История развития естественных наук. Астрономия

     СОДЕРЖАНИЕ 

     ВВЕДЕНИЕ………………...…………………………………………. 3

     ЧТО ТАКОЕ АСТРОНОМИЯ.............................………….................. 4

     ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ АСТРОНОМИИ...........................…….....……. 6

     СВЯЗЬ АСТРОНОМИИ С ДРУГИМИ НАУКАМИ........................... 9

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ.…………………………………………………… …13

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………...……......15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         ВВЕДЕНИЕ

        Все повторяется в небе над нами: каждую ночь восходят и заходят звезды, меняются лунные фазы, Солнце находит свой путь между звезд. Скорее всего, именно эти закономерности были открыты первыми астрономами, сидевшими у первобытного костра. Движение Луны (а точнее, периодичность смены лунных фаз) было положено в основу первого лунного календаря, затем было открыто движение Солнца по Зодиаку, и появился солнечный год.

     Последние четыре столетия астрономия развивалась  огромными темпами. В истории  астрономии есть событие, которое дало большой толчок для развития. Это  изобретение телескопа - астрономического оптического прибора, предназначенного для наблюдения за небесными телами.

       Астрономия, изучая небесные явления, исследуя природу, строение и развитие небесных тел, доказывает материальность Вселенной, ее естественное, закономерное развитие во времени и пространстве без вмешательства каких бы то ни было сверхъестественных сил.

     История астрономии показывает, что она была и остается ареной ожесточенной борьбы материалистического и идеалистического мировоззрений. В настоящее время  многие простые вопросы и явления  уже не определяют и не вызывают борьбы этих двух основных мировоззрений. Теперь борьба между материалистической и идеалистической философиями идет в области более сложных вопросов, более сложных проблем. Она касается основных взглядов на строение материи и Вселенной, на возникновение, развитие и дальнейшую судьбу как отдельных частей, так и всей Вселенной в целом. Что же изучает астрономия? Как развивается? С какими науками взаимодействует? На эти , а также многие другие вопросы мы и постараемся дать ответ.

     ЧТО ТАКОЕ АСТРОНОМИЯ 

       Слово "астрономия" происходит от двух греческих слов: "астрон" - звезда, светило и "номос" — закон. Астрономия — это наука о Вселенной, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел, а также их систем.

     Астрономия  изучает Солнце и звезды, планеты  и их спутники, кометы и метеорные тела, туманности, звездные системы и материю, заполняющую пространство между звездами и планетами, в каком бы состоянии эта материя ни находилась. Изучая строение и развитие небесных тел, их положение и движение в пространстве, астрономия в конечном итоге дает нам представление о строении и развитии Вселенной в целом.

      Астрономия - одна из древнейших наук. На основе анализа названий созвездий, согласно которому древнейшим, возникшим не ранее 15 000 лет назад, является не похожее на зверя созвездие Большой Медведицы жителей Евразии (Медведя у аборигенов Северной Америки), и анализа собственных движений звезд, свидетельствующем о том, что 100 000 лет назад фигура созвездия соответствовала его названию (рис.1), ряд ученых предложил гипотезу о том, что ещё неандертальцы вели наблюдения звездного неба и давали созвездиям имена.

        Рисунок 1 - Созвездие Большой Медведицы в наши дни (а) и 100 000 лет назад (б)         

         Современный вид человека появился на Земле около 50 000 лет назад. Из наблюдений за видимым движением Солнца, Луны и звезд (планеты в отдельную группу звезд ещё не выделялись) люди пришли к выводу о видимом вращении неба вокруг оси мира и определили положение полюсов. Из неравномерно расположенных на небе звезд выделялись отдельные звезды, складывавшиеся в узор созвездия; в зависимости от вызываемых ассоциаций этим крупным созвездиям давали имена.

       Астрономия имела широкое применение в Месопотамии и в Древнем Египте. Астрономические знания использовались в строительстве зданий, храмов, пирамид. Космологические представления не отличались сложностью и принципиально совпадали с представлениями первобытных людей: плоская Земля под куполообразным небом.

     Значение  астрономии определяется важностью  ее вклада в создание научной картины мира, так как астрономические знания лежат в основе системы представлений о наиболее общих законах строения и развития Вселенной. Уровень развития астрономии определяет основы мировосприятия широких масс населения в данную эпоху, формирует базовые идеи науки и особенности мировоззрения ученых.

     Более 3,5 тысяч лет назад, в эпоху  синкретичности науки и культуры, астрономия не выделялась в особую область познания. Мифологический характер осмысления окружающего мира обусловливался космической взаимосвязью всего сущего. "Земное" и "космическое" было не раздельным.

     Насущная  практическая потребность в астрономических  знаниях для определения времени  и ориентации на местности, составления  географических карт и календарей стимулировала  развитие математики, особенно вычислительной, геометрии и тригонометрии. Изобретение угломерных приборов и создание собственного математического аппарата привело к выделению астрономии из общей суммы человеческих знаний об окружающем мире в отдельную, первую из естественных наук. 

     ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ АСТРОНОМИИ.  

     Первая  революция в астрономии произошла в различных частях света в разное время в промежутке между 1,5 тыс. лет до н.э. и II век н.э. и была обусловлена прогрессом математических знаний. Главными ее достижениями стало создание сферической астрономии и астрометрии, универсальных точных календарей и геоцентрической теории, ставшей итогом развития астрономии античного мира и способствовавшей формированию формально-логического мышления и схоластического мировоззрения.

       Потребность приведения в единую систему всей суммы накопленных знаний вместе с первым мощным влиянием физики на астрономию - изобретением телескопа – привела к краху схоластического мышления и торжеству гелиоцентрической теории.

     Вторая  революция в астрономии (XVI-XVII вв.) была обусловлена прогрессом знаний о природе, в первую очередь физических, и сама стимулировала первую революцию естественных наук в XVII-XVIII веках. Для науки того времени характерна теснейшая связь между астрономией и физикой. Все великие физики того времени были астрономами, и наоборот; законы и теории физики выводились и проверялись на основе результатов астрономических наблюдений. Астрономические явления и свойства небесных объектов объяснялись на основе физических знаний. В астрономии стало исследоваться не только видимое расположение, размеры и перемещение небесных светил, но и некоторые физические характеристики: движение, размеры и масса небесных тел.

     XIX век — это время бурного  развития астрономической науки,  основой которого явилось в первую очередь разработка Ньютоном закона всемирного тяготения. Окончательно этот закон был обоснован в работах Галлея, посвященных комете, и позднее получил его имя. Небесная механика в это время развивается особенно бурно, внимание ученых привлекают задачи поиска неизвестных планет Солнечной системы.

     Важнейшими  достижениями астрономии Нового времени  стали: создание, объяснение и подтверждение  гелиоцентрической теории, законов  движения планетных тел, теории Всемирного тяготения, небесной механики, изобретение оптических телескопов, открытие новых планет, спутников, пояса астероидов, комет, метеороидов, изучение основных характеристик Солнечной системы и входящих в ее состав космических тел, звездных систем и туманностей, создание первых научных космогонических и космологических гипотез.

     Эволюция  астрономических знаний привела  к возникновению и развитию некоторых  философских учений: вульгарного (механического) материализма и объективного идеализма  Канта и Гегеля.

     В дальнейшем бурное развитие и растущая дифференциация естественно-математических наук привели к обособлению физики от астрономии, сопровождающемуся "потребительским" отношением к физике со стороны астрономов и недооценкой физиками роли астрономии в создании общей системы физических знаний.

     Создание  новых методов астрономических  наблюдений на основе новых физических открытий (спектроскопии, фотографии, фотометрии) и увеличение мощности астрономических инструментов привело  к качественному скачку в знаниях  о физической природе космических  объектов и их систем, космических процессов и явлений и к возникновению нового, самого обширного и многообещающего раздела современной астрономии - астрофизике, а также космохимии. Исследования химического состава космических тел подтвердили материальное единство Вселенной. Был проведен ряд исследований и сделаны открытия, значительно расширившие знания о Вселенной: измерены межзвездные расстояния, открыта межзвездная среда, новые классы космических тел, установлены закономерности в физических характеристиках звезд, исследована структура Галактики. Однако астрономия оставалась в целом "статичной" наукой, изучавшей неизменную во времени Вселенную, отсутствовала генетическая связь между космическими объектами разного типа. Астрономия была чисто "наблюдательной" и "оптической" наукой, исследовавшей космос лишь в узком диапазоне частот излучения видимого света. Она довольно успешно применяла знания по классической физике, волновой оптике, термо- и электродинамике для объяснения новых открытий и создания инструментов, однако физики практически перестали использовать астрономические данные в своих работах. Возможно, это послужило одной из причин кризиса физики в конце XIX и отразилось на развитии астрономии в начале ХХ века.

     Третья  революция в астрономии (50-70 гг. ХХ века) целиком обусловлена прогрессом физики и ее влиянием на технологию.

     Астрономия  стала всеволновой и всекорпускулярной: космические объекты наблюдаются во всем диапазоне электромагнитного излучения и испускания элементарных частиц.

     Астрономия  становится экспериментальной: средства космонавтики позволяют проводить прямое изучение космических тел, явлений и процессов.

     Астрономия  приобрела эволюционный характер: космические объекты исследуются на протяжении всей эволюции и во взаимосвязи между собой.

     "Земное" и "космическое" тесно взаимосвязано; космические объекты, явления и процессы обусловливают или оказывают влияние на протекание процессов на поверхности Земли, на ее биосферу и человечество. Жизнь является закономерным этапом развития материи и фактором космического порядка. Законы классических наук - физики, химии, географии являются частными (предельными) случаями, следствиями действия законов более высокого порядка, действующими во Вселенной.

     СВЯЗЬ АСТРОНОМИИ С ДРУГИМИ НАУКАМИ 

     Растущая  взаимосвязь астрономии с естественно-математическими науками обусловлена современными тенденциями в развитии познания окружающего мира: разрастанию и укреплению "межнаучных" связей и ликвидации монополизма на исключительно "свои" объекты науки с использование собственных специфических методов исследования.

1 - гелиобиология 
2 - ксенобиология 
3 - космическая биология и медицина 
4 - математическая география 
5 - космохимия 
А - сферическая астрономия 
Б - астрометрия 
В - небесная механика 
Г - астрофизика 
Д - космология 
Е - космогония 
Ж - космофизика

            Рисунок 2 — Связь астрономии и других естественных наук

       В настоящее время взаимоотношения между физикой и астрономией нормализовались. Обе науки вместе вышли на единый рубеж исследований. Появление новых методов исследований и инструментов (создание системы радиоинтерферометров космического масштаба, космических оптических телескопов, нейтринной астрономии, исследования Солнечной системы средствами космонавтики) определяется уровнем развития технологии и сопровождается резким удорожанием и возрастающей сложностью их проведения, требует координации усилий, сотрудничества ученых всего мира.

     Астрономия  использует физические знания для объяснения космических явлений и процессов, установления природы и основных характеристик и свойств космических объектов и их систем. Уровень современных физических знаний достаточен для объяснения большинства явлений и процессов в макро- и микромире, основанных на взаимодействиях атомных ядер, электронных оболочек атомов и квантов электромагнитного излучения (возникновение, состав, строение, энергетика, движение и эволюция, взаимодействие звезд, туманностей, планетных тел и их систем).

     Физика  использует данные астрономических  наблюдений для корректировки известных  физических законов и теорий; открытия новых физических явлений, процессов и закономерностей; экспериментального подтверждения законов и теорий; исследований принципиально невоспроизводимых или трудновоспроизводимых в земных лабораториях физических явлений, процессов и объектов (термоядерные реакции, поведение горячей плазмы в магнитном поле, эффекты релятивистской теории и т. д.).

     До  середины ХХ века основными способами  определения географических координат  местности, морской и сухопутной навигации были астрономические  наблюдения. С появлением радиофизики и космонавтики, широким применением радиосвязи и навигационных спутников в астрономических методах отпала нужда, и сейчас вышеупомянутые разделы физики и технологии позволяют астрономам и географам уточнять фигуру и некоторые другие характеристики Земли.

     Взаимодействие  астрономии и физики продолжает оказывать  влияние на развитие других наук, технологии, энергетики и различных отраслей народного хозяйства. Хрестоматийным примером стало создание и развитие космонавтики. Разрабатываются способы удержания плазмы в ограниченном объеме, концепция "бесстолкновительной" плазмы,  квантовые усилители излучения (мазеры) и т. д.

     Астрономию  и химию связывают вопросы исследования происхождения и распространенности химических элементов и их изотопов в космосе, химическая эволюция Вселенной. Возникшая на стыке астрономии, физики и химии наука космохимия тесно связана с астрофизикой, космогонией и космологией, изучает химический состав и дифференцированное внутреннее строение космических тел, влияние космических явлений и процессов на протекание химических реакций, законы распространенности и распределения химических элементов во Вселенной, сочетание и миграцию атомов при образовании вещества в космосе, эволюцию изотопного состава элементов. Большой интерес для химиков представляют исследования химических процессов, которые из-за их масштабов или сложности трудно или совсем невоспроизводимых в земных лабораториях (вещество в недрах планет, синтез сложных химических соединений в темных туманностях и т. д.).

     Астрономию, географию и геофизику связывает изучение Земли как одной из планет Солнечной системы, ее основных физических характеристик (фигуры, вращения, размеров, массы и т. д.) и влияния космических факторов на географию Земли: строение и состав земных недр и поверхности, рельеф и климат, периодические, сезонные и долговременные, местные и глобальные изменения в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли - магнитные бури, приливы, смена времен года, дрейф магнитных полей, потепления и ледниковые периоды и т. д., возникающие в результате воздействия космических явлений и процессов (солнечной активности, вращения Луны вокруг Земли, вращения Земли вокруг Солнца и др.); а также не потерявшие своего значения астрономические методы ориентации в пространстве и определения координат местности.

     Связь астрономии и биологии определяется их эволюционным характером. Астрономия изучает эволюцию космических объектов и их систем на всех уровнях организации неживой материи аналогично тому, как биология изучает эволюцию живой материи. Все космические объекты и их системы, подобно биологическим, эволюционируют с характерными для них шкалами времени. Эволюция неживой и живой материи идет "от простого к сложному", существование и развитие объектов обусловлено внутренними динамическими процессами; движущими факторами эволюции являются расширение Метагалактики (Вселенной) и гравитационная неустойчивость.

     Взаимосвязь астрономии и биологии обусловлена  взаимным влиянием эволюций неживой  и живой природы. Астрономию и  биологию связывают проблемы возникновения и существования жизни и разума на Земле и во Вселенной, проблемы земной и космической экологии и воздействия космических процессов и явлений на биосферу Земли.

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       
     Астрономия и ее методы имеют большое значение в жизни современного общества. Вопросы, связанные с измерением времени и обеспечением человечества знанием точного времени, решаются теперь специальными лабораториями - службами времени, организованными, как правило, при астрономических учреждениях.

     Астрономические методы ориентировки наряду с другими по-прежнему широко применяются в мореплавании и в авиации, а в последние годы - и в космонавтике. Вычисление и составление календаря, который широко применяется в народном хозяйстве, также основаны на астрономических знаниях.

     Составление географических и топографических  карт, предвычисление наступлений морских  приливов и отливов, определение  силы тяжести в различных точках земной поверхности с целью обнаружения  залежей полезных ископаемых - все  это в своей основе имеет астрономические методы.

     Исследования  процессов, происходящих на различных  небесных телах, позволяют астрономам изучать материю в таких ее состояниях, какие еще не достигнуты в земных лабораторных условиях. Поэтому астрономия, и в частности астрофизика, тесно связанная с физикой, химией, математикой, способствует развитию последних, а они, как известно, являются основой всей современной техники. Достаточно сказать, что вопрос о роли внутриатомной энергии впервые был поставлен астрофизиками, а величайшее достижение современной техники - создание искусственных небесных тел (спутников, космических станций а кораблей) вообще было бы немыслимо без астрономических знаний.

     Сами  наблюдения небесных явлений не дают нам оснований непосредственно  обнаружить их истинные причины. При отсутствии научных знаний это приводит к неверному их объяснению, к суевериям, мистике, к обожествлению самих явлений и отдельных небесных тел.  
В этом плане астрономия выступает в борьбе против идеализма, религии, мистики и поповщины. Ее роль в формировании правильного диалектик-материалистического мировоззрения огромна, ибо именно она определяет положение Земли, а вместе с ней и человека в окружающем нас мире, во Вселенной.

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. А.Берри; под ред.: Фогель Р.Ф.; пер.: Займовский С.Г. // Краткая                история астрономии — М.-Л.: Гостехиздат. - 1946.
2. http://www.rgo.ru/2011/01/istoriya-astronomii/
3. http://www.astro-web.ru/astro
4. http://www.gruytuyzena.ru/spor-o-nalichii-jizni-v-solnechnoy-sisteme-v-1750-1900-gg.html
5. http://nashivkosmose.ru/nauchnie-otkritiya-18-veka.html