Вход

Концепции современного естествознания

Контрольная работа по естествознанию
Дата добавления: 28 января 2008
Язык контрольной: Русский
Word, rtf, 108 кб
Контрольную можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

Свойства пространства и времнени Общие свойства, харак теризующие пространство и время, вытекают из их характеристик как основ ных, коренных форм существования материи. К свойствам пространства отно сятся протяженность, однородность и изотропность, трехмерность. Время о бычно характеризуется такими свойствами, как длительность, одномернос ть, необратимость, однородность. Что касается таких с войств, как длительность времени и протяженность пространства, то их тру дно называть свойствами, поскольку они совпадают с самой сущностью прос транства и времени. Ведь протяженность и проявляется в способности тел с уществовать одно подле другого, а длительность в способности существов ать одно после другого, что и выражает сущность пространства и времени к ак форм существования материи. К наиболее характерным свойствам пространства относится его трехмерно сть. Положение любого объекта может быть определено с помощью трех незав исимых величин. Время одномерно, ибо для фиксации положения события во в ремени достаточно одной величины. Под заданием положения события, объек та в пространстве или времени имеется в виду определение его координат п о отношению к другим событиям и объектам. Факт трехмерности реального фи зического пространства не противоречит существованию в науке понятия многомерного пространства с любым числом измерений. Понятие многомерн ого пространства является чисто математическим понятием, которое може т быть использовано для описания взаимосвязи различного рода физическ их величин, характеризующих реальные процессы. Если же речь идет о фикса ции события в реальном физическом пространстве, то при использовании лю бой системы координат трех измерений всегда будет достаточно. И хотя до сих пор вопрос об обосновании трехмерности пространства является откр ытым вопросом, решение его должно лежать в установлении связи трехмерно сти с фундаментальными физическими процессами. К специфическим свойством пространства относятся однородность и изотр опность. Однородность пространства означает отсутствие в нем каких-либ о выделенных точек, а изотропность — равноправность всех возможных нап равлений. В отличие от пространства время обладает только свойством одн ородности, заключающимся в равноправии всех его моментов. Свойства одно родности пространства и времени и изотропности пространства теснейшим образом связаны с фундаментальными физическими законами, и прежде всег о с законами сохранения. Они и лежат в основании самого принципа физичес кой относительности. Характерным специфическим свойством времени является его необратимос ть, которая проявляется в невозможности возврата в прошлое. Время течет от прошлого через настоящее к будущему, и обратное течение его невозможн о. Необратимость времени связана с необратимостью протекания фундамен тальных материальных процессов. Некоторые философы усматривают связь необратимости времени с необратимостью термодинамических процессов и с действием закона возрастания энтропии. В микрофизике необратимость в ремени связывается с характером законов квантовой механики. Существую т также космологические подходы к обоснованию необратимости времени. Н аиболее широкое распространение получила причинная концепция времени ; ее сторонники считают, что при обратном течении времени причинная связ ь оказывалась бы невозможной. Свойства простр анства и времнени Общие свойства, харак теризующие пространство и время, вытекают из их характеристик как основ ных, коренных форм существования материи. К свойствам пространства отно сятся протяженность, однородность и изотропность, трехмерность. Время о бычно характеризуется такими свойствами, как длительность, одномернос ть, необратимость, однородность. Что касается таких с войств, как длительность времени и протяженность пространства, то их тру дно называть свойствами, поскольку они совпадают с самой сущностью прос транства и времени. Ведь протяженность и проявляется в способности тел с уществовать одно подле другого, а длительность в способности существов ать одно после другого, что и выражает сущность пространства и времени к ак форм существования материи. К наиболее характерным свойствам пространства относится его трехмерно сть. Положение любого объекта может быть определено с помощью трех незав исимых величин. Время одномерно, ибо для фиксации положения события во в ремени достаточно одной величины. Под заданием положения события, объек та в пространстве или времени имеется в виду определение его координат п о отношению к другим событиям и объектам. Факт трехмерности реального фи зического пространства не противоречит существованию в науке понятия многомерного пространства с любым числом измерений. Понятие многомерн ого пространства является чисто математическим понятием, которое може т быть использовано для описания взаимосвязи различного рода физическ их величин, характеризующих реальные процессы. Если же речь идет о фикса ции события в реальном физическом пространстве, то при использовании лю бой системы координат трех измерений всегда будет достаточно. И хотя до сих пор вопрос об обосновании трехмерности пространства является откр ытым вопросом, решение его должно лежать в установлении связи трехмерно сти с фундаментальными физическими процессами. К специфическим свойством пространства относятся однородность и изотр опность. Однородность пространства означает отсутствие в нем каких-либ о выделенных точек, а изотропность — равноправность всех возможных нап равлений. В отличие от пространства время обладает только свойством одн ородности, заключающимся в равноправии всех его моментов. Свойства одно родности пространства и времени и изотропности пространства теснейшим образом связаны с фундаментальными физическими законами, и прежде всег о с законами сохранения. Они и лежат в основании самого принципа физичес кой относительности. Характерным специфическим свойством времени является его необратимос ть, которая проявляется в невозможности возврата в прошлое. Время течет от прошлого через настоящее к будущему, и обратное течение его невозможн о. Необратимость времени связана с необратимостью протекания фундамен тальных материальных процессов. Некоторые философы усматривают связь необратимости времени с необратимостью термодинамических процессов и с действием закона возрастания энтропии. В микрофизике необратимость в ремени связывается с характером законов квантовой механики. Существую т также космологические подходы к обоснованию необратимости времени. Н аиболее широкое распространение получила причинная концепция времени ; ее сторонники считают, что при обратном течении времени причинная связ ь оказывалась бы невозможной. Космологические модели происхождения и развития материи во вселенной. По определе нию А.Л. Зеяьманова (1913-1987) космология - это совокупность накопленных теорети ческих положений о строении вещества и структуре Вселенной, как цельног о объекта, так и отдельные научные знания охваченного астрономическими наблюдениями мира как части Вселенной. Выводы космологии называются моделями происхождения и развития Вселен ной. Почему моделями? Дело в том, что одним из основных принципов современ ного естествознания является возможность проведения управляемого экс перимента над изучаемым объектом. Только если можно провести любое коли чество экспериментов и все они приводят к одному результату, то на основ е этих экспериментов делают заключение о наличии закона, которому подчи няется функционирование данного объекта. Лишь в этом случае результат с читается достоверным с научной точки зрения. К Вселенной это методологическое правило остается неприменимым. Наука формулирует универсальные законы, а Вселенная уникальна. Это противоре чие, которое требует считать все заключения о происхождении и развитии В селенной не законами, а лишь моделями, т. е. возможными вариантами объясне ния. Наиболее общепринятой в космологии является модель однородной изотроп ной нестационарной горячей расширяющейся Вселенной, построенная на ос нове общей теории относительности и релятивистской теории тяготения, с озданной Альбертом Эйнштейном в 1916 году. В основе этой модели лежат два пр едположения: 1) свойства Вселенной одинаковы во всех ее точках (однородно сть) и направления (изотропность); 2) наилучшим известным описанием гравит ационного поля являются уравнения Эйнштейна. Из этого следует так назыв аемая кривизна пространства и связь, кривизны с плотностью массы. Космол огию, основанную на этих постулатах называют релятивистской. Важным пун ктом данной модели является ее нестационарность, это означает, что Вселе нная не может находиться в статическом, неизменном состоянии. Новый этап в развитии релятивистской космологии был связан с исследова ниями русского ученого А.А. Фридмана (1888-1925), который математически доказал и дею саморазвивающейся Вселенной. Работа А.А.Фридмана в корне изменила ос новоположения прежнего научного мировоззрения. По его утверждению кос мологические начальные условия образования Вселенной были сингулярны ми. Разъясняя характер эволюции Вселенной, расширяющейся начиная с синг улярного состояния, Фридман особо выделял два случая: а) радиус кривизны Вселенной с течением времени постоянно возрастает, на чиная с нулевого значения; б) радиус кривизны меняется периодически: Вселенная сжимается в точку (в ничто, сингулярное состояние), затем снова из точки, доводит свой радиус д о некоторого значения, далее опять, уменьшая радиус своей кривизны, обра щается в точку, и т.д. Джордж Лемер был первым, кто выдвинул концепцию “Большого взрыва” из так называемого “первобытного атома” и последующего превращения его оско лков в звезды и галактики. Конечно, со стороны современного астрофизичес кого знания данная концепция представляет лишь исторический интерес, н о сама идея первоначального взрывоопасного движения космической матер ии и ее последующего эволюционного развития неотъемлемой частью вошла в современную научную картину мира. Принципиально новый этап в развитии современной эволюционной космолог ии связан с именем американского физика Г.А.Гамова (1904-1968), благодаря котором у в науку вошло понятие горячей Вселенной. Согласно предложенной им моде ли “начала” эволюционирующей Вселенной “первоатом” Леметра состоял из сильно сжатых нейтронов, плотность которых достигала чудовищной велич ины - один кубический сантиметр первичного вещества весил миллиард тонн . В результате взрыва этого “первоатома” по мнению Г.А.Гамова образовалс я своеобразный космологический ко тел с температурой порядка трей миллиардов градусов, где и произошел ест ественный синтез химических элементов. Осколки первичного яйца - отдель ные нейтроны затем распались на электроны и протоны, которые, в свою очер едь, соединившись с нераспавшимися нейтронами, образовали ядра будущих атомов. Все это произошло в первые 30 минут после “Большого Взрыва. Горячая модель представляла собой конкретную астрофизическую гипотез у, указывающую пути опытной проверки своих следствий. Гамов предсказал с уществование в настоящее время остатков теплового излучения первичной горячей плазмы, а его сотрудники Дльфер и Герман еще в 1948 г. довольно точно рассчитали величину температуры этого остаточного излучения уже совре менной Вселенной. Однако Гамову и его сотрудникам не удалось дать удовле творительное объяснение естественному образованию и распространенно сти тяжелых химических элементов во Вселенной, что явилось причиной ске птического отношения к его теории со стороны специалистов. Как оказалос ь, предложенный механизм ядерного синтеза не мог обеспечить возникнове ние наблюдаемого ныне количества этих элементов. Ученые стали искать иные физические модели “начала”. В 1961 году академик Я. Б. Зельдович выдвинул альтернативную холодную модель, согласно которой первоначальная плазма состояла из смеси холодных ( с температурой ниже а бсолютного нуля) вырожденных частиц - протонов, электронов и нейтрино. Тр и года спустя астрофизики И.Д. Новиков и А.Г. Дорошкевич произвели сравнит ельный анализ двух противоположных моделей космологических начальных условий - горячей и холодной и указали путь опытной проверки и выбора одн ой из них. Было предложено с помощью изучения спектра излучений звезд и к осмических радиоисточников попытаться обнаружить остатки первичного излучения. Выдающиеся открытия химиков и биологов. Выдающихся химиков и их открытий очень много, поэтому в рам ках моей работы перечислю лишь основных Авогадро Амедео (1776-1856) Италия. Важнейшие работы и открытия в области химии: Закон Авогадро. Бор Нильс (1885-1962) Дания Важнейшие работы и открытия в области химии: Теория с троения атома. Бородин Александр Николаевич (1833-1867) Россия Важнейшие работы и открытия в о бласти химии: Работы в области органической химии (бромирование кислот). Вюрц Шарль Адольф (1817-1884) Франция Важнейшие работы и открытия в области хими и: Реакция Вюрца: синтез углеводородов действием натрия на их галогенопр оизводные. Габер Фриц (1868-1934) Германия Важнейшие работы и открытия в области химии: Синт ез аммиака. Дальтон Джон (1766-1844) Англия Важнейшие работы и открытия в области химии: Зако н кратных отношений. Введение химических знаков и формул. Обоснование ат омной теории. Кавендиш Генри (1731-1810) Англия Важнейшие работы и открытия в области химии: От крытие водорода. Синтез оксидов азота. Установление состава воды. Ломоносов Михаил Васильевич (1711-1765) Россия Важнейшие работы и открытия в об ласти химии: Закон сохранения массы веществ. Применение количественных методов в химии, развитие основных положений кинетической теории газов. Основание первой русской химической лаборатории. Составление руководс тва по металлургии и горному делу. Создание мозаичного производства. Писаржевский Лев Владимирович (1874-1938) СССР Важнейшие работы и открытия в об ласти химии: Изучение пероксидов. Работы по электронной теории химии. Содди Фредерик (1877-1956) Англия Важнейшие работы и открытия в области химии: Те ория радиоактивного распада и превращения элементов. Правило смещения ( правило Содди и Фаянса). Якоби Борис Семенович (1801-1874) Россия Важнейшие работы и открытия в области х имии: Открытие гальванопластики и внедрение ее в практику типографског о и монетного дела. Каждого человек а коснутся в жизни выдающиеся открытия в биологии, сдел анные за последние годы: -открытия в области биотехнологии; -достижения в области генной инженерии; -работы по клонированию организмов; -расшифровка генома человека. В настоящее время биология стан овится лидером в естествознании, играет огромную роль в медицине, гигиен е, фармакалогии, сельском хозяйстве. Вторая половина ХХ века была ознаменована выдающимися открытиями в обл асти биологии: открыта двойная спираль ДНК, выделена эмбриональная ство ловая клетка и в основном расшифрован геном человека. Все это подвело че ловечество к пониманию механизмов старения. Особо выдающиеся открытия последнего времени в биологии и медицине про изошли в связи с развитием клеточных технологий. Возможность выделения клеток их организма и искусственное их выращивание лежит в основе множе ства новых научных подходов в медицине. Нельзя не отметить одно из самых выдающихся открытий в области клеточно й биологии, сделанное в лаборатории Л.А.Блюменфельда выпускником кафедр ы биофизики А.Ф.Ваниным. Речь идет об открытии сигнала ЭПР, принадлежащег о нитрозильным комплексам железа. Всеобщие физически е принципы и понятия при восприятии и описании реального мира. Очевидно, для в ыявления структуры физической картины мира необходимо соотнести эту к артину мира как с изучаемой физикой действительностью, так и с процессом познания ее. Для этого целесообразно выделить два уровня познания, хара ктерных для физики — эмпирический и теоретический. На эмпирическом уровне происходит выяснение взаимоотношений между дан ными опытного, экспериментального изучения явлений или связей между не сколькими явления ми одной группы. Результат формулируется в виде эмпир ического закона (например, закон падения Галилея, газовые законы, закон О ма и др.). Имеется непосредственная возможность соотнесения эмпирическо го закона с действительностью, что позволяет установить его достоверно сть. Поскольку эмпирические законы, формулируемые в терминах наблюдени я, которые отражают отдельный момент, отдельного явления или весьма огра ниченной группы явлений, относятся только к конкретной группе явлений, п остольку эти законы не выступают элементами структуры физической карт ины мира. Совокупность эмпирических терминов, эмпирических законов и соответств ующий математический аппарат составляют эмпирическую теорию. Эмпириче ские теории относятся к различным группам явлений и не связаны между соб ой на эмпирическом уровне. Эта связь наблюдается лишь на теоретическом у ровне, на котором формулируются более общие представления. Кроме того, э мпирические теории, как правило, дают знание о явлениях, но не о сущностях , и связаны с ограниченными чувственными восприятиями . В силу этого эмпирические теории, на мой взгляд, также не способствуют возникновению единого пред ставления о природе, выступают лишь фрагментами его, и поэтому не могут б ыть элементами структуры физической картины мира. Сложнее обстоит дело с теоретическим уровнем физического познания. Зде сь происходит объединение узких групп явлений в более широкие классы и с троятся теории этих классов явлений, представляющие собой системы поня тий и математических соотношений между физическими величинами. В теори и выясняются взаимосвязи между группами явлений данного класса. Эти вза имосвязи отражаются в теоретических законах, которые формулируются в т еоретических понятиях, относящихся к широкому классу явлений (например, в поднятиях массы, энергии и т.п.). На теоретическом уровне познания можно выделить четыре подуровня, хара ктеризующихся разной степенью общности и разным вхождением эмпирическ их и теоретических терминов. Первый подуровень можно назвать переходны м. Его составляют полуэмпирические законы, которые формулиру ются в эмпирических и теоретических терминах. По охвату явлений они шире, чем эмпирические законы, но ближе к опыту, экспер именту, чем теоретические, хотя непосредственно опытом и не проверяются . Примером таких законов могут служить второй закон Ньютона и объединенн ый газовый закон. Ко второму подуровню можно отнести теоретические понятия и законы клас сов явлений, которые формулируются только в теоретических терминах (нап ример, законы Максвелла). Третий подуровень — это подуровень общефизических принципов и законо в типа законов сохранения, которые одновременно выступают и как принцип ы запрета. Четвертый подуровень объединяет физические теории определенных класс ов явлений, причем любая физическая теория выступает как система теорет ических принципов, законов и их математических выражений. С помощью посл едних в физике можно совершить переход к эмпирическим физическим велич инам и делать эмпирически проверяемые предсказания о будущем поведени и системы. Первый подуровень не может служить элементом разработанной и сложивше йся физической картины мира, так как он охватывает довольно ограниченны й круг явлений и вполне может быть обобщен на чисто теоретических уровня х. Однако следует заметить, что в процессе формирования физической карти ны мира полуэмпирические законы играют важную роль. Например, механичес кая картина мира формировалась на основе механики Ньютона, в которой пол уэмпирический закон движения имеет фундаментальное значение. Но уже в р азвитой механической картине мира механика Ньютона была заменена меха никой аналитической, имеющей более общий и абстрактный характер. И именн о аналитико-механические представления и соответствующие им методолог ические требования и стиль мышления господствовали на протяжении почт и двух столетий, до возникновения электродинамической картины мира, ста новление которой также началось с полуэмпирических представлений. Что касается второго, третьего и четвертого подуровней, то степень их об щности достаточна для создания, картины мира, для формирования единого п редставления о природе. Итак, физическая картина мира — это идеальная модель природы, выступающ ая как определенный итог исторического развития физики на том или ином е го этапе и функционирующая на теоретическом уровне познания. Она строит ся на теориях, господствующих в данный период развития физики.

© Рефератбанк, 2002 - 2017