Естественно-научная картина мира. (Лекция 5) презентация

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА

Понятие картины мира

Структура миропонимания: философские основания; метод или способ постижения мироздания, общества, личности; основополагающий принцип систематизации знаний; нравственно-мировоззренческая установка субъекта, общества.

Картины мира Научная картина мира – упорядоченная целостность систематизированных знаний о Вселенной и человеке, формирующаяся на базе фундаментальных открытий и достижений, прежде всего естествознания (астрономии, физики, химии, биологии и других наук). Философская картина мира – упорядоченная целостность систематизированных знаний в форме идей учений, теорий и концепций, отражающих предельно общие представления о мире и месте в нем человека.

Религиозная картина мира – основанное на религиозной вере иррациональное постижение Божественного порядка, отличающегося иерархичностью взаимоотношений двух целостностей – Бога и Его творения – человека. Религиозная картина мира – основанное на религиозной вере иррациональное постижение Божественного порядка, отличающегося иерархичностью взаимоотношений двух целостностей – Бога и Его творения – человека. Мифологическая картина мира - созерцательное, целостное постижение мира посредством конкретно-чувственного образа, в котором не различимы в своем единстве восприятие и воображение, представления и фантазия, субъект и объект. Восприятие природы осуществляется через одухотворенных существ (богов, духов) и магические, фантастические свойства и явления.

Парадигма ( в переводе с греческого «образец», «пример») - совокупность идей, теорий, концепций и образцов решения различных научных проблем. Парадигма Томаса Куна: «Под парадигмами я подразумеваю признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решений научному сообществу» Понятие парадигмы позволяет рассматривать процесс развития науки как процесс, условно разделенный на этапы, каждый этап имеет 2 периода: * период нормальной науки * период научной революции Суть сегодняшней научной парадигмы – изучение системы, изучение состояний неустойчивости, механизмов возникновения и перестройки структур.

Научная картина мира НКМ – это теоретизированная система научного понимания внешнего мира. Объединяющей основой научной картины мира являются представления о фундаментальных характеристиках природы, таких как материя, движение, пространство и время. Её парадигма сегодня: Единство Вселенной и Человека как космического, биологического и социального существа.

Естественно-научная картина мира ЕНКМ - общее знание о природе, которое формируется естественными науками. ЕНКМ является частью общенаучной картины мира и содержит в себе частные (локальные) картины Мира отдельных наук. С учетом эволюции и развития природы, необходимо рассматривать картины мира в такой последовательности: Физическая картина мира; Космологическая(астрономическая) картина мира; Химическая картина мира; Геологическая картина мира; Биологическая картина мира; Экологическая картина мира; Синергетическая картина мира.

Физическая картина мира ФКМ – Общее теоретическое знание в физике, которое включает: основополагающие философские и физические идеи; фундаментальные физические теории; основные принципы, законы и понятия; принципы и методы познания. Физическая картина мира занимает доминирующее положение в естественно-научной картине мира.

Механическая картина мира Формируется на основе: - механики Леонардо да Винчи (1452 - 1519); - гелиоцентрической системы Н. Коперника (1473 – 1543); - экспериментального естествознания Г. Галилея (1564 –1642); - законов небесной механики И. Ньютона (1643 – 1727). Ключевым понятием в механической картине мира было понятие движение.

Галилео Галилей (1564 – 1642) Придавал большое значение научному эксперименту в структуре научно-теоретического знания; Разработал метод построения научно-теоретического знания; Он ввел в физику рассуждения об идеализированных объектах и событиях, которые в реальном мире не встречаются. О логической связи теоретических утверждений, целостности и системности теории, ее логической непротиворечивости. Эксперименты могут подтверждать или не подтверждать теорию, но не могут служить ее доказательством. Обязательное использование математического аппарата на эмпирическом и теоретическом уровне научного исследования. Принцип инерции «Равномерное прямолинейное движение, равно как и покой реализуется при отсутствии всяких сил». Принцип относительности движения «Никакими механическими опытами, проведенными внутри замкнутой инерциальной системы, невозможно установить: покоится система или движется равномерно и прямолинейно».

Исаак Ньютон (1643 – 1727) 3 закона механики: 1 закон инерции Г. Галилея в более строгом виде. 2 закон ускорения: a = F/m 3 закон Сила действия равна силе противодействия: F = -F Закон всемирного тяготения «Сила тяготения между телами пропорциональна массам этих тел.» Эти основные идеи и утверждения позволили сформировать первую НКМ – механическую, в которой жизнь и разум не имели никакого значения, присутствие человека в мире не меняло ничего.

2. Электромагнитная картина мира (ЭМКМ) Формируется на основе: - начал электромагнетизма М.Фарадея (1791 – 1867); - теории электромагнитного поля Д. Максвелла (1831 – 1879); - электромагнитной теории Г.А. Лоренца (1828-1853); - Постулатов теории относительности А. Эйнштейна (1879-1955).

Особенности ЭМКМ: В рамках электромагнитной картины мира сложилась полевая, континуальная (непрерывная) модель реальности: Материя – единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами – электрическими зарядами и волновыми движениями в нем. Мир – электродинамическая система, построенная из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля. В электромагнитную картину мира добавлено понятие вероятности. Принцип близкодействия – взаимодействия любого характера передаются полем от точки к точке непрерывно и с конечной скоростью. Реляционная (относительная) концепция пространства и времени: Пространство и время связаны с процессами, происходящими в поле, т.е. они несамостоятельны и зависимы от материи. А. Эйнштейн ввел в ЭМКМ идею относительности пространства и времени. Понятие Движение – распространение колебаний в поле, которые описываются законами электродинамики.

Ученые Майкл Фарадей: - экспериментально доказал закон сохранения электрического заряда; - четко сформулировал идею магнитного поля; - разработал методику исследования магнитного поля. Д. К. Максвелл: - Завершил разработку теории электромагнитного поля. Он создал единую математизированную теорию электромагнитного поля в виде шести уравнений. Г. Лоренц: - Разработал электронную теорию и микроскопическую электродинамику.

Альберт Эйнштейн: Существенное влияние на перестройку научной картины мира оказала теория относительности А. Эйнштейна. Ввел в электромагнитную картину мира идею относительности пространства и времени, тем самым устранил противоречие между пониманием материи как определенного вида поля и Ньютоновскими представлениями о пространстве и времени. В 1905 году разработал новую теорию пространства и времени – специальную теорию относительности (СТО). В 1916 году была доработана СТО и получена общая теория относительности (ОТО). Центральным положением ОТО стало утверждение о том, что не существует привилегированных систем координат.

Основу СТО составляют 2 постулата: Все физические процессы в инерциальных системах отчета протекают одинаково. Что значит, в физике все инерциальные системы отчета равноправны, а физические законы инвариантны по отношению к выбору инерциальной системы отчета. Принцип постоянства света: Скорость света в вакууме постоянна и не зависит от движения источника и приемника света. Она одинакова вор всех направлениях и во всех инерциальных системах. Скорость света в вакууме – предельная скорость в природе.

Специальная теория относительности: Установила связь между массой и энергией. Закон сохранения массы и закон сохранения энергии потеряли свою независимую друг от друга справедливость и оказались объединенными в единый закон сохранения энергии или массы (В. Гейзенберг). Установила, что абсолютной одновременности событий, происходящих в разных системах, т.е. в разных условиях движения не может быть, ибо не существует единого всегда и везде равномерного потока времени, что эта одновременность носит относительный характер. Доказала, что пространственные и временные характеристики в различных соотносительных материальных системах отсчета будут различными. Эти изменения зависят от скорости относительного движения тел. Установила зависимости пространственных и временных характеристик от движущихся относительно друг друга материальных систем. Установила органическую связь пространства и времени, связав их в единое целое – пространственно-временной континуум. В СТО пространство и время взаимосвязаны и образуют единое четырехмерное пространство – время. Следствие СТО E = mc2 (E – энергия, m – масса, c – скорость света в пустоте).

Общая теория относительности: Установила, что отклонение реальных свойств пространства от евклидовых («кривизна» пространства), а также изменение ритма течения времени ОТО обуславливаются материальными массами и полями тяготения. Пространство и время – не самостоятельные субстанции, а формы существования единственной субстанции – материи. Пространство-время является выражением наиболее общих отношений материальных объектов и вне материи существовать не могут. Теория относительности обеспечила новое научное толкование большинства фундаментальных понятий, образующих базис Научной Картины Мира и построение качественно новой современной научной картины мира.

3. Квантово-полевая картина мира Формируется на основе: - Квантовой гипотезы М. Планка (1858-1947) - Волновой механики Э. Шредингера (1887 – 1961) - Квантовой механики В. Гейзенберга (1901-1976) - Квантовой теории атома Н. Бора (1885-1962)

Особенности КПКМ: В рамках квантово-полевой картины мира сложились квантово-полевые представления о материи: Материя обладает корпускулярными и волновыми свойствами, т.е. каждый элемент материи имеет свойства волны и частицы. Картина физической реальности в квантовой механике двупланова: С одной стороны, в неё входят характеристики исследуемого объекта, с другой стороны, условия наблюдения (метод познания) от которых зависит определенность этих характеристик. Движение – частный случай физического взаимодействия. Фундаментальные физические взаимодействия: сильное; электромагнитное; слабое; гравитационное. Они описываются на основе принципа близкодействия: Взаимодействия передаются соответствующими полями от точки к точке, скорость передачи взаимодействия конечна и не превышает скорости света.

Особенности КПКМ: При описании объектов используется два класса понятий: пространственно-временные и энергетически-импульсные. Первые дают кинематическую картину движения, вторые – динамическую (причинную). Простанство-время и причинность относительны и зависимы. - Спецификой квантово-полевых представлений о закономерности и причинности является то, что они выступают в вероятностной форме, в виде статистических законов. - Фундаментальные положения квантовой теории: Принцип неопределенности Принцип дополнительности Квантово-полевая картина мира впервые включает в себя наблюдателя, от присутствия которого зависит получаемая картина мира. Мир таков, каков он есть благодаря существованию человека, появлением человека объясняются Эволюция Вселенной.

Спасибо за внимание 