Концепции современного естествознания

Реферат на тему:

«Концепции  современного естествознания» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление

Введение……………………………………………………………………...…..3

1. Концепция классической термодинамики и статистической механики……………………………………………………………..…..4
2. Концепция строения и корпускулярно-волновой дуализм материи…………………………………………………………..……….6
3. Концепция взаимодействия и структур в микромире……….……..….8
4. Концепция строения вещества (от микромиру к макромиру)……………………………………………………………….8
5. Концепция процессов и возможности управления ими…….……….5
6. Концепция эволюции звезд…………………………………………..12
7. Концепция строения, эволюционных процессов и зарождения структур в планете Земля……………………………………….……13
8. Основные формы, свойства и уровни организации живой материи. Молекулярный уровень………………………………………..….…15
9. Онтогенетический уровень организации жизни. Концепции эволюционной биологии……………………………………….………21
10. Концепция самоорганизации процессов в сложных системах……………………………………………..…………..…..….22

Заключение……………………………………………………….………..……..24

Список использованной литературы………………………………..………….26 
 
 
 
 

Введение

     Общей целью естествознания является создание научной картины мира, показывающей единство и целостность человека и окружающего его мира. Научная  картина мира чрезвычайно важна  для формирования мировоззрения  человека. Однако она является одной  из составляющих личностной общей картины  мира. Другими компонентами служат религиозная картина мира и метафизическая картина мира. Несколько упрощая, можно представить следующую  схему формирования общей картины  мира в сознании конкретного человека.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Концепция классической термодинамики и статистической механики

     Проблема  соотношения динамического и  статистического подходов в описании природы — одна из актуальных в  философии современного естествознания. Отношение к ней изменялось в  ходе развития науки. Сначала стремились обосновать молекулярно-кинетическую теорию строения вещества с позиций  классической механики. Но после установления атомного строения и понимания большей  глубины статистической трактовки  основных законов проблема несколько  утратила свою остроту. В неклассической трактовке она вновь стала  актуальной в связи с необходимостью построения теории элементарных частиц, выходящей за рамки квантовой  теории поля. В ней отражено взаимодействие необходимого и случайного, пронизывающего все явления природы. И любые  законы, касающиеся сложных форм движения материи, связаны теснейшим образом  с фундаментальными проблемами диалектики детерминизма и индетерминизма, случайного и необходимого, динамического и  статистического, как и принципа причинности.

     Первой  фундаментальной физической теорией, которая имеет высокий статус и в современной физике, является классическая механика, основы которой  заложил И. Ньютон.

     Законы  механики, сформулированные Ньютоном, не являются прямым следствием эмпирических фактов. Они появились как результат  обобщения многочисленных наблюдений, опытов и теоретических исследований Галилея, Гюйгенса, Ньютона и др. в широком мировоззренческом, культурном контексте.

     «Всякое тело продолжает удерживаться в своем  состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и  поскольку оно не понуждается  приложенными силами изменить это состояние» – так Ньютон сформулировал закон, который сейчас называется первым законом  механики Ньютона, или законом инерции.

     Система отсчета, в которой справедлив закон  инерции: материальная точка, когда  на нее не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находится в состоянии покоя  или равномерного прямолинейного движения – называется инерциальной. Всякая система отсчета, движущаяся по отношению  к ней поступательно, равномерно и прямолинейно, есть также инерциальная.

     «Изменение  количества движения пропорционально  приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой  эта сила действует» – это второй закон Ньютона, который является основным законом динамики, в формулировке Ньютона (1687).

     «Действию всегда есть равное и противоположное  противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой  равны и направлены в противоположные  стороны» – это третий закон механики Ньютона.

     Законы  Ньютона справедливы только для  инерциальных систем. Однако ни одно реальное тело не может с идеальной точностью  выполнять функцию такой системы, поскольку в реальности всегда присутствуют силы, нарушающие закон инерции и  другие законы механики. По-видимому, это  и привело Ньютона к понятию  абсолютного пространства, для которого закон инерции и все другие законы механики имели бы абсолютную силу.

     Новая физическая гравитационная картина  мира, опирающаяся на строгие математические обоснования, представлена в классической механике И. Ньютона. Ее вершиной стала теория тяготения, провозгласившая универсальный закон природы – закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств. Она всегда пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

     Распространив на всю Вселенную закон тяготения, Ньютон рассмотрел и возможную ее структуру. Он пришел к выводу, что  Вселенная является не конечной, а  бесконечной. Лишь в этом случае в  ней может существовать множество  космических объектов – центров  гравитации. Так, в рамках ньютоновской гравитационной модели Вселенной утверждается представление о бесконечном  пространстве, в котором находятся  космические объекты, связанные  между собой силой тяготения.

     Итогом  ньютоновской картины мира явился образ  Вселенной как гигантского и  полностью детерминированного механизма, где события и процессы являют собой цепь взаимозависимых причин и следствий. Отсюда и вера в то, что теоретически можно точно  реконструировать любую прошлую  ситуацию во Вселенной или предсказать  будущее с абсолютной определенностью. 
 
 
 

2. Концепция строения и корпускулярно-волновой дуализм материи

     Одним из наиболее важных и существенных вопросов, как философии, так и  естествознания является проблема материи. Представления о строении материи  находят свое выражение в борьбе двух концепций: прерывности (дискретности) — корпускулярная концепция, и непрерывности (континуальности) — континуальная  концепция. С ними тесно связаны  проблемы взаимодействия материальных объектов, которые проявлялись как  концепция дальнодействия (передача действия без физической среды) и  концепция близкодействия (передача действия от точки к точке).

Концепция прерывности была создана И. Ньютоном Подход Ньютона определил исходное положение атомизма, который основывался  на признании дальнодействующих  сил.

     В истории физики наиболее плодотворной и важной для понимания явлений  природы была концепция атомизма, согласно которой материя имеет  прерывистое, дискретное строение, т. е. состоит из мельчайших частиц —  атомов. До конца XIX в. в соответствии с концепцией атомизма считалось, что  материя состоит из отдельных  неделимых частиц — атомов. С  точки зрения современного атомизма, электроны — "атомы" электричества, фотоны —"атомы" света и т. д.

     Концепция атомизма, впервые предложенная древнегреческим  философом Левкиппом в V в. до н. э., развитая его учеником Демокритом и  затем древнегреческим философом-материалистом  Эпикуром (341—270 до н. э.) из апечатленная в замечательной поэме "О природе  вещей" римского поэта и философа Лукреция Кара (I в. до н. э.), вплоть до нашего столетия оставалось умозрительной  гипотезой, хотя и подтверждаемой косвенно некоторыми экспериментальными доказательствами (например, броуновским движением, законом  Авогадро и др.).

     Многие  ведущие физики и химики даже в  конце XIX в. не верили в реальность существования  атомов. К тому же многие экспериментальные  результаты химии и рассчитанные в соответствии с кинетической теорией  газов данные утверждали другое понятие  для мельчайших частиц — молекулы.

     Реальное  существование молекул было окончательно подтверждено в 1906 г. опытами французского физика Жана Перрена (1870—1942) по изучению закономерностей броуновского Движения. В современном представлении молекула —наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями. Число атомов в молекуле составляет от двух (Н2, О2, НF, КСI) до сотен и тысяч (некоторые витамины, гормоны и белки). Атомы инертных газов часто называют одноатомными молекулами. Если молекула состоит из тысяч и более повторяющихся единиц(одинаковых или близких по строению групп атомов), ее называют макромолекулой.

     Атом  — составная часть молекулы, в  переводе с греческого означает "неделимый". Действительно, вплоть до конца XIX в.неделимость  атома не вызывала серьезных возражений. Однако физические опыты конца XIX и  начала XX столетий не только подвергли  сомнению неделимость атома, но и  доказали существование его структуры. В своих опытах в 1897 г. английский физик Джозеф Джон Томсон (1856—1940) открыл электрон, названный позднее атомом электричества. Электрон, как хорошо известно, входит в состав электронной оболочки атомов. В 1898 г. Томсон определил заряд электрона, а в 1903 г.предложил одну из первых моделей атома.

     В 1900 г. М. Планк показал, что энергия излучения или поглощения электромагнитных волн не может иметь произвольные значения, а кратна энергии кванта, т.е. волновой процесс приобретает окраску дискретности. Идея Планка о дискретной природе света получили свое подтверждение в области фотоэффекта. Де Бройль открыл примерно в это же время у частиц волновые свойства (дифракция электрона).

     Таким образом, частицы неотделимы от создаваемых  ими полей и каждое поле вносит свой вклад в структуру частиц, обуславливая их свойства. В этой неразрывной  связи частиц и полей можно  видеть одно из наиболее важных проявлений единства прерывности и непрерывности  в структуре материи.

     Для характеристики прерывного и непрерывного в структуре материи следует  также упомянуть единство корпускулярных и волновых свойств всех частиц и  фотонов. Единство корпускулярных и  волновых свойств материальных объектов представляет собой одно из фундаментальных  противоречий современной физики и  конкретизируется в процессе дальнейшего  познания микроявлений. Изучение процессов  макромира показали, что прерывность  и непрерывность существуют в  виде единого взаимосвязанного процесса. При определенных условиях макромира  микрообъект может трансформироваться в частицу или поле и проявлять  соответствующие им свойства. 
 
 
 
 

3. Концепция взаимодействия и структур в микромире

     Микромир  — невидимый мир микрообъектов: атомов, электронов, нейтронов, протонов и пр. Он не может быть описан понятиями  и принципами классической физики, которые в некоторой мере соответствуют  наглядным представлениям. Классическая физика признает наличие материи  как в виде вещества, так и поля. Но она не допускает объектов, обладающих свойствами и поля, и вещества. Подчеркивая  кажущуюся противоречивость свойств  микрообъектов, у которых эти  свойства дополняют друг друга, Н.Бор  выдвинул принцип дополнительности (1927). 

4. Концепция строения вещества (от микромиру к  макромиру)

     Представления о веществе как о предмете изучения естественных наук (в первую очередь  химии и физики) менялись в соответствии с уровнем развития знаний и использования  веществ.

     В Древней Греции появилась гениальная догадка — тела образованы различными комбинациями атомов (неделимых). Такое  объяснение — сведение сложного к  простому (редукции) не отражало многообразия сложного мира, но дало науке многое. Тенденция к поиску «элементарных  кирпичиков» мироздания, порожденная  атомистической концепцией, оказалась  плодотворной в объяснении свойств  тел. Но она не позволяет понять макроскопические свойства тел, ведь применительно к  отдельному атому нельзя говорить ни о давлении, ни о температуре, ни о плотности. И «целое» не является суммой «частей», оно обладает более  сложными свойствами. Это приводит к размышлениям о сущности редукционизма  и методов познания. Ученые установили, что все вещества построены из молекул, которые, в свою очередь, состоят  из устойчивых групп соединенных  друг с другом атомов.