного спектра атомов, теплового излучения и т. д.). Эпохальные открытия на рубеже XIX - XX веков стали основой неразрешимых противоречий между фундаментальными постулатами и представлениями электромагнитной картины мира и новыми фактами и идеями, например М. Планка, высказанными по поводу этих фактов.
3. Квантово-полевая картина мира на основе теории относительности (ОТО) Эйнштейна и квантовой теории, творцами которой являются М. Планк, Н. Бор, В. Гейзенберг, Э. Шредингер, М.. Борн, П. Дирак и др.. В этой картине мира нашли свое разрешение противоречия и парадоксы первых двух научных картин мира, что стало возможным на основе открытия нового уровня организации материального мира — микромира
• квантово-полевые представления о материи позволили свести воедино противоположные свойства материальных объектов — непрерывность (волна) и прерывность (дискретность)
• установление единства противоположностей в строении материи позволило отказаться от постулата о неизменности материи (переход квантового поля из одного состояния в другое сопровождается взаимопревращением частиц друг в друга, аннигиляцией одних частиц и порождением других).
• кардинально меняются представления о пространстве и времени (представление о едином пространственно-временном континууме)
• трансформируется понимание о закономерности и причинности, их вероятностной природе, фундаментальными признаны статистические законы, частной формой которых выступают динамические
• постулат о закономерной взаимосвязи свойств изучаемых объектов и наблюдателя (человека)
• утверждается фундаментальная согласованность основных законов и свойств Вселенной с существованием в ней жизни и разума.
13. Синтетическая картина мира в современном естествознании
Синтетическая теория эволюции (также современный эволюционный синтез) — современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие. Теория была сформулирована в 30-40 гг. ХХ столетия. В ее основу легли работы С.С. Четверикова, Ф.Г. Добржанского, И.И. Шмальгаузена, Э. Майера, Дж. Хаксли и др.
Основные положения синтетической теории эволюции (СТЭ):
1) наименьшая эволюционная единица — популяция, а не отдельная особь или вид, как допускалось неоламаркистами;
2) основным движущим фактором эволюции служит естественный отбор случайных и мелких мутаций;
3) эволюция носит дивергентный («расходящийся в разные стороны») характер;
4) эволюция носит постепенный и длительный характер;
5) каждая систематическая единица (вид, род и т.д.) должны иметь единственный корень (монофилетическое происхождение). Это обязательное условие для самого права на существование рассматриваемой группы, поскольку эволюционная систематика строит свою классификацию, исходя не из сходства, а из родства. Родственны же только группы, идущие от одной эволюционной ветви;
6) поток генов возможен только внутри вида, отсюда вид можно определить как генетически целостную замкнутую систему;
7) за пределами вида эволюция как таковая прекращается, то есть макроэволюция идет лишь путем микроэволюции и не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюционных. В то же время синтетическая теория допускает явления, наблюдающиеся преимущественно на макроэволюционном уровне, например, явление параллельного и сближающегося развития неблизкородственных форм;
8) вид политипичен, то есть состоит из множества популяций;
9) изменчивость носит случайный характер;
10) эволюция непредсказуема.
14. Глобальный эволюционизм.
Глобальный эволюционизм — это интегративное исследовательское направление, учитывающее динамику развития неорганического, органического и социального миров. Он опирается на идею о единстве мироздания и представления о том, что весь мир является огромной эволюционирующей системой. Глобальный эволюционизм включает Четыре Типа Эволюции: космическую, химическую, социальную и биологическую. Одной из целей глобального эволюционизма является интеграция естественно-научного, обществоведческого, гуманитарного и технического знания, т. е. глобальный эволюционизм претендует на создание нового типа целостного знания, сочетающего научные, методологические и философские основания. Антропный принцип фиксирует связь между свойствами расширяющейся Вселенной и возможностью возникновения в ней жизни. Принципиальную важность имело обстоятельство, свидетельствующее о совпадении Численной взаимосвязи параметров микромира: заряда электрона, размера нуклона, постоянной Планка и глобальных характеристик мегагалактики, ее массы, времени существования, размера. Свойства нашей Вселенной обусловлены наличием фундаментальных физических констант, при небольшом изменении которых структура Вселенной была бы отличной от существующей. Химическая форма глобального эволюционизма прослеживает совокупность межатомных соединений и их превращений, происходящих с разрывом одних атомных связей и образованием других. В ее рамках изучаются различные классы соединений, типы химических реакций В рамках глобального эволюционизма большое внимание уделяется эволюции Биологической. Ученые воссоздавали картину естественного исторического изменения форм жизни, возникновения и трансформации видов. В XX в. возникла синтетическая теория эволюции, в которой был предложен синтез основных положений эволюционной теории Дарвина, современной генетики и ряда новейших биологических обобщений. Наследственность как возможность передавать генетические изменения последующим поколениям связывалась со степенью адаптации, позволяющей нормально функционировать в окружающей среде. Выявлялась роль обучения и подражания как механизмов, которые быстрее, чем через гены, воспроизведут навык в последующем поколении. В аппарате наследственности могут произойти случайные изменения — мутации (из-за излучения, температурных режимов, химических воздействий) или рекомбинации, предполагающие перестройку наследственного аппарата родителей. Большинство подобных изменений ведет к гибели организма или придают ему свойства, нейтральные по отношению к адаптации в данной среде, и только очень незначительная часть приобретает новые свойства и становится родоначальником нового вида. Так фиксируется такой фактор эволюции как изменчивость. Вероятнее выживание новичков и превращение их в доминирующий тип на новой территории, куда их вытесняют особи прежнего доминирующего вида. Человечество как продукт естественной эволюции подчиняется ее основным законам. Этап медленного, постепенного изменения общества назван Эволюцией социальной. Причем изменения, происходящие в обществе, осуществляются не одновременно и носят разнонаправленный характер. Ученые отмечают, что процесс эволюции происходит сначала в популяции, а затем захватывает этнос. Люди, составляющие этносы, также накапливают информацию об окружающей их природной (климат, ресурсы, рельеф) или социальной (поведение, законы общежития) среде. Это составляет основу их культурной адаптации, которая вырабатывает стереотипы поведения и мышления, затем превращающиеся в традиции. В обществе традиции интерпретируются как аналоги наследственности в биологической эволюции.
15. Эволюция мегамира (основные концепции космологии)
Космоло́гия (космос + логос) — раздел астрономии, изучающий свойства и эволюцию Вселенной в целом. Основу этой дисциплины составляют математика, физика и астрономия.
Ранние формы космологии представляли собой религиозные мифы о сотворении (космогония) и уничтожении (эсхатология) существующего мира.
Античность, древнегреческие ученые: геоцентрическая система мира (в центре Вселенной - неподвижная шарообразная Земля, вокруг - 5 планет, Луна и Солнце. Аристарх Самосский - гелиоцентрическая система мира (не получила признания). Мир ограничен сферой неподвижных звёзд.Что находится за пределами мира: 1) вне мира нет ничего (ни материи, ни пространства), 2) там находится бесконечное пустое пространство, 3)за пределами нашего мира находятся другие миры. Гераклид и атомисты полагали Вселенную бесконечной. Многие ученые полагали, что движением светил управляет гигантский вихрь, давший начало Вселенной. Oднaко после Аристотеля большинство античных астрономов считали, что планеты переносятся в своём движении материальными сферами, состоящими из особого небесного элемента — эфира, свойства которого не имеют ничего общего с элементами земли, воды, воздуха и огня, составляющих «подлунный мир». Широко было распространено мнение о божественной природе небесных сфер или светил, их одушевлённости. Герметисты: за пределами мира - пространство для духовных сущностей (в виде гномиков :)
В Средние века в астрономии и философии доминировала космология Аристотеля, дополненная птолемеевой теорией движения планет, вместе с представлением о материальных небесных сферах. Некоторые философы считали, что за пределами нашего мира находится бесконечное пространство, служащее обителью Бога (модификация космологии герметистов, также полагавших внемировое пространство относящимся к духовной сфере)
Возрождение:
Николай Кузанский. Небесные тела населены, как и Земля, причём каждый наблюдатель во Вселенной с равным основанием может считать себя неподвижным. По его мнению, Вселенная безгранична, но конечна, поскольку бесконечность может быть свойственна одному только Богу. Сохраняются элементы средневековой космологии, в т.ч. вера в небесные сфере, включ. внешнюю сферу неподвижных звёзд. Однако эти «сферы» не являются абсолютно круглыми, их вращение не является равномерным, оси вращения не занимают фиксированного положения в пространстве. Поэтому у мира нет абсолютного центра и чёткой границы.
XVI в., Николай Коперник, Гелиоцентрическая система. В центре мира - Солнце, вокруг которого вращались планеты (в числе которых и Земля, совершавшая к тому же ещё и вращение вокруг оси). Вселенную Коперник по-прежнему считал ограниченной сферой неподвижных звёзд; сохранялась и вера в небесные сферы. Некоторые астрономы считали, что звезды располагаются не на одной небесной сфере, а на разных - на различном расстоянии от Земли. За пределами мира все еще территория ангелов, бога и духов.
Джордано Бруно: бесконечная Вселенная, равномерно заполненная звездами. При наблюдении из всех точек Вселенная должна выглядеть примерно одинаково. Из всех мыслителей Нового времени он первым предположил, что звёзды — это далёкие солнца и что физические законы во всем бесконечном и безграничном пространстве одинаковы. В конце XVI века бесконечность Вселенной отстаивал и Уильям Гильберт. В середине-второй половине XVII века эти взгляды поддержал Рене Декарт.
Возникновение современной космологии связано с развитием в XX веке общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна и физики элементарных частиц. Первое исследование на эту тему, опирающееся на ОТО, Эйнштейн опубликовал в 1917 году под названием «Космологические соображения к общей теории относительности». В ней он ввёл 3 предположения: Вселенная однородна, изотропна и стационарна. Полученное им решение означало, что Вселенная имеет конечный объём (замкнута) и положительную кривизну. В 1922 году А. А. Фридман предложил нестационарное решение уравнения Эйнштейна, в котором изотропная Вселенная расширялась из начальной сингулярности. Подтверждением теории нестационарной вселенной стало открытие в 1929 году Э. Хабблом космологического красного смещения галактик. Таким образом, возникла общепринятая сейчас теория Большого взрыва.
16. Этапы эволюции Вселенной
Модели Вселенной:
1. Стационарная модель Эйнштейна. Он считал, что Вселенная искривлена, вечна и неизменна. По представлениям Эйнштейна, Вселенная – это шар, и мы находимся внутри него. По его мнению, Вселенная является устойчивой из-за того, что действуют силы отталкивания.
2. Фридман. Нашел еще два решения. Во-первых, он доказал, что радиус кривизны может изменяться (модель "расширяющейся" Вселенной). Во-вторых, что расширение может сменяться сжатием (модель "пульсирующей" Вселенной).
3.Георгий Гамов создал модель "горячей" Вселенной. По его мнению, Вселенная начиналась при высокой температуре и высоком давлении с колоссального взрыва. Предполагалось, что вся материя Вселенной была сосредоточена в маленьком объекте-точке сингулярности. Условий, таких, какие присутствовали в этой точке, больше нет. Размер точки сингулярности был 10-12 см, давление составляло 1023 г/см, а температура была равна 1013 К. Точка сингулярности взорвалась 15-20 млн. лет назад. В момент взрыва образовались все известные элементарные частицы. После взрыва они превращались друг в друга, затем группировались ядра. Через 700 тыс. лет они усовершенствовались, а через 10 млрд. лет начали формироваться звезды, планеты и другие устойчивые материальные объекты. Благодаря тому, что частиц и античастиц было образовано неравное количество. Вселенная получила дальнейшее развитие.
4. Эдвин Хаббл. Открыл "разбегание галактик" . По его теории, все галактики удаляются друг от друга. Следовательно, Вселенная расширяется.
Этапы эволюции: Г. Гамов создал модель "горячей" Вселенной. По его мнению, Вселенная начиналась при высокой температуре и высоком давлении с колоссального взрыва. Предполагалось, что вся материя Вселенной была сосредоточена в маленьком объекте-точке сингулярности. Условий, таких, какие присутствовали в этой точке, больше нет. Размер точки сингулярности был 10-12 см, давление составляло 1023 г/см, а температура была равна 1013 Ньютон. Точка сингулярности взорвалась 15-20 млн. лет назад. В момент взрыва образовались все известные элементарные частицы. После взрыва они превращались друг в друга, затем группировались ядра. Через 700 тыс. лет они усовершенствовались, а через 10 млрд. лет начали формироваться звезды, планеты и другие устойчивые материальные объекты. Благодаря тому, что частиц и античастиц было образовано неравное количество. Вселенная получила дальнейшее развитие.
17. Происхождение и строение Солнечной системы
Солнечная система - это система космических тел, включающая, помимо центрального светила — Солнца — девять больших планет, обращающихся вокруг него, их спутники, множество малых планет, кометы, мелкие метеорные тела и космическую пыль, движущиеся в области преобладающего гравитационного действия Солнца. Образовалась Солнечная система около 4,6 млрд. лет назад из холодного газопылевого облака. Космогоническая гипотеза – теория образования тел Солнечной системы в результате конденсации околосолнечного газово-пылевого облака. Строение СС: большие планеты, движущиеся вокруг Солнца, образуют плоскую подсистему и разделяются на две заметно различающиеся группы. В одну из них, внутреннюю (или земную), входят Меркурий , Венера , Земля и Марс (эти планеты находятся ближе к Солнцу). К внешней группе, которую составляют планеты-гиганты, относятся Юпитер , Сатурн , Уран и Нептун (эти планеты похожи на Солнце). Девятую планету, Плутон (это захваченное гравитацией тело), обычно рассматривают обособленно, так как по своим физическим характеристикам она заметно отличается от планет внешней группы. Плутон – самая дальняя от Солнца планета, маленькая, плотная, имеет другую орбиту – она вытянутая и лежит под углом, отсюда следует, что Плутон образовался не одновременно с планетами земной группы, а был захвачен. Все планеты Солнечной системы, помимо того, что они, подчиняясь притяжению Солнца, вращаются вокруг него, имеют и собственное вращение.
Между орбитами Земли и Юпитера движется несколько тысяч малых планет, или астероидов. Своеобразную группу малых тел образуют кометы. По размерам, форме и виду траекторий они значительно отличаются от больших планет и их спутников. Эти тела малы только по массе. "Хвост" крупной кометы по объему превосходит Солнце, в то время как масса может составлять лишь несколько тысяч тонн. Практически вся масса кометы сосредоточена в ее ядре, имеющем, по всей вероятности, размеры небольшого астероида. Ядро кометы состоит преимущественно из замерзших газов — метана, аммиака, водяного пара и углекислого газа — с вкраплениями метеорных частиц (из грязи и льда). Кометы появляются раз в 10-100 лет.