Понятие научной ревоюции ( соврем.значение НТР)

НТР – это новый этап научной-технического прогресса. Он характеризуется открытием новых законов природы. Создание новых и появления новых отраслей техники. Наблюдается стремительный прогресс науки, который сопровождается переворотом в средствах научного труда, в технике и организации исследований, в системе информации. Успех науки позволяет создать такие технические средства, которые могут заменить физический и умственный труд человека. Начало НТР принято относить к сер.40-х –нач. 50-х гг. ХХ века. В некоторых случаях говорится что НТР продолжается и сейчас. Хотя в ряде исследований говорится о затухании НТР, падание темпов роста науч.-технического прогресса.

Лекция №3: «Космологический метод».

1) Галактики

2) эволюция вселенной

3) модель горячей вселенной или большой взрыв

4) этапы космической эволюции

5) антропный принцип космологии

«1»Галактики

Галактики – это крупные системы, состоящие из звезд, газа и пыли. Они разделяются на эллиптические, спиральные и галактики неправильной формы.

А) Эллиптические – шаровые скопления звезд сферические или эллиптические по форме.

Б) Галактики неправильной формы

В) спиральные галактики – это галактики, центральная часть которых имеет вид выпуклости. Типичный представитель - наша галактика (млечный путь). Она состоит из ядра и нескольких двух спиральных ветвей. Большая часть звезд спиральной галактике сосредоточенно в диске, которое выглядит как выпуклая линза.

Реальные размеры нашей галактики 120 тыс. световых лет. Масса 1,4 *10¹¹ массы солнца.

Расстояние спирал. Рукавов от центра 30-40 свет. лет. Делает полный оборот каждые 180 млн. лет. Содержит более 100млрд. звезд.

В нее входит:

- межзвездное вещество (газ и пыль)

- космические лучи

- магнитные поля

Ближайшие к солнечной системе галактики Магеллановы облака и туманность Андромеды.

Солнце расположено вблизи галактической плоскости на расстоянии около 30 тыс. лет на расстоянии галактики.

Масса туманность Андромеды 3*10¹¹массы солнца.

Масса Магеллановых облаков 10¹⁰ масс солнца.

Местная система галактик включает в себя 20 галактик.

«2»Эволюция вселенной

А) для теории стационарного состояния вселенной общим является ее представление о ее постоянстве:

- вселенная не претерпевает эволюции

- изменяться могут только отдельные космические объекты, но не мир в целом

- пространство и время в ней абсолютны, однородны и изотропны

Б) для теории нестационарного состояния вселенной является общим представление о нестационарном ее пространстве:

- вселенные ее пространства расширяется

- либо вселенная сжимается

-либо во вселенной чередуется цикл сжатия и расширения.

Общая теория относительности Эйнштейна имеет три варианта:

1. В случае когда средняя плотности вещества и излучения равна критической величине, то мировое пространство является Евклидовым и вселенная неограниченно расширяется от первоначального точечного состояния.

2. Если же средняя плотность меньше критической, то пространство обладает геометрией Лобачевского и так же расширяется.

3. Если плотность больше критической расширение вселенной на определенном этапе сменяется сжатием и продолжается вплоть до точечного состояния.

Расширение вселенной считается установленным фактом в результате обнаружения эффекта Доплера, который гласил: «при удалении от нас какого-либо источника колебаний воспринимаемая нами частота колебаний уменьшается, а длина волны увеличивается, появляется эффект красного смещения – смещение линий видимой части спектра в сторону красной части.

В прошлом столетии Хаббл обнаружил, что все галактики движутся от нас со скоростью возрастающей пропорционально расстоянию, что также убедительно свидетельствует о расширении вселенной.

«3» модель горячей вселенной или большой взрыв

В соответствии с этой моделью вселенная возникла спонтанно. В результате этого взрыва из состояния с очень большой плотностью и энергией (такое состояние сверх плотности называется состоянием сингулярности). По мере расширения, температура вселенной снижалась от очень большой до низкой, при которой возникли условия для образования звезд и галактик. И в течение 1 млн. лет температура вселенной была больше 3 тыс. градусов, при которой атомы образовываться не могут.

Благодаря энергии возникло вещество и антивещество. Затем в процессе остывания возникла инфляционная модель вселенной.

«4» этапы космической эволюции

В подтверждении теории космической эволюции даются следующие ее этапы:

До 20 млрд. лет тому назад (до большого взрыва) – разбегание галактик (красное смещение).

До реликтовые излучения фотонов и нетрина, образовавшихся в ранней горячей стадии расширения вселенной.

20 млрд. лет тому назад произошел Большой взрыв.

3 минуты спустя – образование вещественной основы вселенной, современные фотоны с примесью ядер водорода, гелия и электронов.

Через несколько сотен тыс. лет - появились атомы легких элементов

19 – 17 млрд. лет тому назад – образование галактик.

15 млрд. лет тому назад - появление звезд первого поколения с образованием атомов тяжелых элементов.

5 млрд. лет тому назад – рождение солнца.

4,5 млрд. лет тому назад – образование земли.

3, 8 млрд. лет назад – зарождение жизни на земле.

450 млн. лет назад – появление растений.

150 млн. лет тому назад – появление млекопитающих.

3-2 млн. лет тому назад – начало антропогенеза.

«5» антропный принцип космологии

Суть антропного принципа - это единства человека и космоса. Он включает 2 фактора: во-первых, сама возможность существования человека обеспечивает характером объективных законов и зависит от значений фундаментальных физических постоянных. Во-вторых, человек как существо способное к пониманию занимает особое место во вселенной на ряду с такими существами, если такие имеются. Таким образом, человек существо космическое, который познает мир доступным ему способом. Антропный принцип был впервые сформулирован в 1961г. автор Дикке и развил Картер, Картеру принадлежит термин антропный принцип.

Антропный принцип утверждает, что мир таков каков он есть, потому что в противном случае некому было бы спрашивать о том, почему мир таков. Выделяют слабый и сильный антропный принцип:

А) то, что человек может наблюдать ограниченно условиями его существования, или вселенная такая, потому что мы ее такой видим.

Б) вселенная должна быть такой, чтобы в ней на определенном этапе развития было возможным существование наблюдателя – разумного существа – человека.

Во вселенной нет принципиально непознаваемых явлений, процесс недоступных прогрессирующих научному познанию. В космологическом знании нет альтернативы науке.

Лекция №4: «Учение Вернадского о биосфере».

1) Биосфера – это совокупность всех живых организмов на земле.

2) По Вернадскому: Биосфера – это единство живого и не живого.

Первый биогеохимический принцип Вернадского: Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.

Второй принцип: Эволюция видов, в ходе геологического времени приводящих к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении усиливающим биогенную миграцию атомов.

Третий принцип: Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей средой, создающейся и поддерживающаяся на Земле космической энергией солнца.

Данные геохимические принципы соотносятся со следующими важными выводами Вернадского:

1. Каждый организм может существовать, только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой природы.

2. Жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие ее изменения на нашей планете. Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы все шире распространялись по планете, стимулируя перераспределение энергии и вещества.

Первый вывод учения о биосфере

1)Принцип целостного мира. Можно говорить о всей, жизни о всем живом веществе как о едином целом в механизме биосферы. Строение Земли есть согласованный механизм. Все твари Земли являются созданием сложного космического процесса, стоенного космического механизма.

2)Принцип гармонии биосферы и ее организованности. Все учитывается и все приспособляется с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии какую мы видим в строенных движениях небесных светил.

3)Космическая роль биосферы и трансформация энергии. Можно рассматривать всю часть живой природы как дальнейшее развитие того же процесса превращение солнечной световой энергии в действенную энергию Земли.

4)Космическая энергия вызывает давление жизни, которая достигается размножением.

5) Растекание жизни есть проявление ее геохимической энергии.

6)Жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности, а пределы этой жизни физико-химическими свойствами соединения.

10.Панорама современного естествознания.

Под наукой понимают систему знаний о закономерностях развития природы, общества и мышления. Предмет естествознания - это различные формы движения материи в природе; их материальные носители, образующие лестницу уровней структурной организации материи. Основные формы всякого бытия - пространство и время. Природа, которая служит предметом естествознания, рассматривается не абстрактно, вне деятельности человека, а конкретно, как находящаяся под воздействием человека, так как её познание достигается в итоге теоретической и практической деятельности людей. Цели естествознания двояки: с одной стороны - находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления; с другой - раскрывать возможность использования на практике познанных законов. Открытие законов природы есть заключительный этап длительного процесса познания и формирования стройной системы знаний, "от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике". Сначала на основании наблюдений и чисто умозрительных идей возникает некая гипотеза. Если вытекающие из неё следствия подтверждаются экспериментальными фактами, то гипотеза постепенно превращается в теорию, а со временем, быть может, в принцип почти непреходящего значения, то есть в законы природы. В этой цепочке большая роль принадлежит научному эксперименту, который может либо подтвердить, либо опровергнуть ту или иную гипотезу. Наблюдение, гипотеза, эксперимент, теория, закон природы - основные этапы процесса познания. Естествознание - одно из трех основных областей научного знания о природе, обществе, мышлении.

11.Тенденции развития современного естествознания.

1.раскрытие всеобщей связи явлений природы, в т.ч. связи объектов микромира (самого малого) с объектами мегамира (самого большого и далекого);

2.изучение передачи наследственной информации, связи генетики и эволюции живого;

3.самого сложного (возникновения и развития жизни и мышления, законов функционирования сознания). Необходимое условие развития естествознания на современном этапе - дифференциация и интеграция отдельных областей знания; целостный и многосторонний охват изучаемых объектов и явлений. Панорама современного естествознания. Гуманистические ценности как главные ориентиры развития науки на современном этапе.

12.Корпускулярная и континуальная концепция описания природы.

Представления о строении материи нашли свое выражение в борьбе двух концепций: прерывности (дискретности) материи – корпускулярная концепция, и непрерывности (континуальности) материи – континуальная концепция. древнейших времен существовали два противоположных представления о структуре материального мира. Концепция прерывности была создана И. Ньютоном Подход Ньютона определил исходное положение атомизма, который основывался на признании дальнодействующих сил. В истории физики наиболее плодотворной и важной для понимания явлений природы была концепция атомизма, согласно которой материя имеет прерывистое, дискретное строение, т. е. состоит из мельчайших частиц -- атомов. До конца XIX в. в соответствии с концепцией атомизма считалось, что материя состоит из отдельных неделимых частиц -- атомов. С точки зрения современного атомизма, электроны -- "атомы" электричества, фотоны --"атомы" света и т. д. Одно из них - континуальная концепция Анаксагора-Аристотеля - базировалось на идее непрерывности, внутренней однородности.Другое представление - атомистическая (корпускулярная) концепция Левкиппа-Демокрита - было основано на дискретности пространственно-временного строения материи и отражало уверенность человека в возможность деления материальных объектов на части лишь до определенного предела - до атомов, которые в своем бесконечном разнообразии (по величине, форме, порядку) сочетаются различными способами и порождают все многообразие объектов и явлений реального мира.

13.Порядок и беспорядок в природе. Хаус.

Порядок – регулярное (периодическое) расположение частиц, объектов, предметов по всему занимаемому пространству (объему); последовательный ход чего-нибудь; правила, по которым совершается что-нибудь; числовая характеристика той или иной величины. Хаос (греч.) – полный беспорядок, нарушение последовательности, стройности, неразбериха, неопределенное состояние вещества. Происхождение космоса – акт творения его из беспорядка (хаоса), представлялся как процесс "лепки", совершаемой божественным умом.

14.Структурные уровни организации материи.

В самом общем виде материя представляет собой бесконечное множество всех сосуществующих в мире объектов и систем, совокупность их свойств, связей, отношений и форм движения. При этом она включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все то, что не дано нам в ощущениях. Весь окружающий нас мир — это движущаяся материя в ее бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми свойствами, связями и отношениями. В этом мире все объекты обладают внутренней упорядоченностью и системной организацией. Упорядоченность проявляется в закономерном движении и взаимодействии всех элементов материи, благодаря чему они объединяются в системы. Весь мир, таким образом, предстает как иерархически организованная совокупность систем, где любой объект одновременно является самостоятельной системой и элементом другой, более сложной системы.

В естественных науках выделяются два больших класса материальных систем: системы неживой природы и системы живой природы. В неживой природе структурными уровнями организации материи являются: вакуум (поля с минимальной энергией);поля и элементарные частицы; атомы; молекулы; макроскопические тела; планеты и планетные системы; звезды и звездные системы; галактики; метагалактика (наблюдаемая часть Вселенной);Вселенная. В живой природе выделяют два важнейших структурных уровня организации материи – биологический и социальный. Биологический уровень включает: доклеточный уровень (белки и нуклеиновые кислоты);клетку как "кирпичик" живого и одноклеточные организмы; многоклеточный организм, его органы и ткани; популяцию – совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других групп своего вида; биоценоз – совокупность популяций, при которой продукты жизнедеятельности одних являются условиями существования других организмов, населяющих определенный участок суши или воды; биосферу – живое вещество планеты (совокупность всех живых организмов, включая человека).

15.Микро, макро и мега миры.

Микромир – это молекулы, атомы, элементарные частицы — мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10—8 до 10—16 см, а время жизни — от бесконечности до 10-24 с. Макромир — мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин, а также кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах. Мегамир — это планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет. Проще говоря: - микромир – мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни – от бесконечности до 10-24 секунды; - макромир – мир макрообъектов, соизмеримых с человеком и его опытом. Пространственные величины макрообъектов выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время – в секундах, минутах, часах и годах; - мегамир – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется астрономическими единицами, световыми годами и парсеками, а время существования космических объектов – миллионами и миллиардами лет.

16.Понятие пространства и времени.

Пространство - это всеобщая форма бытия материи, ее важнейший атрибут, характеризующий протяженность материи, ее структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех материальных системах. Время – форма бытия материи, характеризующая последовательность смены состояний и длительность существования любых объектов и процессов, внутреннюю связь изменяющихся и сохраняющихся состояний. Пространство есть категория для обозначения протяженности и структурности всех материальных объектов. Время-категория для обозначения длительности существования и последовательности смены состояний всех материальных объектов. Свойства: объективность(Поскольку материя не зависит от сознания людей, постольку пространство и время также независимы от него),неразрывная связь друг с другом, связь с движением материи, бесконечность и безграничность(В применении к пространству безграничность означает, что в какую бы сторону и на какое бы расстояние ни двигаться, нигде и никогда мы не достигнем такой границы, которую можно считать пределом.

17.Необратимость времени.

Необратимость – свойство времени, означающее однонаправленное изменение от прошлого к будущему. Прошлое порождает настоящее и будущее, переходит в них. К прошлому относятся все те события, которые уже осуществились и превратились в последующие. Будущие события – это те, которые возникнут из настоящих и непосредственно предшествующих им событий. Настоящее охватывает все те объекты, системы и процессы, которые реально существуют в данный момент и способны к взаимодействию между собой. Взаимодействие возможно лишь при одновременном сосуществовании объектов.

18Принципы относительности.

Принцип относительности — фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения. Отсюда следует, что все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта. Различают принцип относительности Эйнштейна (который приведён выше) и принцип относительности Галилея. Принцип сформулирован еще в эпоху Возрождения Г.Галилеем. ПО относился к механике и гласил: "Законы механики в системе координат, движущейся равномерно и прямолинейно в пространстве, имеют тот же вид, что и в системе координат, покоящейся в пространстве". Вывод, а именно: существует бесконечно много эквивалентных систем координат, называемых инерциальными и совершающими равномерное и прямолинейное движение или покоящихся друг относительно друга. В этих системах законы механики выполняются в простой классической форме.

19.Принципы симметрии.

Симметрия (от греч. symmetria – соразмерность) – однородность, пропорциональность, гармония, инвариантность структуры материального объекта относительно его преобразований. Это признак полноты и совершенства. Лишившись элементов симметрии, предмет утрачивает свое совершенство и красоту, т.е. эстетическое содержание. Принципы симметрии делятся на пространственно-временные (геометрические или внешние) и внутренние, описывающие свойства элементарных частиц. Среди пространственно-временных принципов симметрии можно выделить следующие: 1.Сдвиг системы отсчета не меняет физических законов, т.е. все точки пространства равноправны. Это означает однородность пространства. 2.Сдвиг системы отсчета не меняет физических законов, т.е. все точки пространства равноправны. Это означает однородность пространства. 3.Сдвиг во времени не меняет физических законов, т.е. все моменты времени объективно равноправны. Время однородно. Это означает, что можно любой момент времени взять за начало отсчета. Законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Этот принцип относительности является основным постулатом специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна. Зеркальная симметрия природы – отражение пространства в зеркале – не меняет физических законов. Фундаментальные физические законы не меняются при обращении знака времени. Необратимость, существующая в макромире, имеет статистическое происхождение и связана с неравновесным состоянием Вселенной.

• Замена всех частиц на античастицы не влияет на физические законы, не меняет характера процессов природы. Внутренние симметрии действуют в микромире. В релятивистской квантовой теории предполагается взаимное превращение элементарных частиц: • при всех превращениях элементарных частиц сумма электрических зарядов частиц остается неизменной, т.е. до и после превращения сумма зарядов частиц должна остаться неизменной; • барионный или ядерный заряд остается постоянным; • лептонный заряд сохраняется.

20.Натурфилософия. Её место в истории естествознания.

Первой в истории человечества формой существования естествознания была так называемая натурфилософия (от лат-natura — природа), или философия природы. Последняя характеризовалась чисто умозрительным истолкованием природного мира, рассматриваемого в его целостности. Считалось, что философии — в ее натурфилософской форме — отведена роль «науки наук», «царицы наук», ибо она является вместилищем всех человеческих знаний об окружающем мире, а естественные науки являются лишь ее составными частями. Натурфилософское понимание природы содержало много вымышленного, фантастического, далекого от действительного понимания мира. Появление натурфилософии в интеллектуальной истории человечества и очень длительное ее существование объясняется рядом неизбежных обстоятельств. Когда естественнонаучного знания (в его нынешнем понимании) еще практически не существовало, попытки целостного охвата, объяснения окружающей действительности были единственным и оправданным способом человеческого познания мира. Вплоть до XIX столетия естествознание было слабо дифференцировано, отсутствовали многие его отрасли. Еще в XVIII веке в качестве сформировавшихся, самостоятельных наук существовали лишь механика, математика, астрономия и физика. Химия, биология, геология находились лишь в процессе становления. В такой ситуации натурфилософия, строя общую картину природы, стремилась заменить собой отсутствующие естественные науки.

Дата добавления: 2014-01-20