Шпаргалка по предмету "Концепции современного естествознания"

Коллоквиум  №1

Вопрос 1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры. позитивизм и антипозитивизм в науке

Естественно-научная и гуманитарная культуры

В методологии науки под  этими терминами понимают 2 различные  традиции, которые сформировались в  изучении природы, т.е. в естествознании с одной стороны, и исследовании явлений духовной жизни общества, т.е. в гуманитарных науках, с другой. Это различие обусловлено самой  спецификой объектов изучения естественных и гуманитарных наук.

В то время, как в природе  действуют слепые, стихийные и  независимые от человека процессы, в обществе ничего не свершается без  сознательных целей, интересов и  мотиваций. На этом основании естественно-научную культуру нередко противопоставляют культуре гуманитарной. Поскольку методы исследования в естествознании сформировались раньше, чем в гуманитарных науках, то в истории познания делались неоднократные попытки перенести их целиком и полностью, без соответствующих изменений и уточнений, в гуманитарные науки.

Позитивизм и  антипозитивизм в методологии науки

Методы исследования в  естествознании сформировались раньше, чем в гуманитарных науках, поэтому  в истории познания делались неоднократные попытки перенести их целиком и полностью в гуманитарные науки. Это направление было названо позитивизмом.

Идеи позитивизма не могли не встретить сопротивления и критики со стороны специалистов, изучавших явления социальной жизни и духовной культуры. Последователи антипозитивизма отказывались признавать какую-либо общность между гуманитарным и естественным познанием.

Современный позитивизм унаследовал  не только многие черты старого, но и добавил к ним ряд новых. В связи с этим современный  позитивизм часто называют логическим позитивизмом.

Вопрос 2. Объяснение понимание и предсказание явлений как основные функции науки.

Объяснение в самой общей форме можно определить как подведение явления, факта или события под некоторый общий закон, теорию или концепцию. Переход от более общих знаний к более конкретным, эмпирическим и составляет процедуру объяснения. Следовательно, чтобы объяснить какое-то явление, нужно найти определенное общее по отношению к нему знание (закон, теорию) и подвести под него это явление. Так, чтобы объяснить, почему яблоки падают на землю, Ньютону пришлось открыть закон всемирного тяготения.

Понимание – это способ истолкования или интерпретации явлений и событий гуманитарной культуры, выявление смыслов и значений различной информации, знаний.

В гуманитарной методологии  различают понимание психологическое  и теоретическое. К психологическому относят понимание, основанное на переживании одним человеком духовного опыта другого, его чувств, настроений, мотиваций и т.п. Теоретическое понимание основывается, прежде всего, на интерпретации, или истолковании, определенных фактов, событий и процессов. Суть интерпретации в гуманитарном познании состоит в раскрытии целей, мотиваций и смысла действий и поступков людей, в выявлении смысла и значения информации.

Предсказание или предвидение, также как и объяснение, основывается на логическом выводе высказываний о фактах из общих утверждений (законов и теорий), но сами факты остаются гипотетическими, неизвестными и их предстоит еще открыть. Если объяснение и понимание относятся к событиям и фактам настоящим или прошлым, то предвидение направлено к будущим событиям. Оно играет решающую роль не только в развитии теоретического знания, но особенно в процессе практического применения этого знания, обеспечивая возможность прогнозирования явлений и событий.

Вопрос 3. Эмпирическая и теоретическая стадии исследования.

Эмпирич. исследование направлено непосредственно на объект и опирается на данные наблюдения и эксперимента. Теоретич. исследование связано с совершенствованием и развитием понятийного аппарата науки и направлено на всестороннее познание объективной реальности в её существ. связях и закономерностях. Оба эти вида исследования органически взаимосвязаны и предполагают друг друга в целостной структуре науч. познания. Эмпирич. исследование, выявляя новые данные наблюдения и эксперимен-та, стимулирует развитие теоретич. исследования, ставит перед ним новые задачи. С др.стороны, теоретич. исследование, развивая и конкретизируя теоретич. содержание науки, открывает новые перспективы объяснения и предвидения фактов, ориентирует и направляет эмпирич. исследование. Наука не может совершенствоваться и развиваться, не обогащаясь новыми эмпирич. данными.

Вопрос 4. Дифференциация знания. Развитие естествознания. Становление  современной естественно научной  картины мира.

Развитие естествознания не является лишь монотонным процессом  количественного накопления знаний об окружающем природном мире. И  если процесс простого приращения знаний был присущ для натурфилософии античности, для "преднауки" средневековья, то с XVI века характер научного прогресса существенно меняется. В развитии науки появляются переломные этапы, кризисы, выход на качественно новый уровень знаний, радикально меняющий прежнее видение мира.

Дифференциация научного знания служит необходимым этапом в развитии науки и направлена на более тщательное и глубокое изучение отдельных явлений и процессов определенной области действительности.

В результате такого исследования появляются отдельные научные дисциплины со своим предметом и специфическими методами познания. В ранней античной Греции не существовало строгого разграничения между конкретными областями исследования и отдельных научных дисциплин. Все известные знания, предположения и приемы рассматривались в рамках философии. Впервые отдельные естественнонаучные дисциплины возникают в эпоху Возрождения. Вслед за этим формируется физика, химия, биология и другие фундаментальные науки о природе.

Современная естественно-научная картина мира является результатом синтеза систем мира древности, античности, гео- и гелиоцентризма, механистической, электромагнитной картины мира и опирается на научные достижения современного естествознания. В конце XIX и начале XX века в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о картине мира. Прежде всего, это открытия, связанные со строением вещества, и открытия взаимосвязи вещества и энергии. Наиболее характерной чертой современной естественно - научной картины мира является ее эволюционность. Эволюция происходит во всех областях материального мира в неживой природе, живой природе и социальном обществе.

Вопрос 5. Дисциплинарный и интегративный подходы к  изучению мира. Кибернетика как пример междисциплинарного исследования.

По мере дальнейшего  научного прогресса происходит ускоренный процесс появления все новых  и новых научных дисциплин  и их ответвлений. Хотя при этом значительно  возрастают точность и глубина наших  знаний о явлениях природы, одновременно ослабевают связи между отдельными научными дисциплинами и взаимопонимание  между учеными. В наше время дело доходит до того, что специалисты  разных отраслей одной и той же науки нередко не понимают ни теорий и методов исследования других отраслей, ни ее конечных результатов. Таким образом, дисциплинарный подход грозит, превратить единую науку в совокупность обособленных, изолированных, узких областей исследования, в силу чего ученые перестают видеть место и значение своей работы для познания единого, целостного объективного мира. К счастью, сама наука выработала средства и методы для преодоления  ограниченности чисто дисциплинарного  подхода к изучению мира. Новый  подход принято называть интегративным, или междисциплинарным, хотя последний термин менее точен. Прежде чем наука могла перейти к междисциплинарным и тем более интегративным исследованиям в целом, она должна была заняться изучением отдельных групп явлений, их элементов и особенностей. Именно такому этапу соответствует дисциплинарный подход, ориентированный на изучение специфических, частных закономерностей конкретных явлений и процессов. Однако по мере развития научного познания становилось все более очевидным, что такой подход не способствует открытию более глубоких общих закономерностей, которые управляют подобными явлениями, а тем более фундаментальных законов, относящихся к взаимосвязанным классам явлений и целых областей природы. С помощью таких законов как раз и раскрываются единство природы, взаимосвязь и взаимодействие составляющих ее объектов и процессов. Именно поэтому фундаментальные интегративные законы отображают единство и целостность природы.

Киберне́тика— наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах.

Кибернетика является междисциплинарной наукой. Она возникла на стыке математики, логики, семиотики, физиологии, биологии, социологии. Ей присущ анализ и выявление общих принципов и подходов в процессе научного познания.

Вопрос 6. Механическая картина  мира. Законы Ньютона.

Механическая научная картина  мира складывалась постепенно, в ходе научной революции 17-18 веков. Развитие ее строилось на основании работ  Г. Галилея и П. Гассенди.

Основой механической картины мира явился атомизм. Он превратил понимание  мира и самого человека в совокупность огромного числа неделимых частиц, называемых атомами, которые перемещаются в пространстве и времени.

Основным понятием механической картины  мира Ньютона стало понятие движения. Законы движения Ньютон утвердил как  фундаментальные законы всего мироздания.

Механическая научная картина  мира породила законы механики, которые  жестко предопределяли любые события. Из них совершенно исключалась случайность. Присутствие человека в действующем  мире ничего не меняло.

Законы Ньютона

I закон  Ньютона

Существуют такие системы  отсчета, которые называются инерциальными, относительно которых тела сохраняют  свою скорость неизменной, если на них  не действуют другие тела или действие других сил скомпенсированно.

 

II закон  Ньютона

Ускорение тела прямопропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе:

 
III закон Ньютона

Силы, с которыми два тела действуют  друг на друга, равны по модулю и  противоположны по направлению. 
 

Вопрос  7. Пространство и время. Их свойства в классической механике.

Класси́ческая меха́ника — вид механики, основанный на законах Ньютона и принципе относительности Галилея. Поэтому её часто называют «Ньютоновской механикой».

Основные свойства пространства:

1. Однородность (все точки пространства обладают одинаковыми свойствами). Отсюда вытекает закон сохранения импульса.

2. Изотропность (все направления в пространстве обладают одинаковыми свойствами). Отсюда вытекает закон сохранения момента импульса.

3. Непрерывность (между двумя различными точками в пространстве, как бы близко они не находились, всегда есть третья).

4. Евклидовость – описывается геометрией Евклида. Признаком евклидовости пространства является возможность построения в нем декартовых прямоугольных координат и выражения квадрата расстояния между точками соотношением

ΔL² = Δx² + Δy² + Δz²

 

5. Трехмерность (каждая точка пространства однозначно определяется набором трех действительных чисел – координат).

Основные свойства времени:

1. Однородность (любые явления, происходящие в одних и тех же условиях, но в разные моменты времени, протекают совершенно одинаково). Отсюда следует закон сохранения энергии.

2. Непрерывность (между двумя моментами времени, как близко бы они не располагались, всегда можно выделить третий)

3. Однонаправленность и необратимость.

 

Вопрос 9. Преобразования Галилея и Лоренца. Пространство и время в теории относительности.

 

Преобразова́ния Ло́ренца — линейные (или аффинные) преобразования векторного псевдоевклидова пространства, сохраняющее длины или скалярное произведение векторов.

                              

Эти уравнения называются преобразованиями Галилея.

Если же преобразования должны удовлетворять также требованию постоянства скорости света, то они  описываются уравнениями Лоренца.

Преобразованиями Лоренца  в физике, в частности, в специальной теории относительности (СТО), называются преобразования, которым подвергаются пространственно-временные координаты   каждого события при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой.

 

Преобразова́ния Галиле́я — в классической механике преобразования координат и скорости при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой^[1]. Преобразования Галилея подразумевают одинаковость времени во всех системах отсчета и выполнение принципа относительности.

• Преобразования Галилея являются предельным (частным) случаем преобразований Лоренца для скоростей, малых по сравнению со скоростью света в пустоте и в ограниченном объёме пространства. Для скоростей вплоть до порядка скоростей движения планет в Солнечной системе (и даже бо́льших), преобразования Галилея приближенно верны с очень большой точностью.

 

Вопрос 11. Универсальные  и статистические законы. Вероятность  события.

Законы, с которыми мы встречались в классической механике, имеют универсальный характер, т.е. они относятся ко всем без исключения изучаемым объектам. Например, закон всемирного тяготения действителен для всех материальных тел, больших и малых. Отличительная особенность такого рода законов состоит в том, что предсказания, полученные на их основе, имеют достоверный и однозначный характер.