Учебно-методическое пособие Омск Издательство Сибади 2005 (стр. 3 из 18)
1) глобальные, охватывающие все естествознание и вызывающие появление не только принципиально новых представлений в мире, нового видения мира, но и нового логического строя науки, нового способа и стиля мышления;
2) локальные – в отдельных фундаментальных науках, при них наблюдаются коренные изменения в этих науках, они приводят к преобразованию их основ, но не вызывают перестройки всего естественно-научного знания, а связаны с распространением на данную науку способа мышления, созданного в ходе глобальной революции.
Четко и однозначно фиксируемых радикальных смен научных картин мира или научных революций в истории развития науки вообще и естествознания в частности можно выделить три. Если их персонифицировать по именам ученых, сыгравших заметную роль, то научные революции должны именоваться: аристотелевской, ньютоновской и эйнштейновской.
Античная научная картина мира (АНКМ), VI – VI вв. до н.э. В основе этой теории лежит учение Демокрита (автор анатомической теории), Эпикура, Аристотеля (создал формальную логику – учение о доказательстве). Важнейшим фрагментом АНКМ стало последовательное геоцентрическое учение о мировых сферах (сейчас мы знаем, что эта теория была неверна).
Вторая глобальная научная революция пришлась на XVI – XVIII вв. Ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической. В этот период происходит становление классического естествознания. Классиками-первопроходцами признаны: Н. Коперник, Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, И. Ньютон. Основной итог этой научной революции – создана механистическая научная картина мира на базе экспериментально-математического естествознания.
Бурное развитие физики в начале ХХ века привело к необходимости создания новой картины мира - квантово-полевой, которая основывается на корпускулярно-волновой концепции строения материи. Но это не значит, что процесс познания закончен. Идеи и факты накапливаются ежедневно. Естествознание, развиваясь, приближается к решению этих загадок, но возникают новые вопросы, и процесс познания бесконечен.
Контрольные вопросы
1.Методы научного познания: а) эмпирические; б) теоретические.
2.Формы научного знания.
3.Методология физики как науки. Теоретическая и экспериментальная физика. Предмет и метод теоретической физики.
4.Критерии истинности научного знания.
5.Дайте понятие картины мира и приведите примеры из истории науки. Является ли физика точной наукой?
6.Перечислите и дайте краткую характеристику глобальным естественно-научным картинам мира.
7.Опишите процесс научного познания.
Библиографический список
Основной:
[1, гл. 2, 3, 6-8];
[2, разд. 1, гл. 1, § 3];
[3, гл. 1, § 1.4; гл. 2, § 2.1 – 2.6; гл. 3, § 3.1].
Дополнительный: [1, 16, 17, 27, 48, 67, 76].
Семинар 2. ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОСТРАНСТВА
И ВРЕМЕНИ. ИСХОДНЫЕ МОДЕЛИ МАТЕРИАЛЬНЫХ
ОБЪЕКТОВ
Материя – объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания. Всеобщим атрибутом материи выступают взаимодействие, движение, пространство, время, бесконечность во времени и пространстве, а также ряд других свойств.
В физике понятие материи является центральным. Основные виды материи – вещество и поле. Формы ее существования – пространство и время. Физика исходит из признания неразрывного единства материи, движения, пространства и времени. Материя неисчерпаема в своей структуре, но на разных структурных уровнях проявляются различные формы движения и законов взаимодействия. Существуют тесная взаимосвязь различных форм материи и движения, наличие общих атрибутов, законов сохранения и движения. Это единство физика пытается отразить через разработку единой теории вещества и поля.
Структурность и системная организация материи относятся к числу ее важнейших атрибутов. Под структурой материи обычно понимается ее строение в микромире, существование в виде молекул, атомов, элементарных частиц, т.е. микрообъектов. Но если абстрагироваться от этого факта и рассматривать материю в целом, то понятие «структура материи» будет охватывать макро- и мегосистемы. С этой точки зрения структура материи проявляется в ее существовании в виде бесконечного многообразия тесно взаимосвязанных систем. Но из всего этого многообразия форм объективной реальности эмпирически доступной человеку для наблюдения является лишь конечная область материального мира, которая сегодня простирается в масштабах от 10-15 до 1023 см, а во времени - до 20 миллиардов лет. Структурные уровни организации материи представлены в таблице.
По современным представлениям материя существует в двух формах: вещество и поле. Частицы вещества обладают относительной дискретностью и локализованностью в пространстве, тогда как поля непрерывно распределены в нем. При этом поля не являются абсолютно континуальными средами. При излучении и поглощении они ведут себя дискретно, в виде квантов. Кванты полей взаимодействуют с частицами вещества как дискретные образования.
Вещество может существовать в различных состояниях: оно может быть твердое, жидкое, газообразное, плазмой, нейтронное. Каждое состояние вещества характеризуется определенными параметрами: давлением, плотностью, температурой, энтропией и др. В обычной природе вещество находится в твердом, жидком или газообразном состоянии. Состояние плазмы и нейтронное состояние вещества чаще всего встречаются в космосе и в звездах.
Масштабы материального мира
| Область пространства | ||||
| Протяженность области, м | Объекты - структурные единицы деления | Размеры объекта, м | Масса объекта, кг | Состав объекта |
| Мегамир | ||||
| 1026...1023 | Галактики | 1021 | 1041 | Звезды |
| Макромир | ||||
| 1023...10-8 | Планетные звездные системы, планеты и окружающие нас на Земле тела | 1013 106...10-2 | 1030 1024...10-3 | Планеты Молекулы и атомы |
| Микромир | ||||
| 10-8...10-18 | Молекулы и атомы Ядра атомов Элемен. частицы | 10-8...10-10 10-14...10-15 10-15...10-19 | 10-27...10-24 10-27...10-25 10-27...10-25 0...10-29 | Ядра и электроны Нуклоны Кварки |
Деление материи на два вида – вещество и поле – имеет смысл, но ограничено. Под веществом имеют в виду частицы и тела, которым присуща масса покоя, тогда как поля и их кванты не имеют массы покоя, хотя обладают энергией, импульсом и другими свойствами. Взаимодействие частиц осуществляется посредством полей.
Пространство и время как формы существования материи для физической науки являются исходными понятиями. Современное понимание пространства и времени было сформулировано в теории относительности А. Эйнштейна.
Классический принцип относительности был сформулирован Г. Галилеем. Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах отсчета, т. е. системах, движущихся прямолинейно и равномерно, движение тел происходит по одинаковым законам. Из этого принципа следует, что между покоем и движением, если оно прямолинейно и равномерно, нет принципиальной разницы, движение и покой относительны. Понятие покоя и движения приобретают смысл тогда, когда указана точка отсчета.
В специальной теории относительности (СТО) пространство и время объединяются в единый четырехмерный пространственно-временной континуум, при этом пространственно-временные свойства тел зависят от скорости их движения. Пространственные размеры сокращаются в направлении движения при приближении скорости тела к скорости света в вакууме (с=300 000 км/с). Временные процессы при таких высоких скоростях замедляются, а масса тела увеличивается.
Абсолютная скорость света не противоречит принципу относительности и полностью совместима с ним. Скорость света - это верхний предел для скорости перемещения любых тел природы: частиц, полей, волн.
Представления о пространстве и времени, сформулированные в теории относительности, на сегодняшний день являются наиболее последовательными. В настоящее время ученые предполагают существование кванта пространства (фундаментальная длина L) и кванта времени, равного отношению L/c, ограничивающего точность определения временных интервалов.
Все свойства пространства и времени можно разделить на две большие группы. К всеобщим относятся такие пространственно-временные характеристики, которые проявляются на всех известных структурных уровнях материи, тогда как специфические свойства проявляются лишь на отдельных структурных уровнях.
К всеобщим свойствам пространства и времени относятся:
▪ объективность и независимость от сознания человека;
▪ абсолютность, т. е. проявление на всех структурных уровнях материи;
▪ неразрывность между собой и с движущейся материей;
▪ единство непрерывности и прерывистости в их структуре;
▪ количественная и качественная бесконечность, неотделимая от структурной бесконечности материи.
К специфическим свойствам пространства относятся:
● протяженность;
● непрерывность и связность (как отсутствие разрывов);
● трехмерность (длина, ширина, высота);
● наличие пространственной формы тел, их расположение в пространстве;
● наличие симметрии или асимметрии;