Концепции современного естествознания
Категория реферата: Рефераты по философии
Теги реферата: курсовая работа по организации, вирусы реферат
Добавил(а) на сайт: Belolipeckij.
1
Понятие естествознания и науки
Это система науч. знаний о природе. Исследует органич. и неогр. природу вселен. Природа- естеств. мир в многообразии его форм, существ. сам по себе. Природа=мир-общ. Рассматр. как единое целое, значит знание о ней должно иметь целостный характер. Раньше естеств. было недефференцир. В него входили все знания. С эпохи возрожд. возникают отдельные отрасли. Естест. относится к науке. Когда возникла наука? 1)с каменного века, когда появилось 1-ое практич. знание 2)в 5в до н.э. в греции 3)в познее средневековье стали ставить эксперименты 4)в новое время, когда работы Галлилея, Кеплера, Нбютона. 5)1-ая треть 19в т.к. совмещение научн. работы и высшего образов. Наука это сознан. и деят. людей направл. на достижение и систематиз. истинных знаний о действит. Признаки науки: 1)построение математической модели исследуемого объекта, выражение материала в матем. формулах 2)получение эмпирич. материала 3)мысленные обобщен. физич и матем. типов.
Естеств. развивалось от преднауч. состоян. к научн. Сейчас это взаимод. обыденного и научн. знания.
Научная картина мира
Осн. дисципл входящие в естест: физика, астрономия, химия, биолог, антропол. Науч. карт- системное знание о главн объектах мира и о связях между ними. В нее также входят осн. естест-науч. принципы и законы. НМК историч. меняются. В каждый истор период лидируют одни отрасли естест. НКМ- объединен. фундамент. открытий в области исслед. природы и знаний, входящ. в отрасль естест. НКМ дает видение действит. соотв. опредленному этапу развит. науки.
Актуальность курса
Subj обусловлена распр. в стране лженауч. знания- паранаучного. Интеллектуальн. анархизм хочет уравнять миф, религию, науку и магию. Опасен союз полит. и паранауки. Естест. не может представить НКМ в целом. В нее еще входят базисные положения общест. и гуманистич. наук
Этапы развития естест
Это сменяющие друг друга НКМ. Было 3 карт, сейчас 4 формир. 1)механистич. с 17в до 80х 19в. 2)электромагнитная 2 полов 19в – нач. 20 3)релятивистская в нач 20. Привела к отказу от механист// 1. Механ- перемещ. больших тел в пространстве. Сначала ее представил Галилей, он примен. математич. обработку опытов. Ввел понятие инерции, закон свободно падающ. тел. Кеплер – движение небес. тел. Ньютон – дифер. счисление, интегральн. Выступил против теории скрытых качеств. 3 закона механики: инерц, пропорц. силы и ускорен, равенства действ. и противодейств. Закон всемир. тяготения. Но не мог объяснить. причину движен. Лапласова определенность – можно вычислить состоян. тела в прошлом. В чем огранич? Все пытались свести к механике, мир как большой механизм. Мех карт не предполагала кач. изменен- исключ. эволюция. Понимают простр. и время как пустое вместилище для тел. 2) электромаг- сделали физики. Максвелл создал единую электромаг. теорию Объеденил электр, магнит и оптич. явления. Но все же это теория в рамках классич физ, изучали макромир. 3) на основе изучен микромира возникла релят-квант. карт. Излучение радиоакт. веществом энергии вовне. Открыли связь вещ. и энергии; строение вещества; модель атома (резенфорд), поправили модель (нильс бор), энергия дискретна. Релятивистская сторона квант. картины создана общей и спец. теорией относит. Все движения происходят относит. какой-то системы отсчета. Ньютоновс. рев. связана с переходом от геоцентр. к гелиоцентр. А релятив. отказывается от центризма вообще.
Понятие револ. в естест и понят. парадигмы в науке
Рев- коренные, качест изменения в содерж ест. науч. теорий. Факты всегда хотят объяснить теорией. Аккумуляц- накоплен фактов. Общая, фундамент теория- парадигма (образец для объяснен извест фактов и предсказан фактов неизвест). Пар- тип объяснения. Понятие ввел Томас Кур. Показал, что со временем старая парад. заменяется новой, более общей и глубокой. Начинают искать новую, когда появл. аномальн. факты. Науч. рев. влечет новую НКМ. Науч рев: 1) 6-4 в до н.э. геоцентр. картина и разработка аристотелем дедукции и теор. доказат 2) 16-18 Нютоновс – мех. карт. 3)19-20 Энштейновская.
Становление современной НКМ
Научн. предпосылки? Фундаментом считается принц. универс. эфолюционизма. Все живое возникло одноврем. Характ особ subj заключ. в том, что лидер- биология. Subj опирается на изменен. в области наук о живой пироде. Основой устройст. совр. мира признается не машина, а живой организм. В биолог. от клеточного уровня исслед. перешли к молекул. Выявлени и расшифр. генетич. код. Возникла неравновест. термодинамика. Универс. эволюц. соединяется с системным подходом и синергетикой. Соврем. наука говорит о единстве унив. эвол. и самоорганиз. материи. Сейчас соед. микро, макро и мега миров. Понимание объективных оснований, закономерн. мира.
Открытые и закр. системы. Энтропия.
Система сост. из комплексов объектов, поэтому в науке и философ. проводится системный подход. Система- это упорядоч. множ. взаимосвяз. элементов, обладающ. структ. и инф. Энтроп- мера хаоса, беспорядка. Системы бывают открыт. и закрыт (изолирован). Сист, котор не обменивается с внешней средой ни вещест, ни информац, ни энерг- закр. Инф. – это сигнал об изменении и о необходимости изменений в поведен. системы. Строго говоря, все реальн. системы открыты. В неорганич. природе идет обмен вещ. и энерг. А в соц. и биолог- обмен инфой. В закрыт. системе возник. энтропия. Открыт сист. является неравновесной. Открыт. система извлекает порядок из внеш. среды и вносит туда долю беспор.
Понятие термодинамики.
Это отрасль физики, котор. изуч. процессы природы в связи с темпер. Изуч. физ. процессы различн. преображ. тепла и физ. процессы от этого зависящие. Распред. тепла – необратимый процесс. Тепло передается от горяч. к хол. телу. Не может самопроизв. перетечь от холод к горяч, только если над телом совершили работу. Тепло равономерн. распред. между предметами сист, наступает термодин. равновесие. Класич. термодин. говорит, что эволюц. заключ. в неотвратимом возрастании энтропии. Но биология общ. наук этому возражала. Энергия вселенной постоянна. Энтропия всегда возрастает. Во вселен. должна наступить тепловая смерть. Надо было пересчит. осн. принципы классич динамики. В наше время (60е) возникла неравновест. термодин. Синергетика- выводы из нее. Термодин. связана с понятием стрела времени – это возрастание энтропии. Было убеждение, что материи присуща тенденц к разрушен. всякой упорядченн, стремлен к исходн. равновес. Открыто расширение вселенной, возникла теории нестационар. вселенной. За материей надо признавать и созидат. тенденцию. Коренной вывод соврем. естест- материя способна осуществ. работу, направл. против термодин. равновесия и самоусложняться.
Синергетика.
У нас признана в 70-е. Это междисципленарн, общенаучн направл. знаний. Претендует на описание движ. сил объектов нашего мира. Оперирует понятием открыт. системы. С поступлением новой энергии извне, неравновест системы возрастает. Отработ энерг уходит в окруж среду. Связь между элем сист. ослабевает под влиянием возраст неравновест. Возик. флуктуация – случайн. отклонения от среднего полож сист. Потом период бифуркации. Намечаются различн варианты того, по какому пути пойдет система. Синерг. также учение о роли случайности в развитии. В цикле разв. откр. сист. 2 фазы: 1)период плавн. эволюц. развит, предсказуемого. В итоге фазы система подход. к неустойч. критич. состоян. 2)выход из критич сост. Может быть одномомент или длит.// Достигнув бифуркации сист. сваливается в одно из возможн сост. Сист. вышла на аттрактор- своего рода цель, целенаправленность поведения нелинейн. сист. Аттракт. притягивает к себе все множество траекторий системы и одна побеждает. После выхода на аттрактор между элем. сист. возникают новые связи, приводящ. к кооперативн. поведению. Синергет – совмест действ, взаимод. Хаккен, Пригожин – основат. синергетики. Синерг. раскрыв. универс. механизмы самоорганизац, объясняет единый рисунок событий в разн. областях действит. В обл. действ. повторяются шестигранные ячейки, спирали. Есть функцион. общность в процес. самоорг- единые нити, схожая циклич смена состояний (подъем, спад, застой). При самоорг. сущест. положит. обратная связь. Появления нового происходит через флуктуацию. Синерг. раскрывает необратимость эволюц. процессов. Система должна иметь критич. размеры, иначе не возникнут кооперативн. отношения. Общий смысл синерг. идей: во вселен. есть процессы созидания и разруш. Хаос не только разруш, но и созидает. Синерг- элемент сист. подхода. Син. рассматр динамич сист, а сист. подход – любые.
1. Общие признаки вселенной
Наука о всел- космология. Соврем косм- релятивистская, возникла на основе теори. относит. Возникла на эмпирич базе через изучение внегалактич. астрономии. Важнейший вывод – галактики разбегаются. В 1929 Хаббл установ. явления красного свечения. Общ. призн. вселен: 1)нестационарность 2)изотропность- во вселн. не существ. привилиг, выделенных точек и направлений. 3)однородность- распределение в среднем вещества во вселенной 4) отсутствие сил, препятств. силам тяготения. В завис от кривизны просто. бывает открыт. модель вселенной (все время расширяется) и замкнут модель (пульсирует).
2. Происхожден. вселен.
Вначале была микрочастицей, это было время сингулярности. Температура и плотность жуткая, потом большй взрыв (15-120 млрд лет назад).
Развитие вселен.
В соврем. науке выдвинут антропоген. принц. космолог т.е. возможн. появлен жизни человека и т.д. заложена в состоянии сингулярности т.к. вселен. обладает физич. константами: 4 вида физич. взаимод- электромагн, гравитац, сильное и слабое. После взрыва пошло расширение вселен. Были фотоны, электроны, позитроны, нуклоны, нийтрины. Потом образо .дозвездн. вещество- физич плазма. Остальн хим эл уже из него. Фотоны стали излуч. в мировое простр. Вселен- открытая неравновест система, старые симметрии в ней разруш. Сначала наруш. симметр. между веществом и антивещ. Вез- позитрон, анти- электрон.
Механизмы эволюции вселенной.
1)гравитац. неустойчивость. Создана в 20в Джинсом. По причине всемирн тяготен. материя не может распред с постоянной плотностью в большом объеме. Плазма распалась на сгустки- галактики. Они на протогал. Из них звезды, простозвезды. 2) Нарушение симметрии
Странности стандартной модели:
Не найдет ответ на вопр. о причине расширения вселенной. Неизвест. конечна она или нет. Это зависит от плотности. Непонятен вопр. кривизны простр. (отриц, полож, нулевая). Если плотность критич, то пространство Евклидово, кривизна нулевая и вселен. бесконечн. Если плотн < критич, то простр обладает кривизной лобачевс (отрицат) и вселен. бесконечна. Если плотн > критич, то простр подчинено геометр. Римана и кривизна положит, вселен пульсирует. По соврем данным плотн < критич. Неясен возраст вселен. Определяют по длительн. расширения. В посл. время расшир с V=75 км/с. Если и раньше так, то возраст 13 млрд. Если замедляется, то возраст меньше. Либо во вселен. кроме сил гравитации есть силы отталкивания, тогда возраст больше. Но главное – вселен. нестационарна из-за изменен. температуры. Идет эволюц. вселен из-за появлен. новых структур.>
Строение вселенной
Это развив. система взаимодейств. небесн тел и подсистем. элементы вселенной: звезды и зв. сист, планеты и пл. сист, галактики, метагалакт, диффузная материя/ Диф. мат. сущест. в виде разобщен. атомов и молекул + более плотные образовния- гигантс. облака пыли и газа. Также много материи в виде излучения. Большинство матер. в звездах. Зв- светящиеся гигантские плазменные образования различ. величины, высокой темпер. и с разн. характерист. движения. Стянуты между собой электромагн. и гравитац. полями. Атомы в звезд. находятся в ионизированном состоянии. Внутри звезд идет ядерн. реакция как при взрыве водородн. бомбы. Эти реакц. – источн огромн. энергии, выбрасывают ее в виде мощн. потока газа. Звезды не существ. изолированно. Объединяются в скопления (рассеянные, шаровые). Над поверхн. зв. могут быть протуберанцы. (громадн. массы раскал. газообразн. вещ). Осн. эволюц. во вселен. происходит внутри звезд. Образуется плавильный тигель и новые вещ. Угасшие звезды- инертные. В газово-пылев. туманн. образуются сгущения, котор. со временем превращ. в звезды/Галактики- огромн. скопления звезд, планет. сист и межзвезн. были и газа взаимод. между собой. Насчитали более 10 млрд. галакт. Бывают спиралевидн, эллиптич, неправильн. Наша со структ. спиральна, но конечн. вид эллиптич. У нас 120 млрд. звезд. Диаметр диска- 120тыс свет лет. Соседка- Туман. Андромеды. Солнце на окраине галакт. Ядро наше из плотн скопления звезд, газа и пыли. Облака- объед. галакт. Упорядоч. сист галакт и облаков – метагалактика. Чем дальше галакт. друг от друга, тем быстрее разбегаются. Расширени метагал – это ее системное свойство. Гипотезы: 1)метаг. одна 2) много – образуют большую многоядерн. вселенную/Планеты- несветящ, темные тела привязанные к звездам. Масса меньше звезд, это особый вид макротел. Имеют структуру: ядро, литосфера, мантия, атмосфера и гидросфера. Звезда и планеты вокруг нее – планет. сист.
Теории происхожд солн сист.
Первые теор. выдвинули Кант и Лаплас. Кант говорил, что сист. не существ. вечно. На месте солнца было сгущение, вокруг рассеянная материя. Из диффуз. мат. образовались планеты. Джинс говорил: солнце столкнул. с другой звездой и из Солнца вырвалась струя газа. Но ведь звезды очень далеки друг от друга+ не учитыв. характ. упорядоченн. солн. сист. Согласн. соврем теориям для объяснен происх. использ. не только механист. но и эл-магн. силы. Из газа образов. солнце, а на расстоян. от него были остатки газ. облака. Они стали притяг. к Солнцу, но их останов. эл-магн. силы/ Закономер. солн. сист: 1) все план. вращ. вокруг солнца в 1 напр. и почти в 1 плоскости 2)большинство спутн. вращ. в том же направлении 3)солн, планеты, спутн. вращ. вокруг своих осей в том же напр, в котор движ. по своей траектории 4) кажд. планета удалена от солнца в два раза дальше чем предыдущ.
Микромир
В Грец. думали что атом неделим, но это лажа. Самой мелкой частицы нет т.к. вещ. переходит в поле. Нельзя сложное сводить к сумме мелких элементов. Элем. частицы – котор. не явл. атомами или атомными ядрами, за исключ. протона и нейтрона, котор. входят в ядро атома. Эл. част.- электрон, нийтрина, фотон, пи-мезон, мюон. Это субъядерные частицы. Первым элект. открыл Томпсон. С 50х осн. средством открытий явл. ускоритель заряженных частиц.
Осн. характер. элемент. частиц.
Масса, заряд, средн. время жизни, спин, квантовые числа. 1)Масса покоя определяется по отношен. к массе элект. Делятся на 3 вида: легкие – лептоны, средние- мезоны, тяжелые – болионы. Фотон не имеет массы покоя. 2) частицы испускаются или поглощаются при взаимод. с др. частиц. С точки зрен. заряда бывают положит, отрицат, эл. нейтральн. По времени жизни бывают стабильные, нестабильн, квазистабильн. 5 стабильн- фотон, 2 нийтрина, элект, протон. Спин- момент количества движения частицы. Квант. числа – состояние частиц.
Взаимодействие эл. частиц
4 вида – сильное, эл-магнит, слабое, гравитац. Сильное на уровне атомн. ядер- притяжение отталкивания частей ядра. Между протон. и нейтр. связь обеспеч сильным взаимодействием. Эл-маг в 1000 раз слабее, но дальше действует. Главн. носитель- фотон. Слабое связано с распадом частиц. Гравитац- в космич. масштабах имеет решающ. значение. В области микромира оно самое слабое. Фундамент. взаимод. и приводит к превращению частиц, их уничтожен. и созданию. По времени превращен. частиц судят о силе взаимодейств. По видам взаимод с их участ. част. делятся на адроны (в сильном) и лептоны (в слабом). Cостояние поля в котор. нет квантов называется вакуумом. Поле- это единство прерывности и непрерывн. А если вакуум есть- то только непрерывно. Чистое поле без дискретности – волны. Макс Бор назвал их волнами вероятности. Непрерывность поля задается волновой функцией, котор. описывается через понятие вероятности.
Структура эл. част.
Состоят из кварков (наиболее верно по отношению к адронам). Эмпирически не доказано (удержание кварков). Если утверждать что кварки конечн. част., то возводим в абсолют дискретность материи. Частицы – кванты поля, а оно бывает непрерывно. Атомизм- подход к материи с точки зрения дискретн. А сейчас объединяют 2 подхода- атомизм и дискретность + непрерывность и целост. Энергия эл. част. не раскладывается на собств. эенерг. и еэ. связей. Их нельзя разлож на части. Они не распадаются а превращ. в другие. Мир эл. частиц характеризуется как виртуальность- непрерывность от взниконов до исчезовен.
Основные этапы развития естествознания.
Естествознание древнего мира. Завершенного деления на дисциплины не существовало, создаваемые концепции в своем большинстве носили мировоззренческий характер. Экспериментальный метод познания в принципе допускался, но роль решающего критерия истинности эксперименту не отводилась. Верные наблюдения и гениальные обобщающие догадки сосуществовали с умозрительными и часто ошибочными построениями. Классический период развития естествознания берет свое начало с экспериментальных работ Галилея (18 век) и длится до начала нашего столетия. Характеризуется четким разделением наук на традиционные области и даже несколько гипертрофированной ролью эксперимента в их развитии (“понять- значит измерить”). Эксперимент рассматривается не только как критерий истинности, но и как основной инструмент познания. Вера в истинность экспериментально добытых результатов столь велика, что их начинают распространять на новые области и проблемы, где соответствующей проверки не производилось. При обнаружении расхождений так создаваемых концепций с реально наблюдаемыми явлениями неизбежно возникало недоумение, граничащее с попытками отрицания самой возможности познания окружающего мира. Современное естествознание характеризуется лавинообразным накоплением нового фактического материала и возникновением множества новых дисциплин на стыках традиционных. Резкое удорожание науки, особенно экспериментальной. Как следствие - возрастание роли теоретических исследований, направляющих работу экспериментаторов в области, где обнаружение новых явлений более вероятно. формулировка новых эвристических требований к создаваемым теориям: красоты, простоты, внутренней непротиворечивости, экспериментальной проверяемости, соответствия (преемственности). Роль эксперимента, как критерия истинности знания, сохраняется, но признается , что само понятие истинности не имеет абсолютного характера: утверждения, истинные при определенных условиях, при выходе за границы, в рамках которых проводилась экспериментальная проверка, могут оказаться приближенными и даже ложными. Современное естествознание утратило присущую классическим знаниям простоту и наглядность. Это произошло главным образом из-за того, что интересы современных исследователей из традиционных для классической науки областей переместились туда, где обычный “житейский” опыт и знания об объектах и происходящих с ними явлениях в большинстве случаев отсутствуют.
Постулаты Эйнштейна. Современный релятивистский подход к описанию природных явлений базируется на двух постулатах Эйнштейна. Первый является естественным обобщением принципа относительности Галлилея с механических на все без исключения явления природы и может быть сформулирован как утверждение о невозможности наблюдателю, находящемуся в замкнутой системе отсчета, при помощи какого-либо физического (а значит и любого другого) опыта установить, покоится ли его система отсчета или находится в состоянии равномерного прямолинейного движения. В пользу этого постулата свидетельствует обширный житейский опыт, показывающий, что находящийся в закрытом помещении (трюме корабля) наблюдатель не в состоянии зарегистрировать факт его движения не только в результате постановки механических опытов, но и с помощью своих ощущений, в основе возникновения которых лежат, как известно, электрохимические процессы. Вторым постулатом Эйнштейна является утверждение о постоянстве скорости света, неоднократно проверявшееся не только Майкельсоном, но и впоследствии в более точных экспериментах.
Основные идеи Общей Теории Относительности. Исходя из разработанной им Специальной Теории Относительности А.Эйнштейн сделал вывод о том, что помещенный в неинерциальную систему отсчета наблюдатель должен зарегистрировать наличие искривления пространства. Действительно, находящийся на вращающемся диске наблюдатель, измеряющий отношение длины окружности к радиусу, получит число, отличное от 2Пи, поскольку с точки зрения покоящегося наблюдателя эталон длины будет изменять свои размеры при поворотах относительно обусловленной вращением диска скорости Учитывая аналогию возникающих в неинерциальных системах отсчета сил инерции с гравитационными, А.Эйнштейн предположил, что массивные тела вызывают вокруг себя локальное искривление четырехмерного пространства-времени: Обобщением закона инерции Галилея на случай искривленных пространств является утверждение о том, что мировыми линиями свободных тел являются геодезические (кривые, соответствующие минимальному собственному времени движения между заданными двумя точками). Движение вдоль геодезической в искривленном пространстве с точки зрения трехмерного наблюдателя воспринимается как движение по трехмерной кривой с переменной скоростью, что в рамках классического подхода “объясняется” действием гравитационных сил. Уравнений гравитации в Общей Теории Относительности являются нелинейными: при наличии больших масс принцип суперпозиции нарушается. Экспериментальное подтверждение ОТО. Релятивистская теория гравитации удовлетворяет принципу соответствия ( в пределе малых масс и скоростей из нее непосредственно выводится закон Всемирного тяготения Ньютона ). В то же время уравнения гравитации предсказывают ряд наблюдаемых эффектов, необъяснимых с позиций классической физики: 1. Прецессия эллиптических орбит планет, движущихся в поле сферических тел (зарегистрирована у ближайшей к Солнцу планеты - Меркурия). 2. Эффект “абсолютного” замедления времени в гравитационном поле или при ускоренном движении (зарегистрирован по измерению времени распада нестабильных ядер и “красному смещению” световых волн в гравитационном поле). 3. Искривление лучей света вблизи массивных тел, отличное по величине от эффекта, предсказываемого классической теории (наблюдается по изменению видимого положения звезд вблизи края Солнца). Одним из наиболее веских аргументов в пользу правильности ОТО является ее внутренняя логичность, красота и элегантность.
Геометрические свойства пространства и времени. Геометрические свойства пространства изучаются геометрией, традиционно базирующейся на системе аксиом Евклида. В отличие от математики, для естествознания небезынтересен вопрос, соответствуют ли эти аксиомы реальным свойствам нашего пространства. Опыт показывает, что для наблюдателя, движущегося без ускорения вдали от массивных тел, аксиоматика Евклида выполняется с хорошей точностью. Важной характеристикой материальных систем является их число степеней свободы (минимальной количество чисел, необходимое для исчерпывающего описания положения объекта в пространстве). Чем большим числом степеней свободы обладает объект, тем более трудоемко его описание. Возникает естественный вопрос о минимальном числе степеней свободы, которым может обладать объект в нашем мире. Опыт показывает, что для не взаимодействующих с другими объектами тел это число равно 3 (тремя степенями свободы обладают, например, элементарные частицы с нулевым спином). Об этом свойстве нашего пространства говорят как о его трехмерности (иногда говорят, что трехмерность означает возможность задания трех взаимно перпендикулярных направлений в пространстве). Число степеней свободы большинства реальных объектов может быть существенно большим (спортивный велосипед с хорошо затянутыми болтами и гайками обладает как минимум 18 степенями свободы), однако при решении многих практических задач “внутренние степени свободы” оказываются несущественными (на финише велогонки положение педалей велосипеда лидера никем не регистрируется). Число рассматриваемых степеней свободы можно существенно сократить вплоть до трех (при движении в пространстве), двух (при движении по поверхности) или одной (при движении вдоль заданной кривой). Реальное тело при этом по существу заменяется моделью материальной точки (тело, размеры и форма которого в рассматриваемой ситуации несущественны). Для задания временных характеристик процессов может понадобиться несколько вещественных чисел (жизнь человека можно характеризовать, например, моментами его рождения, свадьбы и смерти). Однако существуют явления, для исчерпывающего временного описания которых достаточно одного числа (напр. распад элементарной частицы, который не имеет длительности, поскольку не может быть разделен на какие-то промежуточные процессы). Существование таких “элементарных” процессов позволяет утверждать, что время одномерно. Аналогично тому, как в пространственном описании вводилась модельное представление о материальной точке, при описании эволюции во времени можно ввести понятие мгновенного события, т.е. процесса, длительностью которого в рассматриваемой ситуации можно принебречь (напр. удар мяча о стену часто можно считать мгновенным, хотя детальное рассмотрение показывает, что это весьма сложный и многоэтапный процесс).
Относительность свойств пространства и времени. Во времена Ньютона считалось, что свойства пространства и времени абсолютны, т.е. не зависят от наличия материальных тел, протекающих процессов и наблюдателей. Современная физика показала ограниченность таких представлений: геометрические свойства пространства и времени тесно связаны с наличием и расположением массивных тел, зависят от характера протекающих процессов и даже от состояния наблюдателя. В связи с этим сейчас принято говорить, что свойства пространства и времени относительны. В классическом естествознании рассматриваются макроскопические объекты и явления, происходящие в существующих независимо от них и друг от друга пространстве и времени, носящих абсолютный характер.
Cущность живого и его осн. признаки
Живую матер. изучает биология- наука о живом, его строении и активн, о природн. сообщ. живых организмов. Биол раздел на отрасли. По объектам исслед: вирусология, бактериол, ботаника, зоолог, антрополог. По свойствам проявл живого- морфология, физиология, молекулярная биология, экология, генетика. По уровню организ. живых объектов: анатомия, гистология, цитология. Уже в 19 веке 2 концепции живого: редукционизм (жизнь- совокупность химич. реакций, специфич. качества жизни не улавливались), витализм (специфика жив. орг. из-за особой жизненной силы). Энгельс- жизнь- способ существования белковых тел. Важнейш. черта живого- обмен веществ с окруж. средой. Это круто, но мало. Есть признаки живого: сложн. упорядоч. структур и высок уровень организации; получение энергии из окруж среды; активное реагир на окруж среду; жив орг в ходе индивид развития изменяются и усложняются; все живое размножается; передают потомкам заложенную в них инфу. в генах; жив. орг. естественно хорошо приспособл. к среде обитания. Жизнь дискретна, она организменна. Между живыми и неживыми – вирусы (они не способны к обмену веществ, но размножаются). Важную роль играют пищевые (трофические) потребности. Орг есть автотрофные (не нужд. в органич. пище) и гетеротрофные. Жизнь – форма сущест сложн открыт. систем, способн к самоорганизац и самовоспроизв. Типлер написал книгу “физика без смерти” и не захотел связывать жизнь с РНК. Жизнь- информация особого рода: закодир. инфа, которая сохраняется естест. отбором. Жизнь вечна, бесконечно и бессмертна. Главн. кртерий жизни- способн. сохранять и передав. инф.
Происхожд. и эволюция жизни
Креационим: жизнь это результ. сверхъест. событий в прошлом. Столкнулись с рядом совпадений, граничащих с чудом. Значение фундамент. констант неслучайно. Панспермия- теория о переносе жизни во вселен с одного космич тела на другое. Вопрос первонач. возникновения не решается. Концепция вечности (всегдашности) жизни по Вернадскому. Нельзя ставить вопрос о происхожд. жизни. Неотделима от космоса и биосфера. Ее химич реакц привели к возикн. жизни. Живое вещ. определяет состав и свойства гидро, атмо, литосферы. Функции жизни в биосфере- биохимич. Теория биххимич революц- жизнь воникла на земле в результ. револ химич и биопроцес. Опарин поддерживал. Жизнь возникла в океане. Произшел синтез орг. веществ, потом первичный бульон. Суть теории биогенеза- жизнь возник. только из предшеств. жизни, но не найдено звено между неживым и живым.
Скачали данный реферат: Bortnik, Anisij, Юрий, Аким, Юдифь, Fedula, Шарапов.
Последние просмотренные рефераты на тему: сочинение на тему образ, греция реферат, качество реферат, решебник по математике 6.
1
Это система науч. знаний о природе. Исследует органич. и неогр. природу вселен. Природа- естеств. мир в многообразии его форм, существ. сам по себе. Природа=мир-общ. Рассматр. как единое целое, значит знание о ней должно иметь целостный характер. Раньше естеств. было недефференцир. В него входили все знания. С эпохи возрожд. возникают отдельные отрасли. Естест. относится к науке. Когда возникла наука? 1)с каменного века, когда появилось 1-ое практич. знание 2)в 5в до н.э. в греции 3)в познее средневековье стали ставить эксперименты 4)в новое время, когда работы Галлилея, Кеплера, Нбютона. 5)1-ая треть 19в т.к. совмещение научн. работы и высшего образов. Наука это сознан. и деят. людей направл. на достижение и систематиз. истинных знаний о действит. Признаки науки: 1)построение математической модели исследуемого объекта, выражение материала в матем. формулах 2)получение эмпирич. материала 3)мысленные обобщен. физич и матем. типов.
Естеств. развивалось от преднауч. состоян. к научн. Сейчас это взаимод. обыденного и научн. знания.
Научная картина мира
Осн. дисципл входящие в естест: физика, астрономия, химия, биолог, антропол. Науч. карт- системное знание о главн объектах мира и о связях между ними. В нее также входят осн. естест-науч. принципы и законы. НМК историч. меняются. В каждый истор период лидируют одни отрасли естест. НКМ- объединен. фундамент. открытий в области исслед. природы и знаний, входящ. в отрасль естест. НКМ дает видение действит. соотв. опредленному этапу развит. науки.
Актуальность курса
Subj обусловлена распр. в стране лженауч. знания- паранаучного. Интеллектуальн. анархизм хочет уравнять миф, религию, науку и магию. Опасен союз полит. и паранауки. Естест. не может представить НКМ в целом. В нее еще входят базисные положения общест. и гуманистич. наук
Этапы развития естест
Это сменяющие друг друга НКМ. Было 3 карт, сейчас 4 формир. 1)механистич. с 17в до 80х 19в. 2)электромагнитная 2 полов 19в – нач. 20 3)релятивистская в нач 20. Привела к отказу от механист// 1. Механ- перемещ. больших тел в пространстве. Сначала ее представил Галилей, он примен. математич. обработку опытов. Ввел понятие инерции, закон свободно падающ. тел. Кеплер – движение небес. тел. Ньютон – дифер. счисление, интегральн. Выступил против теории скрытых качеств. 3 закона механики: инерц, пропорц. силы и ускорен, равенства действ. и противодейств. Закон всемир. тяготения. Но не мог объяснить. причину движен. Лапласова определенность – можно вычислить состоян. тела в прошлом. В чем огранич? Все пытались свести к механике, мир как большой механизм. Мех карт не предполагала кач. изменен- исключ. эволюция. Понимают простр. и время как пустое вместилище для тел. 2) электромаг- сделали физики. Максвелл создал единую электромаг. теорию Объеденил электр, магнит и оптич. явления. Но все же это теория в рамках классич физ, изучали макромир. 3) на основе изучен микромира возникла релят-квант. карт. Излучение радиоакт. веществом энергии вовне. Открыли связь вещ. и энергии; строение вещества; модель атома (резенфорд), поправили модель (нильс бор), энергия дискретна. Релятивистская сторона квант. картины создана общей и спец. теорией относит. Все движения происходят относит. какой-то системы отсчета. Ньютоновс. рев. связана с переходом от геоцентр. к гелиоцентр. А релятив. отказывается от центризма вообще.
Понятие револ. в естест и понят. парадигмы в науке
Рев- коренные, качест изменения в содерж ест. науч. теорий. Факты всегда хотят объяснить теорией. Аккумуляц- накоплен фактов. Общая, фундамент теория- парадигма (образец для объяснен извест фактов и предсказан фактов неизвест). Пар- тип объяснения. Понятие ввел Томас Кур. Показал, что со временем старая парад. заменяется новой, более общей и глубокой. Начинают искать новую, когда появл. аномальн. факты. Науч. рев. влечет новую НКМ. Науч рев: 1) 6-4 в до н.э. геоцентр. картина и разработка аристотелем дедукции и теор. доказат 2) 16-18 Нютоновс – мех. карт. 3)19-20 Энштейновская.
Становление современной НКМ
Научн. предпосылки? Фундаментом считается принц. универс. эфолюционизма. Все живое возникло одноврем. Характ особ subj заключ. в том, что лидер- биология. Subj опирается на изменен. в области наук о живой пироде. Основой устройст. совр. мира признается не машина, а живой организм. В биолог. от клеточного уровня исслед. перешли к молекул. Выявлени и расшифр. генетич. код. Возникла неравновест. термодинамика. Универс. эволюц. соединяется с системным подходом и синергетикой. Соврем. наука говорит о единстве унив. эвол. и самоорганиз. материи. Сейчас соед. микро, макро и мега миров. Понимание объективных оснований, закономерн. мира.
Открытые и закр. системы. Энтропия.
Система сост. из комплексов объектов, поэтому в науке и философ. проводится системный подход. Система- это упорядоч. множ. взаимосвяз. элементов, обладающ. структ. и инф. Энтроп- мера хаоса, беспорядка. Системы бывают открыт. и закрыт (изолирован). Сист, котор не обменивается с внешней средой ни вещест, ни информац, ни энерг- закр. Инф. – это сигнал об изменении и о необходимости изменений в поведен. системы. Строго говоря, все реальн. системы открыты. В неорганич. природе идет обмен вещ. и энерг. А в соц. и биолог- обмен инфой. В закрыт. системе возник. энтропия. Открыт сист. является неравновесной. Открыт. система извлекает порядок из внеш. среды и вносит туда долю беспор.
Понятие термодинамики.
Это отрасль физики, котор. изуч. процессы природы в связи с темпер. Изуч. физ. процессы различн. преображ. тепла и физ. процессы от этого зависящие. Распред. тепла – необратимый процесс. Тепло передается от горяч. к хол. телу. Не может самопроизв. перетечь от холод к горяч, только если над телом совершили работу. Тепло равономерн. распред. между предметами сист, наступает термодин. равновесие. Класич. термодин. говорит, что эволюц. заключ. в неотвратимом возрастании энтропии. Но биология общ. наук этому возражала. Энергия вселенной постоянна. Энтропия всегда возрастает. Во вселен. должна наступить тепловая смерть. Надо было пересчит. осн. принципы классич динамики. В наше время (60е) возникла неравновест. термодин. Синергетика- выводы из нее. Термодин. связана с понятием стрела времени – это возрастание энтропии. Было убеждение, что материи присуща тенденц к разрушен. всякой упорядченн, стремлен к исходн. равновес. Открыто расширение вселенной, возникла теории нестационар. вселенной. За материей надо признавать и созидат. тенденцию. Коренной вывод соврем. естест- материя способна осуществ. работу, направл. против термодин. равновесия и самоусложняться.
Синергетика.
У нас признана в 70-е. Это междисципленарн, общенаучн направл. знаний. Претендует на описание движ. сил объектов нашего мира. Оперирует понятием открыт. системы. С поступлением новой энергии извне, неравновест системы возрастает. Отработ энерг уходит в окруж среду. Связь между элем сист. ослабевает под влиянием возраст неравновест. Возик. флуктуация – случайн. отклонения от среднего полож сист. Потом период бифуркации. Намечаются различн варианты того, по какому пути пойдет система. Синерг. также учение о роли случайности в развитии. В цикле разв. откр. сист. 2 фазы: 1)период плавн. эволюц. развит, предсказуемого. В итоге фазы система подход. к неустойч. критич. состоян. 2)выход из критич сост. Может быть одномомент или длит.// Достигнув бифуркации сист. сваливается в одно из возможн сост. Сист. вышла на аттрактор- своего рода цель, целенаправленность поведения нелинейн. сист. Аттракт. притягивает к себе все множество траекторий системы и одна побеждает. После выхода на аттрактор между элем. сист. возникают новые связи, приводящ. к кооперативн. поведению. Синергет – совмест действ, взаимод. Хаккен, Пригожин – основат. синергетики. Синерг. раскрыв. универс. механизмы самоорганизац, объясняет единый рисунок событий в разн. областях действит. В обл. действ. повторяются шестигранные ячейки, спирали. Есть функцион. общность в процес. самоорг- единые нити, схожая циклич смена состояний (подъем, спад, застой). При самоорг. сущест. положит. обратная связь. Появления нового происходит через флуктуацию. Синерг. раскрывает необратимость эволюц. процессов. Система должна иметь критич. размеры, иначе не возникнут кооперативн. отношения. Общий смысл синерг. идей: во вселен. есть процессы созидания и разруш. Хаос не только разруш, но и созидает. Синерг- элемент сист. подхода. Син. рассматр динамич сист, а сист. подход – любые.
1. Общие признаки вселенной
Наука о всел- космология. Соврем косм- релятивистская, возникла на основе теори. относит. Возникла на эмпирич базе через изучение внегалактич. астрономии. Важнейший вывод – галактики разбегаются. В 1929 Хаббл установ. явления красного свечения. Общ. призн. вселен: 1)нестационарность 2)изотропность- во вселн. не существ. привилиг, выделенных точек и направлений. 3)однородность- распределение в среднем вещества во вселенной 4) отсутствие сил, препятств. силам тяготения. В завис от кривизны просто. бывает открыт. модель вселенной (все время расширяется) и замкнут модель (пульсирует).
2. Происхожден. вселен.
Вначале была микрочастицей, это было время сингулярности. Температура и плотность жуткая, потом большй взрыв (15-120 млрд лет назад).
Развитие вселен.
В соврем. науке выдвинут антропоген. принц. космолог т.е. возможн. появлен жизни человека и т.д. заложена в состоянии сингулярности т.к. вселен. обладает физич. константами: 4 вида физич. взаимод- электромагн, гравитац, сильное и слабое. После взрыва пошло расширение вселен. Были фотоны, электроны, позитроны, нуклоны, нийтрины. Потом образо .дозвездн. вещество- физич плазма. Остальн хим эл уже из него. Фотоны стали излуч. в мировое простр. Вселен- открытая неравновест система, старые симметрии в ней разруш. Сначала наруш. симметр. между веществом и антивещ. Вез- позитрон, анти- электрон.
Механизмы эволюции вселенной.
1)гравитац. неустойчивость. Создана в 20в Джинсом. По причине всемирн тяготен. материя не может распред с постоянной плотностью в большом объеме. Плазма распалась на сгустки- галактики. Они на протогал. Из них звезды, простозвезды. 2) Нарушение симметрии
Странности стандартной модели:
Не найдет ответ на вопр. о причине расширения вселенной. Неизвест. конечна она или нет. Это зависит от плотности. Непонятен вопр. кривизны простр. (отриц, полож, нулевая). Если плотность критич, то пространство Евклидово, кривизна нулевая и вселен. бесконечн. Если плотн < критич, то простр обладает кривизной лобачевс (отрицат) и вселен. бесконечна. Если плотн > критич, то простр подчинено геометр. Римана и кривизна положит, вселен пульсирует. По соврем данным плотн < критич. Неясен возраст вселен. Определяют по длительн. расширения. В посл. время расшир с V=75 км/с. Если и раньше так, то возраст 13 млрд. Если замедляется, то возраст меньше. Либо во вселен. кроме сил гравитации есть силы отталкивания, тогда возраст больше. Но главное – вселен. нестационарна из-за изменен. температуры. Идет эволюц. вселен из-за появлен. новых структур.>
Строение вселенной
Это развив. система взаимодейств. небесн тел и подсистем. элементы вселенной: звезды и зв. сист, планеты и пл. сист, галактики, метагалакт, диффузная материя/ Диф. мат. сущест. в виде разобщен. атомов и молекул + более плотные образовния- гигантс. облака пыли и газа. Также много материи в виде излучения. Большинство матер. в звездах. Зв- светящиеся гигантские плазменные образования различ. величины, высокой темпер. и с разн. характерист. движения. Стянуты между собой электромагн. и гравитац. полями. Атомы в звезд. находятся в ионизированном состоянии. Внутри звезд идет ядерн. реакция как при взрыве водородн. бомбы. Эти реакц. – источн огромн. энергии, выбрасывают ее в виде мощн. потока газа. Звезды не существ. изолированно. Объединяются в скопления (рассеянные, шаровые). Над поверхн. зв. могут быть протуберанцы. (громадн. массы раскал. газообразн. вещ). Осн. эволюц. во вселен. происходит внутри звезд. Образуется плавильный тигель и новые вещ. Угасшие звезды- инертные. В газово-пылев. туманн. образуются сгущения, котор. со временем превращ. в звезды/Галактики- огромн. скопления звезд, планет. сист и межзвезн. были и газа взаимод. между собой. Насчитали более 10 млрд. галакт. Бывают спиралевидн, эллиптич, неправильн. Наша со структ. спиральна, но конечн. вид эллиптич. У нас 120 млрд. звезд. Диаметр диска- 120тыс свет лет. Соседка- Туман. Андромеды. Солнце на окраине галакт. Ядро наше из плотн скопления звезд, газа и пыли. Облака- объед. галакт. Упорядоч. сист галакт и облаков – метагалактика. Чем дальше галакт. друг от друга, тем быстрее разбегаются. Расширени метагал – это ее системное свойство. Гипотезы: 1)метаг. одна 2) много – образуют большую многоядерн. вселенную/Планеты- несветящ, темные тела привязанные к звездам. Масса меньше звезд, это особый вид макротел. Имеют структуру: ядро, литосфера, мантия, атмосфера и гидросфера. Звезда и планеты вокруг нее – планет. сист.
Теории происхожд солн сист.
Первые теор. выдвинули Кант и Лаплас. Кант говорил, что сист. не существ. вечно. На месте солнца было сгущение, вокруг рассеянная материя. Из диффуз. мат. образовались планеты. Джинс говорил: солнце столкнул. с другой звездой и из Солнца вырвалась струя газа. Но ведь звезды очень далеки друг от друга+ не учитыв. характ. упорядоченн. солн. сист. Согласн. соврем теориям для объяснен происх. использ. не только механист. но и эл-магн. силы. Из газа образов. солнце, а на расстоян. от него были остатки газ. облака. Они стали притяг. к Солнцу, но их останов. эл-магн. силы/ Закономер. солн. сист: 1) все план. вращ. вокруг солнца в 1 напр. и почти в 1 плоскости 2)большинство спутн. вращ. в том же направлении 3)солн, планеты, спутн. вращ. вокруг своих осей в том же напр, в котор движ. по своей траектории 4) кажд. планета удалена от солнца в два раза дальше чем предыдущ.
Микромир
В Грец. думали что атом неделим, но это лажа. Самой мелкой частицы нет т.к. вещ. переходит в поле. Нельзя сложное сводить к сумме мелких элементов. Элем. частицы – котор. не явл. атомами или атомными ядрами, за исключ. протона и нейтрона, котор. входят в ядро атома. Эл. част.- электрон, нийтрина, фотон, пи-мезон, мюон. Это субъядерные частицы. Первым элект. открыл Томпсон. С 50х осн. средством открытий явл. ускоритель заряженных частиц.
Осн. характер. элемент. частиц.
Масса, заряд, средн. время жизни, спин, квантовые числа. 1)Масса покоя определяется по отношен. к массе элект. Делятся на 3 вида: легкие – лептоны, средние- мезоны, тяжелые – болионы. Фотон не имеет массы покоя. 2) частицы испускаются или поглощаются при взаимод. с др. частиц. С точки зрен. заряда бывают положит, отрицат, эл. нейтральн. По времени жизни бывают стабильные, нестабильн, квазистабильн. 5 стабильн- фотон, 2 нийтрина, элект, протон. Спин- момент количества движения частицы. Квант. числа – состояние частиц.
Взаимодействие эл. частиц
4 вида – сильное, эл-магнит, слабое, гравитац. Сильное на уровне атомн. ядер- притяжение отталкивания частей ядра. Между протон. и нейтр. связь обеспеч сильным взаимодействием. Эл-маг в 1000 раз слабее, но дальше действует. Главн. носитель- фотон. Слабое связано с распадом частиц. Гравитац- в космич. масштабах имеет решающ. значение. В области микромира оно самое слабое. Фундамент. взаимод. и приводит к превращению частиц, их уничтожен. и созданию. По времени превращен. частиц судят о силе взаимодейств. По видам взаимод с их участ. част. делятся на адроны (в сильном) и лептоны (в слабом). Cостояние поля в котор. нет квантов называется вакуумом. Поле- это единство прерывности и непрерывн. А если вакуум есть- то только непрерывно. Чистое поле без дискретности – волны. Макс Бор назвал их волнами вероятности. Непрерывность поля задается волновой функцией, котор. описывается через понятие вероятности.
Структура эл. част.
Состоят из кварков (наиболее верно по отношению к адронам). Эмпирически не доказано (удержание кварков). Если утверждать что кварки конечн. част., то возводим в абсолют дискретность материи. Частицы – кванты поля, а оно бывает непрерывно. Атомизм- подход к материи с точки зрения дискретн. А сейчас объединяют 2 подхода- атомизм и дискретность + непрерывность и целост. Энергия эл. част. не раскладывается на собств. эенерг. и еэ. связей. Их нельзя разлож на части. Они не распадаются а превращ. в другие. Мир эл. частиц характеризуется как виртуальность- непрерывность от взниконов до исчезовен.
Основные этапы развития естествознания.
Естествознание древнего мира. Завершенного деления на дисциплины не существовало, создаваемые концепции в своем большинстве носили мировоззренческий характер. Экспериментальный метод познания в принципе допускался, но роль решающего критерия истинности эксперименту не отводилась. Верные наблюдения и гениальные обобщающие догадки сосуществовали с умозрительными и часто ошибочными построениями. Классический период развития естествознания берет свое начало с экспериментальных работ Галилея (18 век) и длится до начала нашего столетия. Характеризуется четким разделением наук на традиционные области и даже несколько гипертрофированной ролью эксперимента в их развитии (“понять- значит измерить”). Эксперимент рассматривается не только как критерий истинности, но и как основной инструмент познания. Вера в истинность экспериментально добытых результатов столь велика, что их начинают распространять на новые области и проблемы, где соответствующей проверки не производилось. При обнаружении расхождений так создаваемых концепций с реально наблюдаемыми явлениями неизбежно возникало недоумение, граничащее с попытками отрицания самой возможности познания окружающего мира. Современное естествознание характеризуется лавинообразным накоплением нового фактического материала и возникновением множества новых дисциплин на стыках традиционных. Резкое удорожание науки, особенно экспериментальной. Как следствие - возрастание роли теоретических исследований, направляющих работу экспериментаторов в области, где обнаружение новых явлений более вероятно. формулировка новых эвристических требований к создаваемым теориям: красоты, простоты, внутренней непротиворечивости, экспериментальной проверяемости, соответствия (преемственности). Роль эксперимента, как критерия истинности знания, сохраняется, но признается , что само понятие истинности не имеет абсолютного характера: утверждения, истинные при определенных условиях, при выходе за границы, в рамках которых проводилась экспериментальная проверка, могут оказаться приближенными и даже ложными. Современное естествознание утратило присущую классическим знаниям простоту и наглядность. Это произошло главным образом из-за того, что интересы современных исследователей из традиционных для классической науки областей переместились туда, где обычный “житейский” опыт и знания об объектах и происходящих с ними явлениях в большинстве случаев отсутствуют.
Постулаты Эйнштейна. Современный релятивистский подход к описанию природных явлений базируется на двух постулатах Эйнштейна. Первый является естественным обобщением принципа относительности Галлилея с механических на все без исключения явления природы и может быть сформулирован как утверждение о невозможности наблюдателю, находящемуся в замкнутой системе отсчета, при помощи какого-либо физического (а значит и любого другого) опыта установить, покоится ли его система отсчета или находится в состоянии равномерного прямолинейного движения. В пользу этого постулата свидетельствует обширный житейский опыт, показывающий, что находящийся в закрытом помещении (трюме корабля) наблюдатель не в состоянии зарегистрировать факт его движения не только в результате постановки механических опытов, но и с помощью своих ощущений, в основе возникновения которых лежат, как известно, электрохимические процессы. Вторым постулатом Эйнштейна является утверждение о постоянстве скорости света, неоднократно проверявшееся не только Майкельсоном, но и впоследствии в более точных экспериментах.
Основные идеи Общей Теории Относительности. Исходя из разработанной им Специальной Теории Относительности А.Эйнштейн сделал вывод о том, что помещенный в неинерциальную систему отсчета наблюдатель должен зарегистрировать наличие искривления пространства. Действительно, находящийся на вращающемся диске наблюдатель, измеряющий отношение длины окружности к радиусу, получит число, отличное от 2Пи, поскольку с точки зрения покоящегося наблюдателя эталон длины будет изменять свои размеры при поворотах относительно обусловленной вращением диска скорости Учитывая аналогию возникающих в неинерциальных системах отсчета сил инерции с гравитационными, А.Эйнштейн предположил, что массивные тела вызывают вокруг себя локальное искривление четырехмерного пространства-времени: Обобщением закона инерции Галилея на случай искривленных пространств является утверждение о том, что мировыми линиями свободных тел являются геодезические (кривые, соответствующие минимальному собственному времени движения между заданными двумя точками). Движение вдоль геодезической в искривленном пространстве с точки зрения трехмерного наблюдателя воспринимается как движение по трехмерной кривой с переменной скоростью, что в рамках классического подхода “объясняется” действием гравитационных сил. Уравнений гравитации в Общей Теории Относительности являются нелинейными: при наличии больших масс принцип суперпозиции нарушается. Экспериментальное подтверждение ОТО. Релятивистская теория гравитации удовлетворяет принципу соответствия ( в пределе малых масс и скоростей из нее непосредственно выводится закон Всемирного тяготения Ньютона ). В то же время уравнения гравитации предсказывают ряд наблюдаемых эффектов, необъяснимых с позиций классической физики: 1. Прецессия эллиптических орбит планет, движущихся в поле сферических тел (зарегистрирована у ближайшей к Солнцу планеты - Меркурия). 2. Эффект “абсолютного” замедления времени в гравитационном поле или при ускоренном движении (зарегистрирован по измерению времени распада нестабильных ядер и “красному смещению” световых волн в гравитационном поле). 3. Искривление лучей света вблизи массивных тел, отличное по величине от эффекта, предсказываемого классической теории (наблюдается по изменению видимого положения звезд вблизи края Солнца). Одним из наиболее веских аргументов в пользу правильности ОТО является ее внутренняя логичность, красота и элегантность.
Геометрические свойства пространства и времени. Геометрические свойства пространства изучаются геометрией, традиционно базирующейся на системе аксиом Евклида. В отличие от математики, для естествознания небезынтересен вопрос, соответствуют ли эти аксиомы реальным свойствам нашего пространства. Опыт показывает, что для наблюдателя, движущегося без ускорения вдали от массивных тел, аксиоматика Евклида выполняется с хорошей точностью. Важной характеристикой материальных систем является их число степеней свободы (минимальной количество чисел, необходимое для исчерпывающего описания положения объекта в пространстве). Чем большим числом степеней свободы обладает объект, тем более трудоемко его описание. Возникает естественный вопрос о минимальном числе степеней свободы, которым может обладать объект в нашем мире. Опыт показывает, что для не взаимодействующих с другими объектами тел это число равно 3 (тремя степенями свободы обладают, например, элементарные частицы с нулевым спином). Об этом свойстве нашего пространства говорят как о его трехмерности (иногда говорят, что трехмерность означает возможность задания трех взаимно перпендикулярных направлений в пространстве). Число степеней свободы большинства реальных объектов может быть существенно большим (спортивный велосипед с хорошо затянутыми болтами и гайками обладает как минимум 18 степенями свободы), однако при решении многих практических задач “внутренние степени свободы” оказываются несущественными (на финише велогонки положение педалей велосипеда лидера никем не регистрируется). Число рассматриваемых степеней свободы можно существенно сократить вплоть до трех (при движении в пространстве), двух (при движении по поверхности) или одной (при движении вдоль заданной кривой). Реальное тело при этом по существу заменяется моделью материальной точки (тело, размеры и форма которого в рассматриваемой ситуации несущественны). Для задания временных характеристик процессов может понадобиться несколько вещественных чисел (жизнь человека можно характеризовать, например, моментами его рождения, свадьбы и смерти). Однако существуют явления, для исчерпывающего временного описания которых достаточно одного числа (напр. распад элементарной частицы, который не имеет длительности, поскольку не может быть разделен на какие-то промежуточные процессы). Существование таких “элементарных” процессов позволяет утверждать, что время одномерно. Аналогично тому, как в пространственном описании вводилась модельное представление о материальной точке, при описании эволюции во времени можно ввести понятие мгновенного события, т.е. процесса, длительностью которого в рассматриваемой ситуации можно принебречь (напр. удар мяча о стену часто можно считать мгновенным, хотя детальное рассмотрение показывает, что это весьма сложный и многоэтапный процесс).
Относительность свойств пространства и времени. Во времена Ньютона считалось, что свойства пространства и времени абсолютны, т.е. не зависят от наличия материальных тел, протекающих процессов и наблюдателей. Современная физика показала ограниченность таких представлений: геометрические свойства пространства и времени тесно связаны с наличием и расположением массивных тел, зависят от характера протекающих процессов и даже от состояния наблюдателя. В связи с этим сейчас принято говорить, что свойства пространства и времени относительны. В классическом естествознании рассматриваются макроскопические объекты и явления, происходящие в существующих независимо от них и друг от друга пространстве и времени, носящих абсолютный характер.
Cущность живого и его осн. признаки
Живую матер. изучает биология- наука о живом, его строении и активн, о природн. сообщ. живых организмов. Биол раздел на отрасли. По объектам исслед: вирусология, бактериол, ботаника, зоолог, антрополог. По свойствам проявл живого- морфология, физиология, молекулярная биология, экология, генетика. По уровню организ. живых объектов: анатомия, гистология, цитология. Уже в 19 веке 2 концепции живого: редукционизм (жизнь- совокупность химич. реакций, специфич. качества жизни не улавливались), витализм (специфика жив. орг. из-за особой жизненной силы). Энгельс- жизнь- способ существования белковых тел. Важнейш. черта живого- обмен веществ с окруж. средой. Это круто, но мало. Есть признаки живого: сложн. упорядоч. структур и высок уровень организации; получение энергии из окруж среды; активное реагир на окруж среду; жив орг в ходе индивид развития изменяются и усложняются; все живое размножается; передают потомкам заложенную в них инфу. в генах; жив. орг. естественно хорошо приспособл. к среде обитания. Жизнь дискретна, она организменна. Между живыми и неживыми – вирусы (они не способны к обмену веществ, но размножаются). Важную роль играют пищевые (трофические) потребности. Орг есть автотрофные (не нужд. в органич. пище) и гетеротрофные. Жизнь – форма сущест сложн открыт. систем, способн к самоорганизац и самовоспроизв. Типлер написал книгу “физика без смерти” и не захотел связывать жизнь с РНК. Жизнь- информация особого рода: закодир. инфа, которая сохраняется естест. отбором. Жизнь вечна, бесконечно и бессмертна. Главн. кртерий жизни- способн. сохранять и передав. инф.
Происхожд. и эволюция жизни
Креационим: жизнь это результ. сверхъест. событий в прошлом. Столкнулись с рядом совпадений, граничащих с чудом. Значение фундамент. констант неслучайно. Панспермия- теория о переносе жизни во вселен с одного космич тела на другое. Вопрос первонач. возникновения не решается. Концепция вечности (всегдашности) жизни по Вернадскому. Нельзя ставить вопрос о происхожд. жизни. Неотделима от космоса и биосфера. Ее химич реакц привели к возикн. жизни. Живое вещ. определяет состав и свойства гидро, атмо, литосферы. Функции жизни в биосфере- биохимич. Теория биххимич революц- жизнь воникла на земле в результ. револ химич и биопроцес. Опарин поддерживал. Жизнь возникла в океане. Произшел синтез орг. веществ, потом первичный бульон. Суть теории биогенеза- жизнь возник. только из предшеств. жизни, но не найдено звено между неживым и живым.
Скачали данный реферат: Bortnik, Anisij, Юрий, Аким, Юдифь, Fedula, Шарапов.
Последние просмотренные рефераты на тему: сочинение на тему образ, греция реферат, качество реферат, решебник по математике 6.
1