Научная картина мира как важнейшая составная часть мировоззрения человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Наука - это один из древнейших, важнейших и сложнейших компонентов человеческой культуры. Наука - это и целый многообразный мир человеческих знаний, который позволяет человеку преобразовывать природу и приспосабливать ее для удовлетворения своих все возрастающих материальных и духовных потребностей. Это - и сложная система исследовательской деятельности, направленная на производство новых знаний. Наука - это и социальный институт, организующий усилия сотен тысяч ученых-исследователей, отдающих свои знания, опыт, творческую энергию постижению законов природы, общества и самого человека.

Наука теснейшим образом связана с материальным производством, с практикой преобразования природы, социальных отношений. Вся современная цивилизация, подавляющая часть материальной культуры общества создана на базе науки, и прежде всего достижений естествознания. Научная картина мира всегда была и важнейшей составной частью мировоззрения человека. Научное понимание природы - особенно в настоящую эпоху - существенно определяет и содержание внутреннего духовного мира человека, сферу его представлений, ощущений, переживаний, динамику его потребностей и интересов.

1. Какие основные этапы можно выделить в истории естествознания

Ионийский этап (VI - V вв. до н.э.).

В Древней Греции первым ионийским философом, сведения о котором сохранились, был Фалес (примерно 625-547 гг. до н.э.) - родоначальник античной философии. О жизни и взглядах Фалеса известно немногое, которое можно найти в трудах Платона и Аристотеля. Фалес считал началом всего живого воду, из которой образовались земля, воздух, живые существа и т.д. Фалес был известен как философ, математик и астроном, инженер, политический деятель и даже купец. Ему принадлежит открытие причины солнечных затмений, способа определения высоты сооружений (в частности пирамид) по их тени. Ученик Фалеса, философ Анаксимандр (610-546 гг. до н.э.) предложил в качестве первоосновы принять не воду, а не имеющую конкретной формы материю, которую он назвал "алейроном".

Особое место в науке Древней Греции занимал Пифагор (582-500 гг. до н.э.), известный в наше время более всего по теореме, носящей его имя. Он ввел в математику понятие иррациональности, гармонии чисел, придерживался мнения о шарообразности Земли и ее вращения вокруг собственной оси.

Афинский этап (V-IV вв. до н.э.).

Яркой личностью среди древнегреческих философов был Гераклит Эфесский (530-470 гг. до н. э.) - создатель древнегреческой диалектики. Началом всего он считал огонь. Гераклит убеждал, что нет ничего неизменного, все находится в процессе развития. Он говорил: " В одну и ту же реку нельзя войти дважды". Гераклит одним из первых обратил внимание на относительность знаний.

Развитие древнегреческого материализма тесно связано с именем Демокрита (около 460-370 гг. до н.э.), который ввел понятие атомов.

Эллинисткий этап

Среди ученых - механиков того периода особую известность имел Архимед (287-212 гг. до н.э.), который решил ряд задач по вычислению площадей поверхностей и объемов, нашел значение числа p, ввел понятие центра тяжести и разработал методы определения для различных тел, дал математический вывод законов рычага. Архимед положил начала статики и гидростатики. Им сделаны многочисленные изобретения, в их числе: архимедов винт, различные системы рычагов, блоков, военные метательные машины. Архимед был одним из последних крупных естествоиспытателей и в то же время первым крупным ученым - инженером, труды его положили начало выделению естественных наук в самостоятельную область знаний. Последним крупным философом Древней Греции можно назвать Эпикура (приблизительно 342-270 гг. до н.э.). Он признавал существование материального мира, считал, что " ничто не возникает из небытия " и Вселенная существует вечно.

Древнеримский этап

Вторым центром, где развивались науки, был Древний Рим. В области техники в Древнем Риме было сделано значительно больше, чем в философии и естествознании. Обращаясь к развитию естественных наук древнеримского периода истории, мы, прежде всего, должны назвать имя Клавдия Птоломея (примерно 90- 168 гг. н.э.). Это был древнегреческий ученый, живший в период расцвета Римской империи, когда в ее состав входила территория Древней Греции. Главный труд Птоломея "Математическая система" определил дальнейшее развитие астрономии на последующую тысячу с лишним лет. Оригинал книги утерян, есть только арабский перевод под названием "Альмагест", согласно которому в центре Вселенной помещается ЗЕМЛЯ. Планеты вращаются вокруг Земли по круговым орбитам. Такая геоцентрическая система Птоломея была отвергнута наукой только через 1300 лет спустя, в 1543 г. Коперником. Несколько большие достижения в Древнем Риме имелись в области техники (архитектура, строительство дорог, водоводов).

Средневековый этап

Развитие науки и техники происходило и в средние века, т.е. в период, который в основном соответствовал времени феодализма в Западной Европе (конец 5 - 15-го веков). На науку средних веков большой отпечаток наложила церковь. Этот длительный отрезок времени включает упадок на первой стадии классической культуры, затем ее восстановление в условиях феодальной экономики и, наконец, переход к новой эпохе, когда было положено начало современной науке.

2. Какие опытные факты подтверждают справедливость выводов общей теории относительности? Поясните на примере одного из них

Новые законы тяготения приводят к некоторым следствиям, поддающимся экспериментальным проверкам. Поскольку энергия обладает массой, а инертная масса является также и тяжелой массой, то отсюда следует, что тяготение действует и на энергию. Поэтому луч света, проходящий в гравитационном поле, должен отклонятся. Фактически такое отклонение вытекает также из ньютоновской корпускулярной теории света: расчет отклонения луча света звезды, проходящего близ Солнца, был проведен еще в 1804г. Зольднером, который получил значение вдвое меньше рассчитанного по теории относительности. Опыты, проведенные во время полных солнечных затмений 29 мая 1919 г. и 21 сентября 1922 г., подтвердили выводы общей теории относительности и в количественном отношении (хотя среди астрономов полного согласия не было). Подтверждение не предсказываемого специальной теорией относительности влияния тяготения на прохождение луча показывает, что теория справедлива лишь в отсутствие гравитационных полей. По отношению к общей теории относительности она оказывается лишь приближенной теорией, по отношению к специальной теории относительности.

Второе подтверждение общей теории относительности было получено при исследовании движения планет. Одним из следствий общей теории относительности является то, что эллиптическая траектория движения планеты должна медленно поворачиваться вокруг Солнца. Этот эффект, не предсказываемый ньютоновской теорией, должен быть наибольшим для ближайших к Солнцу планет, для которых сила тяготения максимальна. Ближайшей к Солнцу планетой является Меркурий, поэтому именно на движении этой планеты можно наблюдать указанный эффект, который столь слаб, что, согласно расчетам, потребовалось бы три миллиона лет, чтобы орбита Меркурия совершила полный оборот.

Медленное вращение орбиты Меркурия, или, точнее, смещение его перигелия, было замечено астрономами, которые пытались объяснить это возмущениями движения Меркурия, вызываемыми другими планетами. Но расчеты, проведенные исходя из этого предположения, приводят к значению смещения меньше наблюдаемого. Расхождение между расчетным и наблюдательным значениями никак не удавалось объяснить в рамках ньютоновской механики. С точки зрения общей теории относительности вопрос был рассмотрен впервые в 1915 г. Эйнштейном и окончательно решен в 1916 г. Шварцшильдом. Совпадение результатов расчета по общей теории относительности с данными астрономических наблюдений производило особое впечатление потому, что оно было достигнуто без всяких дополнительных гипотез, как прямое следствие общей теории относительности.

Третьим подтверждением общей теории относительности, которое после периода взаимно противоречащих результатов теперь представляется надежным, является так называемый «эффект Эйнштейна», т.е. смещение спектральных линий излучения звезд в сторону красного цвета. Как мы уже упоминали, часы, расположенные в поле тяготения, идут медленнее, а поскольку колебательное движение можно уподобить часам, то теория предсказывает уменьшение частоты светового излучения в присутствии поля силы тяжести. Отсюда следует, что спектральные линии света, излученного звездой, должны быть смещены в красную сторону по сравнению с соответствующими линиями, в спектрах земных источников. Этот факт, по-видимому, подтверждается исследованием спектра света от звезд- карликов, средняя плотность которых в десятки тысяч раз больше плотности воды. В 1925 г. Адаме, фотографируя спектры Сириуса и его спутника Сириуса В., наблюдал красное смещение. В количественном отношении это явление тоже как будто хорошо согласуется с предсказаниями теории.

Опишите нашу Галактику (форма, размер, количество звезд…) Какое положение в Галактике занимает наше Солнце?

Наша Галактика, Млечный Путь, имеет спиралеобразную форму: при рассмотрении ее сбоку она имеет вид диска с утолщением в центре, сверху- вид спирали, образованной двумя рукавами, расходящимися из ядра Галактики. Размеры Галактики были намечены по расположению звезд, которые видны на больших расстояниях. Это цефеиды и горячие гиганты. Диаметр Галактики примерно равен 3000 пк - расстояние, с которым большая полуось земной орбиты, перпендикулярна лучу зрения, видна под углом в 1. 1 Парсек = 3,26 светового года а.е.= 3* 1013 км или 100000 световых лет. В центре галактики расположено ядро диаметром 1000-2000 пк - гигантское уплотненное скопление звезд. Оно находится от нас на расстоянии почти 10000 пк (3000 световых лет) в направлении созвездия Стрельца, но почти целиком скрыто плотной завесой облаков. Количество звезд в галактике порядка 1012 (триллиона). Млечный путь, светлая серебристая полоса звезд опоясывает все небо, составляя основную часть нашей Галактики.

Расположение солнца в нашей галактике. В окрестностях Солнца удается проследить участки двух спиральных ветвей, удаленных от нас примерно на 3000 световых лет. Солнце находиться почти посередине между этими спиральными ветвями. Расстояние от Солнца до центра Галактики составляет 23-28 тысяч световых лет. Это говорит о том, что Солнце располагается между центром и краем диска Галактики.

Что такое самоорганизация, и в каких, системах она возможна? Приведите примеры самоорганизации.

Самоорганизация- процесс упорядочения элементов одного уровня в системе за счет внутренних факторов, без внешнего специфического воздействия (изменения внешних условий может также быть стимулирующим воздействием). Результат - появление единицы следующего качественного уровня.

Определение, данное Г. Хакеном в 1980-е гг. рамках синергетики: «Самоорганизация - процесс упорядочения (пространственного, временного или пространственно-временного) в открытой системе, за счет согласованного взаимодействия множества элементов ее составляющих». Характеристики системы, в которых, в которых происходит самоорганизация:

- открытая (наличие обмена энергией /веществом с окружающей средой).

- содержит неограниченно большое число элементов (подсистем).

- имеется стационарный устойчивый режим системы, в котором элементы взаимодействуют хаотичности (некогерентно).

Характеристики процесса самоорганизации:

- интенсивный обмен энергией/веществом с окружающей средой, причем совершенно хаотически (не вызывая упорядочение в системе).

- макроскопическое поведение системы описывается несколькими величинами - параметром порядка и управляющими параметрами (исчезает информационная перегруженность системы).

- имеется некоторое критическое значение управляющего параметра (связанного с поступлением энергией/вещества), при котором система спонтанно переходит в новое упорядоченное состояние (переход к сильному неравновесию).

- новое состояние обусловлено согласованным (когерентным) поведением элементов системы, эффект упорядочения обнаруживается только на макроскопическом уровне.

- новое состояние существует только при безостановочном потоке энергии-вещества в систему. При увеличении интенсивности обмена система проходит через ряд следующих критических переходов; в результате структура усложняется вплоть до возникновения турбулентного хаоса.

Для однозначности определения термина, его связи с характеристиками системы и процесса, как правило, приводится пример трех стандартных примеров самоорганизации:

- лазер - пространственное упорядочение;

- ячейки Рэлея-Бернара - пространственное упорядочение;

- реакция Белоусова - Жаботинского - пространственно - временное упорядочение.

Нобелевский лауреат Илья Пригожин создал нелинейную модель реакции Белоусова - Жаботинского, так называемый брюсселятор. Так как для возникновения упорядочения в таких системах необходим приток энергии или отток энтропии, ее диссипация, Пригожин назвал эти системы диссипативными. Вследствие нелинейности, наличия более одного устойчивого состояния в этих системах, в них не выполняется ни второе начало термодинамики, ни теорема Пригожина о минимуме скорости производства энтропии. По аналогии описания самоорганизующихся систем с фазовыми переходами диссипативная самоорганизация получила название фазового перехода в неравновесной системе.

3. В чем проявляется глобальная функция жизни, как геологической силы, преобразующей облик Земли?

В 1923 году Вернадский в своих лекциях по геохимии, прочитанных в Париже, впервые указал на явление дисимметрии нашей планеты на примере «подвижной части земной коры» - астеносферы в районе Тихого океана: «Существование дисимметрии (не сплошных оболочек) указывает, что их происхождение тесно связано с геологическими явлениями в истории нашей планеты, имеющих планетарный характер. Оно отражается коренным образом на всех явлениях, имеющих место на Земле, и на всех исканиях, с Землей связанных». Вернадский впервые получил количественный показатель, подтверждающий дисимметрию планеты и указал на возможность нахождения «дисимметричных явлений» даже в Космосе.

Он также отмечал, что особую роль в биосфере играют биологические круговороты, где важнейшим процессом является фотосинтез, осуществляемый растительностью планеты, которая оказывает влияние на все компоненты природного комплекса биосферы-атмосферу, гидросферу, почву, животный мир. Велика роль растений в жизни человеческого общества. Они создают необходимую среду существования и снабжают ее различными веществами. Перенос вещества и энергии осуществляется затем посредством пищевых цепей.

К своеобразной разновидности круговоротов в биосфере относятся ее ритмические изменения. Ритмикой называется повторяемость во времени комплекса процессов, которые каждый раз развиваются в одном направлении. При этом различают две ее формы: периодическую - это ритмы одинаковой длительности (время оборота Земли вокруг оси) и циклическую -ритмы переменной длительности. Периодичность в биосфере проявляется во многих процессах: тектонических, осадконакоплений, климатических, биологических и многих других. Ритмы бывают разной продолжительности: геологические, вековые, внутривековые, годовые, суточные и т.д.

Ритмичность - это форма своеобразной пульсации биосферы как целостной системы, причем ритмы, как и круговороты веществ, замкнуты в себе. Знание и учет ритмических явлений необходимы при рациональном природопользовании и охране естественных ресурсов нашей планеты.

Развивая учение о биосфере, Вернадский пришел к следующим выводам: «Биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к максимальному своему проявлению». Вовлекая неорганическое вещество в «вихрь жизни», в биологический круговорот, жизнь способна со временем проникать в ранее недоступные ей области планеты и увеличивать свою геологическую активность.

Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, основа которой взаимодействие живого и костного вещества. Он писал: «Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей».

Взаимодействие живого и костного вещества характеризуется, прежде всего, тем, что часть энергии костного вещества усваивается, ассимилируется живым веществом. Эта новая геологическая сила изменяет организацию поверхности Земли. Количество накопленной потенциальной энергии увеличивается. Живое вещество становиться, таким образом, регулятором действительной энергии биосферы.

4. Из каких основных отделов состоит головной мозг человека? Какие из отделов мозга в основном отвечают за высшую нервную деятельность

естествознание жизнь головной мозг

Ромбовидный (задний) мозг продолговатый мозг задний (собственно задний) мост (содержит главным образом проекционные нервные волокна и группы нейронов, является промежуточным звеном контроля мозжечка) мозжечок (состоит из червя и полушарий, на поверхности мозжечка нервные клетки образуют кору).

Кора больших полушарий головного мозга совместно с подкоркой является органом высшей нервной деятельности. Именно кора осуществляет работу тончайшего уравновешивания организма со средой, позволяет улавливать многообразные раздражения, поступающие из внешнего мира и из внутренней среды организма, выделять из них те, которые имеют для организма жизненно важное значение, отвечать на них многообразными, полезными для жизни реакциями. Кора больших полушарий, осуществляя отражение действительности, регулирует сложнейшие виды деятельности.

5. На ваш взгляд, какие будущие научные достижения окажут наиболее сильное влияние на жизнь людей?

По опросам общественного мнения ВЦИОМ, среди самых значимых изобретений прошлого лидируют освоения космоса, изобретение компьютера, открытие электричества, нано технологий, создание автомобиля, пересадки органов, радио антибиотиков и пенициллина, открытие атомной энергии, ядерной физики и изобретение бытовой техники. Основные научные достижения будущего респонденты связывают, прежде всего, с разработкой альтернативных источников энергии, совершенствованием медицины (вроде открытия лекарства от всех болезней) и изобретением сверхскоростных средств передвижения, Однако, на самом деле, человечество, пожалуй, и не осознает, насколько далеко могут зайти научные достижения будущего, работа над которыми активно ведется уже сегодня.

А сегодняшние ученые активно заняты разработкой роботов, способных заменить человека во многих сферах деятельности. По данным журнала «Знание-Сила», в последние годы был проведен ряд экспериментов на животных, в частности, обезьянах и крысах, связанных с имплантированным электродов в мозгу живого существа и подсоединением его к компьютеру, что позволяло управлять восприятием существ и менять его в нужную экспериментатору сторону. Сегодняшняя нейрология преследует две основные цели - чтение мыслей и манипуляции этими мыслями. Также интеграция врожденных способностей человека с возможностями машины может, по мнению многих ученых, преодолеть естественную, физическую ограниченность современного человека с возможностями и поможет создать новый сорт людей, наделенный невиданным прежде потенциалом.

Социальные последствия подобных экспериментов выглядят, несомненно, пугающими. Новые формы жизни, хотя и будут обладать совершенным интеллектом, будут, скорее всего, лишены гуманистического начала, а, следовательно, будут безжалостны к современному человеку, как к низшей форме жизни, как мы сегодня порой жестоко расправляемся с «неразумными» животными. Новые люди, несомненно, будут обладать усовершенствованными механизмами взаимодействия между собой, уметь настраиваться на мысли и физиологические ощущения друг друга. Но всегда ли безопасна подобная прозрачность и кто же все-таки будет нести ответственность в подобном обществе - эти вопросы пока остаются без ответов.

Однако, новые возможности науки могут найти себе и более гуманное применение. Электронные протезы позволяют частично восстановить способности людей, получивших повреждение мозга в результате травмы или болезни. Во всяком случае, соединение неживого и статичного с живым и переменчивым представляется почти волшебным опытом, а что из него получиться, будет зависеть от человечества.

Список литературы

1. Щербаков А.С. Самоорганизация материи в неживой природе (Философские аспекты синергетики). М.: Изд-во МГУ, 2010.-110 с.

2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов высших учебных заведении, обучающихся по гуманитарным специальностям. - М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2002.- 535 с.

3. Концепция современного естествознания / Под ред. Профессора С.И. Самыгина. - Ростов н/Д: Феникс, 2001.-576 с.

4. http: //www.zondir.ru/articles/glavnyie- izobreteniya-proshlogo-i-buduschego-ostanutsya-li-lyudi-lyudmi.htm.

Размещено на Allbest.ru