Что такое идеализация в биологии кратко
Обновлено: 05.07.2024
МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧ УРОВНЯ(ИДЕАЛИЗАЦИЯ-умственная позновательная процедура, в рез-те которой создается идеализирован. Объект,является предметом теоретич исследования.ФОРМАЛИЗАЦИЯ-отображение содержательного знания в знаково-символич.
Идеализация – это специфический метод теоретического познания.
Идеализация – это умственная познавательная процедура, в результате которой создается идеализированный объект, являющийся предметом теоретического исследования. Он замещает в теории объект исследования по некоторым свойствам.
В результате таких изменений могут быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Так, широко распространенная в механике идеализация, именуемая материальной точкой, подразумевает тело, лишенное всяких размеров. Такой абстрактный объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения, самых разнообразных материальных объектов от атомов и молекул и до планет Солнечной системы.
Изменения объекта, достигаемые в процессе идеализации, могут производиться также и путем наделения его какими-то особыми свойствами, в реальной действительности неосуществимыми. Примером может служить введенная путем идеализации в физику абстракция, известная под названием абсолютно черного тела (такое тело наделяется несуществующим в природе свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя).
Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:
Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического, в частности математического, анализа.
В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность. При этом правильный выбор допустимости подобной идеализации играет очень большую роль.
Основное положительное значение идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на ее основе теоретические построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и явления. Упрощения, достигаемые с помощью идеализации, облегчают создание теории, вскрывающей законы исследуемой области явлений материального мира. Если теория в целом правильно описывает реальные явления, то правомерны и положенные в ее основу идеализации.
Формализация – отображение содержательного знания в знаково-символическом виде. Она базируется на различении естественных и искусственных языков. Выражение мышления в естественном языке можно считать первым шагом формализации. Естественные языки как средство общения характеризуются многозначностью, многогранностью, гибкостью, неточностью, образностью и др. Это открытая, непрерывно изменяющаяся система, постоянно приобретающая новые смыслы и значения.
Дальнейшее углубление формализации связано с построением искусственных (формализованных) языков, предназначенных для более точного и строгого выражения знания, чем естественный язык, с целью исключения возможности неоднозначного понимания, характерного для естественного языка (язык математики, химии и др.). Символические языки математики и других точных наук преследуют не только цель сокращения записи, что можно сделать с помощью стенографии. Язык формул искусственного языка становится инструментом познания и играет такую же роль в теоретическом познании, как микроскоп и телескоп в эмпирическом познании. Использование специальной символики позволяет устранить многозначность слов обычного языка, поскольку в формализованных рассуждениях каждый символ – строго однозначен.
Значение формализации в научном познании состоит в следующем:
· формализация позволяет анализировать, уточнять, определять и разъяснять (эксплицировать) понятия. Обыденные представления, выражаемые в разговорном языке, хотя и кажутся более ясными и очевидными с точки зрения здравого смысла, оказываются неподходящими для научного познания в силу их неопределенности, неоднозначности и неточности;
· она приобретает особую роль при анализе доказательств. Представление доказательства в виде последовательности формул, получаемых из исходных согласно точно указанных правил преобразования, придает ему необходимую строгость и точность;
· формализация служит основой для процессов алгоритмизации и программирования вычислительных устройств, а тем самым и компьютеризации не только научно-технического, но и других форм знания.
Главное в процессе формализации состоит в том, что над формулами искусственных языков можно производить операции, получать из них новые формулы и соотношения. Тем самым операции с мыслями о предметах заменяются действиями со знаками и символами. В этом смысле формализация представляет собой логический метод уточнения содержания мысли посредством уточнения ее логической формы. Таким образом, формализация – это обобщение форм различных по содержанию процессов, абстрагирование этих форм от их содержания. Она уточняет содержание путем выявления его формы и может осуществляться с разной степенью полноты.
МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧ УРОВНЯ(ИДЕАЛИЗАЦИЯ-умственная позновательная процедура, в рез-те которой создается идеализирован. Объект,является предметом теоретич исследования.ФОРМАЛИЗАЦИЯ-отображение содержательного знания в знаково-символич.
Идеализация – это специфический метод теоретического познания.
Идеализация – это умственная познавательная процедура, в результате которой создается идеализированный объект, являющийся предметом теоретического исследования. Он замещает в теории объект исследования по некоторым свойствам.
В результате таких изменений могут быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Так, широко распространенная в механике идеализация, именуемая материальной точкой, подразумевает тело, лишенное всяких размеров. Такой абстрактный объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения, самых разнообразных материальных объектов от атомов и молекул и до планет Солнечной системы.
Изменения объекта, достигаемые в процессе идеализации, могут производиться также и путем наделения его какими-то особыми свойствами, в реальной действительности неосуществимыми. Примером может служить введенная путем идеализации в физику абстракция, известная под названием абсолютно черного тела (такое тело наделяется несуществующим в природе свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя).
Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:
Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического, в частности математического, анализа.
В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность. При этом правильный выбор допустимости подобной идеализации играет очень большую роль.
Основное положительное значение идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на ее основе теоретические построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и явления. Упрощения, достигаемые с помощью идеализации, облегчают создание теории, вскрывающей законы исследуемой области явлений материального мира. Если теория в целом правильно описывает реальные явления, то правомерны и положенные в ее основу идеализации.
Формализация – отображение содержательного знания в знаково-символическом виде. Она базируется на различении естественных и искусственных языков. Выражение мышления в естественном языке можно считать первым шагом формализации. Естественные языки как средство общения характеризуются многозначностью, многогранностью, гибкостью, неточностью, образностью и др. Это открытая, непрерывно изменяющаяся система, постоянно приобретающая новые смыслы и значения.
Дальнейшее углубление формализации связано с построением искусственных (формализованных) языков, предназначенных для более точного и строгого выражения знания, чем естественный язык, с целью исключения возможности неоднозначного понимания, характерного для естественного языка (язык математики, химии и др.). Символические языки математики и других точных наук преследуют не только цель сокращения записи, что можно сделать с помощью стенографии. Язык формул искусственного языка становится инструментом познания и играет такую же роль в теоретическом познании, как микроскоп и телескоп в эмпирическом познании. Использование специальной символики позволяет устранить многозначность слов обычного языка, поскольку в формализованных рассуждениях каждый символ – строго однозначен.
Значение формализации в научном познании состоит в следующем:
· формализация позволяет анализировать, уточнять, определять и разъяснять (эксплицировать) понятия. Обыденные представления, выражаемые в разговорном языке, хотя и кажутся более ясными и очевидными с точки зрения здравого смысла, оказываются неподходящими для научного познания в силу их неопределенности, неоднозначности и неточности;
· она приобретает особую роль при анализе доказательств. Представление доказательства в виде последовательности формул, получаемых из исходных согласно точно указанных правил преобразования, придает ему необходимую строгость и точность;
· формализация служит основой для процессов алгоритмизации и программирования вычислительных устройств, а тем самым и компьютеризации не только научно-технического, но и других форм знания.
Главное в процессе формализации состоит в том, что над формулами искусственных языков можно производить операции, получать из них новые формулы и соотношения. Тем самым операции с мыслями о предметах заменяются действиями со знаками и символами. В этом смысле формализация представляет собой логический метод уточнения содержания мысли посредством уточнения ее логической формы. Таким образом, формализация – это обобщение форм различных по содержанию процессов, абстрагирование этих форм от их содержания. Она уточняет содержание путем выявления его формы и может осуществляться с разной степенью полноты.
1) мыслительное конструирование понятий об объектах, процессах и явлениях, не существующих в реальности, в природе, но таких, для которых есть исходные прообразы в реальном мире (например, точка, плоскость — идеально гладкая и абсолютно ровная поверхность, абсолютно твердое (упругое) тело, идеальная жидкость, идеальный газ и т. д.). Идеализация физических тел и понятий пространства, времени и пр. послужила началом возникновения классической науки Галилея — Ньютона, т. е. позволяет формулировать законы, строить абстрактные схемы реальных процессов; 2) представление кого-либо или чего-либо лучшим, чем есть на самом деле, в действительности; наделение качествами, соответствующими идеалу. Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону.В.Н. Савченко, В.П. Смагин.2006. Синонимы: возведение в перл создания, возведение в перл творения, идеализирование, лакирование, лакировка, опоэтизирование, поэтизация, приукрашивание, романтизация, хвала
Смотреть что такое ИДЕАЛИЗАЦИЯ в других словарях:
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
идеализация ж. То же, что: идеализирование.
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
идеализация См. хвала. Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений.- под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари,1999. идеализация идеализирование, возведение в перл творения, романтизация, опоэтизирование, хвала, лакирование, лакировка, поэтизация, возведение в перл создания Словарь русских синонимов. идеализация идеализирование, поэтизация, романтизация; возведение в перл создания (книжн., часто ирон.) Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. — М.: Русский язык.З. Е. Александрова.2011. идеализация сущ., кол-во синонимов: 11 • возведение в перл создания (5) • возведение в перл творения (5) • идеализирование (10) • лакирование (4) • лакировка (6) • опоэтизирование (5) • поэтизация (8) • приукрашивание (15) • романтизация (7) • хвала (32) • эстетизация (1) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: возведение в перл создания, возведение в перл творения, идеализирование, лакирование, лакировка, опоэтизирование, поэтизация, приукрашивание, романтизация, хвала. смотреть
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ (от греч, idea — образ, идея) — понятие, означающее представление ч.-л. в более совершенном виде, чем оно есть на самом деле. В образов. смотреть
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ — одностороннее изображение какого-либо объекта со стороны его положительных качеств при полном игнорировании качеств отрицательных. смотреть
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
процесс идеали-з а ц и и) – мысленное конструирование объектов, не существующих и не осуществимых в действительности, но таких, что для них имеются прообразы в реальном мире; процесс образования понятий, реальные прототипы к-рых (т.е. предметы действительности, отраженные в данных понятиях) могут быть указаны лишь с той или иной степенью приближения. Примером понятия, являющегося результатом И., может быть "точка". В отличие от таких понятий, как, напр., "стол", "дерево", "животное" и т.п., реальные представители к-рых (т.е. предметы, обладающие теми свойствами и отношениями, к-рые составляют содержание этих понятий) могут быть найдены в самой действительности (мы, не колеблясь, говорим, напр., про данную конкретную березу, что "это – дерево"), невозможно найти в реальном мире представителя понятия "точка", т.е. объект, к-рый не имел бы ни длины, ни высоты, ни ширины. Аналогичный характер имеют понятия "прямая линия", "окружность" (математика), "точечный электрич. заряд", "абсолютно черное тело", "инерция" (физика) и др. Процесс И. характеризуется отвлечением от таких свойств и отношений, к-рые необходимо присущи предметам реальной действительности, и введением в содержание образуемых понятий таких признаков, к-рые в принципе не могут принадлежать их реальным прообразам. О понятиях, являющихся результатом И. (их часто наз. просто и д е а л и з а ц и я м и), говорят, что в них мыслятся и д е а л и з и р о в а н н ы е (или идеальные) объекты. Идеализированные объекты – это всегда лишь объекты рассмотрения, принципиально не могущие иметь бытия, подобного бытию конкретных вещей объективного мира; в этом смысле И. представляет собой отвлечение от невозможности возникновения (в каких бы то ни было условиях) или построения (с помощью каких бы то ни было средств) таких объектов в действительности. Идеализированные объекты следует отличать от п о н я т и й, с помощью к-рых происходит их рассмотрение и использование в познании; в формализованных языках идеализиров. объектам обычно соответствуют термы, а понятиям – предикаты. Познавательное значение понятий об идеализированных объектах основано на том, что в реальном мире существуют п р о о б р а з ы этих объектов. Именно наличием реальных прообразов идеализиров. объектов объясняется то, что, образовав с помощью И. понятие о данном объекте, можно в дальнейшем не обращать внимания на отличие последнего от его прообразов и оперировать с ним в рассуждениях как с реально существующей вещью. Однако различие между понятиями об идеализиров. объектах и понятиями о реально существующих вещах относительно, т.к. процесс образования понятия о любых объектах обязательно в той или др. форме предполагает отвлечение, в известных границах, от такого неотъемлемого свойства последних, как подвижность, изменчивость, текучесть, т.е. предполагает огрубление, конструктивизацию, формализацию предметов действительности; этот процесс, лежащий в основе характерного для формальной логики представления о "жестких" объектах, т.е. объектах, предполагаемых остающимися теми же самыми при повторных упоминаниях о них в данных рассуждениях, также можно рассматривать как И., – как такую И., к-рая снимается в ходе развития живого человеч. познания и практики. Однако, когда говорят об И. как об особом типе образования понятий, противопоставляемом процессу непосредств. обобщения чувственно воспринимаемых вещей, имеют в виду не этот, общий для всего познания в целом, процесс И., а такой процесс И., к-рый существенно связан со специфическим содержанием образуемых понятий. И. в этом смысле может происходить в различных формах, одной из к-рых является многоступенчатое абстрагирование и обобщение, в частности многократное применение а б с т р а к ц и и о т о ж д е с т в л е н и я. И. такого вида имеет ведущее значение в образовании математич. понятий. Др. формой И. является мысленный переход к предельному случаю. Такая И. бывает обычно связана с реальными экспериментами, однако сам переход к предельному случаю предполагает уже умственный эксперимент. Суть И. этого вида состоит в следующем: изучая нек-рый объект, мы мысленно выделяем одно из необходимых условий его существования (оставляя вне рассмотрения др. условия); изменяя выделенное условие, мы постепенно сводим его действие к минимуму; если при этом оказывается, что нек-рое свойство (или свойства) все время изменяются в определ. направлении, то открывается возможность осуществить еще один шаг и ввести в рассмотрение объект, обладающий таким развитием данного свойства (свойств), как если бы выделенное условие было полностью исключено. Так получаются понятия о таких объектах, как "абсолютно жесткое тело", "несжимаемая жидкость" и т.п. Смысл термина "И." иногда суживают именно до этого способа образования понятий (в таком случае объекты рассмотрения, вводимые с помощью многоступенчатого абстрагирования и обобщения, часто называются абстрактными объектами, а термин "идеализированный объект" применяют только к объектам, введенным в рассмотрение с помощью перехода к предельному случаю). И. посредством мысленного перехода к предельному случаю играет важную роль в тех разделах естествознания, к-рые подвергаются математич. обработке (напр., физика). Идеализиров. объекты могут вводиться и системой постулатов; однако такое введение (естественное в случае дедуктивного построения науки) становится, как правило, возможным потому, что соответствующие понятия были предварительно сформулированы с помощью И. др. вида, напр. с помощью какого-либо из двух описанных выше способов. И. и возникающие на ее основе понятия играют важную роль в познании. Для установления законов той или иной области явлений во мн. случаях необходимо исключить из рассмотрения ряд таких свойств и отношений изучаемых объектов (без к-рых эти объекты реально не могут существовать), учет к-рых заслонил бы существо изучаемого процесса. Так, в механике и электродинамике во мн. случаях целесообразно отвлечься не просто от конкретных размеров объектов, но вообще от наличия у них каких бы то ни было размеров и рассматривать соответствующие законы как говорящие о "материальных точках" или "точечных зарядах", причем в одних случаях "точками" оказываются атомы, а в других – планеты солнечной системы. Эту сторону процесса И. раскрыл Энгельс на примере такого абстрактного объекта, как идеальная паровая машина. В "Диалектике природы" он писал о С. Карно: "Он изучил паровую машину, проанализировал ее, нашел, что в ней основной процесс не выступает в чистом виде, а заслонен всякого рода побочными процессами, устранил эти безразличные для главного процесса побочные обстоятельства и сконструировал идеальную паровую машину (или газовую машину), которую, правда, так же нельзя осуществить, как нельзя, например, осуществить геометрическую линию или геометрическую плоскость, но которая оказывает, по-своему, такие же услуги, как эти математические абстракции: она представляет рассматриваемый процесс в чистом, независимом, неискаженном виде" (Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20, с. 543–44). Введение идеализиров. объектов позволяет осуществлять переход от эмпирически найденных законов к их строгой формулировке, выражать законы на языке математики, производить дедуктивное построение соответствующей области знания. И. необходима при построении абстрактных схем реальных процессов, нужных для более глубокого проникновения в закономерности их протекания; в этом смысле метод моделирования, имеющий такое важное значение в кибернетике, неотделим от И. Признаком науч. И., отличающим ее от бесплодной фантазии, является то, что порожденные в ней идеализиров. объекты в определ. условиях и с к л ю ч а ю т с я, т.е. находят истолкование в терминах неидеализиров. объектов. Понятия об идеализиров. объектах, входящие в науч. теории, на той или иной стадии развития науки – через ряд промежуточных интерпретаций или непосредственно – обязательно получают реальное истолкование в к.-л. областях действительности. Существенно, что это имеет место при всяком применении содержащей их теории к решению к.-л. задач, возникающих в естествознании, технике, нар. х-ве и др. областях практич. деятельности. Именно практика (включая практику систематич. науч. наблюдений и экспериментов) подтверждает правомерность тех отвлечений, к-рые порождают понятия об идеализиров. абстрактных объектах, служит критерием плодотворности И. в познании. Лит.: Горский Д. П., Вопросы абстракции и образование понятий, М., 1961; Эйнштейн А. и Инфельд Л., Эволюция физики, пер. с англ., М., 1956; ?ойа Д., Математика и правдоподобные рассуждения, пер. с англ., М., 1957. В. Бирюков. Москва. . смотреть
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ или идеализирование есть ложное восприятие действительности, видоизмененной в приближении к идеалу вследствие усиления и выдвигания пол. смотреть
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ (франц. idealisation, от ideal — идеал) — понятие, означающее представление о чем-либо в предельном, более совершенном виде, чем он. смотреть
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯидеализирование; идеализировать - представлять что-либо лучшим, более совершенным, чем оно есть на деле.Словарь иностранных слов, вошедших в. смотреть
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ - одностороннее изображение какого-либо объекта со стороны его положительных качеств при полном игнорировании качеств отрицательных. Литер. смотреть
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
ИДЕАЛИЗАЦИЯ
процесс мысленного конструирования представлений и понятий об объектах, не существующих и не могущих существовать в действительности, но сохраняющих н. смотреть
Представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Так, широко распространенная в механике идеализация, именуемая материальной точкой, подразумевает тело, лишенное всяких размеров. Такой абстрактный объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения. Причем подобная абстракция позволяет заменить в исследовании самые различные реальные объекты: от молекул или атомов при решении многих задач статистической механики и до планет Солнечной системы при изучении, например, их движения вокруг Солнца.
Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:
Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложены для имеющихся средств теоретического, в частности, математического анализа.
Во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют существо протекающих в нем процессов.
В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность.
Основное положительное значение идеализации как методе научного познания заключается в том, что получаемые на его основе теоретического построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и явления.
Что понимается под формализацией в научном познании
Под формализацией понимается особый подход в научном познании, который заключается в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических положений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов (знаков).
Важным достоинством данной системы является возможность проведения в ее рамках исследования какого-либо объекта чисто формальным путем без непосредственного обращения к этому объекту.
Другое достоинство формализации состоит в обеспечении краткости и четкости записи научной информации, что открывает большие возможности для оперирования ею.
Чем язык современной науки отличается от обычного человеческого языка
Нет никаких сомнений, что язык современной науки отличается от обычного человеческого языка. Язык современной науки полон научных трактовок тех или иных событий в истории человечества. А также, выводами, фактами, аргументами, формулами.
В свою очередь язык нашей повседневной жизни, как правило, не так ярок, формулировки его существенно отличаются от научного языка. Он богат расхождениями, эпитетами, метафорами и т.п.
Закон Бойля-Мариотта: При постоянной температуре объем количества газа обратно пропорционально давлению, под которым он находится.
Закон Гей-Люссака: При постоянном давлении изменение объема прямо пропорционально температуре.
Закон объемных отношений
Одним из первых признал закон кратных отношений Гей-Люссака шведский химик Й. Я. Берцелиус (1779-1848), предположивший, что основное свойство газов заключается в том, что равные объемы газов при одинаковых условиях содержат одинаковое число атомов.
Закономерность, установленную Гей-Люссаком, невозможно было объяснить, руководствуясь учением Дальтона о том, что простые вещества состоят из атомов. В самом деле, если в равных объемах газов, например водорода и хлора, содержится одинаковое число атомов, то при их взаимодействии должен получиться один объем хлористого водорода, а не два, как показывал опыт.
Закон Гей-Люссака был объяснен итальянским физиком А. Авогадро (1776-1856).
Закон действующих масс. Скорость химической реакции пропорционально концентрации регулирующих веществ. Концентрация твердого вещества в процессе химического превращения не меняется), процесс идет на поверхности), поэтому скорость в реакциях с участием твердого тела определяется только концентрацией газов или растворенных веществ.
В сложных (многостадийных реакциях) скорость всего процесса зависит от скорости наиболее медленной реакции.
Упущение Ван Гельмонта
Голландец Ян Баптист Ван-Гельмонт (1579—1644) не только занимался врачебной практикой, но и экспериментировал с растениями. Он решил узнать, благодаря чему растет растение. С животными и человеком вроде бы все ясно: поедая корм или пищу, они получают вещества, благодаря которым увеличиваются в размерах. Но за счет чего крошечное семя, лишенное рта, превращается в огромное дерево?
Чтобы ответить на этот вопрос, Ван-Гельмонт проделал следующее. Взял кадку, в которую насыпал 91 килограмм высушенной в печи почвы, смочил ее дождевой водой и посадил ивовый побег массой 2,25 килограмма. Каждый день в течение пяти лет он поливал растение чистой дождевой водой. По прошествии этого времени Ван-Гельмонт извлек деревце, тщательно очистил корни от прилипших частиц почвы и взвесил содержимое кадки и растение. Оказалось, что масса почвы уменьшилась всего на 57 граммов, а вот масса ивы возросла почти на 75 килограммов. Результат эксперимента исследователь объяснил исключительно поглощением воды. Так возникла водная теория питания растений.
Биоэтика
Основные принципы биоэтики:
- принцип единства жизни и этики, их глубокое соответствие и взаимообусловленность. Если жизнь является высшим проявлением упорядоченности, организованности в мире природы, то этика – есть высшее выражение сил, противостоящих хаосу в обществе. Учитывая это глубокое родство между феноменом жизни и этикой, следует постоянно учитывать этические нормы как в науке, так и на практике.
Что такое идеализация в естествознании
Представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Так, широко распространенная в механике идеализация, именуемая материальной точкой, подразумевает тело, лишенное всяких размеров. Такой абстрактный объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения. Причем подобная абстракция позволяет заменить в исследовании самые различные реальные объекты: от молекул или атомов при решении многих задач статистической механики и до планет Солнечной системы при изучении, например, их движения вокруг Солнца.
Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:
Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложены для имеющихся средств теоретического, в частности, математического анализа.
Во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют существо протекающих в нем процессов.
В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность.
Основное положительное значение идеализации как методе научного познания заключается в том, что получаемые на его основе теоретического построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и явления.
Что такое идеализация в естествознании
Представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Так, широко распространенная в механике идеализация, именуемая материальной точкой, подразумевает тело, лишенное всяких размеров. Такой абстрактный объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения. Причем подобная абстракция позволяет заменить в исследовании самые различные реальные объекты: от молекул или атомов при решении многих задач статистической механики и до планет Солнечной системы при изучении, например, их движения вокруг Солнца.
Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:
Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложены для имеющихся средств теоретического, в частности, математического анализа.
Во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют существо протекающих в нем процессов.
В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность.
Основное положительное значение идеализации как методе научного познания заключается в том, что получаемые на его основе теоретического построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и явления.
Что понимается под формализацией в научном познании
Под формализацией понимается особый подход в научном познании, который заключается в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических положений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов (знаков).
Важным достоинством данной системы является возможность проведения в ее рамках исследования какого-либо объекта чисто формальным путем без непосредственного обращения к этому объекту.
Другое достоинство формализации состоит в обеспечении краткости и четкости записи научной информации, что открывает большие возможности для оперирования ею.
Чем язык современной науки отличается от обычного человеческого языка
Нет никаких сомнений, что язык современной науки отличается от обычного человеческого языка. Язык современной науки полон научных трактовок тех или иных событий в истории человечества. А также, выводами, фактами, аргументами, формулами.
В свою очередь язык нашей повседневной жизни, как правило, не так ярок, формулировки его существенно отличаются от научного языка. Он богат расхождениями, эпитетами, метафорами и т.п.
Закон Бойля-Мариотта: При постоянной температуре объем количества газа обратно пропорционально давлению, под которым он находится.
Закон Гей-Люссака: При постоянном давлении изменение объема прямо пропорционально температуре.
Закон объемных отношений
Одним из первых признал закон кратных отношений Гей-Люссака шведский химик Й. Я. Берцелиус (1779-1848), предположивший, что основное свойство газов заключается в том, что равные объемы газов при одинаковых условиях содержат одинаковое число атомов.
Закономерность, установленную Гей-Люссаком, невозможно было объяснить, руководствуясь учением Дальтона о том, что простые вещества состоят из атомов. В самом деле, если в равных объемах газов, например водорода и хлора, содержится одинаковое число атомов, то при их взаимодействии должен получиться один объем хлористого водорода, а не два, как показывал опыт.
Закон Гей-Люссака был объяснен итальянским физиком А. Авогадро (1776-1856).
Закон действующих масс. Скорость химической реакции пропорционально концентрации регулирующих веществ. Концентрация твердого вещества в процессе химического превращения не меняется), процесс идет на поверхности), поэтому скорость в реакциях с участием твердого тела определяется только концентрацией газов или растворенных веществ.
В сложных (многостадийных реакциях) скорость всего процесса зависит от скорости наиболее медленной реакции.
Упущение Ван Гельмонта
Голландец Ян Баптист Ван-Гельмонт (1579—1644) не только занимался врачебной практикой, но и экспериментировал с растениями. Он решил узнать, благодаря чему растет растение. С животными и человеком вроде бы все ясно: поедая корм или пищу, они получают вещества, благодаря которым увеличиваются в размерах. Но за счет чего крошечное семя, лишенное рта, превращается в огромное дерево?
Чтобы ответить на этот вопрос, Ван-Гельмонт проделал следующее. Взял кадку, в которую насыпал 91 килограмм высушенной в печи почвы, смочил ее дождевой водой и посадил ивовый побег массой 2,25 килограмма. Каждый день в течение пяти лет он поливал растение чистой дождевой водой. По прошествии этого времени Ван-Гельмонт извлек деревце, тщательно очистил корни от прилипших частиц почвы и взвесил содержимое кадки и растение. Оказалось, что масса почвы уменьшилась всего на 57 граммов, а вот масса ивы возросла почти на 75 килограммов. Результат эксперимента исследователь объяснил исключительно поглощением воды. Так возникла водная теория питания растений.
Биоэтика
Основные принципы биоэтики:
- принцип единства жизни и этики, их глубокое соответствие и взаимообусловленность. Если жизнь является высшим проявлением упорядоченности, организованности в мире природы, то этика – есть высшее выражение сил, противостоящих хаосу в обществе. Учитывая это глубокое родство между феноменом жизни и этикой, следует постоянно учитывать этические нормы как в науке, так и на практике.
Что такое идеализация в естествознании
Представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Так, широко распространенная в механике идеализация, именуемая материальной точкой, подразумевает тело, лишенное всяких размеров. Такой абстрактный объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения. Причем подобная абстракция позволяет заменить в исследовании самые различные реальные объекты: от молекул или атомов при решении многих задач статистической механики и до планет Солнечной системы при изучении, например, их движения вокруг Солнца.
Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:
Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложены для имеющихся средств теоретического, в частности, математического анализа.
Во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют существо протекающих в нем процессов.
В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность.
Основное положительное значение идеализации как методе научного познания заключается в том, что получаемые на его основе теоретического построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и явления.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
– Александр Наумович, знаю, что в вашем институте работают географы, биологи, физики, математики – самые разные специалисты. Чем вызвана необходимость объединить людей столь разных направлений научной деятельности?
– Наш институт, действительно, объединяет специалистов, работающих на стыке самых разных научных проблем. Это геофизическое направление, это вопросы, связанные с гидрологией как геофизической наукой, это гидрологический цикл, круговорот воды. Этим заняты, в основном, гидрологи, физики, математики. Это вопросы, связанные с качеством воды, и здесь, конечно, нужны специалисты в области гидрохимии, гидробиологии, экологи. Это специалисты в области анализа данных, создания геоинформационных систем, и здесь нужны специалисты в области геоинформатики. Огромное количество задач, которые связаны с использованием подземных вод, и нам нужны гидрогеологи. Не так много областей в науках о Земле, которые требуют объединения столь разных специалистов. Наш институт именно такой.
– Почему именно проблемы обозначены в названии института, и какие это проблемы?
– Институт был создан постановлением Совета Министров Советского Союза в 1967 году, и именно в этом постановлении был обозначен тот круг проблем, ради чего создается институт. Дело в том, что к тому моменту было большое количество задач, связанных с водным хозяйством, с использованием водных ресурсов, которые, в основном, решались ведомственной наукой. В нашей области была только одна академическая организация, небольшой отдел, который занимался задачами развития фундаментальных исследований в этой области.
Масштаб этих задач, в том числе, связанных с вопросами регулирования стока огромными каскадами водохранилищ, качества воды и охраны вод, был огромен, и стало понятно, что эти задачи не под силу ведомственным институтам. Нужна была академическая организация, которая объединяла бы все задачи, которые возникают в этой области, чтобы результаты фундаментальных исследований могли использоваться в практических моделях, технологиях.
Когда это понимание оформилось, был создан наш институт. Задачи, которые он решает, связаны с исследованием формирования водных ресурсов и с управлением водными ресурсами; с охраной вод, с качеством воды, водопользованием. Это очень широкий круг задач, прежде всего, фундаментальных. Я хочу подчеркнуть, что институт всегда придерживался такой стратегической линии. Как сказал Пастер, нет прикладной науки – есть приложение науки. То есть мы должны развивать науку и прилагать результаты этих научных исследований. Это главное. Мы ориентируемся, в первую очередь, на исследования, на решение фундаментальных задач, и они находят приложение.
В XXI веке наступил новый этап развития института, когда наши наработки привели нас к тому, что мы создали математические модели, которые действительно востребованы в практике.
– А что это за модели?
– Это математические модели, которые описывают, в том числе, круг задач, связанных с формированием водного режима рек. Наш институт занимается задачами формирования водных ресурсов и описания гидрологического цикла. Это все, что происходит при выпадении осадков: как они трансформируются в речном бассейне, как впитываются в почву, как выпадают в виде снега, как этот снег накапливается, тает, как вода стекает по водосбору, как она проникает в более глубокие слои.
Всё это геофизические задачи, для описания которых используются сложные системы уравнений математической физики. Они решаются численно, с помощью высокопроизводительных компьютеров. Это задачи, связанные с формированием речного стока, с формированием экстремальных гидрологических явлений.
Вы знаете, что для нашей страны, как и для многих стран мира, наводнения – это очень серьезная проблема. Перед нами стоят задачи, связанные с прогнозированием, к примеру, наводнений, задачи, связанные с оценками их опасности. Это все решается с помощью моделей.
Сейчас мы вышли на тот уровень, когда информационные технологии, построенные на основе наших моделей, применяются для поддержки принятия решений, для того чтобы решить, что нужно: какую плотину построить, какой она должна быть высоты, какие другие сооружения могут защитить тот или иной населенный пункт.
Когда проигрываешь различные сценарии на моделях, построенных на компьютере, можно понять очень многое, разработать сценарии предотвращения катастроф. Ты можешь виртуально поставить плотину, какие-то дамбы, посмотреть, как будет распространяться поток, будет ли он воздействовать на какие-то сооружения, населенные пункты или мосты.
– Почти как компьютерная игра.
– Да, мы даем возможность людям, принимающим решения, проиграть разные ситуации и принять экономически выверенные и экологически безопасные решения на основе этого анализа. Это действительно новое для нашей страны направление гидрологической науки.
– А что в других странах?
– Примерно последние двадцать лет мы наблюдаем взрывное использование геоинформационных технологий, математических моделей. В 80-е годы я пришел в институт, в лабораторию, которую возглавлял мой учитель профессор Кучмент, создатель отечественной школы математического моделирования в нашей области. И тогда специалисты в нашей области могли только мечтать о том, что эти сложные модели, которые мы создаем, найдут какое-то практическое применение. По уровню моделей, по их научному содержанию тогда мы были точно на уровне с мировым сообществом, а кое-где, например, в области моделирования весеннего половодья, даже лидировали.
Но настали 90-е годы, и по разным причинам началось отставание: большое количество специалистов уехало, молодежь перестала приходить в наш институт. А гидрологические модели становились все более технологичными, и в технологиях мы стали отставать.
В последние десятилетия отечественная гидрология начала это отставание преодолевать. Сейчас, судя по публикациям в ведущих журналах и по тому, как наши научные результаты принимаются на самых крупных международных конференциях, по нашей вовлеченности в международные проекты, понятно, что мы постепенно выходим на тот уровень, который занимали 30-40 лет назад.
– Александр Наумович, я знаю, что вы возглавляете лабораторию гидрологии речных бассейнов и занимаетесь как раз тем самым математических (математическим) моделированием процессов, о которых сейчас рассказываете. Скажите, пожалуйста, насколько точны эти прогнозы, удалось ли вам конкретно что-то предсказать, предупредить, помочь принять правильное решение по принятию необходимых мер?
Для чего они используются? Есть две крупные модели, есть и более мелкие. Скажу подробнее об этих двух. Первая модель, которая создана главным научным сотрудником нашего института доктором географических наук Мотовиловым, используется уже на протяжении без малого двадцати лет в практике Федерального агентства водных ресурсов. Это очень важная задача поддержки принятия решений при регулировании стока каскадами водохранилищ.
Вы, наверное, знаете, что в России существуют очень крупные каскады водохранилищ, в частности, Волжско-Камский каскад. Этот каскад — цепочка из одиннадцати водохранилищ, которые созданы для того, чтобы удовлетворять потребности очень разных отраслей экономики, а кроме того, здесь стоят еще и экологические задачи, связанные с обводнением Волго-Ахтубинской поймы, где происходит нерест рыб, ведется сельское хозяйство и так далее.
Это комплекс очень сложных задач, требующий тонкой настройки регулирования речного стока этими водохранилищами для удовлетворения очень разных, зачастую противоречивых потребностей различных отраслей экономики в водных ресурсах. Для того, чтобы это делать обоснованно, нужны как можно более точные и заблаговременные прогнозы притока воды к водохранилищам.
Уже в начале весны, еще когда снег лежит на Европейской территории России, нужно представлять себе, сколько воды перетечет в эти водохранилища, когда снег начнет таять. Если мы ждем очень большой воды, то нужно, чтобы эта вода не переполнила водохранилище, необходимо избежать незапланированных сбросов воды из водохранилища, которые могут привести к катастрофическим последствиям, затоплению низлежащих населенных пунктов. Или, наоборот, придерживать сработку водохранилища, если будет мало воды, потому что эта вода понадобится летом.
– Насколько она эффективна?
– Судя по тому, что Росводоресурсы продолжают её использовать, значит, действительно это дает эффект. На протяжении всех этих лет крайне редко бывали серьезные ошибки в прогнозе, хотя любой прогноз – это вероятностная характеристика. Невозможно дать совершенно точный прогноз. Но мы стремимся к увеличению точности. Эта модель использовалась, когда, например, было наводнение 2013 года на Амуре. Мы с помощью этой модели воспроизвели условия формирования наводнения. Вообще на Амуре очень редкая сеть наблюдений. Практически на основании данных наблюдений очень сложно понять, что же там произошло. С помощью модели мы это воспроизвели, и теперь понимаем, каким образом это случилось.
Эта модель использовалась, например, для описания наводнения в Крымске. Это катастрофическое наводнение 2012 года, когда погибло больше 170 человек. С помощью этой модели были воспроизведены условия, которые показали, какие факторы повлияли на столь стремительный подъем уровня воды и как можно было этого избежать, если заранее проиграть ситуации и при разных сценариях поступления воды построить защитные сооружения.
В 2019 году было экстраординарное, тоже принесшее бедствия наводнение в Иркутской области. Был затоплен город Тулун на реке Ие. Тогда погибло больше тридцати человек. С помощью наших моделей мы обнаружили многие эффекты, которые невозможно было обнаружить с помощью имеющихся наблюдений. Мы понимаем теперь, каким образом можно защититься от большой воды.
– Есть ли уже какие-то позитивные примеры, когда удалось защититься заранее, а не только подводить итоги того, что уже случилось?
Из самых свежих работ – STREAM использовался для планирования защитных сооружений в Ярославле. Там новые застройки в городе, и нужно было оценить риски возникновения экстремальных ситуаций, в том числе, и прорыва вышележащих плотин. С помощью этой модели разыграны разные ситуации, когда было показано, какой величины нужно строить защитную дамбу, где можно строить, а где нельзя, эти жилые кварталы.
Так вот, в результате этой работы было показано, что основной источник загрязнения Волги зачастую может быть вовсе не из-за того, что по трубам загрязненная вода поступает, а из-за того, что существует площадной смыв загрязненных веществ. Если, например, вода стекает с сельскохозяйственных полей, то она несет с собой удобрения, взвешенные вещества и другие загрязнители. Это, вроде бы, очевидные вещи, но они почему-то не приходили в голову людям, которые разрабатывали нормативы и мероприятия в области водоохраны.
В результате этого проекта, в том числе, с помощью наших моделей было показано, что, во-первых, вклад этого диффузного загрязнения в загрязнение отдельных участков Волги и ее притоков очень велик, и зачастую он превышает даже вклад сточных вод. А во-вторых, с помощью этих моделей можно понять, каким образом реабилитировать объекты накопленного экологического ущерба.
Например, в Нижнем Новгороде есть такая Бурнаковская низина, на территории которой когда-то располагалась Сормовская нефтебаза. Там были хранилища нефти и случались протечки, в результате чего под землей накопилось довольно большое количество нефтепродуктов. Когда выпадают дожди, тает снег, всё это попадает в Волгу. Одна из частей нашей работы была связана с тем, чтобы, во-первых, понять, из каких участков этой низины грязь поступает. А во-вторых, понять, какие порекомендовать защитные мероприятия, чтобы избежать скандала. И это было сделано.
– Какие же защитные мероприятия вы порекомендовали?
– В первую очередь, очистка территории, устранение накопленного экологического ущерба. Но это долговременная мера. Тут нужны были еще и быстрые меры. В этом случае эффективны защитные экраны, которые устанавливаются на определенных местах, где находятся основные пути поступления загрязняющих веществ. Нужно было отследить, смоделировать, понять, какими путями эта грязь с большой территории в Волгу поступает. На этих путях нужно было поставить защитные экраны, что и было сделано.
– Как вы думаете, настанут ли времена, когда математическое моделирование природных катаклизмов станет настолько точным, настолько быстрым и безотказным, что мы будем жить, не зная всех этих неприятностей?
– Такие времена, конечно, не настанут. Математические модели – это идеализация природы. Какие бы совершенные модели мы ни использовали, какие бы совершенные знания у нас ни были о том, каким образом вода по водосбору распространяется, какие бы ни были у нас вычислительные ресурсы, все равно существует огромное количество неопределенностей, которые невозможно учесть. Эти неопределенности всегда будут проявляться в ошибках расчетов.
Мы уже научились давать краткосрочные прогнозы довольно хорошего качества. Если речь идет о прогнозах, например, движения паводочной волны во время распространения наводнения, а это обычно два-три дня, то они обладают высокой точностью. За эти два-три дня мы можем какие-то мероприятия провести, эвакуировать население, что-то успеть.
Но дело не только в метеорологических прогнозах, прогнозах осадков. Проблем много. Вторая проблема, если говорить о точности, это, конечно, недостаточное количество информации на сети наблюдений. К сожалению, гидрологическая сеть мониторинга деградировала. Она и раньше была не очень плотная, но по сравнению с началом 80-х годов она сократилась примерно на треть. Во всем мире тоже происходит сокращение сети наблюдений, но при этом все больше внедряются технологии дистанционных наблюдений, автоматические станции. У нас тоже это есть, но не так быстро, как хотелось бы. Есть и другие проблемы.
– Что внушает оптимизм?
– Технологии развиваются, прогнозы становятся все более надежными и точными, со все большей заблаговременностью. Я сорок лет в этой области работаю и отлично знаю, как это все развивается. Но абсолютно точных прогнозов, которые позволили бы гарантировать защиту населения и объектов экономики, особенно в области гидродинамики, гидрологии, не существует. Так что у нас непочатый край работы.
Ситуация усложняется тем, что сейчас меняется еще и климат. Те модели, о которых мы с вами говорим, это новое поколение моделей, которые позволяют и этот фактор учесть. Мы живем в интересное время развития новых методов, моделей и технологий, когда наши возможности решения гидрологических и гидроэкологических задач растут, и это внушает оптимизм. Главное, чтобы у нас была возможность привлечь к решению этих задач способную молодежь. Мы добились в этом определенных успехов, но ситуация все еще сложная.
Александр Наумович Гельфан, директор Института водных проблем РАН, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук
Читайте также: