СТАНОВЛЕННЯ І РОЗВИТОК СУЧАСНОЇ ФІЗИЧНОЇ

КАРТИНИ СВІТУ.

-

1. Введення.

Природознавство як система наукових знань про природу, суспільство імисленні взятих в їх взаємному зв'язку, як єдине ціле, представляє собоюдосить складне явище, що володіє різними сторонами і зв'язками, ніжобумовлено його місце в суспільному житті, як невід'ємної частини духовноїкультури людства.

Природознавство як система наукових знань має:

- предмет і цілі;тобто природничо-наукова і гуманітарні культури, їх матеріальніносії, взаємозв'язку, внутрішня структура і генезис. При цьому вивченняпіддаються не тільки явища і закономірності загального характеру, але йспецифічні, що стосуються окремих сторін знання.

- закономірності та особливості розвитку;
З урахуванням специфіки предмета Природознавства, це: а) обумовленість практикою. б) Відносна самостійність. в) Наступність у розвитку ідей і принципів. г) Поступовість розвитку. д) Взаємодія наук і взаємопов'язаність всіх галузей

Природознавства. е) Суперечливість у розвитку.

- методи.
Виділяють: а) Емпіричну строну Природознавства. б) Теоретичну строну Природознавства. в) Прикладну бік Природознавства.

У світоглядному плані, Природознавство як система наукових знаньвідіграє фундаментальну роль і стан Природознавства в конкретноісторичний період визначає домінуючу систему поглядів в суспільстві наприроду, в широкому сенсі слова, і методи її пізнання. Знання можнарозділити на галузі, в кожній з яких виділити конкретні напрямкизнання, бо пізнання людства по галузях поділяються на:

- природні (фізика, хімія, біологія і т.д.)

- технічні (машинобудівні, архітектурні, мікроелектроніка і т.д .)

- соціальні та гуманітарні науки (культурологічні знання, соціологічні, політологічні і т.д.)

Як видно з наведеної вище класифікації знань, знання в областіфізики, формують блок природничих знань людства про природу і в силуцього відіграють вирішальну роль у формуванні світогляду, з урахуванням звичайнорозвитку інших галузей знання, у сукупності формуючи ідеологічнунадбудову суспільства, яка формує "сучасне" бачення картини світу.

Вивчення становлення і розвитку сучасної фізичної картини світумає не лише світоглядне значення, але позновательное, а синтезсучасних концепцій фізичної картини світобудови, закладає базис дляякісних кроків у пізнанні.

Поняття "наукова картина світу" використовується в природознавстві з кінця
XIX століття, а історія Природознавства стоїть у нерозривному зв'язку з історієюсуспільства і кожного типу і рівню розвитку суспільства, його продуктивнихсил, техніки, відповідає своєрідний період у розвитку Природознавства і
"сучасної" фізичної картини світу.

У розвитку Природознавства виділяють наступні періоди:

1.Першою підготовчий - натурфілософські, характерний для давніхетапів розвитку суспільства. Прикладом фізичної картини світу того часуможуть служити давньоіндійські, грецькі знання.

У староіндійської книзі X століття до нашої ери, яка називається
"Рігведа", що означає "Книга гімнів", можна знайти опис всього Всесвітуяк єдиного цілого. Всесвіт "Рігведи" влаштована не занадто складно. У нійє перш за все Земля. Вона видається безмежною плоскоюповерхнею - "великим простором". Ця поверхня накрита зверхунебом. А небо - це блакитний, усіяний зірками "звід". Між небом і землею
- "Світиться повітря". Дуже схожі на цю картину і ранні уявлення про
Всесвіту стародавніх греків.

У Пушкіна в "Наслідування Корану" читаємо:

"Земля нерухомо --неба склепіння,

Творець, підтримані тобою,

Та не впадуть на посуху і води

І не подавлять нас собою. "
І його примітка: "Погана фізика, але зате яка смілива поезія".

Перші спроби людей створити ясний і наочний образ світобудови булище дуже далекі від науки, як ми її зараз розуміємо. Але чудова самаця зухвала мета - осягнути думкою весь світ. Звідси бере витоки упевненістьв тому, що людський розум здатний осмислити, зрозуміти, розгадатипристрій Всесвіту, створити в своїй уяві повну, цілісну картинусвіту, в якому ми живемо.

Вивчення Всесвіту почалося ще на рубежі VI і V століть до нашої ери.
Давньогрецький філософ Геракліт стверджував, що все існуючемінливе, і ця мінливість є вищим законом природи. Своє навчаннявін виклав у книзі "Про природу".

Геракліт писав, що світ повний протиріч і мінливості. Всі речізмінюються. Незмінно тече час, і нестримно тече в цьому потоці всесуще. Відбувається рух неба, рух тіл, що рухаються почуття людини ійого свідомість. "В одну й ту саму річку не можна увійти двічі, - говорив він, - боводи у ній вічно нові ". Одне приходить на зміну іншому." Вогонь живесмертю землі, повітря - смертю вогню, вода - смертю повітря, земля смертюводи ".

Цікаві і глибокі для тієї епохи ідеї висловлювалися знаменитимгрецьким філософом - ідеалістом Платоном. Відповідно до його навчання той світ,який ми бачимо і досліджуємо, не є "справжнім світом", а тількипредставляється нам, є зовнішнім проявом істинного світу. Небеснітіла і тіла на Землі - це за Платоном як би "бліді тіні" деякихідеальних прообразів, що складають дійсний світ. "Тіні цінедосконалі і мінливі "." Справжній світ ", за Платоном, - це абстрактнісутності (він їх називав ідеями). Ідеї - "духовні сутності" - повністюдосконалі, не можуть ніяк змінюватися. Вони існують не в нашій матеріальної
Всесвіту, не в просторі й часі, а в ідеальному світі повногодосконалості і вічності.

Такий же, як і Платон, точки зору дотримувався його учень
Аристотель. Цікаво, що введене Арістотілем підрозділ вмісту
Всесвіту на "фізичну матерію" і "сили взаємодії" зберігається вфізики до цих пір, хоча звичайно, має зовсім інший зміст.

Загалом антична культура викликає перш за все відчуттяграндіозності того повороту в думках і почуттях людей, того розширенняарсеналу понять, логічних норм, фактичних знань, які мали місцев давнину.

2. Другий підготовчий
Характеризується пануванням схоластики і теології в Західній Європі таспорадичними відкриттями у арабомовних народів. Наука на Заході сталапридатком теології (астрологія, алхімія, магія, кабалістіка чисел) Основнізусилля вчених були спрямовані не на пізнання світу, а на отримання предметівабо розробку методик які відкривають шлях до багатства, через це прогрестехніки відбувався вкрай повільно, але йшло накопичення фактичногоматеріалу, підготовлявся якісний перехід до нового розуміння природи.
Арабські мислителі, таки як Ібн-Закрив аль-Разі, Аль-Фарабі, Ібн-Сіна,
Омар Хайям, Ібн Рошді та ін зберігали зв'язок з античною філософією і наукою ів першу чергу з вченням Арістотеля. У даний період, створена ранішефізична картина світу не зазнавала істотних змін, апанувала в той період часу церква і насамперед її інструмент
"Інквізиція", не сприяли розвитку наукових поглядів і прогресуприродничих наук.

3. Період механічного і метафізичного Природознавства.
Характеризується початком виникнення Природознавства як систематичноїекспериментальної науки, збігається з періодом становлення і виникненнякапіталістичних відносин у суспільстві. Панівним методом мисленнястала метафізика. Головне досягнення цього періоду в історії розвитку
Природознавства, це становлення теоритического методу пізнання в науці. Знатурфілософські пізнання природи, Природознавство перетворилося насучасне, в систематичне наукове пізнання на базі експериментів іматематичного викладу отриманих результатів. Головну роль удосконалої революції пізнання відіграють Г. Галілей і І. Ньютон.

Г. Галілей зробив у науці багато важливих відкриттів, але найважливішим,бесусловно, є його новий підхід до природничих наук, його переконання,що для дослідження природи в першу чергу необхідно ставитипродумані досліди. У цьому він різко розходився з Арістотілем, який вважавможливим пізнання світу чисто логічним шляхом. Г. Галілей стверджував також,що поверхневі спостереження без належного аналізу можуть призводити до помилковихвисновків.

Все це разом стало початком розвитку сучасного наукового методудослідження природи. "Наука, що зв'язує теорію і експеримент, фактичнопочалася з робіт Галілея ", - писав А. Ейнштейн.

Відкриття Галілея у фізиці засновані на численних проведених нимдослідах і будується на суто теоретичних висновках. Закон руху поенерціі, лежить в основі принципу механічної відносності.

Через рік після смерті Галілея народився геніальний учений Іссак
Ньютон. Своїми працями він завершив створення класичної фізики і першимфізичної вже в нашому розумінні теорії часу.

Картина світу представляється Ньютону ясною і очевидною: у нескінченномупорожньому просторі з плином часу відбувається рух світів. Процесиу Всесвіті можуть бути дуже складними, різноманітними і заплутані. Алеякими б складними вони не були, це ніяк не впливає на нескінченну сцену --простір і на незмінний потік часу. За І. Ньютона, ні напростір, ні на час ніяк не можна вплинути, тому вони і називаютьсяабсолютними. Незмінність перебігу часу він підкреслює такими словами:
"Усі рухи можуть прискоряться і сповільнюватися, протягом абсолютного часузмінюватися не може. Загальна тривалість і тривалість існування речейодна й та сама, швидкі чи руху (за яким вимірюється час), повільні чиабо їх зовсім немає. "

Описані погляди Ньютона дуже точно характеризують уявленняфізичної картини світу того часу.

4. Період відкриття загального зв'язку і утвердження еволюційних ідей в

Природознавство.

Даний історичний період у розвитку Природознавства характеризуєтьсястихійним проникненням ідей діалектики в Природознавство. Розвитоксуспільства характеризується перемогою капіталістичного способувиробничих відносин, розвитком великого машинного виробництва, тоє технічним і промисловим переворотом. Різко зростають потребисуспільства в енергії і як наслідок отримують бурхливий розвиток фізика і хімія,науки, що вивчають взаємне перетворення форм енергії і речовин. Бурхливорозвиваються природно наукові знання, а перемога нових суспільнихвідносин, вимагає осмислення змін у суспільстві від представниківсоціальних і гуманітарних наук. Початок цього періоду відповідає кінця
18 століття. До середини 19 століття наукою накопичений великий обсяг фактичного ітеоритического матеріалу, який вимагає комплексного охоплення іосмислення, виникає необхідність поєднання аналізу та синтезу в пізнанніі друга третина 19 століття характеризується 3 великими відкриттями:

- Клітинна теорія.

- Вчення про перетворення енергії.

- Дарвінізм.які завдали остаточного удару по старій метафізики, потім слідуютьвідкриття, що розкривають діалектику природи повніше:

- Створення теорії хімічної будови органічних сполук А.М.

Бутлерова, поєднали живу і неживу природу.

- Періодична система елементів Д.І. Менделєєва.

- Хімічна термодинаміка Я.Х. Вант-Гофф і Дж. Гіббс.

- Основи наукової фізіології І.М. Сеченова.

- Електромагнітна теорія світла Дж.К. Максвела.
Основним протиріччям даного періоду, були метафізичні поглядипершовідкривачів і діалектичними результатами їх відкриттів, тобторозрив між об'єктивною і суб'єктивною сторонами процесу пізнання, щогальмувало розвиток фізичної картини світу, яка фактично залишаласяще ньютонівської.

5. Період "новітньої революції" в природознавстві.
Чи співпадає з вступом капіталізму в стадію імперіалізму, кінець 19, початок
20 століття. Форсується розвиток перш за все фізики у всіх її проявах
(атомна енергетика, радіолокація, радіоелектроніка, оптика, квантовафізика і т.д.) Фізичне пізнання природи грає роль трампліна повідношенню до інших галузей Природознавства. Відкриття і винаходи вфізики, дозволяють створювати не тільки нові прилади, а й методидосліджень в інших галузях знань. Фізичні методи визначили успіхихімії, геології, астрономії, сприяли значною мірою розвиткунауки про космос і його освоєння. Стимулюючий вплив на Природознавствонових потреб техніки призвело до того, що в середині 90-х рр.. 19 століттяпочалася "... новітня революція у природознавстві ...", головним чином уфізики:

- Відкриття електромагнітних хвиль Г. Герцем.

- короткохвильового електромагнітного випромінювання К. Рентгеном.

- радіоактивність А. Беккерелем. < p> - Електрона Дж. Томсоном.

- Світлового тиску П.М. Лебедєвим.

- Введення ідеї квантування енергії М. Планком.

- Створення теорії відносності А. Енштейна.

- радіоактивного розпаду Е. Резерфордом і Ф. Содді .,

- Модель атома за М. Бору.а також відкриття в галузі хімії та біології (основи генетики на базі законів Г.
Менделя) визначають 1-й етап революції в фізики і природознавство. Вінсупроводжується насамперед порушенням колишніх метафізичних уявленьпро матерію і її будову, властивості, форми руху і типахзакономірностей, про простір і час. Порушення метафізичнихпоглядів на світ, викликало реакційні наміри ідеалістів і призвело докризи у фізиці і всім Природознавство.

2-й етап революції в природознавстві почався в зв'язку зі створеннямквантової механіки і поєднанням її з теорією відносності в загальнуквантово-релятивістську концепцію. Відбувається подальший бурхливий розвиток
Природознавства і в зв'язку з цим продовжується корінна ломка старих понять,головним чином тих, які пов'язані зі старої класичної картиною світу.

початку 3 - го етапу революції у природознавстві було перше оволодінняатомною енергією в результаті поділу ядра і наступних досліджень, зякими пов'язане зародження електронно - обчислювальних машин ікібернетики.

Сучасний етап наукового Природознавства, характеризується не тількилідируючою роллю фізичної науки, а й цілої групи галузей
Природознавства:

Біологія (генетика, молекулярна біологія)

Хімія (макрохімія, хімія полімерів)

Науки суміжні з природознавства (космонавтика, кібернетика) і т.д .
Якщо на початку 20 століття фізичні відкриття розвивалися самостійно, то зсередини 20 століття революція в природознавстві органічно злилася зреволюцією в техніці, привівши до сучасної науково - технічної революції.
З точки зору практики вирішальну роль здобувають фундаментальні науки,без яких не може розвиватися сучасна техніка.

Бурхливий розвиток усіх галузей Природознавства в кінці 20 століття породилостворення не тільки сучасної фізичної картини світу, але і біологічноїкартини світу та ін У зв'язку з чим все більше на перший план виходить новаміждисциплінарний напрям досліджень, іменоване синергетикою,породжене переходом науки до пізнання складно організованихеволюціонують систем.

Сучасний стан фізичної науки пропонує наступну науковукартину світу:

Теорія великого вибуху.

На даний момент наукою встановлено величезне різноманіттяматеріальних об'єктів, що становлять мікро, макро-та мега світи, але залишаєтьсявідкритим питання, чи вичерпують ці відкриття все, що існує взагалі. Зурахуванням історії людського пізнання і загального духу сучасної науковоїкартини світу на це питання напрошується негативна відповідь. Різноманіттяматерії і її рух нескінченно, причому не тільки кількісно, але йякісно. Принцип якісної нескінченності природи, означає визнаннянеобмеженого різноманіття структурних форм матерії, що розрізняються самимифундаментальними законами буття.

Сучасні супротивники якісної невичерпності природифактично відроджують стародавні натурфілософські ідеї, або про єдністьпервоматерии, або про безліч першоелементів. Якщо вже говорити про загальнутеорії світу, то її вихідною ідеєю може бути тільки діалектична ідеяєдності через різноманіття і рух. Саме таким є світ за данимисучасної науки і мабуть найбільш яскраво про це пише наш співвітчизникфізик - теоретик М. А. Марков, що підкреслює, що "У сучаснихуявленнях існування даної елементарної частиноки це лише моментнескінченних перетворень в шкалою великих вселенських часів ", що заразвстановлюється "Розуміння єдності елементарної частинки і Всесвіту,ультробольшого і ультромалого ".

Для вираження самої загальної та глибокої сутності буття з давніх часіввикористовується поняття субстанції. Класичне визначення субстанції дали
Декарт і Спіноза, субстанція є (причина самої себе), є те, щоіснує саме по собі, не залежить не від чого іншого. Але на шляху розвиткудіалектичного світорозуміння вдалося показати, що субстанцією слідвважати не якесь - щось окреме, обрана освячене прояв буття, авсю нескінченну систему взаімопревращающіхся матеріальних об'єктів, всюматерію в нескінченному різноманітті її проявів.

Тому діалектика визнає лише часткову, відноснусубстанціальність, самообусловленность і самостійність кожногопрояви загальної субстанції.

Узагальнюючі фізичні теорії цілком законно прагнуть розкритинайбільш глибоку основу ще більш широкого кола явищ, але думка фізиківне задовольняється ці і так сказати по енерціі спрямовується до конкретно --фізичній поясненню пристрою всього світу в цілому. І не раз здавалося,що ця мета вже досягнута - то у вигляді класичної механіки, потім у виглядітермодинаміки, тепер у вигляді узагальнюючих теорій полів і елементарних частинок.
Але час і нові відкриття не умолімо змушують визнати нездійсненністюподібних надій. Стосовно до всього світу в цілому доводиться обходитьсялише філософськими роздумами і узагальненнями, лише загальною теорієюдіалектики, лише якісними оцінками, а не кількісними розрахунками.
Академік М. А. Марков так оцінює спроби надати розроблюються єдинимфізичним теорій елементарних частинок характер фізичної теорії всьогосвіту в цілому: "... .. Йдеться по суті про одну дуже широкою, алеконкретного завдання - про побудову теорії тих елементарних частинок, списокяких встановлено в даний час експериментаторами. ". Їм же запропонованаоригінальна фізична концепція, поки це гіпотеза і лише майбутнє вможе або підтвердити, або спростувати її. На його думку можутьіснувати фрідмони - супермельчайшіе частинки з розмірами приблизно 10 -
33см., Що представляють незначну частку відомих нині елементарних частинок, іразом з тим, що містять в собі світи подібні до нашої галактики. "Саме длянас навколишній світ представляється макро системою, але якщо наш світ єсвого роду Фрідманом, то для спостерігача поза його ця система відноситься домікросвіту ".

ВИСНОВОК

Питання про неминучу обмеженість природно наукових теорійспеціально розглядалося вченим фізиком В. С. Барашенковим. Він переконливодоводить, що можливість побудови щодо "закінчених теорій"
(типу механіки Ньютона, термодинаміки, електродинаміки Максвелла, квантовоїмеханіки, теорії гравітаційних полів Ейнштейна та ін), майже повністю,що описують різні форми руху матерії, не означає можливості воднієї або декількох таких теоріях повністю "перекрити" весь світ,вичерпати всі якісне різноманіття законів природи. Кожна такатеорія не враховує багато параметрів, другорядні у цьому наближенні,але стають важливими при подальшому заглибленні в суть розглянутихявищ. Це і привід до неминучої обмеженості сфери застосування теорій.
Можливість "закінчених теорій" означало б можливість кінця науки,далі якого нічого було б пізнавати. І, навпаки, непереборнаобмеженість кожної окремої теорії припускає нескінченність всьогонаукового пізнання. Відомі науки узагальнюючі теорії становлять важливіетапи її розвитку. Всі вони засновані на конкретних принципах, узагальнюючихпевне коло фактів, і допускають можливість і необхідність своєїподальшого розвитку шляхом створення все більш загальних і глибоких теорій,враховують нові, невідомі раніше факти. Такий закон пізнання,обумовлений законами рпріроди.