Контрольная работа по предмету
«Концепции современного естествознания»
Вариант №9
Оглавление:
Вопрос №1 «Создание классической механики и экспериментального естествознания»:
– XVII век – «Век Разума» - стр 2
– XVI в. Научная революция начинается:
- Николай Коперник – стр 2
– XVII в. От Возрождения к Новому времени:
- Иоганн Кеплер – стр 3
- Галилео Галилей – стр 4
- Рене Декарт – стр 5
– Ньютонианская революция – стр 5 - 7
Вопрос №2 «Самоорганизация в открытых неравновесный системах»:
– Синергетика – стр 8
– Главная идея синергетики – стр 8
– Основные свойства самоорганизующихся систем – стр 9
– Наиболее наглядные примеры самоорганизации:
- Лазер – стр 10
- Ячейки Бенара – стр 10
- Реакция Белоусова-Жаботинского – стр 11
- Система «Хищник-жертва» - стр 12
- Морфогенез – стр 12
Вопрос №3 «Исторические этапы развития жизни на Земле»:
– Происхождение жизни – стр 13
– Геологические эры Земли – стр 13:
- Докембрий – стр 14
- Катархей – стр 14
- Архей – стр 14
- Протерозой – стр 15
- Палеозой – стр 15
- Мезозой - стр 16
- Кайнозой - стр 17
- Четвертичный период и антропоген – стр 17
Список литературы, использованной при подготовке контрольной работы:
В.М. Найдыш «Концепции современного естествознания», изд-во «Гардарики», Москва-2002.
В.В. Свиридов «Концепции современного естествознания», 2-е издание, изд-во «Питер», 2005г.
Т.Я. Дубнищева «Концепции современного естествознания», изд-во «ЮКЭА», Москва-2001.
А.Ф. Лихин «Концепции современного естествознания», изд-во «Проспект», Москва-2006.
С.Х. Карпенков «Концепции современного естествознания», краткий курс, изд-во «Высшая школа», Москва-2003.
М.И. Потеев «Концепции современного естествознания», изд-во «Питер СПБ», 1999г.
А.А. Горелов «Концепции современного естествознания», 2-е издание, изд-во «ACADEMA», Москва -2006.
Т.Г. Грушевицкая, А.П. Садохин «Концепции современного естествознания», изд-во «Юнити», Москва-2003.
Вопрос №1: Создание классической механики и экспериментального естествознания.
XVII век – «Век Разума».
В феодальном обществе научные знания были подчинены религиозному сознанию, и им было не позволено выходить за рамки, установленные верой. Становление буржуазных социально-экономических отношений привело к постепенному ослаблению религиозного восприятия мира и укреплению рациональных представлений о мироздании. Новому классу – буржуазии нужна была новая наука, которая отвечала бы требованиям развития промышленности и исследовала бы свойства физических тел и проявления сил природы. Поэтому в это время складывается такой тип сознания, в котором на первый план выдвигается потребность в накоплении объективного знания о мире. Провозглашается господство «Века Разума» и изменяются (по сравнению с античностью и средневековьем) представления о целях, задачах, методах естественнонаучного познания. Формируется убеждение, что предметом естественнонаучного познания являются природные явления, полностью подчиняющиеся механическим закономерностям. Научная революция XVII века ознаменовала собой смену картин мира. Картина мира приобрела рациональный механико-математический характер, мышление стало рациональным. Задачей естествознания становится определение экспериментальным путем параметров природных явлений и установление между ними функциональных зависимостей, которые должны быть выражены строгим математическим языком. Новый образ мира и стиль мышления привел к оформлению «вещно-натуралистической» концепции с ориентацией на механистичность и количественные методы. Поэтому главной областью среди естественных наук становятся механика, физика и астрономия.
XVI в. Научная революция начинается
Николай Коперник
Честь начинателя первой научной революции принадлежит Николаю Копернику. До него в естествознании господствовала геоцентрическая система мироздания Клавдия Птолемея, согласно которой плоская Земля является центром мироздания, а солнце и другие небесные тела вращаются вокруг нее. “Старый космос" - это мир по Аристотелю и Птолемею. Космос имеет шаровидную форму, вечен и неподвижен; за его пределами нет ни времени, ни пространства. В центре его – Земля. Изменяющийся подлунный мир и совершенно неизменный надлунный. В подлунном мире существует 4 элемента: земля, вода, воздух, огонь, в надлунном – эфир. Все движения в космосе – круговые. Точка зрения Коперника в отношении предложенной им новой системы мира была совершенно иной. Основное естественнонаучное значение великого произведения Коперника "О вращениях небесных сфер" состоит в том, что его автор, отказавшись от геоцентрического принципа и приняв гелиоцентрический взгляд на строение Солнечной системы, открыл и познал истину действительного мира. Процесс приобретает четкие научные формы: вращение Земли происходит вокруг оси, центральное положение Солнца - внутри планетной системы. Земля - планета, вокруг которой вращается Луна. В своих двух величайших открытиях Николай Коперник убедительно доказывает, что Земля имеет шарообразную форму, приводя как доводы древних ученых, так и свои собственные. Земля не находится в центре мира и движется, обладая к тому же суточным вращением.
Все произведения Николая Коперника базируются на едином принципе. Это - принцип относительности механических движений, согласно которому всякое движение относительно. Понятие движения не имеет смысла, если не выбрана система отсчета (система координат), в которой оно рассматривается. Следует заметить, что во времена Коперника астрономия еще не владела методами, позволяющими непосредственно доказать вращение Земли вокруг Солнца (такой метод появился почти двести лет спустя). В его произведениях содержатся теоремы из планиметрии и тригонометрии (в том числе и сферической), необходимые для построения теории движения планет на основе гелиоцентрической системы. Они дали ту основу, на которой построена современная небесная механика. Коперник придерживался правильных взглядов на размеры Вселенной, хотя происхождение мира и его развитие он объяснял деятельностью божественных сил.
Католическая церковь оценила мощь того удара, который нанесло учение Коперника по вековым незыблемым религиозным догмам. В 1616 году собрание богословов - подготовителей судебных дел святой инквизиции приняло решение об осуждении нового учения и о запрещении творения Коперника, мотивируя это тем, что оно противоречит священному писанию.
XVII в. От Возрождения к Новому времени
Иоганн Кеплер
После работ Коперника дальнейшее развитие астрономии требовало значительного расширения и уточнения эмпирического материала, наблюдательных данных о небесных телах. Европейские астрономы продолжали пользоваться старыми античными результатами наблюдений. Но они устарели и часто были неточны. Проводимые же в ту пору европейскими астрономами наблюдения характеризовались большими погрешностями. Кардинальные изменения наметились только в последней четверти XVI в., когда в Дании построили невиданную еще астрономическую обсерваторию, названную Небесным замком (Ураниборгом). Инициатором и организатором строительства обсерватории и новых огромных инструментов для астрономических наблюдений был Тихо Браге, датский дворянин. Тихо Браге был блестящим астрономом-наблюдателем. Он, как и Коперник, ощущал недостатки птолемеевской геоцентрической системы и разработал систему, занимавшую промежуточное место между геоцентрической и гелиоцентрической. Но несравненно более великое открытие сделал его ученик и последователь Иоганн Кеплер. Он раскрыл главную тайну планетных орбит. Этот великий немецкий ученый совершил величайший научный подвиг – заложил фундамент новой теоретической астрономии и учения о гравитации. Он показал, что законы надо искать в природе, а не выдумывать их как искусственные схемы и подгонять под них явления природы.
Философы Древней Греции думали, что круг - это самая совершенная геометрическая форма. А если так, то и планеты должны совершать свои обращения только по правильным кругам (окружностям). Кеплер пришел к мысли о неправильности установившегося с древности мнения о круговой форме планетных орбит. Путем вычислений он доказал, что планеты движутся не по кругам, а по эллипсам - замкнутым кривым, форма которых несколько отличается от круга. Первый закон Кеплера - эллиптическое движение планет. Солнце находится не в центре эллипса, а в особой точке, называемой фокусом. Из этого следует, что расстояние планеты от Солнца не всегда одинаковое. Кеплер нашел, что скорость, с которой движется планета вокруг Солнца, также не всегда одинакова: подходя ближе к Солнцу, планета движется быстрее, а отходя дальше от него - медленнее. Эта особенность в движении планет (планеты не только движутся по эллиптическим орбитам, но и движутся по ним неравномерно) составляет второй закон Кеплера. Кеплер установил строгую зависимость между временем обращения планет и их расстоянием от Солнца. Оказалось, что квадраты периодов обращения любых двух планет относятся между собой как кубы их средних расстояний от Солнца. Это - третий закон Кеплера. Это окончательно убедило его в том, что движением планет управляет именно Солнце. Действие Солнца на планеты Кеплер сравнивал с действием магнита. Кеплер ввел пять параметров, определяющих гелиоцентрическую орбиту планеты (Кеплеровы элементы) и нашел уравнение для вычисления положения планеты на орбите в любой заданный момент времени (уравнение Кеплера). Таким образом, открытые им законы стали рабочим инструментом для наблюдателей.
Кеплер занимался не только исследованием обращения планет, он интересовался и другими вопросами астрономии. Его внимание особенно привлекали кометы. Подметив, что хвосты комет всегда обращены в сторону от Солнца, Кеплер высказал догадку, что хвосты образуются под действием солнечных лучей. В то время ничего еще не было известно о природе солнечного излучения и строении комет. Только во второй половине XIX в. и в XX в. было установлено, что образование хвостов комет действительно связано с излучением Солнца.