Основные этапы исторического развития естествознания

Дальневосточная Академия государственной службы заочное отделение Контрольная работа по дисциплине Концепции современного естествознания Тема Основные этапы исторического развития естествознания.Хабаровск, 2001 г. ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 1. Древнегреческий период. 2. Эллинистический период. 3. Древнеримский период античной натурфилософии. 4. Вклад Арабского мира в развитие естествознания. 5. Естествознание в средневековой Европе. 6. Этап, называемый научной революцией. Глава 2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА, КАК МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ Глава 3. РЕВОЛЮЦИИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Список использованной литературы.

Движение науки нужно сравнивать не с перестройкой какого-нибудь города, где старые здания немилосердно разрушаются, чтобы дать место новым постройкам, но с непрерывной эволюцией зоологических видов, которые беспрестанно развиваются и в конце концов становятся неузнаваемыми для простого глаза, но в которых опытный глаз всегда откроет следы предшествующей работы прошлых веков Пуанкаре А. О науке.

М 1983 г. ВВЕДЕНИЕ Концепция современного естествознания новый предмет в системе высшего образования. Насколько же нужно знать современную науку человеку, который скорее всего, никогда сам не будет работать в ней Ответом на этот вопрос могут служить строчки из введения к новому учебнику по Концепции современного естествознания В наши дни ни один человек не может считаться образованным, если он не проявляет интереса к естественным наукам Дело в том, что наука это не только собрание фактов об электричестве и т.п. Это одно из наиболее важных духовных движений наших дней. Наука это не только совокупность знаний.

Науке можно учить, как увлекательнейшей части человеческой истории как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой.

Преподаваемая как часть истории естественной философии и истории проблем и идей, она могла бы стать основой нового свободного университетского образования, целью которого было бы готовить, по крайней мере, людей, которые могли бы отличить шарлатана от специалиста Горелов А.А. Концепция современного естествознания М. ЦЕНТР, 2000 г с. 10. Итак, естествознание неотъемлемая и важная часть духовной культуры человечества. Знание его современных фундаментальных научных положений, мировоззренческих и методологических выводов является необходимым элементом общекультурной подготовки специалистов в любой области деятельности. Поэтому, изучение естественных наук важный фактор для подготовки современных образованных специалистов.

Изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков потому что именно там закладывались ее основы. Историю развития естествознания можно проследить с VI в. до н.э. Начиная с эпохи Коперника история естествознания рассматривается в свете научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов природы. Этапов выделяют иногда три-четыре, иногда более десяти.

Переходы от этапа к этапу и от одной научной революции к другой не похожи на триумфальное шествие человеческой мысли. Основные направления ее развития возникали в результате перебора многих окольных путей, отступлений, периодов топтания на месте. Глава 1.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Самыми древними науками можно считать астрономию, геометрию и медицину... Следует отметить определенные взаимосвязи, существовавшие между этими ... Математика начала развиваться для нужд астрономии, но именно математик... центр ВЛАДОС, 1998 г с. 1.

Древнегреческий период

и обрели статус науки как определенной системы знаний. Эта наука назыв... Эта стадия развития науки характеризуется концептуальным хаосом, прояв... Герофилу медицина обязана многими открытиями. Так, например, одному из крупнейших математиков того периода Евклиду п... Архимед заложил основы статики и гидростатики. Систематизатором геогра...

Древнеримский период античной натурфилософии

новым научным центром становится Рим со своими интересами и своим духо... Древнеримский период античной натурфилософии. н.э. 1.4. .

Вклад Арабского мира в развитие естествознания

Омар Хайям утверждал, что Вселенная существует вечно, а Земля и другие... Шиллер писал, что арабы как губка впитали в себя мудрость античности, ... Ислам, объединив всех арабов, позволил им потом в течение двух-трех по... 5. .

Естествознание в средневековой Европе

Естествознание в средневековой Европе. В то же самое время в Европе читали, главным образом, Библию, предавались рыцарским турнирам, войнам, походам. Была распространена куртуазная литература, посвященная прекрасным дамам и рыцарской любви. Только единицы имели склонность к философии и серьезной литературе времен античности.

Однако естествознание развивалось и в средневековой Европе, причем его развитие шло по самым разным путям. Особо необходимо упомянуть поиски алхимиков и влияние университетов, которые были чисто европейским порождением. Огромное число открытий в алхимии было сделано косвенно. Недостижимая цель философский камень, человеческое бессмертие требовала конкретных шагов, и, благодаря глубоким знаниям и скрупулезности в исследованиях, алхимики открыли новые законы, вещества, химические элементы.

С XIII в. в Европе начинают появляться университеты. Самыми первыми были университеты в Болонье и Париже. Благодаря университетам возникло сословие ученых и преподавателей христианской религии, которое можно считать фундаментом сословия интеллектуалов. 1.6. Этап, называемый научной революцией. Периодом научной революции иногда называют время между 1543 и 1687 гг. Первая дата соответствует публикации Н. Коперником работы Об обращениях небесных сфер вторая И. Ньютоном Математические начала натуральной философии.

Все началось с астрономической революции Коперника, Тихо Браге, Кеплера, Галилея, которая разрушила космологию Аристотеля Птолемея, просуществовавшую около полутора тысяч лет. Ю Коперник поместил в центр мира не Землю, а Солнце Ю Тихо Браге идейный противник Коперника движущей силой, приводящей планеты в движение, считал магнетическую силу Солнца, идею материального круга сферы заменил современной идеей орбиты, ввел в практику наблюдение планет во время их движения по небу Ю Кеплер, ученик Браге, осуществил наиболее полную обработку результатов наблюдений своего учителя вместо круговых орбит ввел эллиптические он количественно описал характер движения планет по этим орбитам Ю Галилей показал ошибочность различения физики земной и физики небесной, доказывая, что Луна имеет ту же природу, что и Земля, и формируя принцип инерции.

Обосновал автономию научного мышления и две новые отрасли науки статику и динамику.

Он подвел фундамент под выдающиеся обобщения Ньютона, которые мы рассмотрим далее. Ю Данный ряд ученых завершает Ньютон, который в своей теории гравитации объединил физику Галилея и физику Кеплера. В течение этого периода изменился не только образ мира. Изменились и представления о человеке, о науке, об ученом, о научном поиске и научных институтах, об отношениях между наукой и обществом, между наукой и философией, между научным знанием и религиозной верой.

Выделим во всем этом следующие основные моменты. 1. Земля, по Копернику, не центр Вселенной, созданной Богом, а небесное тело, как и другие. Но если Земля обычное небесное тело, то не может ли быть так, что люди обитают и на других планетах 2. Наука становится не привилегией отдельного мага или просвещенного астролога, не комментарием к мыслям авторитета Аристотеля, который все сказал. Теперь наука исследование и раскрытие мира природы, ее основу теперь составляет эксперимент. Появилась необходимость в специальном строгом языке. 3. Наиболее характерная черта возникшей науки ее метод.

Он допускает общественный контроль, и именно поэтому наука становится социальной. 4. Начиная с Галилея наука намерена исследовать не что, а как, не субстанцию, а функцию Кун Т. Структура научных революций М 1975 г с. 65 Научная революция порождает современного ученого-экспериментатора, сила которого в эксперименте, становящемся все более и более точным, строгим благодаря новым измерительным приборам.

Новое знание опирается на союз теории и практики, который часто получает развитие в кооперации ученых, с одной стороны, и техников и мастеров высшего разряда инженеров, художников, гидравликов, архитекторов и т.д. с другой. Возникновение нового метода исследования научного эксперимента оказало огромное влияние на дальнейшее развитие науки. Глава 2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА, КАК МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ Основной метод исследований Нового времени научный эксперимент, который отличается от всех возможных наблюдений тем, что предварительно формулируется гипотеза, а все наблюдения и измерения направлены на ее подтверждение или опровержение.

Экспериментальный метод начал готовить к разработке еще Леонардо да Винчи 1452-1519. Но Леонардо жил за сто лет до этой эпохи, и у него не было соответствующих технических возможностей и условий. Не разработана была также логическая структура экспериментального метода. Эксперименту Леонардо да Винчи недоставало строгости определений и точности измерений, но можно только восхищаться универсальностью ума этого человека, которой восторгались его современники и которая поражает сегодня нас. С методологической точки зрения Леонардо можно считать предшественником Галилея.

Помимо опыта он придавал исключительное значение математике. Лучше маленькая точность, чем большая ложь, утверждал онДанилова B.C Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания. М. Аспект Пресс, 2000. с. 39 Начало экспериментальному методу Нового времени положило изобретение двух важнейших инструментов сложного микроскопа ок. 1590 г. и телескопа ок. 1608 г Уже древние греки были знакомы с увеличительной силой линзовых стекол. Но сущность и микроскопа, и телескопа заключается в соединении нескольких увеличительных стекол.

По-видимому, первоначально такое соединение произошло случайно, а не под влиянием какой-нибудь руководящей теоретической идеи. Первый микроскоп изобрел, по всей видимости, голландский шлифовальщик стекол Захарий Янсен, первую подзорную трубу голландский оптик Франц Липперстей.

С появлением телескопов развитие астрономии поднялось на качественно новый уровень. Были открыты еще Галилеем четыре наиболее крупных спутника Юпитера, множество новых, не видимых невооруженным взглядом, звезд было достоверно установлено, что туманности и галактики являются огромным скоплением звезд. Кроме того, были обнаружены темные пятна на Солнце, которые вызвали особые возражения и даже ярость руководителей католической церкви.

К середине XVII в. выдающийся астроном Гевелий изготовил первую карту Луны. Именно он впервые предложил принятые в настоящее время названия темных пятен Луны океаны и моря. Гевелию удалось наблюдать девять больших комет, что положило начало их систематическому исследованию. В конце века Тихо Браге усовершенствовал технику наблюдений и измерений астрономических явлений, достигнув предела возможностей использованного им оборудования. Он также ввел, как отмечалось выше, в практику наблюдения планет во время их движения по небу. В Новое время, во многом благодаря экспериментальному методу, были объяснены многие довольно простые явления, над которыми человечество задумывалось в течение многих веков, а также были высказаны идеи, определившие научные поиски на века вперед.

Ю Законы функционирования линз удалось объяснить Кеплеру Ю Проблему почему вода в насосах не поднимается выше 10,36 м - Торричелли сумел связать с давлением атмосферы на дно колодца.

Ю Правильные объяснения приливов и отливов в морях и океанах, дали Кеплер начало рассуждений и Ньютон. Ю Причина цветов тел была установлена Ньютоном. Его теория цветов представляет собой одно из выдающихся достижений оптики, сохранившее значение до настоящего времени. Ньютон также начал разработку эмиссионной и волновой теорий света, современный фундамент которой создал Гюйгенс. В XVI-XVII вв. наблюдается бурный расцвет анатомических исследований. В 1543 1544 гг. А. Везалий опубликовал книгу О строении человеческого тела, которая была прекрасно иллюстрирована и сразу же получила широкое распространение.

Она считается первым скрупулезным описанием анатомии из всех известных человечеству. Но это было, если так можно выразиться, развитием статических представлений о человеческом теле. У. Гарвей 1578 1657 продвинул дело гораздо дальше, начав развитие биологических аспектов механистической философии. Он заложил основы экспериментальной физиологии и правильно понял основную схему циркуляции крови в организме.

Гарвей воспринимал сердце как насос, вены и артерии как трубы. Кровь он рассматривал как движущуюся под давлением жидкость, а работу венозных клапанов уподоблял клапанам механическим. В спорах со своими коллегами Гарвей утверждал, что никакого жизненного духа эфирного тела ни в каких частях организма не обнаружено. Глава 3. РЕВОЛЮЦИИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ В истории естествознания процесс накопления знаний сменялся периодами научных революций, когда происходила ломка старых представлений и взамен их возникали новые теории.

Крупные научные революции связаны с такими достижения человеческой мысли, как ь учение о гелиоцентрической системе мира Н. Коперника, ь создание классической механики И. Ньютоном, ь ряд фундаментальных открытий в биологии, геологии, химии и физике в первой половине XIX столетия, подтвердившие процесс эволюционного развития природы и установившие тесную взаимосвязь многих явлений природы, ь крупные открытия в начале XX столетия в области микромира, создание квантовой механики и теории относительности.

Рассмотрим эти основные достижения. Польский астроном Н. Коперник в труде Об обращении небесных сфер предложил гелиоцентрическую картину мира вместо прежней птолемеевой геоцентрической. Она явилась продолжением космологических идей Аристотеля, и на нее опиралась религиозная картина мира. Заслуга Н. Коперника состояла также в том, что он устранил вопрос о перводвигателе движения во Вселенной, так как, согласно его учению, движение является естественным свойством всех небесных и земных тел. Вполне понятно, что его учение не соответствовало мировоззрению католической церкви, и с этого времени начинается противостояние науки и церкви по главным вопросам, касающимся природы.

Трудно переоценить значение и влияние гелиоцентрической картины мира на все естественные науки. Это было поистине яркое событие в истории естествознания вместо прежнего неверного каркаса мироздания была введена истинная система координат околоземного космоса Кун Т. Структура научных революций М 1975 г с. 66 Сравнимые по масштабу перемены в теоретической физике произошли в XVII в. Был осуществлен переход от аристотелевой физики к ньютоновой, которая господствовала в западной науке в течение трех столетий.

Используя эту модель, физика достигла прогресса и выгодно отличалась от других дисциплин. Ее законы приобрели математическую формулировку, она доказала свою эффективность при решении многих проблем.

С тех пор западная наука добилась крупных успехов и стала мощной силой, преобразующей мир. К тому же она определенным образом формировала мировоззрение ученых. Вступала в силу механистическая картина мира. Говоря о создании механики Ньютоном, нельзя не упомянуть имя Галилео Галилея, который стоял у ее истоков. Его принцип инерции был крупнейшим достижением человеческой мысли предложив его миру, он решил фундаментальную проблему проблему движения. Уже одного этого открытия было бы достаточно для того, чтобы Галилей стал выдающимся ученым Нового времени.

Однако его научные результаты разнообразны и глубоки. Он исследовал свободное падение тел и установил, что скорость свободного падения тел не зависит от их массы в отличие от Аристотеля и траектория брошенного тела представляет собой параболу. Известны его астрономические наблюдения Солнца, Луны, Юпитера. В работе Диалог о двух системах мира Птолемеевой и Коперниковой он доказал правильность гелиоцентрической картины мира, утверждению которой способствовали передовые ученые того времени.

Первый закон механики Ньютона это принцип инерции, сформулированный Галилеем. Во втором законе механики Ньютон утверждает, что ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе этого тела. И третий закон механики Ньютона есть закон действия и противодействия действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и противоположны по направлению. И еще один закон, предложенный Ньютоном, закон всемирного тяготения, звучит так все тела взаимно притягиваются прямо пропорционально их массам и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Это универсальный закон природы, на основе которого была построена теория Солнечной системы.

Механика Ньютона поражает своей простотой. Она имеет дело с материальными точками и расстояниями между ними и, таким образом, является идеализацией реального физического мира. Но благодаря этой простоте стало возможным построение замкнутой механической картины мира. Его теория использовала строгий математический аппарат и опиралась на научный эксперимент.

Именно такая тенденция наметилась в физике после его работ Данилова B.C Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания Учебн. пособие для вузов. М. Аспект Пресс, 2000. с. 44 Благодаря трудам Галилея и Ньютона XVIII век считается началом того длительного периода времени, когда господствовало механистическое мировоззрение. Развитие биологии в XVIII веке также не обходилось без революционных открытий в то время шло своим путем Ю Г. Мендель 1822-1884 открыл законы наследственности, скрещивая семена гороха в течение восьми лет. Ю Исследуя бактерии, Л. Пастер показал, что они присутствуют в атмосфере, распространяются капельным путем и их можно разрушить высокой температурой.

В XIX в. микробиология помогала побеждать инфекционные болезни. Ю Итогом развития эволюционной концепции стала работа Ч. Дарвина 1809 1882 Происхождение видов путем естественного отбора 1859. Эта теория имела такое же влияние на умы людей, какое в свое время имела теория Коперника.

Это была научная революция в области биологии. Можно сказать, что коперниковская революция указала место человека в пространстве, а теория Дарвина определила место человека во временной шкале мира. Следующая научная революция, после которой резко изменилась система взглядов и подходов, также связана с физикой. Это произошло в конце XIX начале XX столетия.

Толчком к построению новой физической картины мира послужил ряд новых экспериментальных фактов, которые не могли быть описаны в рамках старых теорий, как это обычно бывает в науке. К таким фактам относятся прежде всего ь исследования Фарадея по электрическим явлениям, ь работы Максвелла и Герца по электродинамике, ь изучение явления радиоактивности Беккерелем, ь открытие первой элементарной частицы электрона Томсоном и т.д. Проникая в область микромира, физики столкнулись с неожиданными проявлениями физической реальности, для описания которой возникла потребность в новой теории, ибо сделать это с помощью классической механики не удавалось.

Поэтапно, благодаря работам ряда физиков и главным образом Бора, Гейзенберга, Шредингера, Планка, де Бройля и других, была построена физическая теория микромира, создана квантовая механика. Согласно этой теории, движение микрочастиц в пространстве и времени не имеет ничего общего с механическим движением макрообъектов и подчиняется соотношению неопределенностей если известно положение микрочастицы в пространстве, то остается неизвестным ее импульс и наоборот. В 1905 г. А. Эйнштейн создал специальную теорию относительности, в которой свойства пространства и времени связаны с материей и вне материи теряют смысл.

Эта теория дает преобразование пространственных и временных координат тел, которые двигаются со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Вторая часть теории, которая называется общей теорией относительности, связывает присутствие больших гравитационных полей или массы с искривлением пространства. Эта часть теории используется в космологических моделях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, историческое развитие человечества постоянно сопровождалось развитием науки. Ученые, внесшие свой вклад в развитие науки, были яркими личностями - они сочетали в себе профессиональные качества в своей области с высокой культурой духа. Новые теории строились на основе не только строгого разума, но и высокой степени интуиции. С тех пор прошло уже много времени.

Современная наука быстро прогрессирует и научные открытия совершаются на наших глазах. Современное естествознание представляет собой сложную, разветвленную систему множества наук. Ведущими науками XX в. по праву можно считать физику, биологию, науки о космосе, прикладную математику неразрывно связанную с вычислительной техникой и компьютеризацией, кибернетику, синергетику. Но не только последние научные данные можно считать современными, а все те, которые входят в толщу современной науки, образуя ее краеугольные камни, поскольку наука не состоит из отдельных, мало связанных между собой теорий, а представляет собой во многом единое целое, состоящее из разновременных по своему происхождению частей.

Список использованной литературы. 1. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. М. Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998. 2. Пуанкаре А. О науке. М 1983. 3. Горелов А.А. Концепция современного естествознания М. ЦЕНТР, 2000. 4. Данилова B.C Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания.

М. Аспект Пресс, 2000. 5. Кун Т. Структура научных революций М 1975. 6. Селье Г. От мечты к открытию. М 1987. 7. Кокин А.В. Концепции современного естествознания. М. ПРИОР, 1998. 8. Мотылева Л.С. и др. Концепции современного естествознания. Спб. Союз, 2000. 9. Концепции современного естествознания Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. М. ЮНИТИ-ДАНА, 2000.