Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Периоды естествознания

Содержание

Введение 3

Период натурфилософии 3
Период схоластики 7
Период механистического естествознания 9
Период классического естествознания 11

Заключение 13

Список литературы 15

Введение

Наука — один из древнейших, важнейших и сложнейших компонентов человеческой культуры. Это и целый многообразный мир человеческих знаний, который позволяет человеку преобразовывать природу и приспосабливать ее для удовлетворения своих все возрастающих материальных и духовных потребностей. Это и сложная система исследовательской деятельности, направленная на производство новых знаний. Это и социальный институт, организующий усилия сотен тысяч ученых-исследователей, отдающих свои знания, опыт, творческую энергию постижению законов природы, общества и самого человека.

Наука теснейшим образом связана с материальным производством, с практикой преобразования природы, социальных отношений. Большая часть материальной культуры общества создана на базе науки, прежде всего достижений естествознания. Научная картина мира всегда была и важнейшей составной частью мировоззрения человека. Научное понимание природы, особенно в настоящую эпоху, существенно определяет содержание внутреннего духовного мира человека, сферу его представлений, ощущений, переживаний, динамику его потребностей и интересов.

1. Период натурфилософии

1 этап. VII-VI вв н.э. Фалес, Анаксимен, Анаксимандр объясняли строение мира, исходя из каких-то природных элементов. Фалес считал, что основой мира является вода, Анаксимен - воздух, а Анаксимандр первоосновой называл апейрон. Апейрон находится в постоянном движении. Поэтому он неисчерпаем, как это движение. Если погибает одно, рядом возникает другое, и этот процесс бесконечен. Именно Анаксимандр высказал мысль о том, что мир бесконечен во времени. Последователь ионийской школы Гераклит Эфесский (VI-V вв. до н.э.) развил учение древних натурфилософов. В основу мира он положил такой элемент, как огонь. Помимо поисков первоосновы, Гераклит занимался поисками источника движения. Он считал, что источником движения является борьба противоположностей. Именно благодаря этой борьбе в мире существует многообразие вещей и явлений.

В VI в. до н.э. жил еще один интереснейший мыслитель - Пифагор. В отличие о; вышеназванных философов он искал первопричину сущего не в материальном элементе, а в идеальном. Таким идеальным элементом были признаны математические начала. Пифагор и eго ученики придавали числу буквально мистическое значение. Например, число 1 означало всеобще начало, 2 - начало противоположности, 3 - природы, 4 - здоровья, гармонии и разумности.

Первая гелиоцентрическая система мира была разработана пифагорейцем Аристархом (III в до н.э.). Он считал, что в центре Вселенной находится Солнце, вокруг которого обращаются сферы Земли, Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, Луны и звезд. Кроме того, Аристарх утверждал, что Земля вращается вокруг своей оси. За свои смелые взгляды философ был изгнан из Афин и объявлен безбожником.

2 этап. V-IV вв. до н.э. Атомистика и элементаризм. Атомисты - Левкипп и Демокрит. Они считали, что сущее построено из двух начал: одно неуничтожимое, неизменное, вещественное и оформленное, другое - разрушающееся, изменчивое, невещественное и бесформенное. Первое начало - атом, второе - пустота. Значит, мир состоит из атомов и пустоты. Атомы очень малы и поэтому невидимы, они носятся в пустоте. Когда атомы объединяются, возникают вещи, когда они разъединяются, вещи гибнут, исчезают. Причину многообразия мира атомисты видели в многообразии геометрических форм и пространственных положений атомов. При этом сами атомы лишены каких-либо качеств, у них есть только количественная определенность. Каждый атом остается отдельным началом, а многообразие мира зависит только от различия конфигураций их объединения.

Последователь Демокрита Эпикур развил идею атомистики. Он объяснял не только материальные, но и психические и социальные явления, исходя из идеи атомов. Эпикур считал, что атомы находятся в постоянном движении, падая в пустоте с одинаковой скоростью. Однако существует случайность отклонения от своего пути, именно благодаря этим отклонениям атомы и образуют миры. Сперва, таким образом, возникла Земля, затем небо, моря и "выделяться огни стали в дальнем эфире". На Земле родилась жизнь - растения, животные и люди. Таким образом, все возникло естественно, без какого бы то ни было вмешательства сверхъестественных сил.

Другое направление натурфилософии - элементаризм, напрямую исходило из древнейшего, представления о мире как производной от каких-то элементов стихии.

Представителем этого направления был Эмпедокл (V в. до н.э.). Он считал, что мир образован четырьмя элементами -1 стихиями, огнем, воздухом, водой, землей и также двумя силами - враждой и любовью. Это вечные, неизменные, однородные элементы, способные вступать друг с другом в различные комбинации в ( разных пропорциях. Также, как слова состоят из букв, все вещи состоят из элементов. Эмпедокл изложил в своей философии идею сохранения материи: "Ничто не может произойти из ничего, и никак не может то, что есть, уничтожиться". В картине мира Эмпедокла нет места для пустоты — все состоит из элементов.

Платон (V-IV вв. до н.э.) в своей натурфилософии объединил атомистику и элементаризм. Он признавал четыре стихии Эмпедокла, но считал, что они не являются простейшими. Каждый элемент имеет внутреннюю структуру и может переходить в другой в результате перестройки частиц. Платон считал, что сложные частицы элементов имеют форму многогранников, при дроблений эти многогранники дают треугольники, которые и являются истинными элементами мира

Аристотель (IV в. до н.э.). Это ученик Платона, великий философ. Он систематизировал накопленные знания. Аристотель считал, что натурфилософия должна отражать качественные изменения. Физический объект, который имеет определенные качества, не может быть построен из бескачественных элементов. "Тела характеризуются только противоположностями, соответствующими осязанию" - писал философ.

Он выбрал две пары противоположностей (т. е. несводимых друг к другу качеств): теплое-холодное (активная пара) и сухое-влажное (пассивная пара). Эти пары, так или иначе сочетаясь, составляют эмпедоклову четверку элементов. Аристотель разработал также методологию изучения природы. Он делил процесс изучения на несколько этапов:

1. соотнесение изучаемого предмета к определенному виду и роду;

2. рассмотрение предмета как сделанного искусственно: выяснить, из чего сделан предмет, его форма, источник движения, цель;

3. формулирование понятия идеального объекта. Этот эталон и определяет род вещи, т. е. он является тем, с чем идентифицируют предметы.

Это была первая сформулированная методика научного исследования.

3 этап. III-I вв. до н.э. Эллинистический период развития греческой науки. Развитие математики, механики, астрономии. Центром интеллектуальной жизни становится новая столица Египта - Александрия, основанная Александром Македонским в 332 г. до н.э. Именно здесь жил Евклид (III в. до н.э.) До нас дошли 13 его книг, объединенных единой логической схемой - "Начала". До сих пор все школьники мира начинают изучение геометрии по переработанному труду Евклида. Изучая прямолинейный световой луч, исходящий из глаз, Евклид способствовал зарождению геометрической оптики. Он также изучал отражения от плоских, вогнутых и выпуклых зеркал, в результате чего сделал вывод о равенстве угла отражения углу падения.

Архимед (Ш в. до н.э.) - выдающийся ученый эпохи эллинизма. Он занимался математикой и механикой, кроме того, был крупнейшим инженером своего времени. Всем известен закон Архимеда, который является основным законом гидростатики. Архимед первым из математиков определил пределы числа к, вычислил площади криволинейных фигур, объемы шара и цилиндра и т. д. Он смастерил астрономическую сферу и вообще глубоко интересовался проблемой картины мира: сравнивал гелио-и геоцентрические системы мира, сделал вывод о том, что хоть мир и огромен, но конечен. Архимед подсчитал количество пылинок во Вселенной, в современном обозначении это 10⁺⁸³. Архимед способствовал своими трудами выделению естественных наук в самостоятельную область.

2. Период схоластики

Начиная с 1 в. эллинская культура стала уступать место христианской, но в первые три века новой эры античная наука еще существовала. Среди ученых этого периода в первую очередь можно назвать Клавдия Птолемея (1-11 вв.) Его главное сочинение дошло до нас под разными названиями -"Математическая система", "Великое математическое построение", "Альмагест". Основное содержание этого труда - изложение геоцентрической системы мира.

Птолемей основывался на следующих постулатах:

1. Земля шарообразна;

2. Земля находится в центре небесного свода неподвижно;

3. небосвод имеет сферическую форму и вращается как твердая сфера вокруг Земли, делая один оборот в сутки;

4. планеты (включая Солнце и Луну) также вращаются вокруг Земли по окружностям с постоянной скоростью.

Можно упомянуть еще женщину-математика, астронома Гипатию Г. Красавица и умница, она была растерзана бандой воинствующих фанатиков-христиан, и с ее гибелью александрийская школа науки прекратила свое существование. Европа на несколько веков забыла об естествознании. Научное знание развивалось в рамках теологии.

Труды античных мыслителей, особенно Аристотеля, сохранились в монастырских библиотеках. Их проникновение в страны исламской культуры было обусловлено тем, что Александрия была захвачена арабами, а Византия позже - турками. Так арабские ученые познакомились с наследием античности. С другой стороны, они были знакомы с работами индийских и китайских ученых, особенно в области математики. Помимо математики в странах Востока развивалась астрономия. В Хиве жил Мухаммед ион Муса Аль-Хорезми. Слово "алгоритм", кстати, происходит от латинизированного имени Аль-Хорезми, написавшего книгу по алгебре. Слово "алгебра" также имеет арабское происхождение от слова "аль-джебри". Аль-Хорезми исследовал математические уравнения. Другой арабский мыслитель, астроном Аль-Баттани, исправил неточности теории Птолемея. Астроном Аль-Заркали составил так называемые Толедские таблицы планет, которые повлияли на развитие тригонометрии.

В Бухаре жил выдающийся ученый Ибн-Сина (Авиценна). Его книга "Канон врачебной науки", переведенная на многие языки, оказала большое влияние и на развитие медицины в Европе.

В г. Мерве жил еще один интересный мыслитель Омар Хайям. Он был не только ученым, но и выдающимся поэтом, и в этом качестве известен в наше время. В 1079 г. Омар Хайям провел реформу календаря, которая стала возможной благодаря его астрономическим наблюдениям. Уче-ный возглавлял крупнейшую обсерваторию в Исфахане. Он также занимался алгеброй, систематически исследуя уравнения 3-й степени, геометрией. Омар Хайям знал и врачебное искусство. Известен его философский трактат на языке фарси "О всеобщности бытия", его рубаи также полны глубокого философского смысла.

3. Период механистического естествознания

Николай Коперник (1473-1543) всю свою жизнь посвятил обоснованию гелиоцентрической системы мира.

Идеи Коперника полностью поддерживал Г. Галилей (1564-1642). Благодаря сделанной им зрительной трубе, увеличивающей в 32 раза, Галилей сделал открытия, которые подтверждали систему Коперника и опровергали идею Аристотеля о противоположности земного и небесного.

Закон инерции, открытый Галилеем, положил конец многовековому заблуждению, идущему от Аристотеля, о том, что для поддержания равномерного движения необходима постоянная сила. Галилей показал, что равномерное прямолинейное движение, также, как и покой, реализуется при отсутствии всяких сил. Современная наука формулирует закон инерции следующим образом: Любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного или прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выведет его из этого состояния.

Галилей был одним из основоположников опытного естествознания. Он первым сформулировал требования к научному эксперименту, суть их в том, что надо сосредотачиваться на главном, не отвлекаясь на второстепенное. Галилей изобрел мысленный эксперимент, благодаря которому впоследствии были сделаны великие открытия в науке.

И. Ньютон (1643-1727) отразил в своих трудах фактически все проблемы современной ему науки. В '"Математических началах натуральной философии" он дал изложение системы законов механики, закона всемирного тяготения и также методов исследования.

Свой метод исследования Ньютон изложил в виде 4 правил:

1. Не принимать в природе иных причин, кроме тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений;

2. Одинаковым явлениям надо приписывать одинаковые причины;

3. Независимые и неизменные при экспериментах свойства тел, подвергнутых исследованию, надо принимать за общие свойства материальных тел;

4. Законы, индуктивно найденные из опыта, надо считать верными, пока им не противоречат другие наблюдения.

Механика Ньютона легла в основу Механистической картины мира (МКМ). Согласно основа природы - неделимые атомы. Причина движения во Вселенной - бог, который подобен часовщику, раз и навсегда заведшему механизм часов. После этого мир развивается по своим законам, в которых все существующее имеет свою причину (детерминизм).

Открытые Ньютоном Ньютоном принципы механики означали переход от натурфилософии к точному экспериментальному естествознанию. Изучение механики отныне свелось к точному математическому описанию процессов. Чтобы так их описывать, было необходимо задать координаты тела и его скорость, и уравнение движения.

Так математически обозначалось первоначальное состояние тела. Все последующие состояния движущегося тела определялись этим первоначальным состоянием совершенно точно и недвусмысленно. Следовательно, задав это состояние, ученый мог определить любое другое состояние тела в любое время. Таким образом, с точки зрения МКМ все последующие состояния существующего мира определяются его предшествующими состояниями совершенно точно.

MKM признавала только механистическое движение - изменение в пространстве положения тела с течением времени. Любое сложное движение представлялось как сумма пространственных перемещений (принцип суперпозиции). При рассмотрении движения применялись три закона Ньютона и, следовательно, использовались понятия силы и массы. Взаимодействие тел в МКМ понималось как передающееся мгновенно, при этом промежуточная среда не принимает в этом никакого участия (принцип дальнодействия).

С первыми трудностями МКМ встретилась при изучении тепловых явлений, оказалось невозможно описать поведение тепловой системы механистически. Это привело к пересмотру в МКМ представлений о детерминизме и открытию законов термодинамики. Но, несмотря на выявленные слабости, МКМ господствовала в европейской науке более 200 лет.

В XVIII в. появились первые термометры, которые позволили детально изучать тепловые явления. Вообще в XVIII в. существовала 19 температурных шкал, из которых до сего дня Фаренгейта, Реомюра и Цельсия.

В XVIII в. теоретически обосновывалась теория теплорода. Она исходила из того, что во Вселенной содержатся элементарные частички, которые, видоизменяясь, могут превращаться в частицы теплоты, света, магнетизма, электричества.

XVIII в. также охарактеризован большим вниманием к электричеству. Электрические опыты устраивались не только в лабораториях, но и в светских салонах и королевских дворцах. Г. Рихман и М. Ломоносов пришли к важным выводам о том, что электричество может быть первичным, возникающим в результате трения, и производным, возникающим в проводниках в результате контактов с заряженными телами.

Ш. Кулон открыл закон взаимодействия зарядов и показал, что электрические силы зависят от расстояния и силы тяготения.

4. Период классического естествознания

ХIХ век - время расцвета науки в Европе. Открытия, сделанные в этот период, подготовили смену картины мира.

В 1820 г. А. Ампер разработал теорию связи электричества и магнетизма. Он ввел понятия электрического тока и напряжения, электрической цепи.

В 1831 г. М. Фарадей открыл электродинамическую индукцию, таким образом была установлена динамическая связь между электричеством и магнетизмом.

Дж. Джоуль экспериментировал с электрическим током и измерял количество выделенной теплоты. Ученый доказал, что теплота - не вещество, а состоит из движения частичек тела.

В XIX в. большие открытия были сделаны и в химии, главное из них - периодизация элементов. К середине XIX в. было известно более 60 химических элементов и множество их соединений. Предпринимались попытки периодизации, например, И. В. Деберейнер сделал это, опираясь на атомные массы элементов. Занимались этим и другие ученые. Д. И. Менделеев пришел к выводу, что существует зависимость между свойствами каждого элемента и атомными весами. Основываясь на этом, он и создал свою периодическую таблицу элементов.

В 1809 г. Ж. Ламарк выдвинул идею эволюции живых орнанизмов, основав ее на понятиях наследственности и управления частей организма.

В 1839 г. Ч. Дарвин сформулировал теорию эволюции путем естественного отбора.

Развивалась и наука о строении человеческого организма - физиология. Основателем сравнительной физиологии считается немецкий врач И. Мюллер.

Исследуя брожение, Л. Пастер выделил активную часть микроорганизмов - бактерии. Он показал, что бактерии очень жизнеспособны и уничтожить их можно только путем стерилизации. Пастер внес огромный вклад и в медицинскую науку, изучив иммунитет человека и создав прививки против сибирской язвы, холеры бешенства.

Естествознание XIX в. обогатилось созданием электромагнитной теории Дж. Максвелла. Он показал, что колебания световых волн совершаются под воздействием напряженности электрического и магнитного полей.

В 1895 г., исследуя катодные лучи, В. Рентген открыл новое излучение, которое назвал Х-лучами. Это излучение проникало практически через все тела. Оно не отклонялось магнитным полем и, кроме того, разряжало все наэлектризованные тела.

К. Лоренц объединил в своей электронной теории идеи механики, кинетическую теорию материи и теорию поля Максвелла и тем самым решил задачу построения единой теории строения вещества и излучения. В основу теории Лоренца легло понятие электрона - частицы, которая помимо механистических характеристик обладает и электрическим зарядом.

Появление новых теорий требовало изменений в представлениях о пространстве и времени. Это сделал А. Эйнштейн. Суть сформулированных Эйнштейном постулатов специальной теории относительности (СТО) состоит в том, что у Ньютона пространство и время не были связаны друг с другом, а в СТО они взаимосвязаны.

Заключение

В древних цивилизациях уже существовали люди, которые хотели знать, как на самом деле устроен мир. Эти мыслители в своих размышлениях ушли от мифологичности. Они пытались объяснить мир, исходя из него самого, искали естественные причины сущего. Этот самый первый этап развития естествознания называется натурфилософия. Большое развитие натурфилософия получила в Древней Греции.

Греческая наука о природе была наукой об естественных причинах возникновения, развития и строения мира. Глубочайший ум античности Аристотель называл эту науку физикой.

В XIV-XV вв. в Европе происходили культурные изменения, которые сопровождались переломом сознания людей. В этот период рождалась наука как систематизация проверенных знаний, отрицавшая любые сверхъестественные причины явлений, требовавшая опытного подтверждения законов.

В XVI-XVII вв. родилась новая картина мира. Этому способствовали открытия Н. Коперника, Г. Галилея, И. Ньютона.

Список литературы

1. Горелов А.А. Концепция современного естествознания. - М.: ЦЕНТР, 2000.

2. Данилова B.C., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания. — М.: Аспект Пресс, 2000.

3. Кокин А.В. Концепции современного естествознания. – М.: «ПРИОР», 1998.

4. Концепции современного естествознания /Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.

5. Мотылева Л.С. и др. Концепции современного естествознания. — Спб.: Союз, 2000.

6. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. — М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998.