Лекция КСЕ_1б

ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

"Естествознание есть не что иное, как применение обычного здорового человеческого разума при необычных обстоятельствах".

А. Эйнштейн

Естественные науки были всегда, но фундаментальность они приобрели благодаря трем открытиям: анализу (Р. Декарт - чистое мышление), наблюдению (Ф. Бэкон - физические науки) и синтезу (И. Ньютон - небесная механика).

Три открытия превратили науку в систему мышления с особым способом познания мира, когда из совокупности фактов выводится общая закономерность.

Научный (рациональный) способ видения мира, основанный на ключевом правиле - обязательной эмпирической проверке, - использует девиз: "Посредством опыта и разума". При этом соответствие между опытом и теорией должно быть однозначным и убедительным.

Наука служит двум целям:

–объяснению известных фактов;

–предсказанию событий.

Задача науки - выразить объект исследования качественно (посредством понятий) и количественно (с помощью формул), т.е. описать и записать.

Появившаяся система взглядов на мир была названа динамической концепцией

Особенности динамической концепции

     Г. Галилей: Измерить все, что измеримо, и сделать измеримым то, что неизмеримо.

Д инамическая концепция основана на простых правилах:

1. В основе хаотического многообразия нашего чувственного опыта лежит действие универсальных законов.

2. Закон - это программа, которой следует природа. Закон описывает устойчивое, регулярное, воспроизводимое явление. Законы должны быть просты. Простота научного знания диктуется простотой природы. Любая задача начинается с изучения простейшего элемента.

3. Знание законов, действующих на элементарный объект, доступный наблюдению, позволит экстраполировать законы макромира, в область мега- и микромира, не доступные наблюдениям (принцип экстраполяции).

     И. Бернулли: "Природа действует всегда простейшим образом".

Объект динамики

     Дж. Локк: "Великое искусство научиться многому - это браться сразу за немногое".

О бъектом динамики является простейший объект.

Простейший объект - это элемент, внутренней структурой которого можно пренебречь. Это макрообъект. Он легко выделяется из окружающего мира и допускает за собой внешнее наблюдение.

Динамический объект может обладать любым значением энергии или покоится.

Положение тела в пространстве описывается траекторией и однозначно задается с помощью координат и импульсов. Правильное измерение одной из характеристик не исключает точного определения любых других.

Это исторический объект: он обладает «памятью» (помнит начальные условия). Классический объект - это простой объект с малым числом степеней свободы.

Сложная динамическая система

В мире встречаются сложные системы, но их сложность кажущаяся.

Сложная динамическая система - это система жестко связанных элементов, внутренней структурой которых можно пренебречь. Сложный объект состоит из простых неделимых неизменных элементарных частей (молекула состоит из атомов).

Любое превращение в системе - это соединение и разъединение элементарных частей. Систему можно разобрать на части и собрать. Это аддитивная система: правило сложения 1+1=2 для такой системы всегда выполняется, а свойство целого определяются свойствами ее частей.

Т акая сложная система

• устойчива,

• не делает ошибок,

• допускает количественное описание, позволяющее точно предсказать ее эволюцию.

Понять сложность можно, лишь расчленяя целое на простые части. С помощью искусных экспериментов можно разъединить любую связность, предоставленную природой. На рисунке приведен пример, подтверждающий триумф данного приема: с помощью призмы легко разложить сложный белый цвет на простые монохроматические составляющие.

     Ф. Бэкон: "Природу следует совершенно разделить и разложить, конечно, не посредством огня обыкновенного, но посредством разума

Cуть человеческого существования - овладение миром в процессе деятельностного, познавательного, осмысленного существования в нем.

    

Действие и мысль - две стороны именно человеческого существования, единые, взаимополагаемые и постоянно взаимодействующие

Единичное действие, осмысленное и обобщенное, становится основой нового применения в качестве прикладного знания.

Знание благодаря теоретико-познавательной, мыслительной деятельности, превращается в науку, в систему познанных общих правил, принципов и законов.

Складывающаяся теория и прогрессирующая наука в целом, ведут к новым прорывам в промышленном производстве, строительстве, экономической жизни.

Процесс генерации знаний идёт через экспериментальные исследования и моделирование изучаемых явлений.