V starovekom svete sa prírodné vedy nazývali grécky fysis, odtiaľ moderný názov základnej prírodnej vedy – fyzika. Fýza sa chápala ako poznanie sveta okolo seba človeka. V Európe boli vedecké poznatky tzv prírodná filozofia pretože vznikli v dobe, keď sa filozofia považovala za hlavnú vedu; v Nemecku 19. storočia. Prírodná filozofia bol názov pre všetky prírodné vedy všeobecne.

V modernom svete sa prírodná veda chápe buď ako: a) jednotná veda o prírode ako celku; b) súhrn prírodných vied. V každom prípade je predmetom štúdia prírodných vied príroda, chápaná ako svet okolo človeka, vrátane človeka samotného.

Prírodné vedy sú fyzika, chémia, biológia, kozmológia, astronómia, geografia, geológia, psychológia (nie úplne) a takzvané zadkové vedy - astrofyzika, biofyzika, biochémia atď a aplikované vedy - geografia, geochémia, paleontológia atď.

Pôvodne stála prírodná veda pred úlohou poznať okolitý svet a jeho objektívne zákonitosti. V staroveku sa tým zaoberala matematika a filozofia, neskôr - matematika, chémia a fyzika a po rozdelení vedeckých poznatkov na užšie vedy - všetky vyššie uvedené a užšie neuvedené.

Relatívne povedané, prírodná veda bola povolaná vyriešiť množstvo záhad alebo takzvaných večných otázok: o pôvode sveta a človeka, o úrovniach štruktúry sveta, o premene mŕtvych na živých a , naopak, o vektore smeru času, o možnosti ultradlhého cestovania vesmírom a pod.. V každej etape rozvoja poznania sa ukázalo, že úlohy boli vyriešené len čiastočne. A každá nová etapa poznania približovala riešenie, ale nedokázal vyriešiť problémy.

Pod súborom úloh sa v modernej prírodovede rozumie poznanie objektívnych prírodných zákonitostí a presadzovanie ich praktického využitia v záujme človeka, pričom rozhodujúcim faktorom determinujúcim otázky financovania je praktická hodnota získaných poznatkov: perspektívne vedné odbory dostávajú dobré financovanie, neperspektívne sa rozvíjajú pomalšie z dôvodu slabého financovania.

2. Vzťah prírodných vied

Všetky javy na svete sú navzájom prepojené, preto sú prirodzené úzke väzby medzi vedami o prírode. Akýkoľvek živý a neživý objekt okolitého sveta možno opísať matematicky (veľkosť, hmotnosť, objem, pomer medzi týmito kategóriami), fyzikálne (vlastnosti látky, kvapaliny, plynu, z ktorých pozostáva), chemicky (vlastnosti chemickej látky). procesy v ňom prebiehajúce a reakcie látky objektu ) atď.

Inými slovami, predmety okolitého sveta, či už sú živé alebo neživé, sa riadia zákonmi existencie tohto sveta objavenými človekom – fyzikálnymi, matematickými, chemickými, biologickými atď. Dlho existovala zjednodušená pri pohľade na zložité živé objekty a javy sa snažili aplikovať rovnaké zákony, aké existujú v neživej prírode, keďže vedci dokázali pochopiť a opísať procesy v živých organizmoch len z mechanistického hľadiska.

Bol to zjednodušený, hoci na tú dobu dosť vedecký pohľad; voláme ho zníženie.

V modernom vedeckom poznaní naopak existuje iný prístup - holistický alebo holistický. V zložitých objektoch a javoch pôsobia všetky človeku známe prírodné zákony, ktoré však nepôsobia oddelene, ale v syntéze, preto nemá zmysel ich brať do úvahy izolovane od seba. zníženie prístup určil použitie analytickej metódy, to znamená, že predpokladal rozklad zložitého objektu na najmenšie zložky, holistický zahŕňa štúdium objektu ako súboru všetkých jeho komponentov, čo si vyžaduje štúdium všetkých existujúcich vzťahov na oveľa zložitejšej úrovni. Ukázalo sa, že ani pre štúdium neživej hmoty sa nestačí spoliehať na známe zákony fyziky a chémie, ale vyžaduje sa vytvorenie nových teórií, ktoré takéto objekty zvažujú z nového uhla pohľadu. Známe zákony sa tým nezrušili a nové teórie otvorili nové obzory poznania a prispeli k zrodu nových odvetví prírodných vied (napríklad kvantovej fyziky).

3. Rozdelenie prírodných vied na základné a aplikované

Prírodné vedy možno rozdeliť na základné a aplikované. Aplikovaná veda riešia určitú spoločenskú objednávku, to znamená, že ich existencia smeruje k splneniu úlohy od spoločnosti, ktorá je v danom štádiu jej vývoja žiadaná. Základné vedy neplnia žiaden príkaz, sú zaneprázdnení získavaním vedomostí o svete, keďže získavanie takýchto vedomostí je ich priamou povinnosťou.

Nazývajú sa základnými, pretože sú základom, na ktorom sú postavené aplikované vedy a vedecko-technický výskum (alebo technológie). V spoločnosti vždy existuje skeptický postoj k základnému výskumu, čo je pochopiteľné: neprinášajú potrebné dividendy okamžite, pretože predbiehajú vývoj aplikovaných vied existujúcich v spoločnosti a toto oneskorenie „užitočnosti“ sa zvyčajne prejavuje v priebehu desaťročí a niekedy aj storočí. Keplerov objav zákonov vzťahu medzi obežnou dráhou kozmických telies a ich hmotnosťou nepriniesol modernej vede žiadny úžitok, ale s rozvojom astronómie a potom vesmírneho výskumu sa stal aktuálnym.

Zásadné objavy sa postupom času stávajú základom pre vznik nových vied alebo odborov existujúcich vied a prispievajú k vedecko-technickému pokroku ľudstva. Aplikované vedy sú silne spojené s pokrokom takéhoto poznania, spôsobujú prudký rozvoj nových technológií.

Pod technológiami v užšom zmysle je zvyčajné rozumieť súhrn poznatkov o spôsoboch a prostriedkoch vedenia výrobných procesov, ako aj o samotných technologických procesoch, pri ktorých dochádza ku kvalitatívnej zmene spracovávaného predmetu; v širšom zmysle ide o metódy dosahovania cieľov stanovených spoločnosťou, determinovaných stavom poznania a spoločenskou efektívnosťou.

V bežnom živote sú technológie chápané ako technické zariadenia (ešte užší zmysel toho slova). Ale v každom zmysle je technológia podporovaná aplikovanými vedami a aplikované vedy sú podporované základnými vedami. A je možné vybudovať trojúrovňovú schému vzájomných prepojení: základné vedy budú zaberať veliace výšky, aplikované vedy sa zdvihnú o poschodie nižšie, technológie, ktoré nemôžu existovať bez vied, budú na dne.

4. Prírodoveda a humanitná kultúra

Pôvodné poznanie sveta sa nedelilo na prírodné vedy a umenie, v Grécku prírodná filozofia študovala svet komplexne, bez snahy oddeľovať materiálne od duchovného alebo duchovno od materiálneho. Tento proces rozdeľovania poznatkov na dve časti prebiehal v stredovekej Európe (aj keď pomaly) a svoj vrchol dosiahol v novoveku, keď prebiehali sociálne revolúcie, ktoré viedli k priemyselným revolúciám a hodnota vedeckých poznatkov vzrástla, keďže len ona sama prispeli k pokroku.

Duchovná kultúra (umenie, literatúra, náboženstvo, morálka, mytológia) nemohla prispieť k materiálnemu pokroku. Technologickí investori sa o to nezaujímali. Ďalším dôvodom bolo, že humanitná kultúra bola presýtená náboženstvom a nenapomáhala rozvoju prírodovedného poznania (skôr brzdila). Rýchlo sa rozvíjajúce prírodné vedy začali v sebe veľmi rýchlo izolovať stále nové a nové odbory a stávali sa samostatnými vedami. Filozofia bola jediným putom, ktoré im bránilo rozpadnúť sa na izolované a do seba uzavreté vedy.

Filozofia bola podľa definície vedou humanitných vied, ale základom prírodných disciplín. Postupom času bolo vo vedách stále menej filozofie a stále viac výpočtov a aplikovaných prvkov. Ak sa v stredoveku študovali vesmírne zákony s globálnym cieľom – poznať svetový poriadok daný ľuďom Bohom, aby sa človek zlepšil pre život vo svete vybudovanom Bohom, tak v neskoršom období humanitný zložka opustila prírodné vedy, zaoberali sa získavaním „čistých“ poznatkov a objavovaním „čistých“ zákonov, založených na dvoch princípoch: odpovedať na otázku „ako to funguje“ a poskytovať rady „ako to využiť na pokrok ľudstvo."

Došlo k rozdeleniu mysliacej časti ľudstva na humanitné vedy a prírodovedcov. Vedci začali opovrhovať humanitnými vedami pre ich neschopnosť používať matematický aparát a humanisti začali vedcov chápať ako „práskačov“, v ktorých už nezostalo nič ľudské. Tento proces dosiahol svoj vrchol v druhej polovici 20. storočia. Potom sa však ukázalo, že ľudstvo sa dostalo do ekologickej krízy a humanitné poznatky sú nevyhnutné ako prvok pre normálne fungovanie prírodných vied.

5. Etapy prírodovedného poznania prírody

História vývoja vedeckého poznania je dlhý a zložitý proces, ktorý možno podmienečne rozdeliť do niekoľkých etáp.

Prvé štádium pokrýva obdobie od zrod prírodnej filozofie až do 15. storočia. V tomto období sa vedecké poznatky vyvíjali synkreticky, teda nediferencovane. Naturfilozofia predstavovala svet ako celok, filozofia bola kráľovnou vied. Hlavnými metódami prírodnej filozofie boli pozorovanie a dohady. Postupne sa okolo 13. storočia začali z prírodnej filozofie objavovať vysoko špecializované oblasti poznania – matematika, fyzika, chémia atď. V 15. storočí. tieto oblasti poznania sa formovali v konkrétnych vedách.

Druhá fáza - od 15. do 18. storočia. Analýza sa dostala do popredia v metódach vied, pokuse rozdeliť svet na stále menšie časti a študovať ich. Hlavným problémom tejto doby bolo hľadanie ontologického základu sveta, štruktúrovaného z primitívneho chaosu. Stále jemnejšie delenie sveta na časti spôsobilo aj jemnejšie delenie prírodnej filozofie na samostatné vedy a tie na ešte menšie. (Z jedinej filozofickej alchýmie sa vytvorila veda o chémii, ktorá sa potom rozdelila na anorganickú a organickú, fyzikálnu a analytickú atď.)

V druhej fáze sa objavila nová vedecká metóda - experimentovať. Poznatky sa získavali najmä empiricky, teda experimentálne. Pozornosť však nebola zameraná na javy, ale na objekty (objekty), vďaka ktorým bola príroda vnímaná staticky, a nie zmenene.

Tretia etapa pokrýva XIX-XX storočia. Bolo to obdobie prudkého rastu vedeckého poznania, rýchleho a krátkeho vedeckého pokroku. Za toto obdobie dostalo ľudstvo viac vedomostí ako za celú históriu existencie vedy. Toto obdobie sa zvyčajne nazýva syntetické, pretože hlavným princípom tohto času je syntéza.

Od konca 20. stor veda sa posunula ďalej integrálno-diferenciálny stupeň . To vysvetľuje vznik univerzálnych teórií, ktoré spájajú údaje z rôznych vied s veľmi silnou humanitárnou zložkou. Hlavná metóda je kombinácia syntézy a experimentu.

6. Formovanie vedeckého obrazu sveta

Vedecký pohľad na svet, podobne ako samotná veda, prešiel niekoľkými fázami vývoja. Najprv dominoval mechanický obraz sveta, riadi sa pravidlom: ak sú vo svete fyzikálne zákony, potom ich možno aplikovať na akýkoľvek subjekt sveta a akýkoľvek jeho jav. V tomto obraze sveta nemohli byť žiadne nehody, svet pevne stál na princípoch klasickej mechaniky a poslúchal zákony klasickej mechaniky.

Mechanistický pohľad na svet sa formoval v ére prítomnosti náboženského vedomia aj medzi samotnými vedcami: základ sveta našli v Bohu, zákony mechaniky boli vnímané ako zákony Stvoriteľa, svet bol považovaný za len ako makrokozmos, pohyb - ako mechanický pohyb boli všetky mechanické procesy spôsobené princípom komplexného determinizmu, ktorý sa vo vede chápe ako presná a jednoznačná definícia stavu akéhokoľvek mechanického systému.

Obraz sveta v tej dobe vyzeral ako dokonalý a presný mechanizmus, ako hodiny. V tomto obraze sveta nebola žiadna slobodná vôľa, bol tam osud, nebola tam žiadna sloboda voľby, bol tam determinizmus. Bol to svet Laplace.

Tento obraz sveta sa zmenil elektromagnetické, ktorá bola založená nie na makrokozme, ale na poli a vlastnostiach polí práve objavených človekom – magnetických, elektrických, gravitačných. Bol to svet Maxwella a Faradaya. Bol nahradený obraz kvantového sveta, ktorý považoval za najmenšie zložky - mikrosvet s rýchlosťami častíc blízkymi rýchlosti svetla a obrie vesmírne objekty - megasvet s obrovskými hmotnosťami. Tento obrázok sa podriadil relativistickej teórii. Bol to svet Einsteina, Heisenberga, Bohra. Od konca 20. stor objavil sa moderný obraz sveta - informačný, synergický, postavená na báze samoorganizujúcich sa systémov (živej aj neživej prírody) a teórie pravdepodobnosti. Toto je svet Stephena Hawkinga a Billa Gatesa, svet vesmírnych záhybov a umelej inteligencie. Technológia a informácie sú v tomto svete všetkým.

7. Globálne prírodovedné revolúcie

Charakteristickým rysom rozvoja prírodných vied je to, že sa dlho vyvíjali v rámci prírodnej filozofie a potom sa rozvíjali prudkými revolučnými zmenami - prírodovedné revolúcie. Vyznačujú sa nasledujúcimi znakmi: 1) odhalenie a zavrhnutie starých myšlienok, ktoré bránia pokroku; 2) zlepšenie technickej základne s rýchlym rozširovaním vedomostí o svete a vznikom nových myšlienok; 3) vznik nových teórií, konceptov, princípov, zákonov vedy (ktoré dokážu vysvetliť fakty, ktoré sú z pohľadu starých teórií nevysvetliteľné) a ich rýchle uznanie ako zásadné. Revolučné dôsledky môže vyvolať tak činnosť jedného vedca, ako aj činnosť tímu vedcov či celej spoločnosti.

Revolúcie v prírodných vedách môžu odkazovať na jednu z tri typy:

1) globálne- neovplyvňujú jeden konkrétny jav alebo oblasť poznania, ale všetky naše poznatky o svete ako celku, tvoriac buď nové odvetvia vedy, alebo nové vedy a niekedy úplne premieňajú predstavu spoločnosti o štruktúre svet a vytváranie iného spôsobu myslenia a iných smerníc;

2) miestne- postihnúť jednu oblasť poznania, jednu fundamentálnu vedu, kde sa zásadná myšlienka radikálne zmení, obráti základné poznatky tohto odvetvia naruby, no zároveň neovplyvní nielen základy, ale ani fakty v susednej oblasti vedomosti (napr. Darwinova teória vymazala axiómu biológie o nemennosti druhov živých bytostí, ale nijako neovplyvnila fyziku, chémiu ani matematiku);

3) súkromné- týkajú sa jednotlivých neživotaschopných, ale rozšírených teórií a konceptov v niektorej oblasti poznania - rúcajú sa pod tlakom faktov, ale staré teórie, ktoré nie sú v rozpore s novými faktami, zostávajú a plodne sa rozvíjajú. Z nových myšlienok sa môže zrodiť nielen nová teória, ale aj nový vedný odbor. Základná myšlienka v ňom neodmieta staré zakotvené teórie, ale vytvára takú revolučnú, že si nenájde miesto vedľa starých a stáva sa základom pre nový vedný odbor.

8. Revolúcie v kozmológii a prírodných vedách

Demolácia starého videnia sveta v prírodnej vede vždy úzko súvisela s kozmologickými a astronomickými poznatkami. Kozmológia, ktorá sa zaoberala otázkami pôvodu sveta a človeka v ňom, vychádzala z existujúcich mýtov a náboženských predstáv ľudí. Obloha v ich svetonázore zaujímala popredné miesto, pretože všetky náboženstvá ju vyhlásili za miesto, kde žijú bohovia, a viditeľné hviezdy boli považované za inkarnácie týchto bohov. Kozmológia a astronómia sú stále úzko prepojené, hoci vedecké poznatky sa zbavili bohov a prestali považovať vesmír za svoj biotop.

Prvý ľudský kozmologický systém bol topocentrický, teda kto považoval za hlavné miesto vzniku života osadu, kde sa zrodil mýtus o vzniku života, človeku a nejakom miestnom bohu. Topocentrický systém umiestnil centrum pôvodu života na planéte. Svet bol plochý.

S rozširovaním kultúrnych a obchodných väzieb bolo príliš veľa miest a bohov na to, aby existovala topocentrická schéma. Objavil sa geocentrický systém (Anaximander, Aristoteles a Ptolemaios), ktorý uvažoval o problematike vzniku života v globálnom, planetárnom objeme a umiestnil Zem do stredu sústavy planét, ktoré pozná človek. Ako výsledok Aristotelovská revolúcia svet sa stal guľovým a slnko sa otáčalo okolo zeme.

Geocentrický nahradený heliocentrický systém, v ktorom bolo Zemi pridelené obyčajné miesto medzi ostatnými planétami a slnko nachádzajúce sa v strede slnečnej sústavy bolo vyhlásené za zdroj života. To bolo Kopernikova revolúcia. Kopernikove myšlienky prispeli k zbaveniu sa dogmatizmu náboženstva a vzniku vedy v jej modernej podobe (klasická mechanika, vedecké práce Keplera, Galilea, Newtona).

Kopernikov súčasník J. Bruno predložil v jeho dobe nedocenenú myšlienku polycentrizmus- teda pluralita svetov. O niekoľko storočí neskôr bola táto myšlienka stelesnená v dielach Einsteina a relativistickej teórie (teória relativity), objavil sa kozmologický model homogénneho a izotropného vesmíru a kvantová fyzika.

Svet stojí na prahu novej globálnej revolúcie v prírodných vedách, musí sa zrodiť teória, ktorá spája všeobecnú teóriu relativity so štruktúrou hmoty.

9. Úrovne vedeckého poznania

Moderná prírodná veda funguje na dvoch úrovniach vedeckého poznania – empirickej a teoretickej.

Empirická úroveň poznania znamená experimentálne získavanie faktografického materiálu. Empirické poznatky zahŕňajú senzoricko-vizuálne metódy a metódy poznávania (systematické pozorovanie, porovnávanie, analógia a pod.), ktoré prinášajú množstvo faktov, ktoré si vyžadujú spracovanie a systematizáciu (zovšeobecnenie). V štádiu empirického poznania sa fakty zaznamenávajú, podrobne opisujú a systematizujú. Na získanie faktov sa experimenty vykonávajú pomocou záznamových zariadení.

Hoci pozorovanie zahŕňa použitie piatich zmyslov človeka, vedci neveria priamym pocitom a vnemom človeka a kvôli presnosti používajú nástroje, ktoré nie sú schopné chyby. Ale človek je stále prítomný ako pozorovateľ, objektivita empirickej roviny nie je schopná vypnúť subjektívny faktor – pozorovateľa. Experimenty sú charakterizované metódami kontroly a opätovnej kontroly údajov.

Teoretická úroveň vedomostí znamená spracovanie empirických výsledkov a vytváranie teórií, ktoré dokážu dáta vysvetliť. Práve na tejto úrovni prebieha formulovanie zákonitostí a zákonitostí objavených vedcami, a nie len opakujúce sa sekvencie či nesúrodé vlastnosti niektorých javov či objektov. Úlohou vedca je nájsť, vysvetliť a vedecky podložiť vzory v empiricky získanom materiáli a na tomto základe vytvoriť jasný a harmonický systém svetového poriadku. Teoretická úroveň poznania má dve odrody: abstraktné fundamentálne teórie (ležiace bokom od existujúcej reality) a teórie zamerané na špecifické oblasti praktického poznania.

Empirické a teoretické poznatky sú navzájom prepojené a jedno bez druhého neexistuje: experimenty sa robia na základe existujúcich teórií; teórie sú postavené na základe získaného experimentálneho materiálu. Ak nezodpovedá existujúcim teóriám, potom je buď nepresná, alebo je potrebné vytvoriť novú teóriu.

10. Všeobecné vedecké metódy poznávania: analýza, syntéza, zovšeobecnenie, abstrakcia, indukcia, dedukcia

Všeobecné vedecké metódy poznania zahŕňajú analýzu, syntézu, zovšeobecnenie, abstrakciu, indukciu, dedukciu, analógiu, modelovanie, historickú metódu, klasifikáciu.

Analýza- duševný alebo skutočný rozklad predmetu na jeho najmenšie časti. Syntéza - kombinovanie prvkov skúmaných ako výsledok analýzy do jedného celku. Analýza a syntéza sa používajú ako doplnkové metódy. Základom tohto spôsobu poznania je túžba niečo rozobrať, aby ste pochopili, prečo a ako to funguje, a poskladať to znova, aby ste sa uistili, že to funguje práve preto, že to má naštudovanú štruktúru.

Zovšeobecnenie- proces myslenia, ktorý spočíva v prechode od individuálneho k celku, od konkrétneho k všeobecnému (v princípoch formálnej logiky: Kai je človek, všetci ľudia sú smrteľní, Kai je smrteľný).

Abstrakcia - proces myslenia, ktorý spočíva v pridávaní určitých zmien do skúmaného objektu alebo v vylúčení z úvahy niektorých vlastností predmetov, ktoré sa nepovažujú za podstatné. Abstrakcie sú veci ako

(vo fyzike) hmotný bod s hmotnosťou, ale bez iných vlastností, nekonečná priamka (v matematike) atď. Indukcia- proces myslenia, ktorý spočíva vo vyvodzovaní všeobecného postoja z pozorovania množstva konkrétnych individuálnych skutočností. Indukcia môže byť úplná alebo neúplná. Plná indukcia zabezpečuje pozorovanie celého súboru objektov, z čoho vyplývajú všeobecné závery, no v experimentoch sa využíva neúplná indukcia, ktorý robí záver o súhrne objektov na základe štúdia časti objektov. Neúplná indukcia predpokladá, že podobné objekty vyňaté zo zátvoriek experimentu majú rovnaké vlastnosti ako tie, ktoré boli študované, a to umožňuje použiť experimentálne údaje na teoretické zdôvodnenie. Neúplná indukcia je tzv vedecký. Odpočet- proces myslenia, ktorý spočíva vo vedení analytického uvažovania od všeobecného ku konkrétnemu. Dedukcia je založená na zovšeobecnení, ale vykonáva sa od niektorých počiatočných všeobecných ustanovení, ktoré sa považujú za nesporné, ku konkrétnemu prípadu, aby sa dosiahol skutočne správny záver. Deduktívna metóda sa najviac používa v matematike.

Veda o prírode, teda prírodná veda, sa tradične delí na také viac-menej samostatné sekcie ako fyzika, chémia, biológia a psychológia.

Fyzika sa nezaoberá len všetkými druhmi hmotných telies, ale hmotou všeobecne. Chémia - so všetkými druhmi takzvanej substanciálnej hmoty, teda s rôznymi látkami, alebo látkami. Biológia - so všetkými druhmi živých organizmov.

Žiadna vedná disciplína sa neobmedzuje len na zbieranie pozorovateľných faktov. Úlohou vedy nie je len popisovať, ale aj vysvetľovať, a to nie je nič iné, ako nájsť závislosti, ktoré umožňujú jednu množinu javov, často veľmi širokú, odvodiť na základe teórie od inej, spravidla užšej súbor javov.

„Dialektická logika sa na rozdiel od starej, čisto formálnej logiky,“ hovorí Engels, „neuspokojí s vymenúvaním a bez akéhokoľvek prepojenia stavaním foriem pohybu myslenia vedľa seba... naopak, dedukuje tieto formy jednu od druhej, vytvára medzi nimi vzťah podriadenosti a nie koordinácie, z nižších rozvíja vyššie formy.

Klasifikácia vied, ktorú navrhol F. Engels, spĺňala práve tieto požiadavky. Po stanovení pozície, podľa ktorej každá forma pohybu hmoty zodpovedá svojej vlastnej špecifickej „forme pohybu myslenia“, teda vednému odboru, F. Engels zistil, že obe formy pohybu hmoty a medzi ich odrazom v hlave človeka – vedných odborov, existujú vzťahy podriadenosti. Tieto vzťahy vyjadril v podobe hierarchie prírodných vied: biológia, chémia, fyzika.

A aby F. Engels zdôraznil, že toto hierarchické prepojenie medzi prírodnými vedami určuje ich jednotu, teda celistvosť všetkých prírodných vied ako jedného systému, uchýlil sa k takým definíciám odvetví prírodných vied, ktoré naznačujú pôvod vyšších foriem z r. nižšie, „jeden od druhého“ . Fyziku nazval „mechanikou molekúl“, chémiu „fyzikou atómov“ a biológiu „chémiou bielkovín“. F. Engels zároveň poznamenal, že tento druh techniky nemá nič spoločné s mechanistickým pokusom redukovať jednu formu na druhú, že ide len o demonštráciu dialektického prepojenia medzi rôznymi úrovňami tak materiálnej organizácie, ako aj jej poznania, a že ide len o demonštráciu dialektického spojenia medzi rôznymi úrovňami materiálnej organizácie a jej poznania. a zároveň je ukážkou skokov z jednej diskrétnej úrovne vedeckého poznania do druhej a kvalitatívnych rozdielov medzi týmito úrovňami.

Treba však mať na pamäti podmienenú (relatívnu) platnosť akéhokoľvek členenia prírodných vied na samostatné prírodovedné disciplíny a jej bezpodmienečnú (zásadovú) celistvosť. Svedčí o tom systematický vznik interdisciplinárnych problémov a príbuzných syntetických predmetov (ako fyzikálna chémia alebo chemická fyzika, biofyzika, biochémia, fyzikálno-chemická biológia).

Pri formovaní všeobecných – prírodno-filozofických – predstáv o prírode bola spočiatku vnímaná ako niečo zásadne celistvé, jednotné, alebo aspoň ako-tak spojené. Keďže sa však vyžadovalo, aby boli špecifické znalosti o prírode podrobné, formovali sa ako samostatné oddelenia prírodných vied, predovšetkým tie základné, a to fyzika, chémia a biológia. Túto analytickú etapu skúmania prírody, spojenú s detailovaním prírodných vied a jej rozdelením na samostatné časti, však nakoniec musela nahradiť alebo doplniť, ako sa to v skutočnosti stalo, opačným stupňom ich syntézy. Po zdanlivej diferenciácii prírodnej vedy, alebo spolu s ňou, nevyhnutne nasleduje jej podstatná integrácia, skutočné zovšeobecnenie, zásadné prehĺbenie.

Tendencie jednoty, či integrácie prírodovedných poznatkov sa začali objavovať už veľmi dávno. V rokoch 1747-1752 Michail Vasiljevič Lomonosov zdôvodnil potrebu zapojiť fyziku do vysvetľovania chemických javov a na tomto základe vytvoril, ako sám povedal, „teoretickú časť chémie“ a nazval ju fyzikálnou chémiou. Odvtedy sa objavila široká škála možností kombinovania fyzikálnych a chemických poznatkov (vedúcich k takým vedám ako chemická kinetika, termochémia, chemická termodynamika, elektrochémia, rádiochémia, fotochémia, plazmochémia, kvantová chémia). Dnes sa dá celá chémia nazvať fyzikálnou, pretože také vedy, ktoré sa nazývajú „všeobecná chémia“ a „fyzikálna chémia“, majú rovnaký predmet a rovnaké metódy výskumu. Existovala však aj „chemická fyzika“, ktorá sa niekedy nazýva chémia vysokých energií alebo chémia extrémnych (zďaleka od normy) stavov.

Na jednej strane (navonok) je takáto kombinácia diktovaná nemožnosťou vysvetliť chemické javy „čisto chemickými“ prostriedkami a následne potrebou obrátiť sa o pomoc na fyziku. Na druhej strane (vnútorne) toto zjednotenie nie je ničím iným ako prejavom základnej jednoty Prírody, ktorá nepozná absolútne ostré delenie na rubriky a rôzne vedy.

Rovnakým spôsobom bola v istom čase potrebná syntéza biologických a chemických poznatkov. V minulom storočí sa stala známa fyziologická chémia a potom biochémia. A celkom nedávno sa objavila nová syntetická veda fyzikálno-chemickej biológie, ktorá sa stala všeobecne známou, dokonca módnou. V podstate tvrdí, že nie je nič viac a nič menej ako „teoretická biológia“. Pretože na vysvetlenie najzložitejších javov vyskytujúcich sa v živom organizme neexistujú iné spôsoby, ako prilákať poznatky z chémie a fyziky. Veď aj ten najjednoduchší živý organizmus je mechanická jednotka, termodynamický systém a chemický reaktor s viacsmernými tokmi hmotných hmôt, tepla a elektrických impulzov. A zároveň to nie je ani jedno, ani druhé oddelene, pretože živý organizmus je jeden celok.

Zároveň v zásade nehovoríme len a nie tak o redukcii, t. j. o redukcii celej biológie jednoducho na jednu čistú chémiu a celej chémie jednoducho na jednu čistú fyziku, ale o skutočnom prelínaní všetkých troch tieto základné prírodné vedy do seba.priateľ, aj keď s prevažujúcim rozvojom prírodných vied v smere od fyziky k chémii a biológii.

V súčasnosti vo všeobecnosti neexistuje jediná oblasť výskumu vo vlastných prírodných vedách, ktorá by sa týkala výlučne fyziky, chémie alebo biológie v čisto izolovanom stave. Biológia sa opiera o chémiu a spolu s ňou alebo priamo, ako chémia samotná, o fyziku. Sú preniknuté zákonmi prírody, ktoré sú im spoločné.

Celé štúdium prírody si dnes možno predstaviť ako obrovskú sieť pozostávajúcu z vetiev a uzlov spájajúcich početné odvetvia fyzikálnych, chemických a biologických vied.

pojem moderná prírodná veda

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Hostené na http://www.allbest.ru/

Plán

1. Prírodná veda ako veda o prírode. Základné prírodné vedy a ich vzťah

2. Kvantová fyzika a jej základné princípy. Svet častíc a antičastíc

3. Mechanika. Základné zákony klasickej mechaniky

1. Prírodná veda ako veda o prírode. Základné prírodné vedy a ich vzťah

prírodná veda veda o prírody . Prírodné vedy sú v modernom svete systémom prírodných vied alebo takzvaných prírodných vied, ktoré sú vzájomne prepojené a založené spravidla na matematických metódach opisu predmetov štúdia.

Prírodná veda:

Jedna z troch hlavných oblastí vedeckého poznania o prírode, spoločnosti a myslení;

Je teoretickým základom priemyselnej a poľnohospodárskej techniky a medicíny

Je to prírodný vedecký základ obrazu sveta.

Prírodná veda, ktorá je základom pre formovanie vedeckého obrazu sveta, je určitým systémom názorov na konkrétne chápanie prírodných javov alebo procesov. A ak takýto systém názorov nadobudne jediný, definujúci charakter, potom sa spravidla nazýva pojem. Postupom času sa objavujú nové empirické fakty a zovšeobecnenia a mení sa systém pohľadov na chápanie procesov, objavujú sa nové pojmy.

Ak vezmeme do úvahy oblasť prírodných vied čo najširšie, potom zahŕňa:

Rôzne formy pohybu hmoty v prírode;

Ich hmotné nosiče, ktoré tvoria „rebrík“ úrovní štruktúrnej organizácie hmoty;

Ich vzťah, vnútorná štruktúra a genéza.

Ale nebolo to tak vždy. Problémy prístroja, pôvod organizácie všetkého, čo je vo Vesmíre (Kozme), v 4. – 6. storočí patrili „fyzike“. A Aristoteles nazval tých, ktorí sa zaoberali týmito problémami, jednoducho „fyzici“ alebo „fyziológovia“, pretože. starogrécke slovo „fyzika“ sa rovná slovu „príroda“.

V modernej prírodnej vede sa príroda nepovažuje za abstraktne, mimo ľudskej činnosti, ale konkrétne, ako pod vplyvom človeka, pretože jej poznanie sa dosahuje nielen špekulatívnou, teoretickou, ale aj praktickou výrobnou činnosťou ľudí.

Prírodoveda ako odraz prírody vo vedomí človeka sa tak zdokonaľuje v procese jej aktívnej premeny v prospech spoločnosti.

Z toho vyplývajú ciele prírodných vied:

Odhaľovanie podstaty prírodných javov, ich zákonitostí a na tomto základe predpovedanie či vytváranie nových javov;

Schopnosť využívať v praxi známe zákony, sily a látky prírody.

Z toho vyplýva, že ak má spoločnosť záujem vychovávať vysokokvalifikovaných odborníkov, ktorí sú schopní produktívne využívať svoje poznatky, potom cieľom štúdia koncepcií moderných prírodných vied nie je štúdium fyziky, chémie, biológie atď., ale odhaľovanie skrytých spojenia, ktoré vytvárajú organickú jednotu fyzikálnych, chemických, biologických javov.

Prírodné vedy sú:

Vedy o vesmíre, jeho štruktúre a vývoji (astronómia, kozmológia, astrofyzika, kozmochémia atď.);

Fyzikálne vedy (fyzika) - vedy o najhlbších zákonitostiach prírodných objektov a zároveň - o najjednoduchších formách ich zmien;

Chemické vedy (chémia) - vedy o látkach a ich premenách

Biologické vedy (biológia) - vedy o živote;

Zemské vedy (geonómia) – patria sem: geológia (náuka o stavbe zemskej kôry), geografia (náuka o veľkosti a tvare zemského povrchu) atď.

Uvedené vedy nevyčerpávajú celú prírodnú vedu, pretože. človek a ľudská spoločnosť sú neoddeliteľné od prírody, sú jej súčasťou.

Túžba človeka po poznaní okolitého sveta sa prejavuje rôznymi formami, metódami a smermi jeho výskumných aktivít. Každú z hlavných častí objektívneho sveta – prírodu, spoločnosť a človeka – študujú vlastné samostatné vedy. Celok vedeckých poznatkov o prírode tvorí prírodná veda, teda poznatky o prírode („príroda“ – príroda – a „znalosť“).

Prírodná veda je súbor prírodných vied, ktoré majú za predmet svojho skúmania rôzne javy a procesy prírody, zákonitosti ich vývoja. Prírodoveda je navyše samostatná nezávislá veda o prírode ako celku. Umožňuje vám študovať akýkoľvek objekt sveta okolo nás hlbšie, než to dokáže ktorákoľvek z prírodných vied. Prírodné vedy sú preto spolu s vedami o spoločnosti a myslení najdôležitejšou súčasťou ľudského poznania. Zahŕňa tak činnosť získavania vedomostí, ako aj jej výsledky, t. j. systém vedeckých poznatkov o prírodných procesoch a javoch.

Špecifikom predmetu prírodoveda je, že skúma tie isté prírodné javy z pohľadu viacerých vied naraz, odhaľuje najvšeobecnejšie zákonitosti a trendy, pričom prírodu zvažuje akoby zhora. Len tak je možné predstaviť prírodu ako jednotný ucelený systém, odhaliť základy, na ktorých je postavená celá paleta predmetov a javov okolitého sveta. Výsledkom takéhoto výskumu je sformulovanie základných zákonov, ktoré spájajú mikro-, makro- a mega-svety, Zem a Kozmos, fyzikálne a chemické javy so životom a mysľou vo Vesmíre. Hlavným cieľom tohto kurzu je pochopenie prírody ako jednej celistvosti, hľadanie hlbších vzťahov medzi fyzikálnymi, chemickými a biologickými javmi, ako aj identifikácia skrytých súvislostí, ktoré vytvárajú organickú jednotu týchto javov.

Štruktúra prírodných vied je zložitý rozvetvený systém poznania, ktorého všetky časti sú vo vzťahu k hierarchickej podriadenosti. To znamená, že systém prírodných vied môže byť reprezentovaný ako druh rebríka, ktorého každý krok je základom pre vedu, ktorá po ňom nasleduje, a je založený na údajoch predchádzajúcej vedy.

Základom, základom všetkých prírodných vied je teda fyzika, ktorej predmetom sú telesá, ich pohyby, premeny a formy prejavov na rôznych úrovniach.

Ďalším krokom v hierarchii je chémia, ktorá študuje chemické prvky, ich vlastnosti, premeny a zlúčeniny.

Chémia je zasa základom biológie - vedy o živých, ktorá študuje bunku a všetko, čo z nej pochádza. Biológia je založená na poznatkoch o hmote, chemických prvkoch.

Vedy o Zemi (geológia, geografia, ekológia atď.) sú ďalším stupňom štruktúry prírodných vied. Uvažujú o štruktúre a vývoji našej planéty, ktorá je zložitou kombináciou fyzikálnych, chemických a biologických javov a procesov.

Túto grandióznu pyramídu vedomostí o prírode dopĺňa kozmológia, ktorá študuje vesmír ako celok. Súčasťou týchto poznatkov je astronómia a kozmogónia, ktoré študujú štruktúru a pôvod planét, hviezd, galaxií atď. Na tejto úrovni dochádza k novému návratu k fyzike. To nám umožňuje hovoriť o cyklickej, uzavretej povahe prírodných vied, ktorá zjavne odráža jednu z najdôležitejších vlastností samotnej prírody.

Vo vede prebiehajú najkomplikovanejšie procesy diferenciácie a integrácie vedeckých poznatkov. Diferenciácia vedy je vyčlenenie v rámci ktorejkoľvek vedy užších, súkromných oblastí výskumu, ich premena na samostatné vedy. Takže v rámci fyziky vynikli fyzika pevných látok a fyzika plazmy.

Integrácia vedy je vznik nových vied na križovatkách starých, prejav procesov zjednocovania vedeckého poznania. Príklady tohto druhu vied sú: fyzikálna chémia, chemická fyzika, biofyzika, biochémia, geochémia, biogeochémia, astrobiológia atď.

Prírodná veda je súbor prírodných vied, ktoré majú za predmet svojho skúmania rôzne javy a procesy prírody, zákonitosti ich vývoja.

Metafyzika (grécky meta ta physika – po fyzike) je filozofická náuka o supersenzitívnych (skúsenosti neprístupných) princípoch bytia.

Naturfilozofia je špekulatívna interpretácia prírody, jej vnímania ako celku.

Systémový prístup je predstava sveta ako súboru viacúrovňových systémov spojených vzťahmi hierarchickej podriadenosti.

2. Kvantová fyzika a jej hlavné aplikácieincipi. Svet častíc a antičastíc

V roku 1900 nemecký fyzik M. Planck svojím výskumom preukázal, že vyžarovanie energie sa vyskytuje diskrétne, v určitých častiach - kvantách, ktorých energia závisí od frekvencie svetelnej vlny. Teória M. Plancka nepotrebovala koncept éteru a prekonala rozpory a ťažkosti elektrodynamiky J. Maxwella. Experimenty M. Plancka viedli k poznaniu duálnej povahy svetla, ktoré má korpuskulárne aj vlnové vlastnosti. Je jasné, že takýto záver bol nezlučiteľný s myšlienkami klasickej fyziky. Teória M. Plancka znamenala začiatok novej kvantovej fyziky, ktorá popisuje procesy prebiehajúce v mikrokozme.

Na základe myšlienok M. Plancka navrhol A. Einstein fotónovú teóriu svetla, podľa ktorej je svetlo prúdom pohybujúcich sa kvánt. Kvantová teória svetla (fotónová teória) považuje svetlo za vlnu s nespojitou štruktúrou. Svetlo je prúd nedeliteľných svetelných kvánt – fotónov. Hypotéza A. Einsteina umožnila vysvetliť jav fotoelektrického javu – vyraďovanie elektrónov z látky pod vplyvom elektromagnetických vĺn. Ukázalo sa, že elektrón je vyradený fotónom iba vtedy, ak je energia fotónu dostatočná na prekonanie sily interakcie elektrónov s atómovým jadrom. V roku 1922 dostal A. Einstein Nobelovu cenu za vytvorenie kvantovej teórie svetla.

Vysvetlenie procesu fotoelektrického javu vychádzalo okrem kvantovej hypotézy M. Plancka aj z nových predstáv o štruktúre atómu. V roku 1911 Anglický fyzik E. Rutherford navrhol planetárny model atómu. Model predstavoval atóm ako kladne nabité jadro, okolo ktorého obiehajú záporne nabité elektróny. Sila vznikajúca pri pohybe elektrónov na obežných dráhach je vyvážená príťažlivosťou medzi kladne nabitým jadrom a záporne nabitým elektrónom. Celkový náboj atómu je nulový, pretože náboje jadra a elektrónov sú navzájom rovnaké. Takmer celá hmotnosť atómu je sústredená v jeho jadre a hmotnosť elektrónov je zanedbateľná. Pomocou planetárneho modelu atómu bol vysvetlený jav vychyľovania častíc alfa pri prechode cez atóm. Keďže veľkosť atómu je v porovnaní s veľkosťou elektrónov a jadra veľká, alfa častica ním prechádza bez prekážok. Vychýlenie je pozorované iba vtedy, keď alfa častica prechádza blízko jadra, v tomto prípade elektrické odpudzovanie spôsobí, že sa prudko odkloní od svojej pôvodnej dráhy. V roku 1913 Dánsky fyzik N. Bohr navrhol dokonalejší model atómu, pričom myšlienky E. Rutherforda doplnil o nové hypotézy. Postuláty N. Bohra boli nasledovné:

1. Postulát stacionárnych stavov. Elektrón vykonáva stabilné orbitálne pohyby na stacionárnych dráhach v atóme, pričom nevyžaruje ani neabsorbuje energiu.

2. Pravidlo frekvencií. Elektrón je schopný pohybovať sa z jednej stacionárnej dráhy na druhú, pričom vyžaruje alebo absorbuje energiu. Keďže energie obežných dráh sú diskrétne a konštantné, pri pohybe z jednej z nich na druhú je vždy určitá časť energie emitovaná alebo absorbovaná.

Prvý postulát umožnil odpovedať na otázku: prečo naň nedopadajú elektróny, keď sa pohybujú po kruhových dráhach okolo jadra, t.j. Prečo atóm zostáva stabilný?

Druhý postulát vysvetlil diskontinuitu spektra elektrónového žiarenia. Kvantové postuláty N. Bohra znamenali odmietnutie klasických fyzikálnych konceptov, ktoré boli dovtedy považované za absolútne pravdivé.

Napriek rýchlemu rozpoznaniu teória N. Bohra stále nedala odpovede na mnohé otázky. Vedci najmä nedokázali presne opísať viacelektrónové atómy. Ukázalo sa, že je to kvôli vlnovej povahe elektrónov, ktoré je nesprávne reprezentovať ako pevné častice pohybujúce sa po určitých dráhach.

V skutočnosti sa stavy elektrónu môžu meniť. N. Bohr naznačil, že mikročastice nie sú ani vlna, ani teliesko. S jedným typom meracích prístrojov sa správajú ako súvislé pole, s iným ako diskrétne častice materiálu. Ukázalo sa, že predstava o presných dráhach pohybu elektrónov je tiež mylná. Vďaka svojej vlnovej povahe sú elektróny po atóme skôr „rozmazané“ a dosť nerovnomerne. V určitých bodoch ich hustota náboja dosahuje maximum. Krivka spájajúca body maximálnej hustoty elektrónového náboja je jeho "obežná dráha".

V 20.-30. W. Heisenberg a L. de Broglie položili základy novej teórie – kvantovej mechaniky. V roku 1924 v "Svetlo a hmota"

L. de Broglie navrhol univerzálnosť vlnovo-časticovej duality, podľa ktorej sa všetky mikroobjekty môžu správať ako vlny aj ako častice. Na základe už zavedenej duálnej (korpuskulárnej a vlnovej) povahy svetla vyjadril myšlienku vlnových vlastností akýchkoľvek hmotných častíc. Takže napríklad elektrón sa správa ako častica, keď sa pohybuje v elektromagnetickom poli, a ako vlna, keď prechádza kryštálom. Táto myšlienka sa nazýva dualizmus korpuskulárnych vĺn. Princíp korpuskulárneho vlnového dualizmu zakladá jednotu diskrétnosti a kontinuity hmoty.

V roku 1926 E. Schrödinger na základe myšlienok L. de Broglieho zostrojil vlnovú mechaniku. Podľa jeho názoru sú kvantové procesy vlnové procesy, takže klasický obraz hmotného bodu zaberajúci určité miesto v priestore je adekvátny len pre makroprocesy a pre mikrosvet je úplne nesprávny. V mikrokozme častica existuje ako vlna aj ako telieska. V kvantovej mechanike si elektrón možno predstaviť ako vlnu, ktorej dĺžka závisí od jej rýchlosti. Rovnica E. Schrödingera popisuje pohyb mikročastíc v silových poliach a zohľadňuje ich vlnové vlastnosti.

Na základe týchto myšlienok v roku 1927. bol formulovaný princíp komplementarity, podľa ktorého vlnové a korpuskulárne popisy procesov v mikrokozme nevylučujú, ale dopĺňajú sa a iba v jednote poskytujú úplný popis. Pri presnom meraní jednej z dodatočných veličín dochádza k nekontrolovanej zmene druhej. Pojmy častica a vlna sa nielen dopĺňajú, ale zároveň si protirečia. Sú to doplňujúce obrázky toho, čo sa deje. Základom kvantovej fyziky sa stalo tvrdenie o dualizme korpuskulárnych vĺn.

V roku 1927 Nemecký fyzik W. Heisenberg dospel k záveru, že nie je možné súčasne, presne merať súradnice častice a jej hybnosť, ktorá závisí od rýchlosti, tieto veličiny vieme určiť len s určitou mierou pravdepodobnosti. V klasickej fyzike sa predpokladá, že súradnice pohybujúceho sa objektu možno určiť s absolútnou presnosťou. Kvantová mechanika túto možnosť výrazne obmedzuje. W. Heisenberg vo svojom diele „Fyzika atómového jadra“ načrtol svoje myšlienky.

Záver W. Heisenberga sa nazýva princíp vzťahu neurčitosti, ktorý je základom fyzikálneho výkladu kvantovej mechaniky. Jeho podstata je nasledovná: nie je možné mať súčasne presné hodnoty rôznych fyzikálnych charakteristík mikročastice - súradnice a hybnosti. Ak dostaneme presnú hodnotu jednej veličiny, tak druhá zostane úplne neistá, existujú zásadné obmedzenia na meranie fyzikálnych veličín, ktoré charakterizujú správanie mikroobjektu.

W. Heisenberg teda uzavrel, že realita sa líši v závislosti od toho, či ju pozorujeme alebo nie. „Kvantová teória už neumožňuje úplne objektívny popis prírody,“ napísal. Meracie zariadenie ovplyvňuje výsledky merania, t.j. vo vedeckom experimente sa vplyv človeka ukáže ako neodstrániteľný. V situácii experimentu sme postavení pred subjektovo-objektovú jednotu meracieho zariadenia a skúmanej reality.

Je dôležité poznamenať, že táto okolnosť nesúvisí s nedokonalosťou meracích prístrojov, ale je dôsledkom objektívnych, korpuskulárne vlnových vlastností mikroobjektov. Ako uviedol fyzik M. Born, vlny a častice sú len „projekciou“ fyzikálnej reality do experimentálnej situácie.

Dva základné princípy kvantovej fyziky – princíp vzťahu neurčitosti a princíp komplementarity – naznačujú, že veda odmieta popisovať iba dynamické zákony. Zákony kvantovej fyziky sú štatistické. Ako píše W. Heisenberg, "pri experimentoch s atómovými procesmi máme do činenia s vecami a faktami, ktoré sú také skutočné, ako sú skutočné akékoľvek javy každodenného života. Ale atómy alebo elementárne častice nie sú reálne do takej miery. Skôr tvoria svet tendencií alebo možností ako svet vecí a faktov." Následne sa kvantová teória stala základom jadrovej fyziky av roku 1928. P. Dirac položil základy relativistickej kvantovej mechaniky.

3. Mechanika. Hlavnázákony klasickej mechaniky

prírodoveda mechanika kvant

Klasická mechanika je fyzikálna teória, ktorá stanovuje zákony pohybu makroskopických telies s rýchlosťami oveľa menšími ako je rýchlosť svetla vo vákuu.

Klasická mechanika sa delí na:

Statika (ktorá berie do úvahy rovnováhu telies)

Kinematika (ktorá študuje geometrické vlastnosti pohybu bez zváženia jeho príčin)

Dynamika (ktorá zohľadňuje pohyb telies).

Základ klasickej mechaniky tvoria tri Newtonove zákony:

Prvý Newtonov zákon predpokladá existenciu špeciálnych vzťažných sústav, nazývaných interciálne, v ktorých každé teleso udržiava stav pokoja alebo rovnomerného priamočiareho pohybu, kým naň nepôsobia sily iných telies (zákon zotrvačnosti).

Druhý Newtonov zákon hovorí, že v inerciálnych vzťažných sústavách je zrýchlenie akéhokoľvek telesa úmerné súčtu síl, ktoré naň pôsobia, a nepriamo úmerné hmotnosti telesa (F = ma).

Tretí Newtonov zákon hovorí, že pri interakcii akýchkoľvek dvoch telies na seba pôsobia sily rovnakej veľkosti a opačného smeru (akcia sa rovná reakcii).

Aby bolo možné vypočítať pohyb fyzických telies na základe týchto základných zákonov newtonovskej mechaniky, musia byť doplnené o popis síl, ktoré vznikajú medzi telesami pri rôznych spôsoboch interakcie. V modernej fyzike sa uvažuje s mnohými rôznymi silami: gravitácia, trenie, tlak, napätie, Archimedes, zdvih, Coulomb (elektrostatický), Lorentz (magnetický) atď. Všetky tieto sily závisia od relatívnej polohy a rýchlosti interagujúcich telies.

Klasická mechanika je druh mechaniky (odbor fyziky, ktorý študuje zákonitosti zmien polôh telies a príčin, ktoré ich spôsobujú), založený na 3 Newtonových zákonoch a Galileovom princípe relativity. Preto sa často nazýva „newtonovská mechanika“. Dôležité miesto v klasickej mechanike zaujíma existencia inerciálnych sústav. Klasická mechanika sa delí na statiku (uvažuje o rovnováhe telies) a dynamiku (uvažuje o pohybe telies). Klasická mechanika poskytuje veľmi presné výsledky v rámci každodennej skúsenosti. Ale pre systémy pohybujúce sa vysokou rýchlosťou blížiacou sa rýchlosti svetla dáva presnejšie výsledky relativistická mechanika, pre systémy mikroskopických rozmerov - kvantová mechanika a pre systémy s oboma charakteristikami - kvantová teória poľa. Napriek tomu si klasická mechanika zachováva svoju hodnotu, pretože je oveľa jednoduchšia na pochopenie a použitie ako iné teórie a v širokom rozsahu sa celkom dobre približuje realite. Klasická mechanika môže byť použitá na opis pohybu objektov, ako sú vrcholy a baseballové lopty, mnoho astronomických objektov (ako sú planéty a galaxie) a dokonca aj mnoho mikroskopických objektov, ako sú organické molekuly. Hoci je klasická mechanika vo všeobecnosti kompatibilná s inými „klasickými teóriami“, akými sú klasická elektrodynamika a termodynamika, koncom 19. storočia sa našli nezrovnalosti, ktoré bolo možné vyriešiť len v rámci modernejších fyzikálnych teórií. Predovšetkým klasická elektrodynamika predpovedá, že rýchlosť svetla je pre všetkých pozorovateľov konštantná, čo je ťažko zlučiteľné s klasickou mechanikou a čo viedlo k vytvoreniu špeciálnej teórie relativity. Ak uvažujeme spolu s klasickou termodynamikou, vedie klasická mechanika k Gibbsovmu paradoxu, v ktorom nie je možné presne určiť množstvo entropie a k ultrafialovej katastrofe, pri ktorej musí čierne teleso vyžarovať nekonečné množstvo energie. Pokusy vyriešiť tieto problémy viedli k rozvoju kvantovej mechaniky.

Hostené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Hlavné zložky prírodných vied ako sústavy prírodných vied. Alexandrijské obdobie rozvoja vedy. Základné zákony newtonovskej mechaniky. Etapy vytvárania doktríny elektromagnetizmu. Kvantová mechanika. stechiometrické zákony. Fenomén katalýzy.

test, pridané 16.01.2009


Ciele a ciele predmetu "Koncepcie moderných prírodných vied", miesto tejto disciplíny v systéme iných vied. Klasifikácia vied navrhnutá F. Engelsom. Vzťah fyzikálnych, chemických a biologických poznatkov. Typy atmosférických procesov v prírode.

kontrolné práce, doplnené 13.06.2013


Miesto prírodných vied v modernom vedeckom obraze sveta. Prínos stredovekej vedy k rozvoju vedeckého poznania. Príkladom zmeny paradigmy v archeológii je boj medzi konceptmi evolucionizmu a migrácie. Rozvoj vedy v stredoveku, prínos Leonarda da Vinciho.

abstrakt, pridaný 12.09.2010


Význam vedy v modernej kultúre a štruktúra vedeckého poznania. Hlavné etapy vývoja európskej prírodnej vedy. Typy fyzických interakcií. Mechanický, elektromagnetický a kvantovo-relativistický obraz sveta. Modely štruktúry atómu.

návod, pridané 27.01.2010


Vymedzenie prírodných vied ako odvetvia vedeckého poznania, jej odlišnosť od iných vied, úsekov prírodných vied. Veda ako jedna z foriem spoločenského vedomia. Opis a vysvetlenie rôznych procesov a javov reality ako hlavných cieľov vedy.

abstrakt, pridaný 16.04.2011


Klasická mechanika ako základ teórie prírodných vied. Vznik a rozvoj klasickej prírodnej vedy. systém Copernicus. Gallileo Gallilei. Isaac Newton. Formovanie základov klasickej mechaniky. Metóda toku.

kontrolné práce, doplnené 06.10.2007


Systematizácia poznatkov do samostatných vied. Vznik a vývoj prírodných vied, základné pojmy a ciele. Spojenie vedeckých poznatkov o prírode s výrobnou a pracovnou činnosťou človeka. Vzťah a vzájomná závislosť prírodných vied a spoločnosti.

test, pridané 4.4.2009


Pojem ako súbor hlavných myšlienok výskumných metód a opisu výsledkov, funkcie vedy. Obrazy sveta - vedecké, mechanické, elektromagnetické a moderné (spájajúce všetky prírodné vedy). Základné princípy, na ktorých sú založené.

abstrakt, pridaný 6.10.2010


Prírodoveda ako systém vedeckých poznatkov o prírode, spoločnosti a myslení braných v ich vzájomnom prepojení. Formy pohybu hmoty v prírode. Predmet, ciele, zákonitosti a črty vývoja, empirické, teoretické a aplikované aspekty prírodných vied.

abstrakt, pridaný 15.11.2010


Fyzika a prírodné vedy. Vznik kvantovej mechaniky a kvantovej fyziky, špecifiká ich zákonov a princípov. Základné pojmy „elementárne“, „jednoducho-komplexné“, „rozdelenie“. Diverzita a jednota elementárnych častíc, problém ich klasifikácie.

Systém prírodovedných poznatkov

prírodná veda je jednou zo zložiek systému moderného vedeckého poznania, ktorého súčasťou sú aj komplexy technických a humanitných vied. Prírodná veda je vyvíjajúci sa systém usporiadaných informácií o zákonoch pohybu hmoty.

Predmety štúdia jednotlivých prírodných vied, ktorých súhrn už začiatkom 20. stor. niesli názov prírodopis, od čias svojho vzniku až dodnes boli a zostali: hmota, život, človek, Zem, Vesmír. V súlade s tým moderné prírodné vedy zoskupujú hlavné prírodné vedy takto:

• fyzika, chémia, fyzikálna chémia;
• biológia, botanika, zoológia;
• anatómia, fyziológia, genetika (náuka o dedičnosti);
• geológia, mineralógia, paleontológia, meteorológia, fyzická geografia;
• astronómia, kozmológia, astrofyzika, astrochémia.

Samozrejme, v skutočnosti sú tu uvedené len tie hlavné prírodné moderná prírodná veda je zložitý a rozvetvený komplex zahŕňajúci stovky vedných odborov. Samotná fyzika spája celú rodinu vied (mechaniku, termodynamiku, optiku, elektrodynamiku atď.). S narastajúcim objemom vedeckých poznatkov získavali určité sekcie vied štatút vedných disciplín s vlastným pojmovým aparátom, špecifickými výskumnými metódami, čo často sťažuje dostupnosť pre odborníkov z iných sekcií tej istej, povedzme, fyziky.

Takáto diferenciácia v prírodných vedách (ako vlastne vo vede všeobecne) je prirodzeným a nevyhnutným dôsledkom čoraz užšej špecializácie.

Vo vývoji vedy sa zároveň prirodzene vyskytujú aj protiprocesy, najmä prírodovedné disciplíny sa formujú a formujú, ako sa často hovorí, „na križovatkách“ vied: chemická fyzika, biochémia, biofyzika, biogeochémia a mnohé iné. iní. Tým sa hranice, ktoré boli kedysi vymedzené medzi jednotlivými vednými disciplínami a ich úsekmi, stávajú veľmi podmienené, mobilné a dalo by sa povedať transparentné.

Tieto procesy, vedúce na jednej strane k ďalšiemu zvyšovaniu počtu vedných odborov, ale na druhej strane k ich zbližovaniu a prelínaniu, sú jedným z dôkazov integrácie prírodných vied, ktoré odzrkadľujú všeobecný trend v modernej vede.

Azda práve tu je namieste obrátiť sa na takú vednú disciplínu, ktorá má určite osobitné miesto, ako je matematika, ktorá je výskumným nástrojom a univerzálnym jazykom nielen prírodných vied, ale aj mnohých iných - tie, v ktorých možno vidieť kvantitatívne vzorce.

V závislosti od metód, ktoré sú základom výskumu, môžeme hovoriť o prírodných vedách:

• popisné (skúmanie faktických údajov a vzťahov medzi nimi);
• exaktné (budovanie matematických modelov na vyjadrenie zistených faktov a vzťahov, t. j. vzorcov);
• aplikované (využívanie systematiky a modelov deskriptívnych a exaktných prírodných vied na rozvoj a premenu prírody).

Napriek tomu je spoločným generickým znakom všetkých vied, ktoré študujú prírodu a technológiu, vedomá činnosť profesionálnych vedcov zameraná na opis, vysvetlenie a predpovedanie správania sa skúmaných objektov a povahy skúmaných javov. Humanitné vedy sa vyznačujú tým, že vysvetľovanie a predpovedanie javov (udalostí) nie je založené spravidla na vysvetľovaní, ale na pochopení reality.

Toto je základný rozdiel medzi vedami, ktoré majú predmety štúdia, ktoré umožňujú systematické pozorovanie, viacnásobné experimentálne overovanie a reprodukovateľné experimenty, a vedami, ktoré študujú v podstate jedinečné, neopakujúce sa situácie, ktoré spravidla neumožňujú presné opakovanie experimentu. , vykonanie viac ako raz určitého druhu alebo experiment.

Moderná kultúra sa snaží prekonať diferenciáciu poznania do mnohých samostatných oblastí a disciplín, predovšetkým rozkol medzi prírodnými a humanitnými vedami, ktorý sa zreteľne objavil na konci 19. storočia. Svet je predsa jeden v celej svojej nekonečnej rozmanitosti, preto sú relatívne samostatné oblasti jediného systému ľudského poznania organicky prepojené; rozdiel je tu prechodný, jednota je absolútna.

V súčasnosti sa jednoznačne črtala integrácia prírodovedných poznatkov, ktorá sa prejavuje v mnohých podobách a stáva sa najvýraznejším trendom v jej vývoji. Čoraz častejšie sa tento trend prejavuje aj v interakcii prírodných vied s humanitnými vedami. Dôkazom toho je presadzovanie princípov systemicity, sebaorganizácie a globálneho evolucionizmu do popredia modernej vedy, čím sa otvára možnosť spájať širokú škálu vedeckých poznatkov do uceleného a konzistentného systému, spojeného spoločnými zákonmi evolúcie. predmetov rôznej povahy.

Existuje dôvod domnievať sa, že sme svedkami rastúceho zbližovania a vzájomnej integrácie prírodných a humanitných vied. Potvrdzuje to široké využitie v humanitnom výskume nielen technických prostriedkov a informačných technológií využívaných v prírodných a technických vedách, ale aj všeobecných metód vedeckého výskumu vyvinutých v procese rozvoja prírodných vied.

Predmetom tohto kurzu sú pojmy súvisiace s formami existencie a pohybu živej a neživej hmoty, pričom zákonitosti určujúce priebeh spoločenských javov sú predmetom humanitných vied. Treba však mať na pamäti, že bez ohľadu na to, aké rozdielne sú prírodné a humanitné vedy, majú generickú jednotu, čo je logikou vedy. Práve podriadenie sa tejto logike robí z vedy sféru ľudskej činnosti zameranú na identifikáciu a teoretickú systematizáciu objektívnych poznatkov o realite.

Prírodovedný obraz sveta vytvárajú a upravujú vedci rôznych národností, medzi ktorými sú presvedčení ateisti a veriaci rôznych vierovyznaní a vyznaní. Vo svojej profesionálnej činnosti však všetci vychádzajú z toho, že svet je materiálny, teda existuje objektívne, bez ohľadu na ľudí, ktorí ho študujú. Všimnite si však, že samotný proces poznania môže ovplyvňovať skúmané objekty materiálneho sveta a to, ako si ich človek predstavuje, v závislosti od úrovne rozvoja výskumných nástrojov. Okrem toho každý vedec vychádza zo skutočnosti, že svet je zásadne poznateľný.

Procesom vedeckého poznania je hľadanie pravdy. Absolútna pravda vo vede je však nepochopiteľná a každým krokom na ceste poznania sa posúva ďalej a hlbšie. Vedci teda v každom štádiu poznania stanovujú relatívnu pravdu, uvedomujúc si, že v ďalšom štádiu budú poznatky dosiahnuté presnejšie, adekvátnejšie realite. A to je ďalší dôkaz, že proces poznávania je objektívny a nevyčerpateľný.

PRÍRODNÉ VEDY A HUMANITÁRNA KULTÚRA

Kultúra je jednou z najdôležitejších vlastností ľudského života. Každý jednotlivec je komplexný biosociálny systém, ktorý existuje prostredníctvom interakcie s prostredím. Nevyhnutné prirodzené spojenia s prostredím určujú jeho potreby, ktoré sú dôležité pre jeho normálne fungovanie, život a vývoj. Väčšina ľudských potrieb sa uspokojuje prácou.

Systém ľudskej kultúry teda možno chápať ako svet vecí, predmetov vytvorených človekom (jeho činnosťou, prácou) v priebehu svojho historického vývoja. Odhliadnuc od otázky zložitosti a nejednoznačnosti pojmu kultúra, môžeme sa pozastaviť nad jednou z jeho najjednoduchších definícií. Kultúra je súbor materiálnych a duchovných hodnôt vytvorených človekom, ako aj samotná ľudská schopnosť tieto hodnoty vytvárať a využívať.

Ako vidíme, pojem kultúra je veľmi široký. Zahŕňa v skutočnosti nekonečné množstvo najrozmanitejších vecí a procesov spojených s ľudskou činnosťou a jej výsledkami. Rôznorodý systém modernej kultúry, v závislosti od cieľov činnosti, sa zvyčajne delí na dve veľké a úzko súvisiace oblasti - materiálna (vedecká) a duchovná (humanitárna) kultúra.

Predmetom prvého sú čisto prírodné javy a vlastnosti, súvislosti a vzťahy vecí, ktoré „fungujú“ vo svete ľudskej kultúry v podobe prírodných vied, technických vynálezov a zariadení, priemyselných vzťahov a pod. Kultúra (humanitná) pokrýva oblasť javov, v ktorých sú zastúpené vlastnosti, väzby a vzťahy samotných ľudí, sociálne aj duchovné (náboženstvo, morálka, právo atď.).

Stránka 7

Fenomény ľudského vedomia, psychiky (myslenie, poznanie, hodnotenie, vôľa, cítenie, prežívanie atď.) patria do ideálneho, duchovného sveta. Vedomie, duchovno je veľmi dôležité, ale len jedna z vlastností zložitého systému, ktorým je človek. Človek však musí existovať materiálne, aby prejavil svoju schopnosť produkovať ideálne, duchovné veci. Hmotný život ľudí je oblasťou ľudskej činnosti, ktorá je spojená s výrobou predmetov, vecí, ktoré zabezpečujú samotnú existenciu, život človeka a uspokojujú jeho potreby (jedlo, oblečenie, bývanie atď.).

V priebehu ľudských dejín bol mnohými generáciami vytvorený kolosálny svet materiálnej kultúry. Domy, ulice, závody, továrne, doprava, komunikačná infraštruktúra, domáce inštitúcie, zásobovanie potravinami, odevy atď. – to všetko sú najdôležitejšie ukazovatele povahy a úrovne rozvoja spoločnosti. Na základe pozostatkov hmotnej kultúry sa archeológom darí pomerne presne určiť etapy historického vývoja, charakteristiky spoločností, štátov, národov, etnických skupín, civilizácií.

Duchovná kultúra je spojená s aktivitami zameranými na uspokojovanie nie materiálnych, ale duchovných potrieb jednotlivca, to znamená potrieb rozvoja, zlepšovania vnútorného sveta človeka, jeho vedomia, psychológie, myslenia, vedomostí, emócií, skúseností. , atď Existencia duchovných potrieb a odlišuje človeka od zvieraťa. Tieto potreby sú uspokojované nie materiálnou, ale duchovnou produkciou, v procese duchovnej činnosti.

Produktmi duchovnej produkcie sú idey, pojmy, idey, vedecké hypotézy, teórie, umelecké obrazy, mravné normy a právne zákony, náboženské presvedčenia atď., ktoré sú stelesnené vo svojich osobitných materiálnych nosičoch. Takýmito nosičmi sú jazyk, knihy, umelecké diela, grafika, kresby atď.

Analýza systému duchovnej kultúry ako celku umožňuje vyčleniť tieto hlavné zložky: politické vedomie, morálku, umenie, náboženstvo, filozofiu, právne vedomie a vedu. Každá z týchto zložiek má špecifický predmet, svoj spôsob reflexie, plní špecifické sociálne funkcie v živote spoločnosti, obsahuje kognitívne a hodnotiace momenty – systém poznania a systém hodnotenia.

Stránka osem

Veda je jednou z najdôležitejších zložiek materiálnej a duchovnej kultúry. Jeho osobitné miesto v duchovnej kultúre je determinované hodnotou poznania v spôsobe bytia človeka vo svete, v praxi, materiálnej a objektívnej premene sveta.

Veda je historicky etablovaný systém poznania objektívnych zákonitostí sveta. Vedecké poznatky získané na základe poznávacích metód overených praxou sú vyjadrené v rôznych formách: v pojmoch, kategóriách, zákonitostiach, hypotézach, teóriách, vedeckom obraze sveta a pod. Umožňuje predpovedať a transformovať realitu v záujme spoločnosti a človeka.

Moderná veda je zložitý a rôznorodý systém jednotlivých vedných disciplín, ktorých je niekoľko tisíc a ktoré možno spájať do dvoch oblastí: fundamentálnych a aplikovaných vied.

Základné vedy sú zamerané na poznanie objektívnych zákonitostí sveta, existujúcich bez ohľadu na záujmy a potreby človeka. Patria sem matematické vedy, prírodné (mechanika, astronómia, fyzika, chémia, geológia, geografia atď.), humanitné (psychológia, logika, lingvistika, filológia atď.). Základné vedy sa nazývajú fundamentálne, pretože ich závery, výsledky, teórie určujú obsah vedeckého obrazu sveta.

Aplikované vedy sú zamerané na rozvoj spôsobov, ako aplikovať poznatky získané základnými vedami o objektívnych zákonitostiach sveta na uspokojenie potrieb a záujmov ľudí. Medzi aplikované vedy patrí kybernetika, technické vedy (aplikovaná mechanika, technológia strojov a mechanizmov, pevnosť materiálov, hutníctvo, baníctvo, elektrotechnika, jadrová energetika, astronautika atď.), poľnohospodárske, lekárske a pedagogické vedy. V aplikovaných vedách nadobúdajú základné poznatky praktický význam, využívajú sa na rozvoj výrobných síl spoločnosti, skvalitňovanie predmetnej sféry ľudskej existencie a materiálnej kultúry.

Pojem „dvoch kultúr“ je rozšírený vo vede – prírodných vedách a humanitných vedách. Podľa anglického historika a spisovateľa C. Snowa je medzi týmito kultúrami obrovská priepasť a vedci študujúci humanitný a exaktný odbor poznania si stále viac nerozumejú (spory medzi „fyzikmi“ a „lyrikmi“).

Tento problém má dva aspekty. Prvý súvisí so vzormi interakcie medzi vedou a umením, druhý - s problémom jednoty vedy.

Stránka deväť

V systéme duchovnej kultúry veda a umenie nevylučujú, ale predpokladajú a dopĺňajú sa, pokiaľ ide o formovanie celistvej, harmonickej osobnosti, úplnosť ľudského svetonázoru.

Prírodná veda, ktorá je základom všetkého poznania, vždy ovplyvňovala rozvoj humanitných vied (prostredníctvom metodológie, svetonázorových predstáv, obrazov, predstáv atď.). Bez aplikácie metód prírodných vied by boli nemysliteľné vynikajúce úspechy modernej vedy o pôvode človeka a spoločnosti, histórie, psychológie atď. vytvorenie teórie sebaorganizácie – synergetika.

Teda nie konfrontácia rôznych „kultúr vo vede“, ale ich úzka jednota, interakcia, prelínanie je prirodzený trend moderného vedeckého poznania.