- •Федеральное агентство по образованию
- •Брянский государственный технический университет
- •В.И.Попков
- •Концепции современного естествознания
- •Введение
- •Часть 1. Логика и методология естественных наук
- •1.1.Предмет естествознания
- •1.2. Культура и наука
- •1.3. Научная картина мира
- •1.4. Связь науки с другими компонентами культуры
- •1.5. Виды научного знания
- •1.6. Проблема культур в науке
- •1.7. Материя и движение
- •1.8. Пространство и время
- •1.9. Материальное единство мира
- •1.10. Характерные черты науки
- •1.11. Мышление
- •1.12. Структура научного познания
- •1.13. Методы научного познания
- •1.13.1. Философские методы
- •1.13.2. Общенаучные методы
- •1.13.2.1.Эмпирические методы исследования
- •1.13.2.2. Методы теоретического познания
- •1.13.2.3. Общелогические методы и приемы
- •1.13.2.4. Математика – универсальный язык естествознания
- •1.13.3 .Прочие методы
- •1.14. Гипотеза и теория
- •1.15. Критерии научного знания
- •1.16. Модели развития науки
- •1.17. Дифференциация и интеграция в науке
- •1.18. Принципы организации современного естествознания. Системный метод в современном естествознании
- •1.19. Особенности современной научной картины мира
- •Часть 2. Основные физические концепции
- •2.1. Концепция детерминизма в классическом естествознании
- •2.1.1. Триумф небесной механики и детерминизм Лапласа
- •2.1.2. Идеализированные представления о пространстве, времени и состоянии в классической механике
- •2.1.3. Связь законов сохранения с фундаментальной симметрией пространства и времени.
- •2.2.2. Континуальный подход в механике сплошных сред
- •2.2.3. Концепция близкодействия и материальные физические поля
- •2.2.4. Классические представления о природе света
- •2.2.5. Апофеоз классического естествознания
- •2.3. Развитие представлений о пространстве и времени в естествознании
- •2.3.1. Пространство и время в античной натурфилософии
- •2.3.2. Абсолютное пространство и абсолютное время в классическом естествознании
- •2.3.3. Уравнения Максвелла и концепция абсолютно неподвижного эфира
- •2.3.4. Элементы специальной и общей теории относительности
- •2.3.4.1.Постулаты Эйнштейна
- •2.3.4.2. Преобразования Лоренца
- •2.3.4.3. Следствия из преобразований Лоренца
- •1.Одновременность событий в разных системах отсчета
- •2. Длина тел в разных системах отсчета
- •3. Длительность событий в разных системах отсчета
- •4. Закон сложения скоростей в релятивистской механике
- •2.3.4.4. Интервал
- •2.3.4.5. Основы релятивистской динамики
- •1. Релятивистский импульс
- •2.Зависимость массы от скорости
- •3. Взаимосвязь массы и энергии
- •4. Энергия связи
- •5. Частицы с нулевой массой покоя
- •2.3.4.6. Четырехмерное пространство-время в общей теории относительности
- •2.3.4.7. Релятивизм как концептуальный принцип неклассического естествознания
- •2.4. Статистические закономерности в приРоде
- •2.4.1. «Стрела времени» и проблема необратимости в естествознании
- •2.4.2. Возникновение статистической механики.
- •2.4.3. Особенности описания состояний в статистических теориях.
- •2.4. 4. Увеличение энтропии при переходе из упорядоченного в неупорядоченное состояние
- •2.4.5. Гипотеза Томсона и «тепловая смерть» Вселенной.
- •2.5. Микромир и основные концепции неклассического естествознания
- •2.5.1. Зарождение квантовых представлений в физике
- •2.5.2. Особенности неклассического подхода к описанию динамики микрочастиц
- •2.5.3. Квантовая природа агрегатных состояний макроскопических объектов
- •2.6. На пути к единой фундаментальной теории материи
- •2.6.1. Становление субатомной физики
- •2.6.2. Фундаментальные взаимодействия в природе
- •2.6.3. Стандартная модель элементарных частиц
- •2.6.4. На переднем крае физики микромира
- •Часть 3. Мегамир: современные астрофизические и космологические концепции
- •3.1. Звездная форма бытия космической материи
- •3.2. Эволюция звезд
- •3.3. Современные космологические модели вселенной
- •3.4. Происхождение и развитие вселенной
- •3.5. Солнечная система
- •3.5.1. Солнце
- •3.5.2. Планеты солнечной системы
- •3.5.2.1. Земля
- •3.5.2.2. Луна
- •3.5.2.3. Меркурий
- •3.5.2.4.Венера
- •3.5.2.5. Марс
- •3.5.2.6. Юпитер
- •Часть 4. Основные химические концепции
- •4.1. Учение о составе
- •4.2.Структура вещества и химические системы
- •4.3. Учение о химических процессах
- •4.4. Эволюционная химия – высший уровень развития химических знаний
- •Часть 5. Биологический уровень организации материи
- •5.1. Предмет биологии и ее структура
- •5.2. Основные признаки живого
- •5.3. Структурные уровни живого
- •5.4. Клетка, ее строение и функционирование
- •5.5. Химические основы жизни. Генетика
- •5.6. Принципы биологической эволюции
- •5.7. Концепции возникновения жизни на земле
- •5.8. Исторические этапы развития жизни на земле
- •Енисей (1,5 млрд. Лет – 1,2 млрд. Лет) Появляются многоклеточные водоросли.
- •Часть 6. Человек как феномен природы
- •6.1. Происхождение человека
- •6. 2. Биологическое и социальное в развитии человека
- •6.3. Превращение биосферы в ноосферу
- •6.4. Глобальные проблемы человечества
- •Часть 7. Самоорганизация в живой и неживой природе
- •7.1. Кибернетика и общие проблемы управления
- •В сложных динамических системах
- •В создании кибернетики принимали участие многие ученые: д. Биглоу, к. Шеннон, и.М. Сеченов, и.П. Павлов, а.М. Ляпунов, а.А. Марков, а.Н. Колмогоров и др.
- •Энергия
- •7.2. Синергетика – новое направление междисциплинарных исследований
- •7.3 Характеристики самоорганизующихся систем
- •7.4. Закономерности самоорганизации
- •7.5. Физические модели самоорганизации в экономике
- •Персоналии
- •Цитатник
- •Список использованной и рекомендуемой литературы
- •Часть 1. Логика и методология естественных
- •Часть 2. Основные физические концепции...104
- •Часть 3. Мегамир: современные астрофизи-ческие и космологические концепции……..180
1.19. Особенности современной научной картины мира
Главная принципиальная особенность современной научной картины мира – принцип глобального эволюционизма. В современном естествознании утвердилось убеждение в том, что материя, Вселенная в целом и во всех ее элементах не могут существовать вне развития.
Это принципиально новый для естествознания взгляд, хотя сама идея эволюции зародилась в XIX веке. Наиболее последовательно она была изложена в трудах Ч.Дарвина. Однако эта идея ограничилась растительным и животным миром. Физика и астрономия, составляющие основу ньютоновской картины мира, оставались в стороне от эволюционного учения. Вселенная в целом в этой картине мира представлялась равновесной и неизменной. А поскольку время ее существования бесконечно, то вполне вероятно появление в результате случайных локальных возмущений наблюдаемых неравновесных образований с заметной организацией структуры (галактики, планетные системы т.д.). Противоестественным явлением в этой картине выглядело и появление жизни на Земле. Считалось, что такого рода отклонения в существовании Вселенной – явления временные, с остальным космосом не связанные.
В ХХ веке все радикально изменилось. В начале 20 – х годов было открыто расширение Вселенной, что говорило о ее нестационарности. Но если Вселенная расширяется и галактики разбегаются, то возникает вопрос: какие силы сообщают им начальную скорость и дают необходимую энергию? В 40 – е годы была высказана идея «Большого взрыва», в которой зарождение Вселенной выводится из ее некоторого исходного состояния с последующей эволюцией, приведшей к ныне наблюдаемому облику. В 70 – е годы эта идея прочно утвердилась в естествознании. Вселенная нестационарна, она имеет начало во времени, эволюционирует во времени. Эту эволюцию на протяжении 15 – 20 млрд лет наука пытается реконструировать. Таким образом идея эволюции овладела физикой и космологией.
Концепция «Большого взрыва» указала на историческую последовательность появления во Вселенной различных химических элементов. Звезды первого поколения начинали жизнь с ограниченным набором легких элементов, из которых в результате самопроизвольного синтеза образовалась впоследствии вся таблица Менделеева. Идеи эволюции проникли в химию.
В ХХ веке эволюционное учение развивалось и в рамках биологии. Современный эволюционизм в биологии предстоит как многоплановое учение, ведущее поиск закономерностей и механизмов эволюции на всех уровнях организации живой материи: молекулярном, клеточном и т.д. Наибольшие успехи достигнуты на молекулярно-генетическом уровне.
В геологии окончательно утвердилась концепция дрейфа континентов.
Нынешнее естествознание считает, что все существующее есть результат эволюции. В настоящее время делается попытка построить общенаучную картину мира на основе принципов универсального (глобального) эволюционизма, объединяющих в единое целое идеи системного и эволюционного подходов. Универсальный эволюционизм часто характеризуется как принцип, обеспечивающий экстраполяцию эволюционных идей на все сферы действительности и рассмотрение неживой, живой и социальной материи как единого универсального эволюционного процесса.
В 70 – е годы ХХ века появилось новое междисциплинарное научное направление – синергетика, пытающееся описать движущие силы эволюции любых объектов нашего мира. В классической науке господствовало убеждение, что материи свойственна тенденция к понижению степени ее упорядоченности, стремление к равновесию, переход от упорядоченности к хаосу. Такой взгляд был сформулирован в рамках равновесной термодинамики. Однако в природе известны объекты и системы, противоречащие этому положению. Степень их упорядоченности со временем возрастала. К ним относятся, прежде всего, живые организмы и их сообщества. Когда принцип эволюционизма был распространен на другие уровни организации материи, противоречие стало еще заметнее. Стало ясно, что в природе действует какой-то созидательный принцип, обеспечивающий самоорганизацию и самоусложнение материи. В поисках этого принципа сформировалась синергетика.
Синергетика – учение о самоорганизации. Синергетика дает возможность не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как мир самоорганизующихся процессов. Синергетика показала, что процессы самоорганизации могут происходить в простейших системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы и ее неравновесность, достаточное удаление от точки равновесия и др.). Чем сложнее система, тем более высокий уровень в ней имеют процессы самоорганизации. Синергетика помогает взглянуть на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюции и развитии. Идеи синергетики позволяют выяснить взаимосвязи между неживой, живой и социальной формами движения материи, свести в единое целое результаты, полученные в различных областях знания, сформировать целостную общенаучную картину мира.