Компьютеризация науки, ее проблемы и следствия

Министерство транспорта РФ

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное  учреждение высшего

профессионального образования

Дальневосточный государственный  университет путей сообщения 

 

 

Кафедра: «Философия»

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

для сдачи экзамена кандидатского  минимума по истории и 

философии науки

Тема: Компьютеризация  науки, ее проблемы и следствия

 

 

Духовникова Вячеслава Константиновича

аспирант кафедры «Электроподвижной  состав» ДВГУПС

 

Специальность: 05.22.07 «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов  и электрификация»

 

Тема утверждена: «____»  апреля 2011 г.

 

 

Научный руководитель:

профессор Ю. М. Кулинич

 

 

Согласовано: «____» апреля 2011 г.

Зав. кафедрой «Философия» Ю. М. Сердюков

 

 

 

 

 

 

 

 

Хабаровск

2011 г.

Оглавление

Введение 4

Научные знания и технические достижения

в античный период, Средневековье, эпоху Возрождения 

и в Новое время 5

Компьютерные достижения человечества в XX веке 12

Позитивные и негативные стороны компьютеризации науки 15

Заключение 25

Литература 26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

XXI век по праву называют  веком электроники и информатики,  веком новой информационной революции.  Первая, как известно, была связана с изобретением языка, вторая – письменности, третья – с книгопечатанием, четвертая – с созданием электронных средств информации, и новая, пятая – компьютерная революция – с изобретением микропроцессора и машинных носителей, хранящих информацию. Компьютерная революция характеризуется стремительными темпами проникновения практически во все сферы человеческой деятельности – производство, управление, науку, медицину, военную технику. Компьютеризация и информатизация создали новые возможности в сфере образования. Использование компьютеров расширяет возможности активных форм занятий в учебных аудиториях, позволяет имитировать изучаемые процессы, создавать ситуации, близкие к реальности. Использование сети Интернет, мультимедиа-технологий радикально расширяют возможности дистанционного обучения. Отличительный признак компьютерной революции состоит в бурном развитии вычислительной техники, увеличивающей научный и промышленный потенциал общества, в конструировании и функционировании систем искусственного интеллекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Научные знания и технические достижения в античный период, Средневековье, эпоху  Возрождения и в Новое время

Античный период охватывает древнегреческую (V-III вв. до н.э.) с центром в Афинах и эллинскую цивилизации (III в. до н.э. – IV в. н.э.) с центрами в Александрии и Риме.

Родоначальником европейской науки несомненно является Аристотель (384 – 322 гг. до н.э.). Он выступает вершиной древней философии, в его трудах сосредоточился весь философский, а значит и весь познавательный опыт Эллады. Обобщая накопленные предшествующими мыслителями знания Аристотель начал создание единой системы этого знания, то есть науки. Наиболее важным Аристотель считал пространственное перемещение и уделял ему большое количество времени. Он базировал на нем свое учение о механике, которое мы находим в его специальной работе: "Механические проблемы". В ней он рассмотрел и описал многочисленные простейшие машины и технические средства, применявшиеся в Греции того времени, подробно изучил рычаг, весы и клещи. Разобрал свойства клина, действие топора, законы вращения колеса экипажа, описал пращу, действие блока, руля и т д.

Геометр Евклид, является также немаловажной фигурой  того времени. Знаменитое произведение "Начала" сделало его имя бессмертным. Второе произведение, которое Евклид даровал миру, называется "Данные" – введение в геометрический анализ. Евклиду принадлежат также "Явления", посвященные элементарной сферической астрономии, "Оптика" и "Катоптрика", небольшой трактат "Сечения канона", сборник задач по делению площадей фигур "О делениях" (дошел до нас в арабском переводе).

Архимеда (287-212 гг. до н. э.) справедливо считают основоположником математической физики. С его именем связывается введение понятия центра тяжести, открытие законов рычага и разработка основ гидростатики. Архимед первым подошел к решению физических задач с широким применением математики. Им был открыт важный принцип построения многоступенчатой передачи. Архимед вывел также законы гидростатики для идеальной жидкости, описав ее свойства.

Во II веке н. э. александрийский астроном Птолемей (ок. 90 – ок. 160 н.э.) выдвинул свою "систему мира". Считая Землю шарообразной, а размеры ее ничтожными по сравнению с расстоянием до планет и тем более звезд, Птолемей вслед за Аристотелем утверждал, что Земля – неподвижный центр Вселенной. Его система мира была названа геоцентрической. Главный труд Птолемея «Математическая система» определил дальнейшее развитие астрономии на последующую тысячу с лишним лет.

В Римской империи  после подчинения Греции в 146 г. до н. э. проявляется интерес к техническим проблемам, вызванный интенсивным строительством и ростом техники. Ярким примером тому служит знаменитый труд архитектора Марка Витрувия Поллиона "Об архитектуре" в 10-ти книгах. В книге даны описания подъемных механизмов (полиспастов) приборов для поднятия воды (тимпанов), для измерения расстояния, пройденного экипажем (тип современного таксометра) и др. Уроженец Понта, грек Страбон (66 г. до н. э - 24 г. н. э) написал на греческом языке, в значительной степени на основе собственных наблюдении, "Географию" в 17-ти книгах. Она дошла до нас почти полностью и служит одним из главных источников наших знаний о географических представлениях тех времен.

В эпоху Средневековья началось организованное профессиональное обучение в виде университетов, формирование выборно-представительных органов в виде парламента, генеральных штатов кортесов и т. д.

В X веке стали подковывать тягловый скот, что позволило использовать в сельском хозяйстве лошадей и решило вопрос обработки каменистых почв; в результате оживилось земледелие.

В XI веке древний шейный хомут в сбруе лошадей и быков заменили плечевым хомутом, который позволил в четыре раза увеличить силу тяги упряжки. Также в этом столетии началось совместное использование нескольких тягловых животных, обеспечившее такое увеличение энергии, какой до тех пор человечество не знало. Это позволило, в свою очередь, ввести новый тип плуга – колесного, более тяжелого, чем прежний, с более удобными лемехами, глубже проникающими в почву и лучше ее взрыхляющими.

Водяные и ветряные мельницы, которые уже в первоначальном виде в XI и XII веках обладали мощностью в 40-60 лошадиных сил, до конца XVIII века определяли характер технических сооружений. Этот новый источник энергии в первой половине ХIII века дал мощный толчок развитию металлургии. В старинных печах воздух нагнетался мехами, которые приводились в движение силой человека, что не позволяло достичь высокой температуры плавления железа (выше 1500ºС). В ХIII веке мехи стали приводить в движение водой; это позволило получить высокие температуры, при которых можно было выплавлять чугун, помещая в печах чередующимися слоями древесный уголь и железную руду. В XVI веке высота доменных печей достигала уже шести метров и чугун нашел самое разнообразное применение (пушки, снаряды, печи трубы, чугунная посуда, плиты). Запросы новой жизни отразились на всех формах труда: в оживлении стекольного мастерства, начавшегося в X веке изобретением цветных стекол, в развитии ткачества – с появлением новых сукновальных и ткацких машин; в изобретении печатного станка; в новой архитектуре, вынужденной отказаться от монолитных римских конструкции в пользу более легких – романских, готических, что поставило новые проблемы перед статикой; в применении огнестрельного оружия, что поставило новые задачи перед динамикой; в грандиозных гидравлических работах, предпринятых в Голландии для осушения территории, заливаемых водами моря, с применением насосов различных типов; в судоходстве – с непрерывным ростом водоизмещения кораблей, усложнением парусной оснастки, появлением морских лоций (ХIII век) и компаса, изобретением вертикального штурвала с рукояткой, что позволило отказаться от каботажного плавания и выходить в открытое море и т. д.

В эпоху Возрождения  появляется целая плеяда выдающихся мыслителей-ученых, среди которых блистает гений великого Леонардо да Винчи (1452-1519). Механика для него – важнейшая опора для понимания причинных связей, ибо она есть рай этих наук. С именем Леонардо да Винчи связан целый ряд выдающихся, далеко опередивших свой век технических изобретений. Здесь и парашют, и вертолет, усовершенствование токарного станка и самопрялки, изобретение ряда физических приборов и механических приспособлений. Трудно переоценить научный вклад Леонардо в области астрономии, анатомии, геологии и архитектуры, не говоря уже о его бессмертных художественных творениях.

В 1582 г. католическая церковь провела реформу календаря  с целью восстановления даты весеннего равноденствия – 21 марта. Автор проекта реформы был итальянский врач, математик и астроном Алогий Лилио, но введенный календарь назван «григорианским» по имени осуществившего эту реформу римского папы Григория ХIII.

Одним из выдающихся представителей блестящей плеяды итальянских  натурфилософов был Николай Кузанский (1401 – 1464 гг.). Видный церковный деятель, кардинал и богослов, рассуждавший о природе ангелов и богочеловеке, он в то же время усиленно  и  плодотворно работал над проблемами  математики  и  естествознания, намного опережая свою эпоху. Кузанский считал, что Земля  не  является  неподвижным  центром ограниченного мира – это одно из небесных тел, меньшее, чем Солнце, но большее, чем Луна. Крупный астроном и математик своего времени, Кузанский был еще к тому же и выдающимся географом. Он создал первую карту Центральной и Восточной Европы.

Выдающимся  ученым-астрономом эпохи Возрождения был Николай Коперник (1473-1543 гг.). Он известен также как видный математик, врач и юрист владел латинским и греческим языками. Всю свою жизнь он посвятил разработке гелиоцентрической системы мира.

С XVII в. начинается эпоха Нового времени, которая имеет особое значение в истории естествознания – это время зарождения опытной науки, у истоков которой стояли такие великие ученые, как Френсис Бэкон, Галилео Галилей, И. Кеплер, Рене Декарт.

Ф. Бэкон (1561-1626) видит цель науки в познании ее истинного объекта, а именно – материального мира. Все, достойное существования, по его мнению, достойно и науки, которая и есть не что иное, как отображение действительности. Прочное здание науки, считает он, нельзя построить, как это  делалось  прежде,  ни   на  общих  умозрительных понятиях, ни на голом опыте. В основу научного знания должны быть положены  отдельные вещи, существующие вне нас  и независимо от нашего сознания. Для такого дела не подходит и слепой стихийный опыт. Наука исходит из опыта, но не останавливается на нем. Поэтому надежда науки – в объединении  ума и опыта, в этом союзе, который до сих пор, указывает Бэкон, достигнут не был.

В XVII в. рождению новой науки весьма много способствовал Г. Галилей (1564-1642). С помощью телескопа он сделал открытия, описанные в книге «Звездный посол», а именно: что Луна обращена всегда одною своею стороною к Земле; что она покрыта горами, высоты которых он измерил по величинам их теней; что Юпитер имеет четырех спутников, время обращения которых он определил, и подал мысль пользоваться их затмениями для определения долготы на море. Галилей приблизится к закону сложения сил и к принципу бесконечно малых величин. Большое значение для науки имело его понятие «момента», выражающее меру или количество движения какого-нибудь тела, определяемого массой и скоростью. Галилей положил начало той части механики, которая называется динамикой, свел движение к механическому перемещению и пытался установить его универсальные законы, став одним из основоположников механистического естествознания.

Коперник в  свое время высказал предположение  о том, что Солнце и планеты не разобщены между собой, как это казалось ученым ранее, а составляют единую, взаимосвязанную систему. Галилей разделял это мнение, а И. Кеплер дал математическое обоснование их взаимосвязи. Ему принадлежит также честь открытия трех основных законов движения планет, лежащих в основе современной астрономии.

Декарт (1596—1650), французский математик, естествоиспытатель, философ, проживавший с 1629 г. в Нидерландах, заложил основы аналитической геометрии, дал понятия переменной величины и функции, ввел многие алгебраические обозначения. Высказал закон сохранения количества движения, дал понятие импульса силы. Был автором теории, объясняющей образование и движение небесных тел вихревым движением частиц материи.

Исаак Ньютон (1642/43-1727) сформулировал основные законы классической механики открыл закон всемирного тяготения и исчисление бесконечно малых величин. Но развитие электродинамики, теории относительности и атомной физики в конце XIX - начале XX в. показало границы применимости его механики. Изучая движение небесных тел, Ньютон усовершенствовал телескоп, приступил к опытам со светом, объяснил явление дисперсии света, положив начало спектральному анализу.

Ньютону также  принадлежит открытие явления всемирного тяготения. Идеи взаимного тяготения как небесных тел, так и атомов были в то время не новы. Но ему в этом вопросе принадлежат две заслуги: во-первых, он дал математическое выражение силы тяготения, т. е.  закон ее действия; во-вторых, он доказал тождество силы тяжести на земле и силы тяготения планет и вообще всех тел друг к другу.

Также Ньютон сформулировал  три основных закона механики, ставших ее фундаментом. Для успешной работы в области физики Ньютону был необходим более совершенный математический аппарат нежели уже имевшийся к тому времени. Эта задача была решена им и Лейбницем, которые независимо друг от друга создали дифференциальное и интегральное исчисления, то есть основу высшей математики.