Контрольная работа по дисциплине "Концепции современного естественнознания"

 

Содержание

1. Современная естественно-научная картина мира …………………… 3

2. Звезды и их эволюция ……………………………………………………………….. 9

3. Современная наука о сущности и истоках человеческого сознания ……………………………………………………………………………………….………. 18

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Современная естественно-научная картина мира

Естественнонаучная картина  мира это – множество теорий в  совокупности описывающих известный  человеку природный мир, целостная  система представлений об общих  принципах и законах устройства мироздания. Поскольку картина мира это системное образование, ее изменение  нельзя свести ни к какому единичному, пусть и самому крупному и радикальному открытию. Речь идет о целой серии взаимосвязанных открытий, в главных фундаментальных науках. Эти открытия почти всегда сопровождаются радикальной перестройкой метода исследования, а так же значительными изменениями в самих нормах и идеалах научности.

Научная картина мира —  это особая форма теоретического знания, представляющая предмет исследования науки соответственно определенному этапу ее исторического развития, посредством которой интегрируются и систематизируются конкретные знания, полученные в различных областях научного поиска. Термин "картина мира" используется в различных смыслах. Он применяется для обозначения мировоззренческих структур, лежащих в фундаменте культуры определенной исторической эпохи. В этом же значении используются термины "образ мира", "модель мира", "видение мира", характеризующие целостность мировоззрения.

Термин "картина мира" используется также для обозначения  научных представлений о мире, которые являются особым типом научного теоретического знания. В этом смысле понятие «научная картина мира»  используется для обозначения горизонта  систематизации знаний, полученных в  различных научных дисциплинах. Научная картина мира при этом выступает как целостный образ  мира, включающий представления о  природе и обществе.

Во-вторых, термин «научная картина мира» применяется для  обозначения системы представлений  о природе, складывающихся в результате синтеза естественнонаучных знаний.

В-третьих, посредством этого  понятия формируется видение  предмета конкретной науки, которое  складывается на соответствующем этапе  ее истории и меняется при переходе от одного этапа к другому. Соответственно указанным значениям, понятие научная  картина мира расщепляется на ряд  взаимосвязанных понятий, каждое из которых обозначает особый тип научной  картины мира как особый уровень  систематизации научных знаний: "общенаучную", "естественнонаучную" и "социально-научную"; "специальную (частную, локальную) научную" картины мира. Основными компонентами научной картины мира являются представления  о фундаментальных объектах, о  типологии объектов, об их взаимосвязи  и взаимодействии, о пространстве и времени.

В реальном процессе развития теоретического знания научная картина  мира выполняет ряд функций, среди  которых главными являются эвристические, систематизирующие и мировоззренческие. Эти функции имеют системную  организацию и характерны как  для специальных, так и для общенаучной картины мира. Научная картина мира (НКМ) представляет собой развивающееся образование. В исторической динамике ее можно выделить три больших этапа: НКМ додисциплинарной науки, НКМ дисциплинарно-организованной науки и современную НКМ, соответствующую этапу усиления междисциплинарных взаимодействий. Первый этап функционирования связан со становлением в культуре Нового времени механической картины мира как единой, выступающей и как общенаучная, и как естественнонаучная, и как специальная НКМ. Ее единство задавалось через систему принципов механики, которые транслировались в соседние отрасли знания и выступали в них в качестве объясняющих положений. Формирование специальных НКМ связан со становлением дисциплинарной организации науки. Возникновение естественнонаучного, технического, а затем гуманитарного знания способствовало оформлению предметных областей конкретных наук и приводило к их дифференциации. Каждая наука в этот период не стремилась к построению обобщенной картины мира, а вырабатывала внутри себя систему представлений о собственном предмете исследования (специальную НКМ). Третий этап в развитии научной картины мира связан с формированием классической науки, характеризующейся усилением процессов дисциплинарного синтеза знаний. Этот синтез осуществляется на основе принципов глобального эволюционизма. Особенностью современной научной картины мира является не стремление к унификации всех областей знания и их редукции к онтологическим принципам какой-либо одной науки, а единство в многообразии дисциплинарных онтологий. Каждая из них предстает частью более сложного целого и каждая конкретизирует внутри себя принципы глобального эволюционизма. Развитие современной научной картины мира выступает одним из аспектов поиска новых мировоззренческих смыслов и ответов на исторический вызов, стоящий перед современной цивилизацией. Общекультурный смысл НКМ определяется ее включенностью в решение проблемы выбора жизненных стратегий человечества, поиска новых путей цивилизационного развития. Изменения, происходящие в современной науке и фиксируемые в НКМ, взаимосвязаны с поисками новых мировоззренческих идей, которые вырабатываются в различных сферах культуры (философии, религии, искусстве и т.д.). Современная НКМ воплощает идеалы открытой рациональности, и ее мировоззренческие следствия сопряжены с философско-мировоззренческими идеями и ценностями, возникающими на почве различных и во многом альтернативных культурных традиций.

В истории развития науки  можно выделить три четко и  однозначно фиксируемых радикальных  смен научной картины мира, научных  революций, обычно их принято персонифицировать  по именам трех ученых сыгравших наибольшую роль в происходивших изменениях.

1. Аристотелевская (VI-IV века до нашей эры) в результате этой научной революции возникла сама наука, произошло отделение науки от других форм познания и освоения мира, созданы определенные нормы и образцы научного знания. Наиболее полно эта революция отражена в трудах Аристотеля. Он создал формальную логику, т.е. учение о доказательстве, главный инструмент выведения и систематизации знания, разработал категориально понятийный аппарат. Он утвердил своеобразный канон организации научного исследования (история вопроса, постановка проблемы, аргументы за и против, обоснование решения), дифференцировал само знание, отделив науки о природе от математики и метафизики.
2. Ньютоновская научная революция (XVI-XVIII века), ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической, этот переход был обусловлен серией открытий, связанных с именами Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта. И. Ньютон, подвел итог их исследованиям и сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде. Основные изменения:

- Классическое естествознание заговорило языком математики, сумело выделить строго объективные количественные характеристики земных тел (форма, величина, масса, движение) и выразить их в строгих математических закономерностях.

- Наука Нового времени нашла мощную опору в методах экспериментального исследования, явлений в строго контролируемых условиях.

- Естествознание этого времени отказалось от концепции гармоничного, завершенного, целесообразно организованного космоса, по их представления Вселенная бесконечна и объединена только действием идентичных законов.

- Доминантой классического естествознания, становится механика, все соображения, основанные на понятиях ценности, совершенства, целеполагания, были исключены из сферы научного поиска.

- В познавательной деятельности подразумевалась четкая оппозиция субъекта и объекта исследования. Итогом всех этих изменений явилась механистическая научная картина мира на базе экспериментально-математического естествознания.

3. Эйнштейновская революция (рубеж XIX-XX веков). Ее обусловила серия открытий (открытие сложной структуры атома, явление радиоактивности, дискретного характера электромагнитного излучения). В итоге была подорвана, важнейшая предпосылка механистической картины мира – убежденность в том, что с помощью простых сил действующих между неизменными объектами можно объяснить все явления природы.

Фундаментальные основы новой  картины мира:

- Общая и специальная теория относительности: новая теория пространства и времени привела к тому, что все системы отсчета стали равноправными, поэтому все наши представления имеют смысл только в определенной системе отсчета. Картина мира приобрела относительный характер, видоизменились ключевые представления о пространстве, времени, причинности, непрерывности, отвергнуто однозначное противопоставление субъекта и объекта, восприятие оказалось зависимым от системы отсчета, в которую входят и субъект и объект, способа наблюдения.

- Квантовая механика (она выявила вероятностный характер законов микромира и неустранимый корпускулярно-волновой дуализм в самых основах материи). Стало ясно, что абсолютно полную и достоверную научную картину мира не удастся создать никогда, любая из них обладает лишь относительной истинностью.

Позднее в рамках новой  картины мира произошли революции  в частных науках в космологии (концепция не стационарной Вселенной), в биологии (развитие генетики). Таким образом, на протяжении XX века естествознание очень сильно изменило свой облик, во всех своих разделах.

Три глобальных революции  предопределили три длительных периода  развития науки, они являются ключевыми  этапами в развитии естествознания. Это не означает, что лежащие между  ними периоды эволюционного развития науки были периодами застоя. В  это время тоже совершались важнейшие  открытия, создаются новые теории и методы, именно в ходе эволюционного  развития накапливается материал, делающий неизбежной революцию. Кроме того, между  двумя периодами развития науки, разделенными научной революцией, как правило, нет неустранимых противоречий, согласно сформулированному Н. Бором, принципу соответствия, новая научная теория не отвергает полностью предшествующую, а включает ее в себя в качестве частного случая, то есть устанавливает для нее ограниченную область применения. Уже сейчас, когда с момента возникновения новой парадигмы не прошло и ста лет многие ученые высказывают предположения о близости новых глобальных революционных изменений в научной картине мира.

2. Звезды и их эволюция

Имеется большое количество аргументов, что звёзды образуются путём конденсации межзвёздной  среды. Путём наблюдений удалось  определить, что звёзды возникали  в разное время и возникают по сей день.

Главной проблемой в эволюции звёзд является вопрос о возникновении  их энергии, благодаря которой они  светятся и излучают огромное количество энергии. Ранее выдвигалось много  теорий, которые были призваны выявить  источники энергии звёзд. Считали, что непрерывным источником звёздной энергии является непрерывное сжатие. Этот источник конечно хорош, но не может поддерживать соответствующее  излучение в течение долгого времени. В середине XX века ответ на этот вопрос был найден: источником излучения является термоядерные реакции синтеза. В результате этих реакций водород превращается в гелий, а освобождающаяся энергия проходит сквозь недра звезды, трансформируется и излучается в мировое пространство. Стоит отметить, что чем больше температура, тем быстрее идут эти реакции; именно поэтому горячие массивные звёзды быстрее сходят с главной последовательности.

Теперь представим возникновение  звезды…

Начало конденсироваться облако межзвёздной газопылевой  среды. Из этого облака образуется довольно плотный газовый шар. Давление внутри шара пока не в силах уравновесить силы притяжения, поэтому шар будет сжиматься (возможно в это время вокруг звезды образуются сгустки с меньшей массой, которые в итоге превращаются в планеты). При сжатии температура повышается. Таким образом, звезда постепенно садится на главную последовательность. Затем давление газа внутри звезды уравновешивает притяжение и протозвёзда превращается в звезду.

Ранняя стадия эволюции звёзды очень не велика и звезда в это  время погружена в туманность, поэтому протозвезду очень тяжело обнаружить.

Превращение водорода в гелий  происходит только в центральных  областях звезды. В наружных слоях  содержание водорода остаётся практически  неизменным. Так как количество водорода ограничено, рано или поздно он выгорает. Выделение энергии в центре звезды прекращается и ядро звёзды начинает сжиматься, а оболочка разбухать. Далее если звезда меньше 1,2 массы солнца, она сбрасывает наружный слой (образование планетарной туманности).

После того, как от звезды отделяется оболочка, открываются её внутренние очень горячие слои, а оболочка тем временем отходит всё дальше. Через несколько десятков тысяч лет оболочка распадётся и останется только очень горячая и плотная звезда, постепенно остывая, превратится в белый карлик. Белые карлики впоследствии превращаются в невидимые чёрные карлики. Чёрные карлики – это очень плотные и холодные звёзды, размером чуть больше Земли, но имеющие массу сравнимую с массой солнца. Процесс остывания белых карликов длится несколько сотен миллионов лет.

Если масса звезды от 1,2 до 2,5 солнечной, то такая звезда взорвётся. Этот взрыв называется вспышкой сверхновой. Вспыхнувшая звезда за несколько секунд увеличивает свою светимость в сотни миллионов раз. Такие вспышки происходят крайне редко. В нашей Галактике взрыв сверхновой происходит примерно раз в сто лет. После подобной вспышки остаётся туманность, которая имеет большое радиоизлучение и очень быстро разлетается, и, так называемая нейтронная звезда. Помимо огромного радиоизлучения такая туманность будет ещё источником рентгеновского излучения, но это излучение поглощается атмосферой земли, поэтому может наблюдаться лишь из космоса.

Существует несколько  гипотез о причине взрывов  звёзд (сверхновых), однако общепризнанной теории пока нет. Есть предположение, что  это происходит из-за слишком быстрого спада внутренних слоёв звезды к  центру. Звезда быстро сжимается до катастрофически маленького размера  порядка 10 км, а плотность её в таком состоянии составляет 1017 кг/м3, что близко к плотности атомного ядра. Эта звезда состоит из нейтронов (при этом электроны, как бы вдавливаются в протоны), именно поэтому звезда называется «нейтронной». Её начальная температура около миллиарда градусов по Кельвину, но в дальнейшем она будет быстро остывать.