Контрольная работа по дисциплине «Концепции современного естествознания»

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Тихоокеанский  государственный университет»

Кафедра Физики

Специальность  «Юриспруденция»

Контрольная работа

по дисциплине «Концепции современного естествознания»

 

Вариант  8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 

 шифр зач. кн.

           Фамилия: Имя: 

Отчество:

 

 

 

 

Хабаровск 2012г.

План:

1. Зарождение эмпирического  научного знания  ………………………..3  
             Эмпирические знания древнего Египта …………………………3  
             Эмпирическая наука древнего Вавилона……………………….. 4  
             Эмпирические знания древней Индии …………………………..5  
             Эмпирические знания древнего Китая …………………………..8  
2. Принцип возрастания энтропии ………………………………………..8  
3. Теория Опарина о происхождении жизни на Земле ………………...10  
Список литературы .……………………………………………………..15 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Зарождение эмпирического научного знания. 
 В ходе исторического развития научное знание всегда обращалось к эксперименту, как основному средству получения знания. Древние, обобщая наблюдения за природой и руководствуясь здравым смыслом, пытались связать выявленные факты в причинно – следственные цепочки. Так появляется необходимость все обосновательно доказать и объяснить, так возникало эмпирическое научное знание. На основе эмпирического базиса установились отдельные закономерности, постепенно сводившиеся в единую систему идей.  
 Так, ведущими цивилизациями древнего мира путем эксперимента были собраны самые необходимые знания, которые в последствии обусловили необходимость в передачи и обобщении этих знаний, что привело сегодня к научной – эмпирической форме познания действительности. [3, 251].

Эмпирические  знания древнего Египта.  
 Египтологи не могут прийти к единому мнению в вопросе о том, как древние египтяне осуществляли строительство грандиозных сооружений, используя для этого математические знания и расчеты, сравнимыми с сегодняшними и даже превосходящие их. Это загадка, но факт остается фактом: древние египтяне эмпирическим путем добывали знания, которые тут же использовались при строительстве, например, пирамид. Несмотря на то, что до нас дошли некоторые фрагменты, предположительно имеющие отношение к математике, сами тексты настолько сильно пострадали в результате перевода, что современный западный учёный не в состояние в них разобраться.  
 Судя по всему, древние осознавали реальность явлений, связанных с энергиями космоса и вполне довольствовались пониманием фундаментальных принципов, не нуждаясь в физическом их подтверждении. Поэтому они ставили различные эмпирические опыты, которые откладывались в виде технологий, составляя круг мировоззрения Древнего Египта.  
 Помимо медицинского применения, эмпирические опыты также использовались и в древних науках, завещанных сириусианскими или атлантийскими источниками миллиардов земных жителей. Так, в V в. до н.э. путем экспериментальных вычислений. началось интенсивное развитие наблюдательной астрономии.  
 Было обнаружено неравенство четырех времен года; измерен наклон эклиптики (круг, вдоль которого движутся Солнце, Луна и планеты) к небесному экватору (~24); создан лунно-солнечный календарь; установлено, что планеты движутся по небу по необычайно сложным траекториям, которые включают в себя нерегулярные колебательные движения, попятное петлеобразное движение и др. Одновременно в недрах математики и философии вызревали теоретические предпосылки моделирования астрономических явлений, создания математических моделей Вселенной. Математика Древнего Египта также носила отчасти Эмпирический характер, потому что все ее модели тут же использовались в строительстве, космологических и космогонических моделях.

Таким образом, зарождение эмпирических знаний в Древнем Египте было связано, прежде всего, с развитием таких  наук как астрономии, геометрии и  медицина.

Эмпирическая  наука древнего Вавилона.  
 Древний Вавилон был крупнейшим цивилизационно-культурным центром своего времени, он собрал под своей сенью многих магов, астрологов, прорицателей-целителей и жрецов. Это обусловлено тогдашним выгодным экономическим положением полиса, соответственно ростом его населения, и как следствие, средоточием многих актуальных тогда культов, искусства и наук.

  Эмпирическое знание древнего Вавилона развивалось преимущественно в сфере оккультных наук, но тем не менее это дало большие плоды и ценный практический опыт, для точных наук будущего.     Почему именно Вавилон оформил магию как систему, и чем это обосновано? Магия - это синтез одновременно большого числа эмпирических наук и знаний, таких как алхимия, астрология, колдовство (культовое жречество, получившее свой наибольший рассвет и славу именно в Древнем Вавилоне - вспомним истинно магические обряды в вавилонских храмах древнейших богов), нумерология, прообраз арабской математики, огромное значение также оказали древние персы с их огненным культом и собственными астрологическими традициями, несомненно, повлиявшими на развитие вавилонской и позднее, арабской экспериментальной астрологии.  
Также нельзя не упомянуть и медицину, тогда еще практически совершенно народно-нетрадиционную, но тем не менее эксперименты по лечению внутренних органов, пересадки органов осуществляли уже в те времена. Этот синтез эмпирических знаний и оккультных наук физически состоялся в древнем Вавилоне, и с тех пор магия есть могущественной и сложной по составу системой культовых знаний, а магом принято называть того, кто работает с этой вавилонской смесью культов и древних эмпирических наук.  
 Эмпирические знания древней Индии. 
 В древней Индии был накоплен огромный опыт использования лекарственных растений, широко занимались врачеванием буддийские монахи. Врачи-индийцы славились в конце древности и в средние века во всем мире. Специальные трактаты по естественно-экспериментальным наукам датируются рубежом древности и средневековья. Ряд важнейших астрономических идей несомненно навеян общими философскими концепциями, но также некоторые знания получены из экспериментальных расчетов и внимательного наблюдения за звездным небом и светилом.  
Так, знаменитый Арьябхатта (V в. н.э.), исходя из принципа относительности движения, расчитал вращение Земли вокруг собственной оси и движение ее вокруг Солнца. С понятием "пустоты" в буддийской философии, возможно, связано введение нуля в математике (и, соответственно, позиционной системы счисления). Так называемые “арабские цифры”, которые используются доныне, происходят из Индии.

Древние индийцы достигли в экспериментальной медицине высокого уровня мастерства. По свидетельству  английского исследователя Уильяма  Хантера "индийская медицина включала в себя все области этой науки. Она описывала строение организма, органы, связки, мышцы, сосуды и ткани. Лекарственные вещества включали широкий  спектр средств минерального, растительного  и животного происхождения. Фармакологии были известны сложные способы изготовления лекарственных препаратов и их классификация  с подробными указаниями по их назначению и применению."  
Высокий уровень развития, которого достигла индийская астрономия, уже является доказательством успехов индийцев в математике, а также их высоким вниманием к наблюдению за космическими объектами. Древность астрономии подтверждает еще большую древность математики. Индийцы изобрели числительные, немецкий филолог Шлегель отмечает, что "десятичная система счисления, являющаяся наряду с письменностью одним из важнейших достижений человечества, с общего согласия авторитетных историков признана изобретением индийцев".

Индийцы эмпирическим путем  доказали предварение равноденствий  и о том, что за сутки земля  совершает оборот вокруг своей оси. Жрецы-брахманы говорили об этом в 5 в. до н.э. Астрономия возникла в Индии  очень давно. Знаменитые ученые написали множество трактатов по астрономии и астрологии, которой придавалось  не меньшее значение. Известными учеными  были Парашар (12 в. до н.э.), Арьябхата  и Варахамихира. "Индийские астрономы  знали о делении эклиптики  на лунные дома, о предварении равноденствий, обороте луны вокруг своей оси, расстояние от нее до Земли, размеры орбит  планет, способы вычисления дат затмений" (Вильсон, "История Индии"). Древние знали, что Земля имеет форму шара. В астрономическом трактате "Арьябхатейя" мы читаем: "Земля расположена в центре вселенной, она состоит из пяти элементов и имеет сферическую форму". Теория гравитации излагается в труде мудреца Бхаскарачарьи "Сиддхантха сиромани" следующим образом: "Благодаря силе тяготения Земля притягивает к себе все предметы, и кажется, что они падают на землю". Другой древний ученый, Гаргья, первым перечислил созвездия и разделил зодиакальный пояс на 27 равных частей. Говорят, что Варахамихира, сын Гаутамы, первым обнаружил планету Юпитер (в индийской традиции Брихаспати), ссылки на что есть в Ригведе.

  Ближе к современной эпохе, в 1727 г. н.э., родился махараджа Джай Синх II, строитель Джайпура, одного из наиболее старых городов, следующих единому плану строительства, и создатель знаменитых обсерваторий в Джайпуре, Дели, Варанаси, Матхуре и Удджайне. Часть приборов в этих обсерваториях до сих пор работает точно. Солнечные часы в Джайпуре сообщают время с точностью до двух секунд. Джай Синх также внес исправления в индийский календарь.

Экспериментальная химия. Экспериментальное изучение физики и химии были тесно связаны с религией и теологией. Физика в древней индии известна своей атомной теорией, но индийские атомные теории основывались, безусловно, не на опытах, а на интуиции и логике.

Но вот в химии индийские  металлурги достигли высокого мастерства в добыче металлов из руды и литье  металлов. Химия в древней Индии  была вспомогательной эмпирической наукой, подчиненной, однако, не развитию технологий, а медицине. Индийцы  преуспели в получении многих щелочей, кислот и солей металлов при помощи обычных экспериментальных  процессов кальцинирования и возгонки.

 

Эмпирические  знания древнего Китая.

Сохранившиеся материальные и литературные источники позволяют  проследить процесс развития китайской  эмпирической науки.  
 Мы видим, как развиваются градостроительство, архитектура, пластическое искусство; создаются сокровищницы поэзии и прозы; возникают значительные произведения изобразительного искусства, в том числе и портретная живопись; образуется общенациональная форма театра, а позднее и музыкальная драма. Особым экспериментальным достижением является получение китайского фарфора, вышивок, расписных эмалей, резных изделий из камня, дерева, слоновой кости по своему изяществу и художественной ценности претендуют на одно из ведущих мест среди подобных изделий в мире.

Значительными были и естественно - научные достижения в области  астрономии, магнетизма, медицины, книгопечатания и т.д.  
Экспериментальная наука Китая оказала большое влияние сначала на развитие культуры многочисленных соседних народов, населявших обширные территории позднейших Монголии, Тибета, Индокитая, Кореи и Японии. Позднее на большое число ведущих держав средневекового мира. Значительную лепту китайская эмпирическая наука внесла и в развитие мировой культуры. Её самобытность и оригинальность, высокая художественная и нравственная ценность говорят о творческой одаренности и глубоких корнях китайского народа. [1,64].

2. Принцип возрастания  энтропии. 
 Второе начало термодинамики определяет важную тенденцию в эволюции физического мира – с течением времени в замкнутой изолированной системе энтропия должна возрастать. В результате энергии распределяются по рангам так, что высший занимают те, которые способны превратиться в большее число энергии. Тогда низший ранг останется теплоте, превращения которой ограничены принципом Карно.  
Энтропия связана с вероятностями: S = k InW. Здесь W выражает число микросостояний, определяемое квантовыми законами. Рассмотрим, например, некоторую сложную систему и проследим ее эволюцию. Эта неустойчивая система начнет разрушаться, переходя во все более вероятные и устойчивые состояния. Энтропия при этом, как и вероятность будет расти. Пусть эта система представляет собой находящийся в сосуде газ, состоящий из огромного числа беспрерывно движущихся молекул. Мы не знаем точного положения и скорости в каждый момент времени каждой частицы газа. Нам могут быть известны только макропараметры: давление, объем, температура и состав газа. Эти величины можно измерить, вычислить энтропию системы и число «микроскопических комплекций». Формула, приведенная выше, связывает энтропию с хаосом. Слева стоит ключевое понятие второго начала термодинамики, характеризующее любые самопроизвольные изменения системы, а справа – величина, связанная с хаосом и служащая мерой рассеяния энергии, ее деградации во вселенной.

  Фактически, мы должны рассчитать число способов, которыми можно осуществить внутренние перестройки в системе, чтобы наблюдатель не заметил изменений, или чтобы они не изменили характеристики макросостояния системы. При этом предполагается неотличимость атомов друг от друга.

Если в системе, состоящей  из одного атома, произошло его энергетическое возбуждение, нам может быть известно об этом по значению температуры. При  этом возможно только одно распределение  возбуждения в системе, W = 1, логарифм единицы равен нулю, и S = 0. Такой  локализованный сгусток энергии  обладает нулевой энтропией, или  идеальным качеством. Если возбуждение  передается по системе, и мы не можем  отличить, какому именно атому, то в  системе из ста атомов это  
может быть осуществлено ста способами, т. е. W = 100, In 100 = 4,61, отсюда и S = 4,61k. Итак, энтропия системы выросла, система стала хаотичной, поскольку мы не знаем, где находится в каждый момент возбужденный атом.  
Следует обратить внимание на то, что в формулу Больцмана входит медленно меняющаяся функция, и, если In 100 = 4,61 и In 1500= 7,31, то логарифмы от числа Авогадро равен всего 54,7 или In 1023 = 54,7.  
Если система может быть представлена в виде двух взаимодействующих подсистем, то максимум энтропии достигается, когда обе подсистемы приходят в тепловое равновесие. При отсутствии перехода энергии из одной подсистемы в другую, такое состояние может долго существовать, нарушаемое только флуктуациями. Но тепловое равновесие – равновесие динамическое: в его основе лежит непрерывное движение, не воспринимаемое внешним наблюдателем. Это состояние, соответствующее максимуму энтропии, может быть достигнуто максимальным числом способов, и чем большим числом способов оно достигается, тем выше его вероятность. [8, 122].

3. Теория Опарина  о происхождении жизни на Земле.  
 «Жизнь – есть способ существования белковых тел, существенным моментом, которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».  
Среди современных теорий происхождения жизни на Земле, наиболее обоснованной является теория академика А. И. Опарина. Согласно этой теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

- Возникновение органических веществ;

-Возникновение белков;

-Возникновение белковых  тел. 

Астрономические исследования показывают, что как звезды, так  и планетные системы возникли из газопылевого вещества. В некоторых  случаях эта газопылевая материя объединяется в плотный, которые можно видеть невооруженным глазом. Химические исследования находящегося в галактике газопылевого вещества показали, что в нем наряду с металлами и их окислами обнаружено: