Естествоиспытатели нового времени реферат
Обновлено: 02.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Охарактеризовать развитие естествознания в новое время
Развитие естествознания в Новое время
Эпоха нового времени охватывает 3 столетия - 17, 18 и 19 века. С 17 века начинается эпоха Нового времени. В этом трехсотлетнем периоде особую роль сыграл 17 век, ознаменовавшийся рождением современной науки, у истоков которой стояли такие выдающиеся ученые как Галилей, Кеплер, Декарт, Ньютон. В 17 веке укрепился капиталистический способ производства. Развитие экономики требовало расчетов национального дохода, индивидуальных доходов, численности рождаемости и смертности и т.д. Предпринимательский расчет становится нормой повседневной жизни. Его основа - количественная оценка. Университетская наука, увлеченная проблемами античности и занявшаяся отвлеченными от практических потребностей вопросами, оказалась своего рода "закрытой системой", изолировавшей себя от реальных потребностей общества. Поэтому развитие естествознания в это время осуществлялось преимущественно вне университетской науки. Особенность этого периода характеризовалась следующим образом:
Основной принцип картезианской физики – это принцип сохранения, согласно которому количество движения остается постоянным, вопреки деградации энергии, или энтропии (силы хаоса).
Второй – принцип инерции (свойство тела сохранять состояние равномерного, прямолинейного движения или покоя, когда действующие на него силы отсутствуют или взаимно уравновешены). Исключив из материи все разумные свойства, Декарт объясняет любое изменение направления только толчком со стороны других тел. Тело не остановится и не замедлит своего движения, если только его не остановит другое тело. Движение само по себе стремится сохранить направление, приобретенное в самом начале Итак, принцип сохранения и, как следствие, принцип инерции, по Декарту, являются основными законами, управляющими Вселенной. К ним добавляется еще один, согласно которому каждая вещь стремится двигаться по прямой. Первоначальное движение – прямолинейное, из него происходят все остальные. Это крайнее упрощение природы служит разуму, желающему с помощью теоретических моделей познать мир и господствовать в нем. Очевидна попытка унифицировать действительность, изначально многообразную и изменчивую, посредством легко управляемой механической модели. Декарт видит возможность унификации (приведение чего-либо к единой системе, форме и единообразию) на основе механических моделей с геометрической основой. Вместо чисто абстрактных рациональных постулатов (как субстанциальные формы) ученый пользуется механическими моделями, понятными и очевидными, с конкретным содержанием.
Труды Исаака Ньютона
Вторая научная революция завершилась творчеством одного из величайших ученых в истории человечества, которым был Исаак Ньютон(1643-1727) Его научное наследие чрезвычайно разнообразно. В него входит создание дифференциального и интегрального исчисления, астрономические наблюдения. Ньютон проводил свои наблюдения с помощью собственноручно построенных зеркальных телескопов. Так же сделал огромный вклад в оптику. Но самым главным было продолжение дела Галилея по созданию классической механики. Ньютоном было сформулировано 3 основных закона движения, которые и легли в основу механики как науки. Первый закон-это принцип инерции. Впервые он был сформулирован еще Галилеем.
Второй закон - приобретаемое телом ускорение, под действием какой то силы, прямо пропорционально этой действующей силе и обратно пропорционально массе тела. И третий закон-закон механики Ньютона, это закон равенства действий противодействия. Этот закон гласит,что действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны. Данная система законов движения была дополнена законом всемирного тяготения. Пожалуй, не одно из всех ранее сделанных научных открытий не оказало такого громадного влияния на дальнейшее развитее естествознания, как открытие закона всемирного тяготения. Огромное впечатление на ученых производил масштаб обобщения, впервые достигнутый естествознанием. Это был поистине универсальный закон природы, которому подчинялось все-малое и большое, земное и небесное. Этот закон явился основой создания небесной механики-науки, изучающей движение тел Солнечной системы.
Изменения в естествознании
Процесс диалектизации естественных наук, составивший суть революции в естествознании. Геологический эволюционизм, который оказал влияние на совершенствование эволюционного учения в биологии. Очищение естествознания от натурфилософских представлений.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.07.2010 |
| Размер файла | 36,9 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Естествознание Нового времени и проблема философского метода
В истории изучения человеком природы сложились два прямо противоположных, несовместимых метода этого изучения, которые приобрели статус общефилософских, т.е. носящих всеобщий характер. Это -- диалектический и метафизический методы.
При метафизическом подходе объекты и явления окружающего мира рассматриваются изолированно друг от друга, без учета их взаимных связей и как бы в застывшем, фиксированном, неизменном состоянии. Диалектический подход, наоборот, предполагает изучение объектов, явлений со всем богатством их взаимосвязей, с учетом реальных процессов их изменения, развития.
В то же время в древнегреческой философии VI-V веков до н. э. зародился и другой подход к познанию мира. В учениях некоторых философов этого периода (Ксенофана, Парменида, Зенона) проявились попытки доказать, что окружающий мир неподвижен, неизменен, ибо всякое изменение представляется противоречивым, а потому -- невозможным. Подобные воззрения много веков спустя проявились в науке Нового времени (во всяком случае, до середины XVIII в.), а соответствующий им метод познания получил наименование метафизического.
На определенном этапе научного познания природы метафизический метод, которым руководствовались ученые-естествоиспытатели, был вполне пригоден и даже неизбежен, ибо упрощал, облегчал сам процесс познания.
Во всем этом нет ничего удивительного. Диалектические идеи всеобщей взаимосвязи и развития могли, утвердиться в естествознании лишь после того, как был пройден этап изучения отдельных объектов, явлений природы и их классификации. Не изучив, например, отдельные разновидности растительного и животного мира, не классифицировав их, невозможно было обосновать идею эволюции органической природы. Другими словами, эпохальное открытие Чарльза Дарвина, о котором речь пойдет ниже, могло быть сделано лишь после гигантского труда Карла Линнея, в результате которого уже можно было сравнивать между собой изученные и классифицированные виды растений и животных -- от простейших и до человека.
Новые научные идеи и открытия второй половины XVIII -- первой половины XIX века, вскрыли диалектический характер явлений природы. Достижения естествознания этого периода опровергали метафизический взгляд на природу, демонстрировали ограниченность метафизики, которая все более и более тормозила дальнейший прогресс науки. Только диалектика могла помочь естествознанию выбраться из теоретических трудностей.
2. Третья научная революция, диалектизация естествознания
Гипотезу Канта принято именовать небулярной30, поскольку в ней утверждалось, что Солнце, планеты и их спутники возникли из некоторой первоначальной, бесформенной туманной массы, некогда равномерно заполнявшей мировое пространство. Кант пытался объяснить процесс возникновения Солнечной системы действием сил притяжения, которые присущи частицам материи, составлявшим эту огромную туманность. Под влиянием притяжения из этих частиц образовывались отдельные скопления, сгущения, становившиеся центрами притяжения. Из одного такого крупного центра притяжения образовалось Солнце, вокруг него расположились частицы в виде туманностей, которые начали двигаться по кругу. В круговых туманностях образовались зародыши планет, начали вращаться также вокруг своей оси. Солнце и планеты сначала разогрелись вследствие трения слагающих их частиц, затем начали остывать.
Однако научная общественность того времени не обратила должного внимания на гениальную идею Канта (тогда еще 30-летнего приват-доцента из Кенигсберга). Его труд, опубликованный первоначально без указания имени автора, дошел до публики в очень малом числе экземпляров (из-за банкротства издателя) и оставался практически неизвестным до конца XVIII века.
Имена создателей двух рассмотренных гипотез были объединены, а сами гипотезы довольно долго (почти столетие) просуществовали в науке в обобщенном виде -- как космогоническая гипотеза Канта-Лапласа.
В XIX веке диалектическая идея развития распространилась на широкие области естествознания, в первую очередь на геологию и биологию.
В первой половине XIX века происходила острая борьба двух концепций -- катастрофизма и эволюционизма, которые по-разному объясняли историю нашей планеты. Уровень развития науки этого периода делал уже невозможным сочетать библейское учение о кратковременности истории Земли с накопленными данными о смене геологических формаций и смене фаун, ископаемые остатки которых находились в земных слоях. Это несоответствие некоторые ученые пытались объяснить идеей о катастрофах, которые время от времени случались на нашей планете.
Отзывы на учение Дарвина были многочисленны и разнообразны: от сугубо положительных, даже восторженных, до крайне негативных. Весьма резко реагировали на идею Дарвина о том, что человек произошел от общего с обезьяной существа, представители церковных кругов, усматривая в этой идее одну из основ атеизма. К их голосу присоединились и некоторые ученые, как, например, немецкий врач Вирхов, чьи религиозные чувства оказались сильнее научной логики. Но большинство ученых-естествоиспытателей сразу же стали сторонниками дарвинизма.
Наряду с фундаментальными работами, раскрывающими процесс эволюции, развития природы, появились новые естественнонаучные открытия, подтверждавшие наличие всеобщих связей в природе.
К этой идее первоначально пришел немецкий врач Юлиус Роберт Майер (1814-1878) во время своего путешествия в Ост-Индию в 1840 году. Он обнаружил, что венозная кровь больных в тропиках была краснее, чем в Европе, и объяснил это явление более высоким содержанием кислорода в крови. Последнее, полагал Майер, обусловлено тем, что при высоких температурах в организме человека сгорает меньше пищи, поскольку тело в этих условиях требует меньше тепла, получаемого за счет питания. Поэтому в венозной крови остается больше кислорода. Таким образом, Майер фактически высказал мысль, что химическая энергия, содержащаяся в пище, превращается в теплоту (подобно тому, как это происходит с механической энергией мышц).
В первой половине 40-х годов XIX века и некоторые другие ученые претендовали на приоритет в открытии закона сохранения и превращения энергии. Например, в том же 1843 году датский инженер Людвиг Август Колъдинг (1815-1888) доложил в Королевском Копенгагенском обществе о результатах своих опытов по определению отношения между механической работой и теплотой, которые позволили считать его одним из сооткрывателей указанного закона.
В отстаивании данного закона и его широком признании в научном мире большую роль сыграл один из наиболее знаменитых физиков XIX века Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821-1894). Будучи, подобно Майеру, врачом, Гельмгольц так же, как и он, пришел от физиологии к закону сохранения энергии. Признавая приоритет Майера и Джоуля, Гельмгольц пошел дальше и увязал этот закон с принципом невозможности вечного двигателя.
Доказательство сохранения и превращения энергии утверждало идею единства, взаимосвязанности материального мира. Вся природа отныне предстала как непрерывный процесс превращения универсального движения материи из одной формы в другую.
Из всего вышесказанного следует, что основополагающие принципы диалектики -- принцип развития и принцип всеобщей взаимосвязи -- получили во второй половине XVIII и особенно в XIX веках мощное естественнонаучное обоснование.
3.Очищение естествознания от натурфилософских представлений
Третья научная революция, наряду с диалектизацией естествознания, явившейся ее сутью, включала и начавшийся в конце XVIII века процесс очищения науки от натурфилософских понятий и представлений.
Флогистонная теория находилась в согласии со многими укоренившимися старыми воззрениями и прежде всего с пониманием горения как процесса распада вещества, что характерно было еще для взглядов Аристотеля. Опровергнуть эту теорию удалось лишь к концу XVIII века благодаря исследованиям, которые провел выдающийся французский ученые Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794). Его внимание привлекла одна из самых актуальных проблем химии того времени -- проблема горения, восстановления и окисления металлов.
1) молекулы (корпускулы) имеют шарообразную форму;
2) при более быстром вращении частиц теплота должна увеличиваться, а при более медленном -- уменьшаться;
3) частицы горячих тел вращаются быстрее, более холодных -- медленнее;
4) горячие тела должны охлаждаться при соприкосновении с холодным, так как это замедляет теплотворное движение частиц;
5) холодные же тела должны нагреваться при соприкосновении с горячим вследствие ускорения движения частиц.
Однако кинетическая гипотеза Ломоносова, созданная в середине XVIII века, не смогла в то время переломить сложившийся стереотип научного мышления. Натурфилософское учение о теплороде просуществовало еще почти целое столетие.
Некоторые экспериментальные работы конца XVIII -- первой половины XIX века (опыты Б. Томпсона -- графа Румфорда, демонстрировавшие выделение тепла при высверливании канала в пушечном стволе, опыты по получению теплоты трением английского исследователя Дэви и др.) свидетельствовали о связи теплоты с механическим движением. Однако большинство ученых, работавших в области физики тепла, упорно усматривали в этом нечто совсем иное: проводя аналогию с электризацией тел трением, они утверждали, что трение способствует выжиманию теплорода из тела. Только в середине XIX века, когда был открыт закон сохранения и превращения энергии, физики окончательно отказались от теплорода и вернулись к кинетической концепции теплоты, успешно разрабатывавшейся Ломоносовым еще за сто лет до открытия этого закона.
Работы ряда ученых XIX века в области электромагнетизма (о которых подробнее будет сказано в следующем разделе) привели к отказу от таких натурфилософских понятий, как электрическая и магнитная жидкости. На основе новых представлений об электричестве и магнетизме французский физик Андре Мари Ампер (1775-1836) первым пришел к выводу об отсутствии в природе каких-либо электрических или магнитных жидкостей (как положительных, так и отрицательных). Введение в учение об электричестве и магнетизме натурфилософского понятия жидкостей соответствовало тогдашнему механистическому подходу, пытавшемуся решать любые физические вопросы с помощью субстанций и действующих между ними простых сил. Работы Ампера и других исследователей привели к тому, что субстанциональное понимание электромагнитных явлений было заменено принципиально новым понятием электромагнитного поля.
Концепцию мирового эфира -- гипотетической среды, заполняющей все мировое пространство, -- признавали все физики XIX века. Этому в особенности способствовала победа, одержанная в середине XIX века волновой теорией света над корпускулярной. Причина этой победы заключалась в том, что волновая теория давала объяснение дифракции света, т. е. отклонению световых волн, происходящему при распространении света вблизи краев непрозрачных тел, при прохождении сквозь узкие отверстия, щели и т. п. Но принятие волновой теории приводило в то же время к мысли о существовании субстанции, в которой световые волны распространяются. В этом случае все хорошо согласовывалось с механическими представлениями об окружающем мире, еще очень характерными для большей части XIX века.
В связи с этим следует отметить, что известный английский ученый Дж. Максвелл (о котором еще будет сказано ниже) незадолго до своей смерти направил письмо астроному Тодду, в котором указывал на принципиальную возможность экспериментального определения движения Земли относительно эфира. Правда, такой прибор должен был обладать очень высокой чувствительностью, которую Максвелл считал технически недостижимой. В 1880 г. (после смерти Максвелла) указанное письмо было опубликовано. А в следующем 1881 году молодой американский ученый Альберт Абрахам Майкельсон (1852-1931) уже производил опыты с такого рода прибором.
4. Исследования в области электромагнитного поля и начало крушения механистической картины мира
Механические взгляды на материальный мир господствовали в естествознании не только XVII и XVIII веков, но и почти весь XIX век. В целом природа понималась как гигантская механическая система, функционирующая по законам классической механики. Считалось, что в силу неумолимой необходимости, действующей в природе, судьба даже отдельной материальной частицы заранее предрешена на все времена. Ученые-естествоиспытатели видели в классической механике прочную и окончательную основу естествознания.
Многие естествоиспытатели вслед за Ньютоном старались объяснить, исходя из начал механики, самые различные явления природы. При этом они неправомерно экстраполировали законы, установленные лишь для механической сферы явлений, на все процессы окружающего мира. В торжестве законов Ньютона, считавшихся всеобщими и универсальными, черпали веру в успех ученые, работавшие в астрономии, физике, химии.
Как очередное подтверждение ньютоновского подхода к вопросу об устройстве мира было первоначально воспринято физиками открытие, которое сделал французский военный инженер, впоследствии член парижской Академии наук Шарль Огюст Кулон (1736-1806). Оказалось, что положительный и отрицательный электрические заряды притягиваются друг к другу прямо пропорционально величине зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Создавалось впечатление о новой демонстрации права закона всемирного тяготения служить своего рода образцом, универсальным ответом на любые задачи. Лишь впоследствии стало ясно: впервые появился в науке один из законов электромагнетизма. После Кулона открылась возможность построения математической теории электрических и магнитных явлений.
Механистическая картина мира знала только один вид материи -- вещество, состоящее из частиц, имеющих массу. В XIX веке к числу свойств частиц стали прибавлять электрический заряд. И хотя масса, как считалось, была у всех частиц, а заряд -- только у некоторых, обладание электрическим зарядом было признано таким же фундаментальным, важнейшим их свойством, как и масса.
Английский химик и физик Майкл Фарадей (1791-1867) ввел в науку понятие электромагнитного поля. Ему удалось показать опытным путем, что между магнетизмом и электричеством существует прямая динамическая связь. Тем сам он впервые объединил электричество и магнетизм, признал их одной и той же силой природы. В результате в естествознании начало утверждаться понимание того, что кроме вещества, в природе существует еще и поле.
С тех пор механистические представления о мире были существенно поколеблены. Ведь любые попытки распространить механические принципы на электрические и магнитные явления оказались несостоятельными. Поэтому естествознание вынуждено было в конце концов отказаться от признания особой, универсальной роли механики. Механистическая картина мира начала сходить с исторической цены, уступая место новому пониманию физической реальности.
Список литературы
1. Чанышев А.Н. Курс лекций по древней философии. М., 2008.
2 Азерников В.З. Неслучайные случайности. Рассказы о великих открытиях и выдающихся ученых. М., 2006.
Эпоха Нового времени охватывает период с 17 по 19 век. Особую роль в этом периоде сыграл 17 век. В это время зародилась современная наука, у истоков которой стояли Галилей и Ньютон.
В учении Галилео Галилея были заложены основы механического естествознания. До этого периода в науке общепринятым являлось выработанное Аристотелем понимание движения, которое сводилось к следующему принципу: движение тела происходит только при внешнем воздействии на него, и если воздействие прекращается, тело перестает двигаться. Это представление, как показал Галилей, является неверным. Вместо него Галилеем был предложен принцип инерции, согласно которому тело либо движется, не меняя направления и скорости, если на него не оказывается внешнее воздействие, либо находится в состоянии покоя.
Особое значение для становления механики имело исследование свободного падения тел. Галилей выявил, что скорость свободного падения тел не зависит от массы. Также Галилео установил, что траектория брошенного тела является параболой. Среди открытий Галилея экспериментальное обнаружение весомости воздуха, законы колебаний маятника. Ученый обеспечил условия для дальнейшего развития естествознания.
Исследования в области астрономии, обосновывавшие гелиоцентрическую систему мира, способствовали росту научного авторитета ученого.
Еще одним величайшим ученым этого времени, чьим творчеством завершалась научная революция 17 века, является Исаак Ньютон. Среди достижений Ньютона:
- создание дифференциального и интегрального исчисления,
- астрономические наблюдения,
- исследования в области оптики.
Но самым главным достижением Ньютона является продолжение и завершение создания классической механики. Благодаря трудам Ньютона и Галилея в 17 веке механистические представления о мире становятся господствующими.
Готовые работы на аналогичную тему
Ньютоном было сформулировано три основных закона науки, которые стали основой механики. А открытие закона всемирного тяготения стало дополнением к этим законам.
Проблема философского метода в науке Нового времени
В процессе изучения природы сформировались два противоположных общефилософских метода – диалектический и метафизический.
Метафизический подход предполагает изолированное изучение объектов и явлений окружающего мира, не учитывая их взаимосвязи.
При диалектическом подходе изучение объектов и явлений происходит с учетом их взаимосвязей и процессов их развития.
Одним из ярких представителей диалектического подхода был древнегреческий философ Гераклит, который обращал внимание на взаимосвязи и изменчивость в природе, а также высказывал мысли о беспрерывном движении и изменчивости в природе. Он отмечал, что одно и то же может быть противоположным. Например, морская вода одновременно чистая и грязная – для рыб она является спасением, для человека – отравой. То есть одну и ту же вещь можно оценить в различных отношениях.
В то же время в учениях некоторых философов этого периода были попытки доказать, что окружающий ми является неизменным, неподвижным. Такие воззрения проявились в науке Нового времени, и этот метод познания получил название метафизического.
Бинарная система при обозначении растений и животных, предложенная Линнеем, состоит из двух наименований – родового и видового.
Однако, Линней вышел за рамки метафизического метода познания. Распределив разновидности представителей живой природы, он не заметил развития в этом усложнении, считая виды животных и растений неизменными.
диалектические идеи взаимосвязи всего существующего в природе могли утвердиться в естествознании только после того, как будут изучены отдельные объекты, явления природы и их классификация. Например, без изучения отдельных разновидностей животного и растительного мира нельзя было бы обосновать процесс эволюции живой природы. То есть, важнейшее открытие Чарльза Дарвина могло быть совершено только после труда Карла Линнея, так как в результате проведенной им классификации появилась возможность сравнения различных видов растений и животных, начиная с простейших организмов, заканчивая человеком.
Научные открытия второй половины 18 века и первой половины 19 века открыли диалектический характер природных явлений.
Специальные научные теории развития, сформировавшиеся в геологии, биологии, космологии определяли естественнонаучное обоснование диалектического подхода развития мира. В этот период научные достижения естествознания опровергали метафизический подход к изучению природы, демонстрируя ограниченный характер метафизики. Метафизика тормозила дальнейший прогресс науки. Преодолеть возникшие трудности в теоретическом изучении науки могло только использование диалектического метода.
Таким образом, метафизический и диалектический методы научного познания являются двумя различными способами философского исследования окружающей реальности. Метафизический метод требует изучения начал и принципов объектов и явлений природы, которые являются постоянными и неизменными. А диалектический метод предполагает изучение всех объектов и явлений с учетом их взаимосвязи, процесса развития и изменения, а также рассматривает всеобщие механизмы развития.
Ученых, изучающих природу, называют естествоиспытателями. Знания о природе добыты трудами очень большого числа ученых-естествоиспытателей, живших в разное время и в разных странах. Среди этих ученых есть великие, которые внесли в науку огромный вклад. О многих великих естествоиспытателях еще будет рассказано в учебнике, а с некоторыми мы познакомимся уже сейчас.
Интерес человека к природе возник в глубокой древности. Еще первобытные люди начали собирать сведения о растениях и животных. Например, о том, какие растения съедобны, о повадках животных, на которых приходилось охотиться. Со временем накапливалось все больше и больше сведений о разнообразии растений и животных нашей планеты. Возникала даже путаница в их названиях, потому что строгих правил, как давать живым существам научные названия, не было. Особенно трудно стало ученым разных стран понимать друг друга — одни и те же растения и животные назывались у них по-разному. Нужно было привести в порядок все знания о разнообразии организмов. Эту огромную работу проделал в XVIII в. великий шведский ученый Карл Линней (1707— 1778).
Карл Линней
Линней дал каждому виду растений и животных название, состоящее из двух слов, причем на латинском языке, понятном ученым разных стран. Все организмы он распределил по группам, т. е. предложил классификацию организмов. Она была принята учеными всего мира и использовалась много лет.
В XIX в. жил и работал великий английский ученый Чарлз Дарвин (1809—1882).
Чарлз Дарвин
Он был убежден, что растения и животные не всегда были такими, какими люди их видят сейчас, что они изменяются с течением времени, постепенно приспосабливаясь к разнообразным условиям жизни на Земле. Дарвин сумел объяснить, как это происходит: в природе выживают те организмы, у которых признаки приспособленности к окружающим условиям проявляются хотя бы чуть-чуть сильнее, чем у других. Если эти признаки организмы передают по наследству, то в их потомстве тоже выживают более приспособленные. Так постепенно и появились боярышник с его колючками, цапля с ее длинной шеей, крот с ногами-лопатами, черепаха с ее панцирем, кузнечик зеленого цвета и все другие современные виды растений и животных.
Огромный вклад в науку внес русский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863—1945).
Владимир Вернадский
Что мы узнали из этого раздела
Уже первобытный человек начал собирать сведения об окружающем мире. По мере развития человечества этих знаний становилось все больше.
Постепенно возникли и стали развиваться различные науки о природе: астрономия, физика, химия, геология, география, биология, экология. Науки о природе называют естественными науками.
Природу изучают различными методами. Главные из них - наблюдение, эксперимент (опыт), измерение.
Читайте также: