Естествознание

Категория реферата: Рефераты по физике
Теги реферата: болезни реферат, диплом анализ
Добавил(а) на сайт: Jernst.

Научные законы не точны и не постоянны. На определенных этапах развития науки возникает необходимость уточнения наблюдаемых в опыте явлений и пересмотра законов или границ их применимости.

Постоянная проверка опытных фактов на базе новых экспериментальных методик, позволяющих увеличить точность проведения эксперимента, необходима всегда на любом уровне знаний. Расхождение экспериментальных данных и существующих законов позволяет выдвигать новые гипотезы и строить новые теории.

3. МАТЕРИЯ И ФОРМЫ ЕЕ СУЩЕСТВОВАНИЯ.

В основе всех естественнонаучных дисциплин лежит понятие материи, законы движения и изменения которой изучаются. В зависимости от того, как мы определим это понятие, мы и будем рассматривать проявление различных теорий. Для понимания естественнонаучных теорий, в частности концепций современной физики, приемлемым является определение, данное В.И. Лениным в монографии “Материализм и эмпириокритицизм”. “Материя - есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая отображается нашими ощущениями, существует независимо от них. Материя - это основа (субстанция, субстрат) всех реально существующих в мире свойств, связей и форм движения, бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем”.

В этом определении есть два основных момента. Во-первых, материя существует объективно, независимо от нас, от чьего-то субъективного сознания или ощущения. Во-вторых, материя копируется, отображается нашими ощущениями и, следовательно, познаваема. Мы здесь исходим из материалистического единства мира из первичности материи.

Материя несотворима и неуничтожаемая. Она бесконечна.

Неотъемлемым атрибутом материи является ее движение, как форма существования материи, ее важнейший атрибут. Движение в самом общем виде - это всякое изменение вообще. Движение материи абсолютно, тогда как всякий покой относителен. Понять эту мысль проще всего при рассмотрении простейших видов движения.

Например, тело покоится относительно Земли, но относительно

Солнца оно движется.

Формами существования материи являются пространство и время. Материя неотъемлема от них. Современная наука оперирует такими структурными уровнями, как элементарные частицы и поля, атомы и молекулы, макроскопические тела, геологические системы, планеты и звезды, галактики и метагалактики; совокупности организмов, способных к воспроизводству и, наконец, общество. Мы будем изучать только первые структурные уровни- поля и частицы, макроскопические тела.

Различают ряд основных форм движения материи: механическую, физическую (включая тепловую, гравитационную, ядерную и т.д.), химическую, биологическую, общественную.

Высшие формы движения включают в себя более низшие, но не сводятся только к ним. Так, ядерные процессы невозможно описать только формулами классической механики.

В настоящем курсе будут рассмотрены лишь простые формы движения материи - механическая, физическая и химическая. Для описания материи и ее движения необходимо ввести количественные меры этих величин исходя из поставленных задач. Масса является количественной мерой материи и вводится как для микро- и макрообъектов, так и для полей. Одной из количественных мер движения материи является энергия. Она имеет много форм: механическая, тепловая, ядерная, химическая и т.д. Поскольку материя не существует без движения, а движение без материи между количественными характеристиками меры и движения материи должна существовать связь. Эта связь была установлена в начале нашего века А. Эйнштейном (1879-

1955) в работах по теории относительности.

Мы будем рассматривать два вида материи - вещество и поле.

К первому отнесем элементарные частицы, атомы, молекулы, все построенные из них макросистемы. Ко второму отнесем особую форму материи, физическую систему с бесконечным числом степеней свободы. Примерами физических полей могут служить электромагнитные и гравитационные поля, поля ядерных сил, а также волновые поля.

4. ПОСТУЛАТИВНОСТЬ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ,

ГРАНИЦЫ ИХ ПРИМЕНИМОСТИ.

Для описания поведения простых и сложных систем нужно установить “правила игры”, т.е. законы которым подчиняются те или иные вид движения материи. В некоторых науках, которые не относятся к естественным, например геометрия, поступают следующим образом. Сначала формулируются аксиомы, а потом из них делаются выводы (теоремы). Логика построения естественных наук другая, нельзя сразу ввести законы и смотреть, что из них следует. Так поступить нельзя, поскольку исследователю неизвестны все законы естествознания. Одной из задач является именно их установление и формулирование. Но, ответив на каждый вопрос, исследователь неизбежно ставит несколько новых. Чем больше познается, тем шире становятся границы непознанного.

Установленные на определенном этапе развития науки законы, всегда являются приближенными. По мере накопления знаний, новых экспериментальных фактов, явлений и увеличения точности измерений появляются данные, не укладывающиеся в рамки имеющихся законов и эти законы пересматриваются.

Есть и другая сторона этого вопроса. Для точной формулировки законов естествознания, в особенности физики, требуются новые определения и понятия, знание специальных разделов математики. Исааку Ньютону (1643-1727) для описания законов механики потребовалось создать совершенно новые для своего времени разделы высшей математики: дифференциальное и интегральное исчисление. Физики часто сталкивались с ситуацией, когда имевшегося математического аппарата оказывалось недостаточно для получения количественных формулировок полученного закона и требовалось создавать специальный математически аппарат. Пример с Ньютоном и

Лейбницем и созданием дифференциального и интегрального исчисления является классическим.

В этом разделе мы рассмотрим самые общие представления о том, как устанавливаются законы естествознания, как они применяются и чем они ограничены. Уже говорилось, что опыт - единственный судья истины. Законы естествознания постулируются на основании наблюдаемых опытных фактов. Сначала идет процесс накопления знаний в определенной области. Эти результаты анализируются и делается некоторое предположение. Это предположение не выводится из других законов. Оно возникает само по себе на основании опыта. Сделанное умозаключение, сформулированное в виде математической формулы, становится частью гипотезы. Если последующие опыты подтверждают правильность этого предположения, оно становится законом.

Проиллюстрируем сказанное несколькими примерами. Закон всемирного тяготения, был открыт И. Ньютоном не потому, что, как любят писать в популярной литературе, ему “упало на голову яблоко”.. Закон родился в результате анализа трех законов движения планет И. Кеплера (1571-1630). Законы Кеплера позволяли рассчитывать с высокой точностью движения планет.

Ньютон показал, что эти законы могут быть получены на основании одного закона - закона всемирного тяготения:

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки