 |
|
Современная научная картина мира (СКМ)
НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА (НКМ)
Природу изучают много разных наук, но природа едина. Общее знание о природе называют естественнонаучной картиной мира или научной картиной мира (НКМ).
НКМ – это система научного понимания внешнего мира. Основу НКМ составляют понятия материи, движение, пространства, времени, всеобщей связи. Это главные характеристики природы. НКМ определяется естественнонаучным толкованием этих основных понятий.
НКМ изменяется с развитием естествознания, поэтому в разное время были разные НКМ.
17-19 в. - механистическая научная картина мира (МКМ)
в 20в. формируется современная научная картина мира (СКМ).
Механистическая научная картина мира (МКМ)
МКМ сформировалась в 17-18 веке. В основе МКМ лежит классическая механика – труды Галилея, Декарта, Ньютона.
Галилео Галилей (нач.17в.) – итальянский ученый. Впервые перешел от философского рассмотрения природы к научному. Галилей разрабатывал и применял новые методы получения естественнонаучного знания: научный эксперимент, идеальную модель объекта, математические методы. Галилей - основоположник классической механики.
Открытия и достижения Галилея:
1.Принцип инертности: если на движущееся тело не действуют силы трения, то его движение будет вечным. Движение – естественное состояние тел.
2.Закон свободного падения тел. Высчитал, что ускорение свободного падения тел составляет 9,8 м/с2.
3. Принцип относительности движения.
Декарт (17 в.) и Ньютон развили идеи и открытия Галилея. Исаак Ньютон (к.17- н.18в.) сформулировал 3 основных закона механики. Таким образом, к нач.18 века была выстроена классическая механика. Классическая механика позволила сформировать первую научную картину мира – механистическую (МКМ).
Характеристики МКМ:
· Материя – это вещество. Нет вещества, нет и материи.
· Движение – естественное свойство материи. Оно относительно. Масса тел неизменна при любом движении
· Пространство – пустота, где находятся физические тела. Оно абсолютно
· Время абсолютно. Оно одинаково в любой точке Вселенной
· Всеобщая связь: любое состояние системы определяется ее предыдущим состоянием (причина – следствие). Беспричинных событий в мире нет.
Современная научная картина мира (СКМ)
К нач. ХХ в. МКМ находилась в состоянии кризиса. Теория электромагнитного поля Максвелла поставила ряд вопросов, на которые нельзя было дать ответ в рамках МКМ. Как магнитное поле преобразуется в электрический ток? Значит, поле тоже состоит из частиц? Но в соответствии с МКМ поле – это пространство, пустота. МКМ рассматривала раздельно пространство, время, материю, движение.
А.Энштейн рассмотрел эти категории как единое целое. (Альберт Энштейн – немецкий физик, нач. ХХв.). Энштейн сформулировал теорию относительности, которая была положена в основу СКМ.
Объектом теории относительности выступают физические события. Физические события объединяют понятия пространства, времени, материи, движения, которые в теории относительности рассматриваются в единстве.
Основу теорииЭнштейна составляют два постулата (постулат – положение, которое принимают без доказательств):
1. Принцип относительности движения. Этот принцип Энштейн распространил на все процессы: механические, магнитные, электрические, световые и др.
2. Принцип постоянства скорости света в пустоте. Скорость света в пустоте равна 300.000км/с. Это максимально возможная скорость в природе.
На основе этих двух принципов Энштейн сделал следующий вывод: если скорость движения тела высока, сравнима со скоростью света, то:
-размер тела сокращается в направлении его движения;
- масса тела увеличивается;
- течение времени замедляется.
Таким образом, при высоких скоростях сокращается размер тела. При скорости света тело полностью сжимается, превращается в плоскую фигуру (лепешку). Поэтому скорость материальных взаимодействий не может быть выше, чем скорость света.
Теория относительности устанавливает зависимость пространства и времени от скорости движения материальных тел. Важным в этой теории является представление об относительности времени. Время абсолютно только в пределах одной системы отсчета. При больших скоростях время течет медленнее. Так, если космонавт находится в космосе в состоянии полета, то его часы будут идти медленнее, чем на Земле.
Другой вывод Энштейна – об эквивалентности массы и энергии: энергия в любой форме ведет себя как масса. Энергия и масса преобразуются друг в друга по формуле: Е=mс2, где m-масса движущегося тела, с-скорость света в пустоте.
Теория относительности Энштейна показала, что нельзя абсолютизировать понятия и законы классической механики. Они верны лишь для определенных условий и могут рассматриваться только в системе координат с небольшими скоростями. При этом все системы координат равноценны.
Энштейн пространство и время рассмотрел в единстве (пространство-время) и сделал вывод о том, что вблизи больших масс изменяются свойства пространства-времени: сокращается линейный размер тела, замедляется время. Свойства мира зависят от распределения масс и скорости их движения.
Рассматривая в единстве понятия пространства, времени, материи, движения, теория относительности привела к построению современной картины мира (СМК).
Характеристики СКМ:
· Материя – это вещество, поле, вакуум;
· Движение – естественное свойство материи. Оно относительно;
· Пространство-время относительно. Оно неодинаково во Вселенной. Свойства пространства-времени зависят от распределения масс о скорости их движения;
· Всеобщая связь: причинно-следственная связь не абсолютизируется. В мире всегда имеет место случай.