Наука в XIX в.: дисциплинарная дифференциация и возникновение противоречий в классической картине мира
Вплоть до конца 18 века в науке была слабо выражена дифференциация и тенденция к обособлению научных дисциплин. Науки о природе в целом назывались естественной философией и наряду с ней существующие математика и прикладная математика (астрономия, оптика, акустика, архитектура). Лишь к концу 19в. приходит в постепенное оформление научные сообщества по дисциплинам. В этом процессе важную роль сыграли университеты, куда наука проникает как исследовательская деятельность. Возникают социальные науки: сначала история, потом психология. Происходит специализация внутри традиционных наук, таких как математика и физика. Научно-познавательная деятельность начинает функционировать на базе национальных языков. Начинают привлекаться представители разных слоев, и начинается охота за талантами. Далее возникают технические науки (из потребности производства, прежде всего), возникают технические учебные заведения. В середине 19в. возникает такой феномен как технические теории. В массовом характере возникают специализированные лаборатории. Уже с конца 18 века в естественных науках (особенно в физике) накапливаются факты, которые уже не вписывались в механическую картину мира. Подрыв картины мира шёл с двух сторон: во-первых, самой физике, а во-вторых, со стороны геологии и биологии. Фарадей обнаружил взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. Ввёл понятия электрического и магнитного полей и выдвинул идею о существовании электро-магнитного поля. Максвел создал электродинамику, построил теорию электро-магнитного поля, выдвинул идею об электро-магнитной природе света, тем самым это вызвало появление нового понимания вида материи – поля. Тем самым материя предстала не только как вещество, но и как электромагнитное поле. Вторая проблема, которую нельзя было решить с позиции механики – распространение света. В оптике возникли в концепции – корпускулярная и волновая. Автором корпускулярной теории был Ньютон. Следуя логике своего учения, он считал свет потоком корпускулярных частиц. На основе своей теории он смог объяснить преломление и отражение света. Наряду с Ньютоном другой ученый – Гюйгенс разрабатывал волновую теорию света (распространение света он рассматривал как волновые колебания светового эфира). Главный аргумент в защиту этой теории:два луча света пересекаясь пронизывают друг друга без каких-либо помех в точности как два ряда волн на воде. Было обнаружено явление дифракции (огибание волнами предметов). В начале 19 века ученый Юнг дал объяснение интерференции (интерф.образ при наложении лучей света на свет – в результате образуются темные полоски). С позиции корпуск.теории это объяснить нельзя. (на самом деле свет – это корпускул. + волна). Ламарк создал первую целостную концепцию эволюци живой природы. Изменение всех видов животных и растений он объяснял влиянием внешней среды (климат, питание) и наследственностью (стремление к усовершенствованию). В отличие от Ламарка фр. ученый Кювье не признавал изменчивости видов и объяснял смену ископаемых остатков флоры и фауны теорией катастроф. Дарвин в работе «происхождение видов путем естественного отбора» создал стройную теорию эволюции. Все растительные и животные организмы являются результатом длительного естественного развития ведут свое начало от немногих простейших существ, возникших из неживой природы. Согласно Дарвину эволюция осуществляется в результате взаимодействия 3х факторов: 1. Изменчивости 2. Наследственности 3. Естественного отбора Изменчивость служит основой образований новых признаков в строении и функции организмом. Наследственность закрепляет эти признаки, а под действием естественного отбора выживают более приспособленные организмы. Дарвин установил движущие силы эволюции органического мира и объяснил процесс развития и становления новых биологических видов. Вторая книга «происхождение человека и половой отбор».
11. Революция в науке конца XIX – начала XX вв. И утверждение в ней неклассической парадигмы. В 19 веке стало очевидно, что законы Ньютона не являются универсальными законами природы, на эту роль претендовали законы электромагнитных явлений, но именно открытия в области микромира коренным образом изменили представления о физической картине мира. В это время происходит каскад новых открытий: - 1895-96 годы открытие лучей рентгена - Беккерель открыл явление радиоактивности - супруги Кюри открыли радий - 1897 г. английский физик Томсон открыл электрон, т.е. отрицательно заряженную частицу, входящую в состав всех атомов. - 1911 г. обнаружение Резерфордом в атомах существования ядер, т.е. положительно заряженных частиц атомов. Резерфорд предложил планетарную модель атома, по которой в центре атома расположено ядро, а вокруг него вращаются, выделяя энергию электроны. В 1912 г. М.Планком было введено понятие Кванта. Планк пришёл к выводу, что в процессах излучения энергия может быть отдана или поглощена не непрерывно и не в любых количествах, а лишь в известных порциях – квантах.
Более того он вывел формулу: энергия каждого кванта пропорциональна частоте волн (цвету излучаемого света). E=h ∙ v, где E – энергия каждого кванта h – постоянная кванта v – частота волн В 1905 г. Эйнштейн перенес идею квантового теплового излучения на любое излучение (в частности на эл.-магнитное). Свет будучи волновым явлением может так же быть рассмотрен как поток фотонов (квантов света). Свет различных цветов состоит из квантов разной энергии. На основе своей теории Эйнштейн объяснил явление фотоэффекта – выбивания электронов из вещества под действием электро-магнитных волн. Теория Эйнштейна, которая опиралась на идею Планка помогла датскому физику Нильсу Бору представить новую модель атома. По теории атома Резерфорда: 1. электроны должны были упасть на ядро атома 2. спектр должен быть непрерывным. Опыты опровергали это. Бор сформулировал 2 постулата: 1. в каждом атоме несколько стационарных орбит, двигаясь по которым электрон не излучает и не поглощает энергию => не падает на электрон 2. при переходе с одной стационарной орбиты на другую атом поглощает или излучает энергию => всплеск энергии => изменение спектра. Когда теорию применили для атома водорода с 1м электроном, то теория подтвердилась, а если электронов больше, то теория не действует. Чем точнее физики пытались объяснить движение электрона по орбите, тем более опытные данные отличались от теории. Оказалось, что электрон это не точка и не твердый шарик, он обладает внутренней структурой, которая может меняться от его состояния, заряд как бы «размазан» по атому. В конце концов физики пришли к выводу, что механические законы в нем не действуют. В 1905 Эйнштейн сформулировал специальную теорию относительности, которая коренным образом изменила соотношение пространства, материи и времени. В классической механике Ньютона пространство и время как самостоятельные, невещественные сущности, существующие наряду с материей и независимо от нее. В философии существовали в это время 2 концепции: - субстанциальная - реляционная Автор субстанциальной концепции Демокрит наделяет пространство и время самостоятельным существованием. По Ньютону субстанциальная утверждает: »Пространство – это беспредельная пустота, протяжённость, в которой размещена движущаяся материя, а время – длительность, равномерное течение независимое от материальных процессов, которые в нём происходят». Эта теория получила распространение в естествознании, а в философии получила развитие реляционная концепция, по которой пространство и время – это форма существования материи, а их свойства зависят от характера взаимодействия материальных систем. Родоначальником реляционной концепции был Аристотель, а наиболее полное развитие эта концепция получила у Лейбница. Лейбниц утверждал: «Пространство – это порядок существования, а время – это порядок их (вещей) последовательностей. Но признание зависимости пространства и времени от свойств материи сопровождалось постулированием их субъективного характера. В результате реляционная концепция не пользовалась популярностью у естествоиспытателей. Реляционная концепция получила развитие и научное обоснование в теории относительности Эйнштейна. В основе специальной теории относительности лежат 2 принципа: - принцип относительности движения, сформулированный впервые ещё Галилеем в 16 веке - принцип постоянства скорости света, сформулированный Майкельсом. Выводы теории относительности Эйнштейна. Исходя из этих двух основополагающих принципов Эйнштейн вывел 2 уравнения. Закон всемирного тяготения
1. одновременность носит не абсолютный, а относительный характер (пример, свет от солнца до земли доходит примерно за 8 минут). 2. свойство пространства – времени зависит от скорости движущегося тела
L1 – длина ракеты, когда она летит с большой скоростью L0 – длина ракеты, когда она находится на земле Что происходит со временем внутри ракеты:
Вывод: при больших скоростях пространство сокращается, а время замедляется. В 1916 году Эйнштейн создал общую теорию относительности, согласно которой свойства пространства и времени находятся в зависимости от плотности вещества и поля, тем более искривлено пространство и тем сильнее эффект замедления времени под действием полей тяготения. В 1922 году, когда произошло затмение солнца, провели наблюдения и теория Эйнштейна подтвердилась.
12 Проблемы материи, пространства и времени в философии и физике. Согласно современной материалистической философии, пространство как атрибут материи характеризует ее многообразие со стороны сосуществования, рядоположенности и выступает как форма статического многообразия. Времяхарактеризует многообразие мира со стороны следования и длительности и выступает как форма динамического многообразия. Будучи атрибутами, способами существования материи, пространство и время обладает специфическими свойствами. К основным свойствам пространства относятся протяжённость, изотропность и трехмерность. Время характеризуется длительностью, одномерностью и необратимостью. К наиболее характерным свойствам пространства относится его трехмерность, которая выражается в том, что положение любого объекта может быть определено с помощью трех независимых величин. В этом отношении время одномерно, ибо для фиксации события во времени достаточно одной величины. Одномерность времени связано с его однонаправленностью и необратимостью, оно течет только в одном направлении от прошлого к настоящему и будущему. Пространство же, в отличие от времени, изотропно, то есть все направления в пространстве сами по себе равноценны, одинаковы. Геометрия Лобачевского осуществляется на так называемой псевдосфере. Так как пространство имеет три измерения, то для каждой геометрии вводится понятие кривизны пространства. В евклидовой геометрии кривизна нулевая, у Римана – положительная, у Лобачевского – Больяйя – отрицательная. Принципиальное значение для раскрытия природы пространства и времени имеет ответ на вопрос об отношении пространства и времени к материи. По этому вопросу в истории философии и естествознания существовали две точки зрения: субстанциальная и реляционная. Согласно субстанциальной концепции, пространство и время рассматриваются как самостоятельные сущности, существующие наряду с материей и независимо от нее. Родоначальником этой концепции является Демокрит, который полагал, что «в действительности существуют только атомы и пустота», то есть пространство у него наделялось самостоятельностью и мыслилось существующим наряду с атомами. Свое всестороннее развитие и завершение субстанциальная концепция пространства и времени нашла в теории Ньютона. «Пространство, - по Ньютону, - это беспредельная пустота, протяженность, в которой размещена движущаяся материя, а время – длительность, равномерное течение, независимое от материальных процессов, которые в нем происходят». Реляционная концепцияпространства и времени сложилась в философии. Согласно этой концепции, пространство и время не особые субстанциальные сущности, а формы существования материальных объектов. Соответственно в рамках этой концепции предполагалась и зависимость пространства и времени от характера взаимодействия материальных систем. Зачатки этой концепции можно обнаружить уже у Аристотеля, но наиболее четко реляционная концепция была сформулирована у Лейбница. Он считал, что пространство и время есть внутренний порядок, соотношение тел друг с другом. Пространство – это порядок сосуществования, а время – порядок последовательностей. По Лейбницу выходит, что пространство и время вне вещей и процессов не существуют. Ф. Энгельс в период безраздельного господства в науке ньютоновских представлений о пространстве и времени, за 50 лет до создания теории относительности, которая коренным образом изменила эти взгляды, писал, что «пространство и время являются основными формами всякого бытия, что бытие вне времени есть такая же величайшая бессмыслица, как и бытие вне пространства». Эти положения реляционной концепции получили блестящее естественно-научное подтверждение в специальной и общей теории относительности А. Эйнштейна.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1320)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |