1. Естествознание – предмет и характеристика.

концепции современного естествознания - это совокупность наук о природе, взятой как единое целое.Задачи:1–Выявить скрытые связи, которые создают органическое единство физических, химических и биологических явлений.2 – Глубже и точнее понять сами эти явления, в известной степени, по-новому освоить физику, химию и биологию.Предмет естествознания:- различные формы движения материи в природе;- лестница последовательных уровней организации материи и их взаимосвязи;- основные формы всякого бытия – пространство и время;- закономерная связь явлений природы, как общего, так и специфического характера.Цели естествознания:- находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления;- раскрывать возможности использования на практике познанных законов природы.

У естествознания есть ближайшая цель-познание законов природы и истины, и конечная цель – содействовать практическому использованию этих законов. Цели естествознания совпадают с целями самой человеческой деятельности.Наука–определение. Специфические чертыНаука-сфера чел.деятельности, ф-ция кот. состоит в выработке и с-матизации объективных знаний о действительности.Специфические черты науки:1. Наука УНИВЕРСАЛЬНА-сообщает знания, истинные для всего универсума при тех условиях, при которых они добыты человеком.2. Наука ФРАГМЕНТАРНА-изучает не бытие в целом, а различные фрагменты реальности или ее параметры, а сама делится на отдельные дисциплины.3. Наука ОБЩЕЗНАЧИМА-получаемые ею знания пригодны для всех людей, и ее язык-однозначный, поскольку наука стремится как можно более четко фиксировать свои термины, что способствует объединению людей, живущих в самых разных уголках планеты.4. Наука ОБЕЗЛИЧЕННА-ни индивидуальные особенности ученого, ни его национальность или место проживания никак не представлены в конечных результатах научного познания.5. Наука С-МАТИЧНА-она имеет определенную структуру, а не является бессвязным набором частей.6. Наука НЕЗАВЕРШЁННА - хотя научное знание безгранично растет, оно все-таки не может достичь абсолютной истины, после которой уже нечего будет исследовать.7. Наука ПРЕЕМСТВЕННА-новые знания определенным образом и по определенным правилам соотносятся со старыми знаниями.8. Наука КРИТИЧНА - всегда готова поставить под сомнение и пересмотреть свои даже самые основополагающие результаты.9. Наука ДОСТОВЕРНА-что ее выводы требуют, допускают и проходят проверку по определенным, сформулированным в ней правилам.10. Наука ВНЕМОРАЛЬНА научные истины нейтральны в морально-этическом плане, а нравственные оценки могут относиться либо к деятельности по получению знания (этика ученого требует от него интеллектуальной честности и мужества в процессе поиска истины), либо к деятельности по его применению.11. Наука РАЦИОНАЛЬНА-получает знания на основе рациональных процедур и законов логики и доходит до формулирования теорий и их положений, выходящих за рамки эмпирического уровня.12. Наука ЧУВСТВЕННА-ее рез-ты требуют эмпирической проверки с использованием восприятия, и только после этого признаются достоверными.Эти св-ва науки образуют шесть диалектических пар, соотносящихся друг с другом: универсальность-фрагментарность, общезначимость-обезличенность, с-матичность-незавершенность, преемственность-критичность, достоверность-внеморальность, рациональность-чувственность.

2.Методы научного познания: эмпирические и теоретические. Естествознание как источник методов и принципов науки. Научный метод–это совокупность приёмов и операций практического и теоретического освоения действительности.Научный метод как таковой подразделяется на методы, используемые на каждом уровне исследований. Выделяются эмпирические и теоретические методы.К методам эмпирического уровня исследований относятся:1) наблюдение - целенаправленное восприятие явлений объективной действительности;2) описание - фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах;3) измерение - сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам;4) эксперимент - наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явления при повторении условий.

К методам теоретического уровня исследований относятся:1) абстрагирование - отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отн-й изучаемого явления с одновременным выделением интересующих нас свойств и отн-й;2) формализация -построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности;3) идеализация-это мыслительное образование абстрактных объектов, не существующих и не осуществимых в действительности, но для которых имеются прообразы в реальном мире.4) индукция- метод исследования и способ рассуждения, в котором общий вывод строится на основе частных посылок;5) дедукция-способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера.

3.История физики: основные идеи

Слово "физика" в переводе с греческого оно означает "природа". Физика тех времен носила натурфилософский характер. Одна из задач физики-выявление самого простого и самого общего в природе. В современном представлении самое простое-первичные элементы: молекулы, атомы, элементарные частицы. А наиболее общими свойствами материи принято считать движение, пространство,время. Физика изучает и очень сложные явления и объекты. Но при изучении сложное сводится к простому, конкретное - к общему. При этом устанавливаются универсальные законы, справедливость которых подтверждается в земных условиях и в околоземном пространстве, во Вселенной. В этом заключается один из существенных признаков физики как фундаментальной науки.Всю историю физики можно условно разделить на три основных этапа:• древний и средневековый,• классической физики,• современной физики.Первый этап развития физики иногда называют донаучным.. Это самый длительный этап. Он охватывает период от времен Аристотеля до начала XVII в., поэтому и называется древним и средневековым этапом. геоцентрическая с-ма и механика Аристотеля IV в. до н.э.;гелиоцентрическая с-ма Аристарха Самосского III в. до н.э.;геоцентрическая с-ма Птолемея II в.;квазигелиоцентрическая с-ма Коперника XVI в.;гелиоцентрическая с-ма Кеплера XVII в.

Начало второго этапа связывают с Галилео Галилеем и Исааком Ньютоном. Второй этап продолжался до конца XIX в.К началу XX столетия появились экспериментальные результаты, которые трудно было объяснить в рамках классических представлений. Был предложен совершенно новый подход - квантовый, основанный на дискретной концепции. Квантовый подход ввел в 1900 г. немецкий физик Макс Планк. механика Галилея;механика Ньютона;теория электромагнитного поля Максвелла.

Его трудами открывается третий этап развития физики-этап современной физики,включающий не только квантовые,но и классические представления. теория относительности Эйнштейна;квантовая гипотеза Планка;модель атома Бора;волновая механикаГейзенберга;физика элементарных частиц: Дирак, Резерфорд;Единство природы и универсальность физических законов;Учение Аристотеля;земная механика (несовершенная);небесная механика (идеальная);Универсальность физических законов была открыта только в XVII веке усилиями Галилея и Ньютона;Галилей доказал несовершенство надлунного мира Аристотеля, обнаружив неровности на Луне и пятна на Солнце;Ньютон создал единые начала физики с общими законами инерции, динамики, действия и противодействиявзаимного тяготения;Универсальность физических законов и понятий заключается в том, что они применимы ко всему миру, доступному нашим наблюдениям. Атомы одинаковы везде - на Земле и в космосе. Универсальность физических законов подтверждает единство природы и Вселенной в целом.

4.История биологии: основные идеи Биология—совокупность наук о живой природе, о вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении. распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой. Биология устанавливает общие и частные закономерности, присущие жизни во всех её проявлениях.Первые с-матические попытки познания живой природы делали врачи античности Гиппократ (ок.460-ок370) и Гален, а также древнегреческий философ и учёный Аристотель.На начальном этапе развития биология носила описательный характер и позднее была названа традиционной биологией. К наиболее значительным достижениям традиционной биологии относятся классификации растительного и животного мира.Значительный вклад в традиционную биологию внёс шведский естествоиспытатель Карл Линей. Он создал с-му классификации растительного и животного мира. Классификация производилась по определённым признакам, отражающим закономерности, наблюдаемые в живой природе.Французский ботаник Мишель Адансон (1727-1806) предложил принцип классификации растений по сходству максимального числа признаков с применением математических методов.Традиционная биология продолжает развиваться и в настоящее время по сравнению с другими направлениями она обладает необходимым преимуществом: её научный материал накапливается в результате наблюдения объекта изучения живой природы, воспринимаемой как единое целое во всём многообразии её форм и проявлений.Эволюционная биология как наука о развитии живой природы начиналась с материалистической теории эволюции органического мира Земли, основанной на воззрениях Чарльза Дарвина. Эволюция, по Дарвину, осуществляется в результате взаимодействия трёх основных факторов: изменчивости, наследственности и естественного отбора. Изменчивость служит основой образования новых признаков и особенностей в строении и функциях организмов. Наследственность закрепляет эти признаки. Под действием естественного отбора устраняются организмы, не приспособленные к условиям существования.Следующий этап в развитии биологии связан с именем Георга Менделя. В это время произошло становление биологии микромира.Таким образом, биология, пройдя путь от изучения мега-, затем макромира пришла к изучению микромира, что представляет характерную особенность современного естествознания.

5.История химии: основные идеи

Химия — достаточно молодая наука, но очень перспективная и необходимая.Почему же появилась химия? А потому, что население Земли постоянно растёт, и появилась потребность в дополнительных продуктах, которые не могут быть предоставлены самой природой.В 1860 г. состоялся первый съезд химиков. На этом симпозиуме было заявлено, что все вещества состоят из молекул, которые находятся в непрерывном и хаотичном движении. Все молекулы состоят из атомов, которые также находятся в непрерывном движении. Атомы - мельчайшие, далее не делимые составные части молекулы.1660-1800 гг. — появляются учения о веществе, учения о составе.1800-1950 гг. — химия переходит на более высокий, структурный уровень.До Д.И. Менделеева в химии не было с-мности. В 1869 г. он создал периодическую с-му элементов. Сначала периодическая с-ма насчитывала 62 элемента, в 1930 г. она заканчивалась ураном 92. В 1999 г. — 114 эл-ов.1950-1970 гг. — химия переходит на новый уровень, на уровень учения о химических процессах. Задача: научиться управлять химическими процессами, чтобы создавать вещества с необходимыми для человека свойствами.1970 г. — «Эволюционная химия». Основная задача: переход к безотходному производству.В 1928 г. русский химик Лебедев открыл продуктивный метод получения сырья для производственного каучука из этилового спирта. Но это очень дорого и невыгодно. Затем научились делать каучук из нефти. Но на этом химия не останавливается: идёт поиск новых способов получения каучука.

6. История становления естественнонаучных картин мира.

Картина мира – целостное миропонимание, синтезирующее знания на основе с-матизирующе, который определяет мировоззренческую установку человека,  его ценностные поведенческие ориентиры.

Картина мира – это не сам мир, а только представление о нем, которое постоянно уточняется.В период зарождения человечества восприятие им мира носило преимущественно мистически-религиозный характер.Религиозная картина мира основана на вере постижения божественного порядка, она отличается иерархичностью взаимоотн-й  двух целостностей Бога и Его творения человека.Мифол. картина мира представляет созерцательное, целостное постижение Мира, при котором восприятие природы осуществляется через одухотворённых существ, магические, фантастические свойства и явления.Научную парадигму, обобщающую все ранее накопленные знания о природе называют естественнонаучной картиной мира. 

Натурфилософия, которая начала складываться в античном мире в VII-VI  в.в. до н.э., впервые стала объяснять природу на основе общего знания о ней и выяснения связей и закономерностей явлений природы.

Начала формир. естественнонаучная картина Мира (ЕНКМ)-упорядоченная целостность знаний о Вселенной и человеке, формирующаяся на базе фундаментальных открытий.

В истории развития науки существовало множество ЕНКМ, каждая из которых была обусловлена совокупностью знаний о природе данного исторического периода.

Физическая картина мира. Общее теоретическое знание в физике, которое включает:основополагающие философские и физические идей,фундаментальные физические теории,основные принципы, законы и понятия;принципы и методы познания. ФКМ есть обобщение всех ранее полученных знаний о природе и определенная степень познания человеком материального мира и его закономерностей. ФКМ есть процесс введения в физику новых основополагающих идей. принципов. понятий и гипотез, которые меняют основы теоретической физики, одна ФКМ меняется другой. Схема ФКМ связана со сменой представлений о материи: от атомистических, корпускулярных представлений о материи к полевым, континуальным., а затем квантовым Отсюда и три картины мира: механическая, электромагнитная и квантово-полевая.

На основе механической картины мира в XVIII - начале XIX в.в была разработана земная, небесная механика и молекулярная физика. Макромир и микромир подчиняются одним и тем же законам. Это привело к абсолютизации механической картины мира, она стала рассматриваться в качестве абсолютной. Формируется на основе:механики Леонардо да Винчи;гелиоцентрической с-мы Н. Коперника;экспериментального естествознания Г. Галилея );законов небесной механики И. Кеплера;механики И. Ньютона). Характерные особенности МКМ: В рамках МКМ сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности:Материя – вещественная субстанция, состоящая из атомов или корпускул;

атомы абсолютно прочны, непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса

Субстанциальная концепция абсолютного пространства и времени:

Пространство трехмерно, постоянно и не зависит от материи;

Время не зависит ни от пространства, ни от материи;

Пространство и время никак не связаны с движением тел. Они имеет абсолютный характер.

Все механические процессы подчиняются принципу детерминизма. Случайность исключается из картины мира. Движение – простое механическое перемещение

Законы движения – фундаментальные законы мироздания.

Тела двигаются равномерно и прямолинейно, а отклонение от этого движения есть действие внешней силы.Мерой инерции является масса.Универсальным свойством тел является сила тяготения, которая является дальнодействующейПринцип дальнодействия – взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, то есть действия могут передаваться в пустом пространстве с какой угодно скоростью.Тенденция сведения закономерности высших форм материи к закономерностям простейшей его формы – механическому движению.

Современная физ картина мира основана на:1. Континуальная теория-рассматривает повторяющееся непрерывные процессы, колебания, которые происходят в окрестности некоторого среднего положения. По  природе различают физические (механические, электромагнитные, электромеханические, термодинамические), химические и биологические колебания. 2. Корпускулярная теория основана на том, что в-ва сост. из молекул, молекулы из атомов. Атомы из элементарных частиц и все тела состоят из неделимых частиц, имеющих массу и скорость.

Электромагнитная картина мира (ЭМКМ)Формируется на основе:начал электромагнетизма М.Фарадея;теории электромагнитного поля Дж. Максвелла;электронной теории Дж. Лоренца;постулатов теории относительности А. Эйнштейна.

Характерные особенности:В рамках ЭМКМ сложилась полевая непрерывная модель реальности:Материя-единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами – электрическими зарядами и волновыми движениями в нем;Мир-электродинамическая с-ма, построенная из электрически заряженных частиц. взаимодействующих посредством электромагнитного поля.Движение  распространение колебаний в поле, которые описываются законами электродинамикиПринцип близкодействия-взаимод-я любого характера передаются полем от точки к точке непрерывно и с конечной скоростью.Реляционная (относительная) концепция пространства и времени:Пространство и время связаны с процессами. происходящими в поле, несамостоятельны и зависимы от материи.В ЭМКМ было введено понятие вероятностиА. Эйнштейн ввел в ЭМКМ идею относительности пространства и времени в общей теории относительности.

Квантово-полевая картина мира

Формируется на основе:квантовой гипотезы М.Планка,корпускулярно–волнового дуализма Луи де Бройля,волновой механики Э Шредингера;квантовой механики В.Гейзенберга;квантовой теории атома Н. Бора

Характерные особенности.В  рамках квантово-полевой картины мира сложилиськвантово-полевые представления о материи:Материя обладает корпускулярно-волновыми свойствами, то есть каждый элемент материи имеет свойства волны и частицы.

Движение-частный случай физич.взаимод-я.Фундаментальные физ. взаимод-вия: сильное, электромагнитное, слабое. Гравитационное. Они описываются на основе принципа близкодействия: взаимодействия передаются от точки к точке. Скорость передачи взаимодействия конечна и не превышает скорости света.

Картина физической реальности в квантовой механике двупланова: с одной стороны, в нее входят характеристики исследуемого объекта; с другой стороны – условия (наблюдения), от которых зависит определенность этих характеристик.

Спецификой квантово-полевых представлений о закономерностях и причинности является то, что они выступают в вероятностной форме, в виде статистических законов.

При описании объектов используются две категории понятий: пространственно-временные и энергетически-импульсные. Первые дают кинематическую картину движения, вторые – динамическую (причинную). Пространство - время и причинность относительны и взаимозависимы

Фундаментальные положения квантовой теории: принцип неопределенности и принцип дополнительности. 

Физическая картина мира (ФКМ)

Механическая-XVI – XVIII вв.Демокрит, Галилей, Декарт, Ньютон.Принцип относительности; законы динамики; закон всемирного тяготения;

Электродинамическая-XIX-начало XX века.Фарадей, Максвелл, Эйнштейн.Закон Кулона; закон электромагнитной индукции; уравнения Максвелла; специальная теория относительности

Квантово-полевая-Начало XX – середина XXв.Планк, Эйнштейн, Бор, Резерфорд, де Бройль, Гейзенберг, Шредингер.Гипотеза Планка; идеи Эйнштейна; постулаты Бора; корпускулярно-волновой дуализм

7. Научные революции в естествознании.

Первой естественно научной революцией,преобразовавшей астрономию,космологию и физику ,было создание последовательного учения о геоцентрической с-ме мира,начатое еще в VI века до н.э., Анаксимандром и Аристотелем, эту научную революцию естественно назвать Аристотелевой. 

Научная революция XVII в. связана с революцией в естествознании. Развитие производительных сил требовало создания новых машин, внедрения химических процессов, законов механики, создания приборов для астрономических наблюдений. Научная революция прошла несколько этапов, и ее становление заняло полтора столетия. Ее начало положено Н.Коперником и его последователями Бруно, Галилеем, Кеплером. В 1543 г. польский ученый Н.Коперник утвердил представление о том, что Земля так же, как и другие планеты Солнечной с-мы, обращается вокруг Солнца, являющегося центральным телом Солнечной с-мы. Коперник установил, что Земля не является исключительным небесным телом, чем был нанесен удар по антропоцентризм и религиозным легендам. Была отвергнута геоцентрическая с-ма Птолемея. Галилею принадлежат достижения в обл. физики и разработки фундаментальной проблемы-движения, его достижения в астрономии: обоснование и утв. гелиоцентр. с-мы, открытие спутников Юпитера; необычного вида планеты Сатурн, создаваемого кольцами. Галилей в качестве исходного пункта познания природы признавал наблюдения, опыт. Современный мир характеризуется как период бурного развития научно-технических аспектов жизни ч-ка. Ньютон создал основы механики, открыл закон всемирного тяготения и разработал на его основе теорию движения небесных тел. Это научное открытие прославило Ньютона. Ему принадлежат такие достижения в области механики, как введение понятий силы, энерции, формулировка трех законов механики. В XVIII веке революционные открытия были совершены в астрономии И.Кантом и П.Латасом, в химии-ее начало связано с именем А .Лавуазье.К этому периоду относится деятельность М.В. Ломоносова. В XIX веке в науке происходили непрерывные революционные перевороты во всех отраслях естествознания. Опора науки Нового времени на эксперимент, развитие механики заложили фундамент для установления связи науки с производством. В то же время к началу XIX в. накопленный наукой материал в отдельных областях уже не укладывался в рамки механистического объяснения природы и общества. Потребовался новый виток научных знаний и более широкий синтез, объединяющий р-ты отдельных наук. В этот исторический период науку прославили Ю.Р. Майер, Дж. Джоуль, открывшие законы сохранения. Огромное значение в познании мира имело созд. клеточной теории, показавшей единообразную структуру всех живых организмов. Ч. Дарвин, создавший эволюционное учение в биологии, внедрил идею развития в естествознание. Открыта пер. с-ма элементов Д.И. Менделеевым,была доказана внутренняя связь между всеми известными видами вещества. К рубежу XIX—XX вв. механистическое мировоззрение исчерпало себя, что привело классическую науку Нового времени к кризису. Этому способствовали открытие электрона и радиоактивности. В результате разрешения кризиса произошла новая научная революция, начавшаяся в физике и охватившая все основные отрасли науки, Она связана с именами М. Планка) и А.Эйнштейна), Открытие электрона, превращения химических элементов, создание теории относительности и квантовой теории ознаменовали прорыв в область микромира и больших скоростей. Квантовая теория открыла перед наукой возможности хим. преобр.в-ва; получила развитие генетика, сформировалась хромосомная теория. К середине XX века на одно из первых мест в естествознании выдвинулась биология, где совершены такие открытия, как установление молекулярной структуры ДНК и открытие генетического кода.

8. Совр. представления о пространстве и времени.

В конце 19, начале 20 века произошли коренные изм-я научных представлений о материи и о П и В. В физ. картину мира вошло понятие-поля, как формы материальной связи между частицами вещества. Все тела представляют собой с-мы заряженных частиц, связанных полем, передающим действия от одних частиц другим с конечной скоростью-скор. света.Лоренцем было установлено, что при движении тел с очень большими скоростями, близкими к скорости света, происх. Изм-е поля, приводящее к изм-ю пространственных и временных свойств тел. При этом длина тел в направлении их движения сокращается, а ритм происходящих в них физических процессов замедляется, причем простр. и временные величины изменяются согласованно. Теория относительности Эйнштейна опровергла это. Она в основе имела 2 фундаментальных полож-я-о предельности скорости света и равноправности инерциальных с-м отсчета. Из этого следовало, что пространственные и временные отн-я - длина тела (расстояние между двумя точками) и длительность (ритм) происходящих в нем процессов не абсолютны, как утверждала ньютоновская механика, а относительны. Относительность пространственно-временных хар-ик подтверждена опытом, поэтому представления об абсолютности П и В несостоятельны. П и В являются общими формами координации материальных явлений, а не самостоятельно существующими началами бытия. Теория относительности исключает представление о пустых Пространстве и Времени, имеющих собственные размеры. Квантовая теория поля дала новые представления о вакууме. Дальнейшее развитие теории относительности показало, что пространственно-временные отн-я зависят и от концентрации масс. При переходе к космическим масштабам геометрия пространства и времени не является Евклидовой (плоской), а изменяется от одной области космоса к другой в зависимости от плотности масс в этих областях и их движения. В масштабе Метагалактики геометрия пространства изменяется со временем вследствие расширения.Только развитие науки помогло опровергнуть несостоятельность представлений о П и В как априорных форм человеческого восприятия, природа которых неизменна и независима от материи. В 20 веке в квантовой механике было открыто соотношение неопределенности, оно гласит, что для абсолютной локализации микрочастиц необходимы бесконечно большие импульсы, это физически невозможно. В действительности не существует реальных физических условий, при которых можно было бы измерить точное значение напряженностей поля в каждой точке.Современной физикой установлено, что невозможна реальная раздельность П и В на точки и принципиально невозможно осуществить процесс их реального бесконечного разделения.