Основные идеи и модели описания природы реферат

Обновлено: 02.07.2024

Квантово-полевая (неклассическая) картина мира, суть ее принципов. Особенности принципов соответствия и суперпозиции. Концепция детерминизма, динамические и статистические закономерности. Принципы эволюционно-синергетической (современной) картины мира.
Краткое сожержание материала:

Фундаментальные концепции описания природы

1. Квантово-полевая (неклассическая) картина мира и ее основные принципы 4
2. Принципы соответствия и суперпозиции 9
3. Концепция детерминизма. Динамические и статистические закономерности 10
4. Принципы эволюционно-синергетической (современной) картины мира 12
Заключение 18
Список литературы 20

Введение

В процессе познания окружающего мира в сознании человека отражаются и закрепляются знания, умения, навыки, типы поведения и общения. Совокупность результатов познавательной деятельности человека образует определённую модель (картину мира). В истории человечества было создано и существовало довольно большое количество самых разнообразных картин мира, каждая из которых отличалась своим видением мира и специфическим его объяснением.

Создание естественнонаучной картины мира является важнейшей задачей естествознания. Естественнонаучная картина природы образует в целом упорядоченную систему, которая по мере развития науки уточняется и дополняется. Наука стремится выявить общее в предметах и явлениях, которые она изучает. Выделение общего ведет к абстракциям, т. е. отвлечению от единичного, конкретного, случайного. Наиболее общие и абстрактные понятия, идеи и концепции естествознания выражают, с одной стороны, глубокие, а с другой - общие свойства природы. Такими понятиями и концепциями оперирует в первую очередь физика как фундаментальная основа естествознания. К наиболее общим, важным, фундаментальным понятиям физического описания природы относятся материя, движение, пространство и время.

Таким образом, естественнонаучная картина мира представляет собой целостную систему представлений об общих свойствах, сферах, уровнях и закономерностях реальной действительности. Фундаментальные концепции описания природы непрерывно эволюционируют, пополняются новыми фактами и на определенных исторических этапах переходят на качественно новый уровень, что выражается в научных революциях.

1. Квантово-полевая (неклассическая) картина мира и ее основные принципы

В конце ХIХ - начале XX вв. последовал ряд открытий, которые не вписывались в существовавшую научную картину мира. Революционная ситуация, сложившаяся в естествознании в начале XX в., связана с появлением двух новых теоретических концепций - квантовой механики и специальной теории относительности.

Таким образом, если в классической физике считалось, что энергия может изменяться непрерывно и принимать любые, сколь угодно близкие значения, то согласно квантовым представлениям, она может принимать лишь дискретные значения, равному целому числу квантов энергии

В 1905 г. А. Эйнштейн, приняв гипотезу Планка, расширил ее, предположив, что свет не только излучается квантами, но и распространяется и поглощается тоже квантами (названными впоследствии фотонами). Таким образом, свет представляет собой поток световых частиц - фотонов.

В истории развития учения о свете сменяли друг друга корпускулярная теория света (Ньютон) и волновая (Р. Гук, Ч. Гюйгенс, Т. Юнг, Ж. Френель), представлявшая свет как механическую волну. В 70-х годах после утверждения теории Максвелла под светом стали понимать электромагнитную волну. В начале 20-го века на основе экспериментов было неопровержимо доказано, что свет обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Было также обнаружено, что в проявлении этих свойств существуют вполне определенные закономерности: чем меньше длина волны, тем сильнее проявляются корпускулярные свойства света.

В 1924 г. французский физик Л. де Бройль выдвинул смелую гипотезу: корпускулярно-волновой дуализм имеет универсальный характер, т.е. все частицы, имеющие конечный импульс, обладают волновыми свойствами. При проявлении у микрообъекта корпускулярных свойств его волновые свойства существуют как потенциальная возможность, способная при определенных условиях перейти в действительность (диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств материи).

Таким образом, корпускулярные и волновые свойства микрообъекта являются несовместимыми в отношении их одновременного проявления, однако они в равной мере характеризуют объект, т.е. дополняют друг друга. Эта идея была высказана Н. Бором (1927 г.) и положена им в основу важнейшего методологического принципа современной науки, охватывающего в настоящее время не только физические науки, но и все естествознание - принципа дополнительности. Для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять два взаимоисключающих (дополнительных) набора классических понятий, совокупность которых дает наиболее полную информацию об этих явлениях как о целостных. С точки зрения этого принципа, состояния, в которых взаимно дополнительные величины имели бы одновременно точно определенное значение, принципиально невозможны, причем если одна из таких величин определена точно, то значение другой полностью неопределенно. В общем случае дополнительными друг к другу являются, например, направление и величина момента количества движения, кинетическая и потенциальная энергия, напряженность электрического поля в данной точке и число фотонов и т.д. Таким образом, принцип дополнительности фактически отражает объективные свойства квантовых систем, не связанных с существованием наблюдателя.

Двойственная природа микрочастиц поставила науку перед вопросом о границах применимости понятий классической физики в микромире. В классической механике всякая частица движется по определенной траектории и всегда имеет вполне определенные (точные) значения координаты, импульса, энергии. Микрочастица, напротив, обладая волновыми свойствами, не имеет траектории, а значит, не может иметь одновременно определенных (точных) значений координаты и импульса. Меру этой неопределенности (неточности) в значениях координаты и импульса, энергии и времени нашел в 1927 г. В Гейзенберг, дав общее описание эффекта воздействия инструментов измерения на измеряемые объекты микромира, В результате им был сформулирован принцип неопределенности, математическое выражение которого называется соотношением неопределенностей Гейзенберга:

Дx х Дv > h/m

где Дx - неопределенность (погрешность измерения) пространственной координаты микрочастицы, Дv - неопределенность скорости частицы, m - масса частицы, а h - постоянная Планка

Принцип соответствия, имеющий важное философское и методологическое значение, может быть сформулирован следующим образом: теории, справедливость которых была экспериментально установлена для определенной группы, с появлением новой теории не отбрасываются, а сохраняют свое значение для прежней области явлений, как предельная форма и частный случай новых теорий. Таким образом, классическая механика является предельным случаем квантовой механики и релятивистской механики.

Принцип относительности явился первым постулатом, который Эйнштейн положил в основу созданной им теории относительности. Второй постулат - принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета, по всем направлениям. Она не зависит от движения источника света и наблюдателя. При сложении любых ск.

Концепции современного естествознания
Учебник написан в соответствии с Государственными образовательными стандартами. В нем изложены вопросы естественнонаучного познания окружающего мира.

Лексемы со значением "природа" в корпусе кубанских песен
Фольклорное слово и его уникальность. Лексика природы как предмет лексикографического описания. Изучение лексики природы в песнях кубанских казаков и.

Концепции современного естествознания. Карпенков С.Х.
6-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2003. — 488 с. Учебник написан в соответствии с Государственными образовательными стандартами (ГОС.

Теория идеального газа
Изучение корпускулярной концепции описания природы, сущность которой в том, что все вещества состоят из молекул - минимальных частиц вещества, сохраня.

Механика сплошных сред
Излагаются фундаментальные физические концепции кинематики и динамики сплошной среды, рассматриваются ее различные модели (твердое тело, жидкость и га.

ГОСТ

Корпускулярная концепция описания природы

Корпускулярная концепция – это концепция утверждающая, что материя состоит из большого количества отдельных элементов и имеет прерывистую структуру.

Данная концепция была разработана философами древнего мира. Ее основным сторонником был Демокрит. Она ориентирована на описание природного мира и основ его устройства. В основу концепции положены следующие положения:

Все состоит из мелких частиц – атомов.
В состав материи входит пустота, движение атомов в которой образует устойчивые соединения.
Объединение атомов в пустоте обеспечивает создание новых тел в пространстве.

Следует отметить, что в Древнем мире теория атомов носила скорее магический, нежели, реальный характер. Атомы никто не видел, и реальность их существования была доказана гораздо позднее – в XX столетии.

Посредством теории движения и объединения атомов, ученые древности дали описание многим природным процессам и явлениям: направление падения света, капель воды, высыхания вещей на воздухе.

Таким образом, корпускулярная концепция устройства природного мира опирается на одно весомое положение: Все состоит из атомов. Они лежат в основе строения природных компонентов и функционируют благодаря их непрерывному движению.

Корпускулярная концепция позволяет описать различные природные объекты, процессы и явления. Для описания используются параметры, характеристики частей объекта, процесса или явления т.е. рассматривается каждая часть и ее свойства. Эти параметры могут иметь зависимость от различных факторов, которые обязательно учитываются при описании.

Однако, она имеет рях ограничений. К примеру, сложно описывать с помощью нее движения водных масс, поскольку, в их составе находится огромное количество молекул, которые необходимо описывать. Потому для описания таких явлений применяются иные подходы.

Готовые работы на аналогичную тему

Континуальная концепция описания природы

Континуальная концепция – это концепция, утверждающая непрерывность материи.

Континуальная концепция прямо противоположна корпускулярной, которая утверждает, что структура материи неоднородна и состоит из отдельных частиц – атомов.

Континуальная концепция исходит из того, что основу природного мира составляет некое постоянное вещество, у которого нет границ и частей, и оно заполняет всю вселенную без пробелов, пустот.

Данная концепция получила гораздо большее признание среди философов Древнего мира, чем корпускулярная. Ее применение для описания природных объектов, процессов и явлений характеризуется большей сложностью и трудоемкостью работы, но полученные результаты являются более точными. Также, посредством этой концепции можно описать любое природное явление или процесс, которые затруднительно описывать с помощью корпускулярной концепции.

Основополагающим аспектом данной концепции является отсутствие пустоты.

Концепция разработана, также, философами Древнего мира. Основным сторонником данной концепции был Аристотель. Благодаря нему она получила признание и распространение в описании природных процессов и явлений в тот временной период научного развития мира.

Разные философы Древнего мира рассматривали в качестве основы мироздания разные компоненты. Одни утверждали, что мир состоит из воды и все природные процессы являются отражением ее разных состояний, другие говорили о том, что воздушные массы определяют состав природного мира и задают основы его функционирования.

Использование корпускулярной и континуальной концепции описания природы в педагогическом процессе

Корпускулярная и континуальная концепции долгое время анализировались учеными и философами. Постоянно происходили споры по поводу верности той или иной концепции, отражающих дискретность и непрерывность мироздания.

В конце XIX – начале XX столетия осуществляются исследования в области дискретности и непрерывности материи. Они приводят к тому, что эти атрибуты материи принимаются в качестве взаимозависимых и взаимодополняемых. Описание природных процессов требует изучения отдельных частиц, из которых они состоят и рассмотрения непрерывности материи.

Каким же образом, данные концепции находят применение в современной педагогике, в образовательных программах учебных заведений?

Природные объекты, процессы и явления описываются в опоре на применение двух этих концепций. При использовании корпускулярного описания природных объектов и явлений осуществляется:

Рассмотрение их в качестве структуры, состоящей из отдельных частей, деталей, каждая из которых имеет свои свойства.
Каждой части объектов или явлений природы даются различные параметры, характеристики, совокупность которых и выступает описанием природного объекта, процесса или явления.

При использовании континуального подхода в описании происходит рассмотрение этого объекта в качестве целостного поля, которое имеет свои координаты. Описание приобретает вид функции.

Каждая концепция используется для описания природы на основании применения математических средств, которые позволяют определить параметры природных объектов и процессов, их зависимости и факторы, влияющие на них. Таким образом, удается сформировать наглядное представление описываемого объекта или процесса. Чаще всего для писания применяются математические функции.

Двойственность описания природы особенно четко наблюдается в рассмотрении временных и пространственных свойств материи. Эти два компонента тесно связаны между собой и не могут существовать изолировано от материи. Пространство и время характеризуются однородностью. При этом, пространство является еще и изотропным т.е. идентичностью его параметров в разных точках. Время обладает идентичными свойства в прошлом, настоящем и будущем. Эти параметры физически отражаются в одинаковости законов природы, функционировании Вселенной в разных местах и в разные временные промежутки.

Читайте также: