Наукова картина світу
реклама
Наукова картина світу План: Введення 1 Картина світу 2 Історичні типи o 2.1 Аристотелівська o 2.2 Ньютонівська наукова революція o 2.3 Ейнштейнівська революція 3 Порівняння з іншими "картинами світу" o 3.1 З релігійним o 3.2 З художнім і побутовим o 3.3 З філософським o 3.4 Зі змішаними o 3.5 Еволюція уявлень 4 Всесвіт o 4.1 Історія Всесвіту 4.1.1 Народження Всесвіту 4.1.2 Еволюція Всесвіту 4.1.3 Освіта планетних систем o 4.2 Пристрій Всесвіту 5 Природа o 5.1 Простір і час o 5.2 Фізичний вакуум o 5.3 Елементарні частинки o 5.4 Взаємодії o 5.5 Мікросвіт 6 Життя o 6.1 Поняття живого o 6.2 Пристрій живих організмів, гени і ДНК o 6.3 Еволюція живих організмів 6.3.1 Принципи еволюції 6.3.2 Історія життя на Землі o 6.4 Рівні організації життя 7 Людина Література Примітки Введення Наукова картина світу (НКМ) - (одне з основоположних понять в природознавстві) особлива форма систематизації знань, якісне узагальнення та світоглядний синтез різних наукових теорій. Будучи цілісною системою уявлень про загальні властивості і закономірності об'єктивного світу, наукова картина світу існує як складна структура, що включає в себе в якості складових частин загальнонаукову картину світу і картини світу окремих наук (фізична, біологічна, геологічна і т. п.). Картини світу окремих наук, у свою чергу, включають в себе відповідні численні концепції - певні способи розуміння і трактування будь-яких предметів, явищ і процесів об'єктивного світу, що існують в кожній окремій науці. [1] Система переконань, яка стверджує основоположну роль науки як джерела знань і суджень про світ називається сцієнтизм. У процесі пізнання навколишнього світу в свідомості людини відображаються і закріплюються знання, вміння, навички, типи поведінки і спілкування. Сукупність результатів пізнавальної діяльності людини утворює певну модель ( картину світу). В історії людства було створено і існувало досить велику кількість найрізноманітніших картин світу, кожна з яких відрізнялася своїм баченням світу і специфічним його поясненням. Однак прогрес уявлень про навколишній світ досягається переважно завдяки наукового пошуку. У наукову картину світу не входять приватні знання про різні властивості конкретних явищ, про деталі самого пізнавального процесу. Наукова картина світу не є сукупністю всіх знань людини про об'єктивний світ, вона являє собою цілісну систему уявлень про загальні властивості, сферах, рівнях і закономірності реальної дійсності. [1] Наукова картина світу - система уявлень людини про властивості і закономірності дійсності (реально існуючого світу), побудована в результаті узагальнення та синтезу наукових понять і принципів. Використовує наукова мова для позначення об'єктів і явищ матерії. Наукова картина світу - безліч теорій в сукупності описують відомий людині природний світ, цілісна система уявлень про загальні принципи і законах устрою світобудови [2]. Картина світу - системне утворення, тому її зміна не можна звести ні до якого одиничного (нехай і самому великому і радикальному) відкриття. Мова звичайно йде про цілу серію взаємопов'язаних відкриттів (у головних фундаментальних науках), які майже завжди супроводжуються радикальною перебудовою методу дослідження, а також значними змінами в самих нормах і ідеалах науковості [2]. Наукова картина світу - особлива форма теоретичного знання, репрезентує предмет дослідження науки відповідно певному етапу її історичного розвитку, за допомогою якої інтегруються і систематизуються конкретні знання, отримані в різних областях наукового пошуку [3] Для західної філософії середини 90-х років XX століття відзначалися спроби ввести в арсенал методологічного аналізу нові категоріальні кошти, але разом з тим чіткого розмежування понять "картина світу" і "наукова картина світу" не проведено. У нашій вітчизняній філософсько-методологічної літературі термін "картина світу" застосовується не тільки для позначення світогляду, але і в більш вузькому сенсі - тоді, коли мова заходить про наукові онтологіях, тобто тих уявленнях про світ, які є особливим типом наукового теоретичного знання. У цьому значенні наукова картина світу виступає як специфічна форма систематизації наукового знання, що задає бачення предметного світу науки відповідно певному етапу її функціонування та розвитку [4]. Також може використовуватися словосполучення природно-наукова картина світу [5] В процесі розвитку науки відбувається постійне оновлення знань, ідей і концепцій, більш ранні уявлення стають окремими випадками нових теорій. Наукова картина світу - не догма і не абсолютна істина. Наукові уявлення про навколишній світ засновані на всій сукупності доведених фактів і встановлених причинно-наслідкових зв'язків, що дозволяє з певною мірою впевненості робити сприяють розвитку людської цивілізації укладення та прогнози про властивості нашого світу. Невідповідність результатів перевірки теорії, гіпотезу, концепції, виявлення нових фактів - все це змушує переглядати наявні уявлення і створювати нові, більш відповідні реальності. У такому розвитку - суть наукового методу. 1. Картина світу Картина світу - термін, що використовується в різних сенсах для позначення [3] : світоглядних структур, що лежать у фундаменті культури певної історичної епохи. У цьому ж значенні використовуються терміни образ світу, модель світу, бачення світу, що характеризують цілісність світогляду. наукових онтології, тобто тих уявлень про світ, які є особливим типом наукового теоретичного знання. У цьому сенсі поняття наукової картини світу використовується для позначення: o горизонту систематизації знань, отриманих в різних наукових дисциплінах. Наукова картина світу при цьому виступає як цілісний образ світу, що включає уявлення про природу і суспільство o системи уявлень про природу, що складаються в результаті синтезу природничонаукових знань (аналогічним чином цим поняттям позначається сукупність знань, отриманих в гуманітарних та суспільних науках) o за допомогою цього поняття формується бачення предмета конкретної науки, яке складається на відповідному етапі її історії і змінюється при переході від одного етапу до іншого. Відповідно зазначеним значенням, поняття наукової картини світу розщеплюється на ряд взаємопов'язаних понять, кожне з яких позначає особливий тип наукової картини світу як особливий рівень систематизації наукових знань [3] [6] : загальнонаукова картина світу (систематизоване знання, отримане в різних областях) природничо-наукова картина світу і соціально (суспільно)-наукова картина світу конкретно-наукова картина світу (фізична картина світу, картина досліджуваної реальності) спеціальна (приватна, локальна) наукова картина світу окремих галузей науки. Також виділяють "наївну" картину світу [7] Наукова картина світу не є ні філософією, ні наукою; від наукової теорії наукова картина світу відрізняється філософським перетворенням категорій науки у фундаментальні поняття і відсутністю процесу отримання і аргументації знання; при цьому наукова картина світу не зводиться до філософських принципів, тому що є наслідком розвитку наукового знання. [6] 2. Історичні типи Чітко і однозначно фіксованих радикальних змін наукової картини світу, наукових революцій в історії розвитку науки можна виділити три, які зазвичай прийнято персоніфікувати по іменах трьох вчених, які відіграли найбільшу роль в відбувалися зміни. [2] 2.1. Аристотелівська Період: VI-IV століття до нашої ери Обумовленість: Відображення в працях: Найбільш повно - Аристотеля: створення формальної логіки (вчення про доведення, головний інструмент виведення та систематизації знання, розробив категоріально понятійний апарат), затвердження своєрідного канону організації наукового дослідження (історія питання, постановка проблеми, аргументи за і проти, обгрунтування рішення), диференціація самого знання (відділення науки про природу від математики й метафізики) Результат: виникнення самої науки відділення науки від інших форм пізнання та освоєння світу створення певних норм і зразків наукового знання. 2.2. Ньютонівська наукова революція Класичне природознавство Період: XVI-XVIII століття Вихідний пункт: перехід від геоцентричної моделі світу до геліоцентричної. Обумовленість: Відображення в працях: Відкриття: Н. Коперника, Г. Галілея, І. Кеплера, Р. Декарта. І. Ньютон підбив підсумок їх дослідженням, сформулював базові принципи нової наукової картини світу в загальному вигляді. Основні зміни: Мова математики, виділення строго об'єктивних кількісних характеристик земних тіл (форма величина, маса, рух), вираз в строгих математичних закономірностях Методи експериментального дослідження. Досліджувані явища - в суворо контрольованих умовах Відмова від концепції гармонійного, завершеного, доцільно організованого космосу. Подання: Всесвіт нескінченний і об'єднана тільки дією ідентичних законів Доминанта: механика, все соображения, основанные на понятиях ценности, совершенства, целеполагания, были исключены из сферы научного поиска. Познавательная деятельность: чёткая оппозиция субъекта и объекта исследования. Итог: появление механистической научной картины мира на базе экспериментально математического естествознания. 2.3. Эйнштейновская революция Период: рубеж XIX-XX веков. Обусловленность: Открытия: o сложная структура атома o явление радиоактивности o дискретность характера электромагнитного излучения та ін Итог: была подорвана важнейшая предпосылка механистической картины мира убежденность в том, что с помощью простых сил, действующих между неизменными объектами, можно объяснить все явления природы. 3. Сравнение с другими "картинами мира" Научная картина мира - это одна из возможных картин мира, поэтому ей присуще как чтото общее со всеми остальными картинами мира - мифологической, религиозной, философской, - так и нечто особенное, что выделяет именно научную картину мира из многообразия всех остальных образов мира [8] 3.1. С религиозным Научная картина мира может отличаться от религиозных представлений о мире, основанных на авторитете пророков, религиозной традиции, священных текстах и т. д. Поэтому религиозные представления более консервативны в отличие от научных, меняющихся в результате обнаружения новых фактов. В свою очередь, религиозные концепции мироздания могут изменяться, чтобы приблизиться к научным взглядам своего времени. В основе получения научной картины мира лежит эксперимент, который позволяет подтвердить достоверность тех или иных суждений. В основе религиозной картины мира лежит вера в истинность тех или иных суждений, принадлежащих какомулибо авторитету. Тем не менее, вследствие переживания всевозможных эзотерических состояний (не только религиозного или оккультного происхождения), человек может получить личный опыт, подтверждающий определенную картину мира, но в большинстве случаев попытки построить на этом научную картину мира относятся к псевдонауке. 3.2. З художественным и бытовым Научная картина мира отличается также от мировоззрения, свойственного бытовому или художественному восприятию мира, использующего бытовой/художественный язык для обозначения объектов и явлений мира. Например, человек искусства создает художественные образы мира на основании синтеза своего субъективного (эмоционального восприятия) и объективного (бесстрастного) постижения, в то время как человек науки сосредоточен на исключительно объективном и с помощью критического мышления устраняет субъективность из результатов исследований. 3.3. З философским Отношения науки и философии являются предметом дискуссии. С одной стороны, история философии - это гуманитарная наука, основной метод которой - толкование и сравнение текстов. С другой стороны, философия претендует на то, чтобы быть чем-то большим, чем наука, её началом и итогом, методологией науки и её обобщением, теорией более высокого порядка, метанаукой. Наука существует как процесс выдвижения и опровержения гипотез, роль философии при этом заключается в исследовании критериев научности и рациональности. Вместе с тем, философия осмысливает научные открытия, включая их в контекст сформированного знания и тем самым определяя их значение. С этим связано древнее представление о философии как о царице наук или о науке наук. 3.4. Со смешанными Все перечисленные представления могут присутствовать у человека вместе и в различных сочетаниях. Научная картина мира, хотя и может составлять значительную часть мировоззрения, никогда не является его адекватной заменой, так как в своем индивидуальном бытии человек нуждается как в эмоциях [ источник не указан 956 дней ] и художественном или чисто бытовом восприятии окружающей действительности, так и в представлениях о том, что находится за пределами достоверно известного или на границе неизвестности, которую предстоит преодолеть в тот или иной момент в процессе познания. 3.5. Эволюция представлений Существуют различные мнения о том, как изменяются представления о мире в истории человечества. Оскільки наука появилась сравнительно недавно, она может давать дополнительные сведения о мире. Однако некоторые философы считают, что со временем научная картина мира должна полностью вытеснить все другие. По классификации Конта, научная картина мира олицетворяет собой третью, позитивную (после теологической и метафизической) фазу последовательного фазиса философской мысли в истории всего человечества. Фейербах так сказал о смене своих идей: "Бог был моей первой мыслью, разум - второй, человек - третьей и последней." Из представлений Фейербаха идея эволюции философии и социума перешла также в марксизм. 4. Всесвіт 4.1. История Вселенной 4.1.1. Рождение Вселенной В соответствии с данными космологии, Вселенная возникла в результате взрывного процесса, получившего название Большой взрыв, произошедшего около 14 млрд лет назад. Теория Большого взрыва хорошо согласуется с наблюдаемыми фактами (например, расширением Вселенной и преобладанием водорода) и позволила сделать верные предсказания, в частности, о существовании и параметрах реликтового излучения. В момент Большого взрыва Вселенная занимала микроскопические, квантовые размеры. Відповідно до инфляционной моделью, в начальной стадии своей эволюции Вселенная пережила период ускоренного расширения (инфляции). Предполагается, что в этот момент Вселенная была "пустой и холодной" (существовало только высокоэнергетическое скалярное поле), а затем заполнилась горячим веществом, продолжавшим расширяться. Переход энергии в массу не противоречит физическим законам, например, рождение пары частица- античастица из вакуума можно наблюдать и сейчас в некоторых научных экспериментах. О причинах Большого взрыва выдвинуто несколько гипотез. В соответствии с одной из них, взрыв порождён флуктуацией вакуума. Причина флуктуации - квантовые колебания, которые испытывает любой объект на квантовом уровне; вероятность крупной флуктуации низка, но отлична от нуля. В результате флуктуации вакуум вышел из состояния равновесия (см. туннельный эффект) и перешёл в новое состояние с меньшим энергетическим уровнем (что привело к выделению энергии). Другая гипотеза, оперирующая в терминах теории струн, предполагает некое внешнее по отношению к нашей Вселенной событие, например, столкновение бран в многомерном пространстве. Некоторые физики допускают возможность множественности подобных процессов, а значит и множественность вселенных, обладающих разными свойствами. Тот факт, что наша Вселенная приспособлена для образования жизни может объясняться случайностью - в "менее приспособленных" вселенных просто некому это анализировать (см. Антропный принцип и текст лекции "Инфляция, квантовая космология и антропный принцип"). Ряд учёных выдвинули концепцию "кипящей Мультивселенной ", в которой непрерывно рождаются новые вселенные и у этого процесса нет начала и конца. Необходимо отметить, что сам факт Большого взрыва с высокой долей вероятности можно считать доказанным, но объяснения его причин и подробные описания того, как это происходило, пока относятся к разряду гипотез. 4.1.2. Эволюция Вселенной Расширение и остывание Вселенной в первые мгновения существования нашего мира привело к следующему фазовому переходу - образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме. Доминирующие гипотезы сводятся к тому, что первые 300-400 тыс. лет Вселенная была заполнена только ионизированным водородом и гелием. По мере расширения и остывания Вселенной они перешли в стабильное нейтральное состояние, образовав обычный газ. Предположительно через 500 млн лет. зажглись первые звёзды, а сгустки вещества, образовавшиеся на ранних стадиях благодаря квантовым флуктуациям, превратились в галактики. В результаті термоядерных реакций в звёздах были синтезированы более тяжёлые элементы (вплоть до углерода). Во время взрывов сверхновых звёзд образовались ещё более тяжёлые элементы. В молодых галактиках процесс образования и гибели звёзд шёл очень бурно. Чем массивнее звезда, тем быстрее она гибнет и рассеивает бо́льшую часть своего вещества в пространстве, обогащая его разнообразными химическими элементами. После взрывов вещество сгущалось снова, в результате чего зажигались звёзды следующих поколений, вокруг которых образовывались планетные системы. Поэтическая фраза "мы состоим из пепла давно угасших звёзд" полностью соответствует действительности. 4.1.3. Образование планетных систем Образование звёзд и планетных систем изучает наука космогония. Под действием гравитации в газопылевых облаках формируются сгущения с образованием вращающихся газопылевых дисков. Основная масса вещества концентрируется в центре диска, где растёт температура, в результате чего начинается термоядерная реакция и вспыхивает звезда (рождения звёзд в газопылевых облаках наблюдались в телескоп). В остальных частях диска образуются планеты. Как показывают исследования последних лет, планетные системы вокруг звёзд весьма распространены (во всяком случае в нашей Галактике). В Галактике имеется несколько сотен миллиардов звёзд и, по-видимому, не меньшее количество планет. Солнечная система образовалась около 5 млрд лет назад. Мы находимся в периферийной части нашей Галактики (хотя и достаточно далеко от её края). 4.2. Устройство Вселенной Одно из важнейших свойств Вселенной - она расширяется, причём ускоренно. Чем дальше расположен объект от нашей галактики, тем быстрее он от нас удаляется (но это не означает, что мы находимся в центре мира: то же самое справедливо для любой точки пространства). Видимое вещество во Вселенной структурировано в звёздные скопления - галактики. Галактики образуют группы, которые, в свою очередь, входят в сверхскопления галактик. Сверхскопления сосредоточены в основном внутри плоских слоёв, между которыми находится пространство, практически свободное от галактик. Таким образом, в очень больших масштабах Вселенная имеет ячеистую структуру, напоминающую "ноздреватую" структуру хлеба. Однако на ещё бо́льших расстояниях (свыше 1 млрд световых лет) вещество во Вселенной распределено однородно. Помимо видимого вещества во Вселенной присутствует тёмная материя, проявляющаяся через гравитационное воздействие. Тёмная материя, как и обычное вещество, также сосредоточена в галактиках. Природа тёмной материи пока неизвестна. Кроме того, имеется гипотетическая тёмная энергия, которая является причиной ускоренного расширения Вселенной. По одной из гипотез ([1]), в момент Большого взрыва вся тёмная энергия была "спрессована" в маленьком объёме, что и послужило причиной взрыва (в соответствии с другими гипотезами, тёмная энергия может проявляться лишь на больших расстояниях). Согласно расчётам, свыше 70 % массы во Вселенной приходится на тёмную энергию (если перевести энергию в массу по формуле Эйнштейна), свыше 20 % - на тёмную материю и лишь около 5 % - на обычное вещество. 5. Природа 5.1. Пространство и время Понятия пространства и времени составляют основу физики. Согласно классической физике, созданной Исааком Ньютоном, физические взаимодействия разворачиваются в бесконечном трёхмерном пространстве - так называемом абсолютном пространстве, время в котором может быть измерено универсальными часами (абсолютное время). В начале двадцатого века учёные обнаружили в ньютоновской физике некоторые противоречия. В частности, физики не могли объяснить, каким образом скорость света остаётся постоянной вне зависимости от того, движется ли наблюдатель. Альберт Эйнштейн разрешил этот парадокс в своей специальной теории относительности. Відповідно до теорией относительности, пространство и время относительны - результаты измерения длины и времени зависят от того, движется наблюдатель или нет. Этот эффект проявляется, к примеру, в необходимости корректировать часы на навигационных спутниках GPS. Основываясь на теории Эйнштейна, Герман Минковский создал элегантную теорию, описывающую пространство и время как 4-мерное пространство-время (пространство Минковского). В пространстве-времени расстояния (точнее, гиперрасстояния, так как они включают время как одну из координат) абсолютны: они одинаковы для любого наблюдателя. Создав специальную теории относительности, Эйнштейн обобщил её на случай гравитации в общей теории относительности. Согласно общей теории относительности, массивные тела искривляют пространство-время, что и обуславливает гравитационные взаимодействия. При этом природа гравитации и ускорения одна и та же - мы можем чувствовать ускорение или гравитацию в том случае, если совершаем криволинейное движение в пространстве-времени. Перед современной физикой стоит задача создания общей теории, объединяющей квантовую теорию поля и теорию относительности. Это позволило бы объяснить процессы, происходящие в чёрных дырах и, возможно, механизм Большого взрыва. Согласно Ньютону, пустое пространство является реальной сущностью (это утверждение иллюстрирует мысленный эксперимент : если в пустой Вселенной мы будем раскручивать тарелку с песком, то песок начнёт разлетаться, так как тарелка будет крутиться относительно пустого пространства). Согласно интерпретации Лейбница-Маха, реальной сущностью являются только материальные объекты. Из этого следует, что песок не будет разлетаться, так как его положение относительно тарелки не меняется (то есть во вращающейся вместе с тарелкой системе отсчёта ничего не происходит). При этом противоречие с опытом объясняется тем, что в действительности Вселенная не пуста, а вся совокупность материальных объектов формирует гравитационное поле, относительно которого крутится тарелка. Эйнштейн первоначально считал верной интерпретацию Лейбница-Маха, однако во второй половине жизни склонялся к тому, что пространствовремя является реальной сущностью. Согласно экспериментальным данным, пространство (обычное) нашей Вселенной на больших расстояниях имеет нулевую либо очень маленькую положительную кривизну. Это объясняют быстрым расширением Вселенной в начальный момент, в результате чего элементы кривизны пространства выровнялись (см. Инфляционная модель Вселенной). В нашей Вселенной пространство имеет три измерения (согласно некоторым теориям, имеются дополнительные измерения на микрорасстояниях), а время - одно. Объяснение этому пока не найдено. Время движется только в одном направлении (" стрела времени "), и возврат в прошлое возможен только в научной фантастике [ источник не указан 562 дня ]. Фундаментальные причины этого пока неизвестны (физические формулы симметричны относительно направленности времени [9] за исключением термодинамики). Одно из объяснений основывается на втором законе термодинамики, согласно которому энтропия может только возрастать и поэтому определяет направленность времени. Рост энтропии объясняется вероятностными причинами: на уровне взаимодействия элементарных частиц все физические процессы обратимы, но вероятность цепочки событий в "прямом" и "обратном" направлении может быть разной. Благодаря этой вероятностной разнице мы можем судить о событиях прошлого с большей уверенностью и достоверностью, чем о событиях будущего. Согласно другой гипотезе, редукция волновой функции необратима и потому определяет направленность времени (однако многие физики сомневаются, что редукция является реальным физическим процессом). Некоторые учёные пытаются примирить оба подхода в рамках теории декогеренции: при декогеренции информация о большинстве предшествующих квантовых состояниях теряется, следовательно, этот процесс необратим во времени. 5.2. Физический вакуум Вакуум не является абсолютной пустотой. Відповідно до квантовой теорией поля, в вакууме происходят квантовые флуктуации физических полей вокруг нулевого значения, непрерывно рождаются и умирают виртуальные частицы, которые при определённых условиях могут превращаться в реальные. Наличие флуктуаций в пустом пространстве подтверждается экспериментально (см. Эффект Казимира). Согласно некоторым теориям, вакуум может находиться в разных состояниях с разными уровнями энергии. По одной из гипотез, вакуум заполнен полем Хиггса (сохранившимся после "Большого взрыва" "остатками" инфлатонного поля), которое ответственно за проявления гравитации и наличие тёмной энергии. Современная наука пока не даёт удовлетворительного описания структуры и свойств вакуума. 5.3. Елементарні частинки Згідно стандартной модели, всё вещество (включая свет) состоит из 12 фундаментальных элементарных частиц и 12 частиц-переносчиков взаимодействий. В это число входят кварки (из которых состоят протоны и нейтроны), электроны, фотоны и другие элементарные частицы. Всем элементарным частицам присущ корпускулярно-волновой дуализм : с одной стороны, частицы представляют собой единые, неделимые объекты, с другой стороны, вероятность их обнаружить "размазана" по пространству (этот факт иллюстрирует, к примеру, эксперимент с одновременным прохождением фотона сразу через две щели). При некоторых условиях такая "размазанность" может принимать даже макроскопические размеры. Квантовая механика описывает частицу, используя так называемую волновую функцию, физически смысл которой пока не ясен, однако квадрат её модуля определяет не где точно находится частица, а где бы она могла находиться и с какой вероятностью. Таким образом, поведение частиц носит принципиально вероятностный характер: вследствие "размазанности" вероятности обнаружить частицу в пространстве мы не можем с абсолютной уверенностью определить её местоположение и импульс (см. принцип неопределённости). Но в макромире дуализм незначителен. При экспериментальном определении точного местонахождения частицы происходит редукция волновой функции, то есть в процессе измерения "размазанная" частица превращается на момент измерения в "неразмазанную" с распределённым случайным образом одним из параметров взаимодействия, также этот процесс называют "схлопыванием" частицы. Редукция является мгновенным процессом, поэтому многие физики считают её не реальным процессом, а математическим приёмом описания. Аналогичный механизм действует в экспериментах с запутанными частицами (см. квантовая запутанность). В то же время, экспериментальные данные позволяют многим учёным утверждать, что эти мгновенные процессы (включая взаимосвязь между пространственно разделёнными запутанным частицами) имеют реальную природу. При этом информация не передаётся и теория относительности не нарушается. Пока неизвестны причины того, почему имеется именно такой набор частиц, причины наличия массы у некоторых из них и ряда других параметров. Перед физикой стоит задача построить теорию, в которой свойства частиц вытекали бы из свойств вакуума. Одной из попыток построить универсальную теорию стала теория струн, в рамках которой фундаментальные элементарные частицы представляют собой одномерные объекты (струны), отличающиеся только своей геометрией. 5.4. Взаимодействия В природе существуют четыре фундаментальные силы и все физические явления обусловлены всего четырьмя видами взаимодействий (в порядке убывания силы): сильное взаимодействие соединяет кварки в адроны и удерживает протоны и нейтроны в составе атомного ядра (действует на расстояниях порядка 10 −15 м); электромагнитное взаимодействие действует между частицами, имеющими электрический заряд, и "ответственно" за явления электромагнетизма; слабое взаимодействие обусловливает большинство распадов элементарных частиц, взаимодействия нейтрино с веществом и др. (действует на расстоянии порядка 10 −18 м); благодаря гравитационному взаимодействию объекты, имеющие массу, притягиваются друг к другу. Согласно новейшим теориям, взаимодействие происходит благодаря переносу частицыносителя взаимодействия между взаимодействующими частицами. Например, электромагнитное взаимодействие между двумя электронами происходит в результате переноса фотона между ними. Природа гравитационного взаимодействия пока точно неизвестна, предположительно оно происходит в результате переноса гипотетических частиц гравитонов. Многие физики-теоретики полагают, что в действительности в природе имеется лишь одно взаимодействие, которое может проявляться в четырёх формах (подобно тому, как всё многообразие химических реакций есть различные проявления одних и тех же квантовых эффектов). Поэтому задача фундаментальной физики - разработка теории "великого объединения" взаимодействий. К настоящему времени разработана лишь теория электрослабого взаимодействия, объединившего слабое и электромагнитное взаимодействия. Как предполагают, в момент Большого взрыва действовало единое взаимодействие, которое разделилось на четыре в первые мгновения существования нашего мира. 5.5. Микромир Вещество, с которым мы сталкиваемся в повседневной жизни, состоит из атомов. В состав атомов входит атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а также электроны, "вращающиеся" вокруг ядра (квантовая механика использует понятие "электронное облако"). Протоны и нейтроны относятся к адронам (которые состоят из кварков). Следует отметить, что в лабораторных условиях удалось получить "атомы", состоящие и из других элементарных частиц (например, пионий и мюоний, в состав которых входят пион и мюон.). Атомы каждого химического элемента имеют в своём составе одно и то же количество протонов, называемое атомным номером или зарядом ядра. Однако количество нейтронов может различаться, поэтому один химический элемент может быть представлен несколькими изотопами. В настоящее время известно свыше 110 элементов, наиболее массивные из которых нестабильны). Атомы могут взаимодействовать друг с другом, образуя химические вещества. Взаимодействие происходит на уровне их электронных оболочек. Химические вещества чрезвычайно многообразны. Наука пока не решила задачу точного предсказания физических свойств химических веществ. В XIX веке считалось, что атомы являются первичными "кирпичиками" строения материи. Однако и сейчас остаётся открытым вопрос о том, существует ли предел деления материи, о котором говорил ещё Демокрит (см. Атомизм). 6. Життя 6.1. Понятие живого Согласно определению академика РАН Э.Галимова, жизнь есть материализованное в организмах явление возрастающего и наследуемого упорядочения, присущее при определённых условиях эволюции соединений углерода. Для всех живых организмов характерны обособленность от среды, способность к самовоспроизведению, функционирование посредством обмена веществом и энергией с окружающей средой, способность к изменчивости и адаптации, способность воспринимать сигналы и способность на них реагировать. [10] 6.2. Устройство живых организмов, гены и ДНК Живые организмы состоят из органических веществ, воды и минеральных соединений. Фенотипические признаки организмов в основном определяются набором их генов, в которых записана большая часть наследственной информации. Количество генов может варьировать от нескольких генов у простейших вирусов до десятков тысяч у высших организмов (около 30 тыс. у человека). Носителем генетической информации является ДНК - сложная органическая молекула, имеющая форму двойной спирали. Информация на ней "записана" в виде последовательности нуклеотидов, полимером которых она является. В генетическом коде используется лишь 4 "буквы"-нуклеотида; код един для всех земных организмов. Существуют очень немногочисленные исключения из этого правила, которые являются модификациями единого кода (например, метилирование отдельных нуклеотидов). Генетическая информация реализуется при экспрессии генов в процессах транскрипции и трансляции. Передача генетической информации от родительской клетки дочерним происходит в результате репликации (копирования ДНК комплексом ферментов). Помимо генов в ДНК имеются некодирующие участки. Некоторые из них выполняют регуляторную функцию (энхансеры, сайленсеры); функция других пока неизвестна. Генетика достигла впечатляющих успехов. Учёные умеют внедрять гены одних организмов в геномы других, клонировать живые существа, "включать" и "выключать" определённые гены и многое другое. Это привносит проблемы морального плана. 6.3. Эволюция живых организмов 6.3.1. Принципы эволюции Развитие жизни на Земле, в том числе усложнение живых организмов происходит в результате непредсказуемых мутаций и последующего естественного отбора наиболее удачных из них (о механизмах эволюции см. книгу "Эволюция жизни"). Развитие таких сложных приспособлений, как глаз в результате "случайных" изменений может показаться невероятным. Однако анализ примитивных биологических видов и палеонтологических данных показывает, что эволюция даже самых сложных органов происходила через цепочку небольших изменений, каждое из которых по отдельности не представляет ничего необычного. Компьютерное моделирование развития глаза позволило сделать вывод, что его эволюция могла бы осуществляться даже быстрее, чем это происходило в реальности (см. статью об эволюции глаза). В целом, эволюция, изменение систем - есть фундаментальное свойство природы, воспроизводимое в лабораторных условиях. Это не противоречит закону возрастания энтропии, так как справедливо для незамкнутых систем (если через систему пропускать энергию, то энтропия в ней может уменьшаться). Процессы самопроизвольного усложнения изучает наука синергетика. Один из примеров эволюции неживых систем формирование десятков атомов на основе лишь трёх частиц и образование миллиардов сложнейших химических веществ на основе атомов. 6.3.2. История жизни на Земле Зарождение жизни на Земле представляет пока не до конца решённую проблему. Существует только две теории о зарождении жизни: самозарождение жизни - жизни предшествовала химическая эволюция и занесение жизни из космоса. Згідно з палеонтологічними даними, перші прокаріоти ( бактерії) з'явилися близько 4 млрд років тому. Перші еукаріоти (клітини з ядром) утворилися приблизно 2 млрд років тому в результаті, згідно з однією з найбільш поширених теорій, симбіозу прокаріотів. Перші багатоклітинні організми з'явилися близько 1 млрд років тому в результаті симбіозу еукаріот. Близько 600 млн років тому з'явилися багато знайомих нам тварини (наприклад, риби, членистоногі та ін.) 400 млн років тому життя вийшло на сушу. 300 млн років тому з'явилися дерева (з твердими волокнами) і плазуни, 200 млн років тому - динозаври і яйцекладущие ссавці, 65 млн років тому вимерли динозаври і з'явилися плацентарні ссавці, близько 100 тис. років тому з'явився сучасний чоловік (див. Геохронологічна шкала і сайт "Історія розвитку життя"). 6.4. Рівні організації життя Шість основних структурних рівнів життя: Молекулярний Клітинний Організмовий Популяційно-видовий Біогеоценотіческій Біосферний 7. Людина Розбіжність предків сучасних людиноподібних мавп і людини відбулося близько 15 млн років тому. Приблизно 5 млн років тому з'явилися перші гомініди - австралопітеки. Слід зазначити, що формування "людських" рис йшло одночасно в декількох видів гомінідів (такий паралелізм в історії еволюційних змін спостерігався неодноразово). Близько 2,5 млн років тому від австралопітеків відокремився перший представник роду Homo - людина уміла (Homo habilis), який вже вмів виготовляти кам'яні знаряддя. 1600000 років тому на зміну Homo habilis прийшов людина прямоходяча (Homo erectus, пітекантроп) зі збільшеним об'ємом мозку. Сучасна людина (кроманьйонець) з'явився близько 100 тис. років тому в Африці. Приблизно 40 тис. років тому кроманьйонці перебралися в Європу, витіснивши інший вид людей - неандертальців. У людини в набагато більшому ступені, ніж в інших тварин, розвинене абстрактне мислення і здатність до узагальнення. Література В. Г. Архіпкін, В. П. Тимофєєв Природничо-наукова картина світу Вонсовський С. В. Сучасна природно-наукова картина світу Концепції сучасного природознавства Алексєєв В. П., Панін А. В. Філософія. Підручник. М., 1998. Бернал Дж. Наука в історії суспільства. М., 1956. Природничо і соціогуманітарного знання: методологічні аспекти взаємодії. Л., 1990. Наука та її місце в культурі. Новосибірськ, 1990. Науковий прогрес: когнітивний і соціокультурний аспект. М., 1993. Основи наукознавства. М., 1985. Сноу Ч. П. Портрети і роздуми. М., 1985. Степин BC, Кузнєцова Л. Ф. Наукова картина світу в культурі техногенної цивілізації. М.. 1994. Степин BC Філософія науки. М., 2003. Філософія і методологія науки / Под ред. В. І. Купцова. М., 1996 Антонов А. Н. Наступність і виникнення нового знання в науці. М.: МГУ, 1985. 172 с. Ахутина А. Б. Історія принципів фізичного експерименту від античності до XVII ст. М.: Наука, 1976. 292 с. Беклі А. Коротка історія природничих наук, СПб., 1907. 470 із. Бернал Дж. Наука в історії суспільства. М.: Изд-во іноз. лит. 1956. 736 с. Вайнштейн О. Л. Західноєвропейська середньовічна історіографія. М.; Л.: Наука, 1964. 482 с. Гайденко П. П., Смирнов Г. А. Західноєвропейська наука в Середні століття: Загальні принципи і вчення про рух. М.: Наука, 1989. 352 с. Гайденко П. П. Еволюція поняття науки: Становлення і розвиток перших наукових програм. М.: Наука, 1980. 568 с. Гайденко П. П. Еволюція поняття науки (XVII-XVIII ст.): Формування наукових програм нового часу. М.: Наука. 1987. 447 с. Гессен Б. М. Соціально-економічне коріння механіки Ньютона. М.; Л., 1934. Гуревич А. Я. Категорія середньовічної культури. М.: Мистецтво, 1972. 318 з. Даннеман Ф. Історія природознавства. Природничі науки в їх розвитку і взаємодії. Т. 1-3. М.; Л.: ОНТИ, 1932-1938. Дітмар А. Б. Від Птолемея до Колумба. М.: Думка, 1989. Дмитренко В. А. Введення в історіографію та джерелознавство науки. Томськ: Изд. Томськ, ун-ту, 1988. 191 с. Зубов В. П. Історіографія природних наук в Росії (XVII ст. - Перш. Пол. XIX ст.). М.: АН СРСР, 1956. 576 с. Кедров Б. М., Огурцов А. П. Марксистська концепція історії природознавства XIX ст. М.: Наука, 1978. 664 с. Кірсанов В. С. Наукова революція XVII ст. М.: Наука, 1987. 341 с. Койре А. Нариси історії філософської думки: Про вплив філософських концепцій на розвиток наукових теорій. М.: Прогресс, 1985.286с. Косарєва Л. М. Соціокультурний генезис науки нового часу. Філософський аспект проблеми. М.: Наука, 1989. Кузнецов Б. Г. Розвиток наукової картини світу у фізиці XVII-XVIII століття. М.: АН СРСР, 1955. Кузнецов Б. Г. Еволюція картини світу. М.: АН СРСР. 1961. 352 с. Кузнецов Б. Г. Ідеї та образи Відродження. (Наука XIV-XVI ст. В світлі сучасної науки). М.: Наука. 1979. 280 с. Кун Т. Структура наукових революцій. М.: Прогресс, 1975. 288 с. Леві-Брюль Л. Надприродне в первісному мисленні. М.: Держ. антирелігійна. видво, 1937. 520 с. Лур'є С. Я. Нариси з історії античної науки. Греція епохи розквіту. М.; Л.: АН СРСР, 1947. 403 с. Майоров Г. Г. Формування середньовічної філософії: Латинська патристика. М.: Думка, 1979. 432 с. Маркова Л. А. Наука. Історія та історіографія. М.: Наука, 1987. 264с. Мец А. Мусульманський Ренесанс. М.: Наука. 1973. Механіка і цивілізація XVII-XIX вв. М.: Наука. 1979. Надточій А. С. Філософія і наука в епоху античності. М.: МГУ, 1990. 286 з. Нейгебауер О. Точні науки в давнину. М.: Наука, 1968. 224 с. Окладний В. А. Виникнення і суперництво наукових теорій. Свердловськ: Вид. Уральськ, ун-ту, 1990. 240 с. Олинкі Л. Історія наукової літератури на нових мовах. Т. 1 - 3. М.; Л,: ГТТІ, 19931994. Принципи історіографії природознавства. Теорія та історія. М.: Наука, 1993. 368 с. РожанскійІ '. Д. Розвиток природознавства в епоху античності. М.: Наука, 1979. 485 с. Рожанський І. Д. Антична наука. М.: Наука, 1980. 199 з. Рожанський І. Д. Історія природознавства в епоху еллінізму і Римської імперії. М.: Наука, 1988. 448 с. Старосільська-Нікітіна О. А. Нариси з історії науки п техніки періоду Французької буржуазної революції 1789-1794. М.; Л.: АН СРСР, 1946. 274 с. Старостін Б. А. Становлення історіографії науки: Від виникнення до XVIII ст. М.: Наука, 1990. Стьопін В. С. Становлення наукової теорії. Мінськ: Изд. Білорусок, ун-ту, 1976. 319 з. Таннер П. Історичний нарис розвитку природознавства в Європі (з 1300 по 1900 р.). М.: Держ. техн.-теорет. вид-во, 1934. 310 с. Франкфорт Г. та ін Напередодні філософії. Духовні шукання стародавньої людини. М.: Наука, 1984. 236 с. Холтон Дж. Тематичний аналіз науки. М.: Прогресс, 1981. 384 с. Шпаков А. А. Карта Знань (Наукова Картина Миру). Москва: Інформот, плакат формату А 2 з текстом на звороті, 2005. Валерій Петрович Даниленко "Основи духовної культури в картинах світу". Гол. Наукова картина світу Примітки 1. ↑ 1 2 Садохін, Олександр Петрович. Концепції сучасного природознавства: підручник для студентів вузів, що навчаються за гуманітарними спеціальностями та спеціальностями економіки і управління / А. П. Садохін. - 2-е изд., Перераб. і доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. стр. 17 (1.5. Наукова картина світу) 2. ↑ 1 2 3 Губбиева З. О., Каширін А. Ю., Шлапакова Н. А. Концепція сучасного природознавства - www.tspu.tula.ru/res/other/kse/lec3.html # parag2 3. ↑ 1 2 3 Наукова картина світу - Візуальний словник - fil.vslovar.org.ru/735.html 4. [Стьопін В. С., Кузнецова Л. Ф. Наукова картина світу в культурі техногенної цивілізації. - М., 1994 .- 274 с] 5. Архіпкін В. Г., Тимофєєв В. П. Природно-наукова картина світу - www.kirensky.ru / stud / natural / index.htm 6. ↑ 1 2 Бучіло Н. Ф., Ісаєв І.А - Історія і філософія науки ISBN 5392015700, ISBN 9785392015702 Стор. 192 - books.google.ru / books? id = 6dbkFivo6fAC & pg = PA192 & dq = Наукова картина картина світу & f = false 7. Касевич В. Б. "Буддизм. Картина світу. Мова. Серія" Orientalia ". СПб., 1996. 288 c. ISBN 5-85803-050-5 - www.humanities.edu.ru/db/msg/10276 8. Моісеєв В. І. Що таке наукова картина світу? 1999 - www.vyacheslavmoiseev.narod.ru/PhilosScience/Textbook/SciencePicture.htm 9. Грін Б. Тканина космосу: Простір, час і текстура реальності. М: УРСС, 2009 р. гол. "Випадковість і стріла часу" ISBN 978-5-397-00001-7 10. Е. Галімов. "Що таке життя? Концепція впорядкування". Знание-Сила, № 9, 2008 р., с.80. http://znaimo.com.ua
