Современная естественно-научная картина мира

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….3

Современная естественно-научная картина мира……………………...6

Классификация механик………………………………………………….8

Современная физическая картина мира……………………………….11

Заключение……………………………………………………………….16

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………….17

ВВЕДЕНИЕ

Термин «естествознание» - означает «естество» (природа) и знание о нем. Иногда используют менее употребительное словосочетание «природоведение», которое происходит от общеславянского слова «веды» или «веда» - знание. Мы и до сих пор иногда говорим «ведать» в смысле знать. Однако в настоящее время под естествознанием, тем более современным, понимается прежде всего точное естествознание, отражающее сформулированные в математическом виде общие закономерности природы, всех процессов, происходящих в микро- и макромире. А природоведение, подобное обществоведению, науковедению или природообустройству, обычно ассоциируется с аморфными представлениями о предмете своего, частного «ведения».

Современное естествознание затрагивает не только собственно естественно-научные проблемы, но и гуманитарные, потому что в нем рассматриваются научные методы и пути познания человеком природы. Изучение этих путей составляет также предмет философии как науки о мышлении и познании, социологии - как науки о развитии человеческого общества, психологии - как науки о человеческом интеллекте и биологии - как науки о живом. Поэтому естествознание является, своего рода, основой всякого знания - и естественно-научного, и технического, и гуманитарного.

В целом же современное естествознание как научная мировоззренческая парадигма опирается на физические представления. Это определяется тем, что, обладая научным методом и формулируя представления о природе на количественном уровне в виде фундаментальных законов и принципов, физика создала базу объяснения реального физического мира. В то же время, отвергнув попытки познать духовную жизнь человека научными методами, физика в дальнейшем стала терять свои позиции, сталкиваясь с теми непознанными и необъясненными явлениями, которые не укладываются в рамки только физических представлений.

В настоящее время мы понимаем, что на фундаментальном уровне природа едина, границы в ней весьма условны и различные науки, изучающие ее, лишь отражают последовательное приближение коллективного разума человечества к истине наших представлений о мире.

Картина мира - это целостное миропонимание, синтезирующее знания на основе систематизирующего начала (научного принципа, идеи, религиозного догмата и т. д.), который определяет мировоззренческую установку человека, его ценностные поведенческие ориентиры.

Словосочетание «научная картина мира» подразумевает некую аналогию между совокупностью описывающих реальный мир научных абстракций и неким «живописным полотном», на котором художник компактно разместил все предметы мира. Как и все прочие аналогии, эта довольно приблизительно отражает суть дела, но тем не менее такое словосочетание обладает удивительным свойством - оно позволяет разворачивать «живописное полотно» подробнее, и при этом сходство с объектом аналогии сохраняется.

В своей работе я рассматриваю вопрос - «Механистическая картина мира».

В целом, картина формируется на основе:

- механики Леонардо да  Винчи (1452--1519)

- гелиоцентрической системы  Коперника (1473--1543)

- экспериментального естествознания  Г. Галмеи (1564--1642)

- законов небесной механики II. Кеплера (1571 --1630)

- механики И. Ньютона( 1613-1727)

В рамках механистической картины мира сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности:

- материя - вещественная субстанция, состоящая из атомов или корпускул;

- атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, характеризуются  наличием массы и веса.

- пространство трехмерно, постоянно и не зависит от  материи;

- время не зависит ни  от пространства, ни от материи;

- пространство и время  никак не связаны с движением  тел, они имеют абсолютный характер.

Движение - простое механическое перемещение. Законы движения - фундаментальные законы мироздания. Тела двигаются равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения есть действие на них внешней силы (инерции). Мерой инерции является масса. Универсальным свойством тел является сила тяготения, которая является дальнодействующей. Принцип дальнодействия взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, т. е. действия могут передаваться в пустом пространстве с какой угодно скоростью. Все механические процессы подчиняются принципу детерминизма. Случайность исключается из картины мира.

На основе механистической картины мира в XVIII - начале XIX вв. была разработана земная, небесная и молекулярная механика. Макромир и микромир подчиняются одним и тем же механическим законам. Это привело к абсолютизации механистической картины мира. Она стала рассматриваться в качестве универсальной.

СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА

Физический аспект лежит в основе всего естествознания. Развитие физики показывает, что происходит непрерывное движение от понимания отдельных, частных проблем ко все более общим законам природы. Появление релятивистской механики Эйнштейна отнюдь не отменило классическую физику Ньютона. Последняя оказалась следствием механики Эйнштейна при условии, что скорости движения малы по сравнению со скоростью света. Законы микроскопической механики являются следствием законов квантовой механики, управляющих микромиром.

На эмоционально-лингвистическом уровне можно в шутку сказать, что Ньютон внес «новый тон» в описание динамических законов природы или вообще построил целый «новый город» в современной для того времени физике (new town), оправдывая тем самым свою знаменитую фамилию Newton. А на то, что соответствующие фундаментальные законы природы вообще должны представлять собой нечто принципиально единое и незыблемое как некий монолит или один-единственный краеугольный камень, или короче - просто один камень (ein Stein), - на это обратил должное внимание как раз Эйнштейн, опять-таки как бы оправдывая, словно по воле Провидения, свою столь же знаменитую фамилию Einstein Кузнецов, В.И. Естествознание / В.И. Кузнецов, Г.М. Идлис, В.Н. Гутина. - М.: Агар, 1996..

В современной постнеклассической физике замечено, что с каждым новым шагом развития ее основные законы и теории как бы упрощаются, становятся более фундаментальными. Как сказал А. Мигдал, «в науке в отличие от искусства глубокая мысль выигрывает от упрощения». Естественно, новая теория должна переходить в старую в тех условиях, для которых эта старая теория была установлена. Это позволяет отделять, согласно М. Гелл-Манну, возможное от еще не изученного. Ученый должен быть непредвзятым и отказываться от привычных представлений только тогда, когда новые представления не противоречат установленным фактам. Все большее число известных ранее законов и положений становится следствием более общих. При этом старые утверждения, как часть новых, можно вывести, опираясь на законы формальной логики. Например, по мере развития физики число фундаментальных взаимодействий и фундаментальных частиц уменьшилось. Почему это происходит, не совсем понятно, но это исторический факт, который интуитивно еще в XIV в. был осознан францисканским монахом и философом У. Оккамом и получил название принципа бритвы Оккама. Его утверждение гласит: «Чем ближе мы находимся к некоторой истине, тем проще оказываются законы, выражающие эту истину» или: «не приумножай сущностей сверх необходимого», т.е. объясняй факты простейшим способом. Это одна из аксиом науки. Возможно, число законов природы конечно, но способы познания их, т.е. наука, остаются при этом бесконечными. Как сказал Р.Фейнман: «Может быть, вещь проста только тогда,- когда ее можно исчерпывающим образом охарактеризовать несколькими различными способами, еще не зная, что на самом деле ты говоришь об одном и том же». Кроме того, познанные законы природы показали, что установление рамок, границ, в пределах которых действует та или иная физическая модель, также является своего рода фундаментальным законом. Как сказал Л. Ландау: «Главное в физике -- это умение пренебрегать». По существу, все физические теории, основанные на предыдущих, надежно установленных и объясненных наукой наблюдениях, сузили круг тех вопросов, которые можно задавать природе. Как справедливо указывалось - «осознание новых ограничений стало признаком фундаментальных теорий» Каница, С.П. Синергетика и прогнозы будущего / С.П. Каница, С.П. Курдюмов. - М.: Наука, 1997. .

Классификация механик

Можно представить некоторую образную классификацию фундаментальных физических теорий или механик. Как предложил А.Зельманов Кузнецов, В.И. Естествознание / Г.М. Идлис, В.Н. Гутина, - М.: Агар, 1996., в пространстве трех одинаково нормированных (чтобы не нарушать симметрию куба) универсальных мировых констант - гравитационной постоянной G, 1/с и постоянной Планка h, все механики составляют характерный куб фундаментальных физических теорий Гравитационная постоянная G - определяющая эффекты всемирного тяготения. Постоянная Планка h - которая определяет квантовые эффекты, Скорость света с - связанная с релятивистскими эффектами.. Каждая механика находится в вер шинах куба с соответствующими координатами (рис.1).

Такая классификация позволяет также и прогнозировать дальнейшее развитие физики как на науки. Классическая механика Ньютона (М) не содержит никаких универсальных физических мировых констант и является первой фундаментальной теорией. Гравитационной механикой (GM) Ньютона является вторая фундаментальная теория, она содержит Ньютоновскую универсальную мировую гравитационную постоянную G. Третьей фундаментальной физической теорией стала электродинамика Максвелла и связанная с ней теория относительности Эйнштейна, или релятивистская механика (RМ), где в качестве универсальной мировой постоянной рассматривают скорость света с -- предельно возможная скорость распространения физических воздействий. Четвертой фундаментальной физической теорией, основанной на постулатах Бора, является квантовая механика (QM), содержащая универсальную мировую константу постоянную Планка h как минимально возможный квант действия. Пятой фундаментальной физической теорией стала СТО Эйнштейна, т.е. релятивистская гравитационная механика (RGM), содержащая универсальные мировые константы с и G и учитывающая искривление гравитационного поля при скоростях, близких к скорости света. Шестой фундаментальной физической теорией считается релятивистская квантовая механика (RQM), содержащая мировые универсальные постоянные с и h. И наконец, еще две, которые, вообще говоря, еще только должны быть. Седьмая -- квантовая гравитационная механика (QGM), необходимая для описания сингулярностей (черных дыр и первых мгновений БВ). В ней отчасти уже оперирует квантовая электродинамика с универсальными постоянными h и G. Восьмой, с позиции такой классификации -- последней, должна стать искомая пока квантовая релятивистская гравитационная механика (QRGM), содержащая все три мировые универсальные постоянные h, с и G.

Вероятно, в связи с трехмерностью описания нашего пространства требуются только три необходимые независимые универсальные константы (и в этом суть аналогии с кубом), в качестве которых могут выступать любые эквивалентные им параметры, непосредственно связанные с экспериментом, но непременно три. Все эти механики взаимосвязаны между собой подобно ионам в узлах кубической кристаллической решетки. Так, классическая ньютоновская механика (М), которая еще учитывает универсальную постоянную гравитационного взаимодействия, конечность физически возможной скорости распространения всех физических воздействий и принципиально дискретный квантовый характер любого физического действия, является предельным случаем гравитационной (GМ), релятивистской (RM) и квантовой (QM) механик, т.е. соответственно получается из них при G > 0, 1/с > 0 и h > 0. Аналогичным образом гравитационная (GМ), релятивистская (RM) и квантовая (QM) механики представляют собой соответствующие предельные случаи релятивистской гравитационной механики (RGM), релятивистской квантовой механики (RQM) и квантовой гравитационной механики (QGM). Очевидно, что релятивистская гравитационная механика (RGM), релятивистская квантовая механика (RQМ) и квантовая гравитационная механика (QGM) являются предельными случаями квантовой релятивистской гравитационной механики (QRGM).

Современная физическая картина мира

Подведем краткий итог рассмотренных выше идей современной естественно-научной картины мира на основе постнеклассических физических представлений или той физики, которая, по терминологии И.Пригожина Ильям Ромамнович Пригомжин (фр. Ilya Prigogine; 25 января 1917, Москва, Российская империя -- 28 мая 2003 Остин, Техас, США) -- бельгийский и американский физик и химик российского происхождения, лауреат Нобелевской премии по химии 1977 года, виконт Бельгии., является физикой существующего. Современная естественнонаучная картина отличается более фундаментальным уровнем рассмотрения явлений природы. Современные физические теории имеют дело с самыми основными понятиями, свойствами, состояниями природы, такими, как время, пространство, масса, заряд, поле, вакуум и т.д. Создана теория атома, объясняющая стабильность атомов, периодичность свойств химических элементов, образование химических связей различных видов, объясняющих многочисленные и разнообразные физические и химические явления. Установлено строение атома и составляющих его частиц. В итоге сформулирована последовательная концепция атомистического строения материи, согласно которой все сущее состоит из 12 фундаментальных фермионов: 6 кварков различных ароматов и цветов и 6 лептонов с различными лептонными зарядами. Все многообразие природных явлений объясняется взаимопревращением этих частиц и их взаимодействием, которые сводятся к четырем видам фундаментальных взаимодействий -- гравитационному, сильному, слабому и электромагнитному. Предполагают, что переносчиками взаимодействия (носителями полей) являются частицы -- фундаментальные бозоны, фотоны, гравитоны. Предпринимают попытки объединить эти взаимодействия в одно. Важно также, что результаты исследования микромира дают возможность по-новому осмыслить процессы мегамира -- рождение и эволюцию звезд, галактик, всей Вселенной. Считается, что в окрестностях точки Большого Взрыва при Т >1032 К эти все взаимодействия были объединены.

Другим существенным моментом является то, что современная естественнонаучная картина мира основана на фундаментальном вероятностном принципе обобщения закономерностей. Этот принцип, вытекающий из квантовой физики, можно распространять и на гуманитарный подход к изучению мира, т.е. использовать физические модели, в том числе статистические физические модели, для описания природы, социума и общества в целом. При этом природа, общество, Вселенная рассматриваются в развитии, во взаимодействии их сущностей. Так, CТО связала пространство -- время, квантовая теория доказала условность разделения вещества и поля. Выяснилась тесная взаимосвязь таких свойств объектов природы, как симметрия -- асимметрия, хаос и порядок, дискретность и континуальность. Классическое естествознание на разных этапах развития картин мира рассматривало физические модели описания объектов как замкнутых систем с линейными зависимостями описывающих их параметров. В современной картине мира рассматривают уже более распространенные в природе открытые системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, информацией. Для них характерны разнообразие, неустойчивости эволюции, нелинейные соотношения, процессы самоорганизации. Синергетический подход Синергимя или Синергимзм (от греч. ухнесгЯб Synergos -- (syn)вместе (ergos) действующий, действие) -- это взаимодействие двух или более факторов, характеризующееся тем, что их действие существенно превосходит эффект каждого отдельного компонента в виде их простой суммы.