Концепции современного естествознания

Брызгалина Е.В.

Возрастное ограничение: 12+ Жанр: Наука Издательство: Проспект Дата размещения: 21.02.2013 ISBN: 9785392103546 Язык: Объем текста: 561 стр. Формат: epub

Оглавление

Введение

Глава 1. Наука как форма духовного освоения действительности

Глава 2. Историческое развитие наук о природе

Глава 3. Современная научная космология и космогония

Глава 4. Образы современного физического мира. Концепции современной химии

Глава 5. Сущность живого и проблема происхождения

Глава 6. Системный подход в современной науке

Глава 7. Концепция эволюционизма в современной науке

Глава 8. Природа и общество: естественно-научные аспекты экологической и демографической проблем

Глава 9. Концепция происхождения человека

Глава 10. Соотношение биологического и социального в концепциях социобиологии и биополитике

Глава 11. Индивидуальность человека: генно-средовая парадигма в современной науке

Глава 12. Ценностные регулятивы развития естествознания: проблемы развития биотехнологии и генной инженерии

Глава 13. Нанотехнологии в ХХ веке

Глава 14. Ценность человеческой жизни и современные биоэтические проблемы

Заключение

Словарь по концепции современного естествознания

Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу

ГЛАВА 3.
Современная научная космология и космогония

Для понимания научных представлений об устройстве мира необходимо уделить внимание выводам современной космологии и космогонии. Космология – область науки, в которой изучается Вселенная как целое и космические системы как ее части. Космогония в современном понимании – раздел науки, изучающий происхождение и эволюцию космических объектов и систем. Современная космология – это сложная, комплексная и быстроразвивающаяся система естественно-научных и философских знаний о Вселенной в целом, основанная как на наблюдательных данных, так и на теоретических выводах. Наблюдательные данные для формирования космологической картины предоставляет астрономия. Астрономия переживает в ХХ в. бурное развитие. Общая теория относительности дала возможность модельного теоретического описания явлений космологического масштаба и, по сути, поставила космологию на теоретическую почву. Создание квантовой механики послужило основанием для переориентации части астрономии с изучения в основном механического движения космических тел на изучение их физических и химических свойств. Значительно изменились методы эмпирического познания: появилась возможность непосредственного исследования с помощью космических аппаратов и наблюдений космонавтов околоземного космического пространства. Космонавтика (от греч. kosmo – порядок и nautike – искусство кораблевождения) изучает следующие проблемы: теории космических полетов, научно-технические проблемы, медико-биологические проблемы. Это привело к расширению наблюдаемой части Вселенной. Астрономия стала всеволновой, то есть астрономические методы изучения проводятся на всех диапазонах длин волн излучений (радио-, инфракрасный, оптический, ультрафиолетовый, рентгеновский и гамма-диапазоны). Кроме спектрального анализа практикуется изучение радиоизлучений, радиолокации (расстояние до небесного тела, исследование его поверхности), изучение инфракрасных излучений, ультрафиолетовых и рентгеновских, гамма-излучений, нейтринной астрономии (дает сведения о внутренней структуре объекта).

Считается, что при изучении доступной для наблюдения части Вселенной формулируются законы, которые могут быть экстраполированы в конечном счете на всю Вселенную. Предположение о том, что Вселенная в крупных масштабах однородна и изотропна, разделяют большинство (хотя и не все) космологов; оно известно как космологический постулат. Вселенная однородна в том смысле, что структурные элементы далеких звезд и галактик, физические законы, которым они подчиняются, и физические константы, по-видимому, с большой степенью точности одинаковы повсюду. Считается, что во Вселенной нет каких-либо выделенных точек и направлений, все точки и направления равноправны.

До ХХ в. представления о масштабах мира были тесно связаны с масштабами человеческой практики в конкретное историческое время. Вопрос, что такое мир, люди, жившие 7–8 тыс. лет назад, просто не поняли бы. Их миром была та среда, в которой обитал данный род или племя. Недаром в ряде языков, в том числе и русском, слово «земля» означало определенную географическую область («О русская земля, ты за холмом!» – восклицает автор «Cлова о полку Игореве». Речь идет не о земном шаре, а о месте расселения восточных славян.) Русское слово «свет» ассоциировалось с локальным или временным характером непосредственно данного мира или двойственностью миров («начало» или «конец Света», «тот» и «этот свет», Новый и Старый Свет). Понятие «Вселенная» есть церковнославянский перевод древнегреческого слова «ойкумена» – область мира, освоенная человеком. Слово «космос» у древних греков обозначало украшение конской сбруи, в дальнейшем стало указывать на «порядок, строй, красоту», то есть на то, чему был противопоставлен хаос (в греческой мифологии хаос – это беспредельная первобытная масса, из которой образовалось впоследствии все существующее; до сих пор в языке это слово используется в переносном смысле для обозначения беспорядка, неразберихи). После Аристотеля и у римлян космос отождествляется с миром в целом – universum-ом. В новоевропейское время «космос» теряет свою философскую окраску, в это слово начинают вкладывать преимущественно астрономическое содержание. В религиозном сознании представление о предельно широкой реальности совпадает с представлением о Боге и его проявлениях.

В ХХ в. за термином «космос» закрепилось его чисто астрономическое значение. С астрономической точки зрения Земля – обычное космическое тело, но в общественном сознании «осваивать космос» означает действовать за пределами нашей планеты.

Впервые понять устройство мира с позиций науки и порвать с религиозными мифами попробовали древние греки.

Платон (428 или 427–348 или 347 г. до н. э.) считал, что астроном изучает на небе идеальный мир, соответствующий достоинствам богов. Все небесные тела прикреплены к хрустальным сферам, их движение совершенно. Все небесное, по Платону, вечно и неизменно. Аристотель (384–322 г. до н. э.) говорил, что этот неизменный и совершенный мир начинается за Луной, в нем господствует пятый элемент (на земле 4 элемента – огонь, воздух, вода, земля) – эфир. Латинское название пятого элемента – квинтэссенция до сих пор в языке символизирует что-то самое главное в объекте или явлении. В Античности появились аргументы в пользу того, что Земля является скорее всего сферой: затмения Луны и наблюдения за судами. Аристотель понял, что затмения Луны вызывает Земля, которая, проходя между Солнцем и Луной, отбрасывает тень на Луну. Тень всегда круглая, так должно быть, если Земля – сфера. Имей Земля форму диска, ее тень была бы круглой только тогда, когда Солнце оказывалось бы точно над диском, в остальных случаях тень удлинялась бы, принимая форму эллипса. Судно, идущее к наблюдателю, если бы Земля была круглая, сначала казалось бы крошечной точкой на горизонте. По мере его приближения на деле происходит иначе: сначала взору открывается верх мачты, потом корпус. Это доказательства того, что Земля имеет форму шара.

Представления Платона и Аристотеля оказали сильное влияние на картину мира, созданную греческим астрономом Птолемеем во II в. н. э. Он пытался объяснить видимые движения планет по небосводу. Как теперь известно, пути планет, которые изучал Птолемей, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна имеют на небосклоне сложный вид из-за того, что наблюдатель на Земле сам находится в движении вокруг Солнца – два движения складываются и дают сложную картину. Птолемей же считал, что Земля в центре и не может двигаться. Ее окружают восемь вращающихся сфер, каждая из которых больше предыдущей. Что именно лежит за границей последней сферы, никогда не уточнялось. Самую дальнюю сферу считали границей – вместилищем Вселенной. Полагалось, что звезды занимают на сфере фиксированные места. Так что при вращении этой сферы они движутся по небу все вместе, сохраняя взаиморасположение. На внутренних сферах размещаются планеты. В отличие от звезд они не закреплены жестко, а движутся относительно своих сфер по небольшим окружностям, называемым эпициклами. Это вращение вкупе с вращением планетных сфер и делает, по Птолемею, движение планет относительно Земли таким сложным.

Модель Птолемея позволяла с достаточной точностью предсказывать положения светил на небе, но ради этого Птолемей вынужден был допустить, что в какие-то моменты Луна подходит к Земле вдвое ближе, чем в другое время. А это значит, что Луна должна казаться вдвое больше. Птолемей знал недостаток своей картины, и все же его система получила всеобщее признание, чему способствовало ее соответствие религиозному мировоззрению. По христианскому мировоззрению человек – цель, ради которой созданы и Земля, и небо. В центре мира жилище человека – Земля, за ней сферы Солнца, планет, далее сфера неподвижных звезд, а далее перводвигатель – начало, управляемое Богом и приводящее в движение небесные сферы. Эта система соответствовала представлениям о мире и предназначении в нем человека, а благодаря птолемеевским эпициклам удовлетворяла практическим потребностям и несильно расходилась с наблюдениями.

Система Птолемея была поставлена под сомнение польским математиком и астрономом Николаем Коперником (1473–1543). Он в течение 30 лет разрабатывал систему, получившую название гелиоцентрической картины мира (от греч. Hλιος или Ηελιος – Гелиос – Солнце). В соответствии с гелиоцентрической моделью Земля – рядовая планета, в числе прочих обращающаяся вокруг центрального светила – Солнца. Из страха прослыть еретиком Коперник сначала распространял свою концепцию анонимно. Трактат Коперника «Об обращении небесных сфер» появился в 1543 г. (после запрещения он был разрешен к изданию папой римским в 1928 г.). Идеи Коперника были поначалу только гипотезой. Все известные тогда астрономические инструменты помогали только в наблюдении, но не могли рассказать об устройстве, размерах небесных тел и истинных масштабах Вселенной. Глава за главой Коперник следовал птолемеевской парадигме, однако при выходе трактат произвел переворот в представлениях о Вселенной.

В истории культуры то, что сделал Коперник, называют коперниканским переворотом, коперниканской революцией. Переход к гелиоцентризму в понимании устройства мира не затрагивал формально парадигму. Дело не в перемещении центра мира с Земли в окрестности Солнца, а в полном устранении метафизической иерархии аристотелевского космоса. По Аристотелю и средневековой космологии, движущая сила передается от периферии – перводвигателя к центру. В системе Коперника энергия исходит от центра Солнца (Кеплер прямо делает Солнце перводвигателем). Коперник надеялся создать новый облик традиционного космоса, но открыл новое самоопределение ума по отношению к миру. Отныне незримый космос есть воплощение космоса идеального, умозримого, возникло новое понимание роли теоретического ума, который, уподобляясь Творцу, творит идеальную Вселенную. Первое, что считает необходимым исследовать Коперник: в каком отношении Земля находится к небу, «...чтобы мы, исследуя самое высшее, не забывали более близкого, и… не приписывали небесному того, что свойственно Земле». Далее он пишет, что вращение – естественное движение для всякого сферического тела, и продолжает: «Предоставим естествоиспытателям спорить, является ли мир конечным или нет, будем считать твердо установленным, что Земля, заключенная между полюсами, ограничивается шаровидной поверхностью. Но тогда зачем же нам сомневаться? Скорее следует допустить, что подвижность Земли вполне естественно соответствует ее форме, чем думать, что движется весь мир, пределы которого неизвестны и непостижимы. И почему нам не считать, что суточное вращение для неба является видимостью, а для Земли – действительностью?» Вот утверждение, наглядно обнаруживающие формирование нового способа рассуждения.

Из утверждения, что не Вселенная движется вокруг неподвижной Земли, а Земля перемещается в космическом пространстве, возникает новое мироощущение человека. Человек и человечество оказываются не в центре Вселенной, а в ее уголке, на равных среди других небесных тел, песчинкой в масштабах бесконечной Вселенной. Важное значение имела идея относительности движения: видимое нашим взором должно быть понято с учетом движения того тела, откуда ведется наблюдение. Гелиоцентрическая Вселенная выглядела как совершенный космос только для наблюдателя, расположенного на Солнце. Тем самым Коперник допустил возможность отсутствия связи между прямым видением и собственно образом Вселенной. Универсум есть универсум ума, образ, в котором ум созерцает сам себя. Коперник неявно руководствовался новой идей разума: разум как автономный источник своих порядков. Это было весьма смелой идеей для того времени.

В истории философии и культуры результаты деятельности многих мыслителей называют коперниканскими революциями. Зачинатели естествознания ХVII в. образуют своего рода общину коперниканцев . Дидро в ХVIII в. сравнивал формирование истинно энциклопедического объекта (планомерный и объективный обзор универсума человеческих знаний) с коперниканским перенесением наблюдателя в центр Солнца. И. Кант понимал свой критический переворот в метафизике как распространение коперниканской революции на эту область . Немецкие романтики (Ф. Шлегель и Ф. Шеллинг) связывали с коперниканской революцией учение об универсальности человека и бесконечно деятельностной природе его духа. В конце ХIХ в. А. Шопенгауэр и Ф. Ницше по-новому осознают «неуместность» человека во Вселенной, ничего не знающей о нем. С коперниканской революцией сравнивал свою революцию в понимании истории О. Шпенглер в работе «Закат Европы». О коперниканских революциях в науке говорят в тех случаях, когда имеют в виду научные революции – радикальные и эпохальные изменения содержания научной картины мира, сопровождающиеся пересмотром представлений о месте человека.

Борьба против идей Коперника началась после того, как итальянец Г. Галилей (1564–1642) направил в 1609 г. в небо увеличительную трубу собственной конструкции. Он увидел, что небеса состоят из материальных объектов, подобных Земле, что теория о тяготении всех небесных тел к одному центру мира ошибочна. Открытие фаз Венеры было прямым доказательством ее вращения вокруг Солнца. Заслуга Галилея не только в получении важных фактуальных данных, подтверждающих гелиоцентрическую модель. Важно, что вместо принципа «мир таков, каким мы его наблюдаем» в естествознании утвердилось иное положение – «мир не таков, каким он нам кажется», то есть внешний вид объектов и видимые стороны процессов часто не дают возможности судить об их подлинной сущности. Задачей естествознания является именно раскрытие этой подлинной сущности.

Объяснение тому, что планеты вращаются вокруг Солнца, появилось в 1687 г., когда Исаак Ньютон (1643–1727) опубликовал работу «Математические начала натуральной философии», где сформулировал закон, согласно которому всякое неподвижное тело остается в покое, пока это состояние не нарушит какая-либо сила, и описал, как под воздействием силы тело движется или меняет свое движение. Он назвал эту силу гравитацией. До Ньютона английское слово gravity означало серьезное настроение, а также свойство предметов быть тяжелыми. Ньютон разработал математический аппарат, позволяющий количественно описать, как реагируют тела на действие сил, и доказать, что притяжение Солнца вынуждает Землю и другие планеты двигаться по эллиптическим орбитам. Вселенная для Ньютона – хорошо отлаженный часовой механизм (образ мировых часов введен в космологию Лейбницем), она бесконечна во времени и пространстве, вечна. Пространство есть вместилище материи, оно существует всегда и будет существовать, даже если из него изъять всю материю. Вывод о бесконечности Вселенной был сделан Ньютоном, чтобы избежать гравитационного парадокса: если допустить конечность Вселенной, то должен существовать центр гравитации, к которому притягиваются все тела, и через конечное время все тела должны собраться в единую массу. Но бесконечность Вселенной тоже приводит к гравитационному парадоксу, на который указали спустя столетие после Ньютона математик К. Нейман и астроном Г. Зелигер. Его суть: в бесконечной Вселенной гравитационные силы, воздействующие на тело, не имеют определенной конечной величины. Таким образом, гравитационные представления, на которых основывается модель Ньютона, делают равно невозможным и бесконечность, и конечность Вселенной.

Первую концепцию развивающейся Вселенной пытался построить И. Кант (1724–1804), она изложена в работе «Всеобщая естественная история и теория неба, или Попытки истолковать строение и механическое происхождение всего мироздания исходя из принципов Ньютона» (1755). Кант пишет о бесчисленности миров и систем, о рождении и развитии космических тел и систем. Первоматерия, по Канту, создана Богом в далеком прошлом, Вселенная имеет начало, но не имеет конца. Процесс образования миров, начатый однажды, не прекратится, и в результате из первоматерии возникнут новые звездные системы.

Вселенная не простая совокупность небесных тел, в ней постоянно происходят сложные физические процессы. Именно с этой точки зрения Вселенная представляет значительный интерес для современного естествознания. Космос – бесконечно разнообразная лаборатория, где можно изучать такие состояния и процессы, которые недоступны на Земле.

Наука Брызгалина Е.В. Концепции современного естествознания

Наука Брызгалина Е.В. Концепции современного естествознания

Цель данного учебника – помочь студентам овладеть содержанием курса «Концепции современного естествознания», посвященного фундаментальной сфере современной культуры – науке. Учебник ориентирует на формирование у студентов компетенций, предусмотренных ФГОС ВПО по социогуманитарным направлениям подготовки. Учебник знакомит студентов с особенностями естественно-научной картины мира, основаниями противопоставления естественно-научной и гуманитарной культуры и необходимостью их синтеза на основе целостного взгляда на окружающий мир. В учебнике анализируются ключевые этапы развития естествознания, указывается на преемственность и непрерывность в изучении природы. Учебник освещает основной комплекс проблем естествознания конца ХХ – начала ХХI века. Для изучения предлагаются те концепции и проблемы, которые определяют облик современного естествознания и задают место научного подхода в культуре. Для студента – будущего специалиста в области социогуманитарного знания особенно принципиально осознание основных концепций и законов естествознания в их связи с проблемами общественной жизни, осмысление общих тенденций и взаимовлияний естественно-научного и социогуманитарного знания. Предлагаемый учебник представляет собой не просто совокупность актуальных вопросов из традиционных курсов физики, химии, биологии, экологии, антропологии, а является продуктом междисциплинарного синтеза на основе комплексного историко-философского и культурологического подходов. Учебник адресован студентам, получающим образование по социогуманитарным направлениям, всем интересующимся тенденциями развития современной науки. <br><br> <h3><a href="https://litgid.com/read/kontseptsii_sovremennogo_estestvoznaniya1/page-1.php">Читать фрагмент...</a></h3>

Внимание! Авторские права на книгу "Концепции современного естествознания" (Брызгалина Е.В.) охраняются законодательством!