Конспект лекций по дисциплине для специальности 080110. 51 «Банковское дело»

Научная картина мира

Одновременно с развитием науки, как процесса накопления контролируемых знаний, на базе ее наиболее общих гипотез и концепций формируется гипотетическая, умозрительная единая система представлений – модель общего устройства действительности и ее конкретных аспектов – физических, химических, биологических. Такая модель включает и представление о “правилах поведения” познающего ее разума. Целостная система идей и представлений составляет научную картину мира. Научная картина мира возникает как результат экстраполяции более достоверного, но ограниченного знания на всю мыслимую действительность, т.е. на область, где полная проверка идей принципиально недостижима. Построение картины мира - это, по существу постулирование универсальности открываемых законов природы и, в конце концов, общей упорядоченности объективного мира, без чего невозможно никакое суждение о нем, кроме как о полном хаосе, недоступном познанию.

С накоплением сведений о мире объясняющая его картина рано или поздно расходится с наблюдением. смена научной картины мира происходит в результате научных революций. кризисная предреволюционная ситуация в науке возникает либо с открытием новых явлений, необъясняемых в рамках традиционной картины мира, либо с обнаружением внутренней противоречивости традиционных теорий, что сказывается в появлении парадоксов, неразрешимых в рамках этих теорий. но к научной революции могут привести только такие идеи, которые объясняют целую совокупность явлений, реально связанных между собой, но либо не объясненных до сих пор, либо объясненных неудовлетворительно. отрицая предшествующую картину мира, новая должна, тем не менее, опираться и на те результаты исследований, которые лежали и в основе отвергаемой.

Некоторые наиболее важные понятия

Три стадии научного исследования: наблюдение, размышление, опыт. Наблюдай происходящее; на основании этих наблюдений разработай теорию, которая может дать истинное представление о действительности; проверь теорию дальнейшими наблюдениями и опытами; проследи, сбываются ли предсказания, основанные на этой теории.

Единство законов природы, объясняющих развитие вселенной и существование в ней человека, а также для живой и неживой природы (мы наблюдаем Вселенную такой, какой она существует, потому что присутствуем в ней в качестве наблюдателя). Законы природы одинаковы для всех областей наблюдаемой Вселенной и не зависят от месторасположения наблюдателя.

донаучный период (древняя Греция)

первая научная революция (конец ХVв. - начало ХVIIIв.)

вторая научная революция (конец ХIХв. - начало ХХ в.)

современный период (60-е гг. ХХ-ХХIвв.)
вклад Аристотеля в естествознание

Разработка 1-ой универсальной физико-космологической картины мира, объединившей непротиворечивым образом учение о структуре материи, о движении и модель вселенной. Такая методология сохранилась в естествознании при формулировке и обосновании новых картин мира.

Использование законов механики и закона всемирного тяготения для объяснения движения планет. Подтверждением этой модели послужило обнаружение предсказанных “на кончике пера” кометы Галлея и планеты Нептун.

Механистическая картина мира основана на применении законов механики для описания поведения всех материальных систем. Ее подтверждением явилась возможность рассчитать движение небесных тел (механистическая модель Вселенной).

Распространение законов механики на все явления природы приводит к детерминизму – философской концепции о предопределенности развития мира.
строение Солнечной системы

В состав Солнечной системы входят: Солнце, 9 больших планет (Меркурий, Венера Земля, Марс – планеты земной группы; Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – планеты-гиганты; Плутон), их спутники, астероиды (пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера содержит около 100тыс. малых планет), кометы (облако комет окружает солнечную систему и содержит 10¹¹ комет).

Мощность солнечного излучения, приходящаяся на земную орбиту равна 1.4квт/м². Это единственный энергетический источник, формирующий биосферу. Изменение мощности излучения характеризуется количеством темных пятен на Солнце. Эти пятна являются источниками ультрафиолетового, рентгеновского излучений и потоков заряженных частиц. Солнечная активность изменяется периодически. наиболее важным является 11-летний период. Изменения солнечной активности синхронизовало многие процессы, происходящие на земле.

Все инерциальные системы отсчета равноправны (системы отсчета - это системы координат, связанные с различными движущимися друг относительно друга объектами; инерциальные системы отсчета движутся относительно друг друга с постоянной скоростью). Принцип относительности означает, что невозможно определить экспериментально, движется данная инерциальная система отсчета или покоится. Все законы механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.

Состоит из двух постулатов: 1 – все инерциальные системы отсчета равноправны; 2 – скорость света в вакууме является величиной постоянной и не зависит от скорости движения источника. Следствием принципа относительности является требование инвариантности (неизменности) уравнений, описывающих различные природные явления, относительно преобразований Лоренца.

Следствием принципа относительности Эйнштейна является отсутствие универсальных представлений о течении времени и пространственных характеристиках тел и их движения для наблюдателей, находящихся в различных системах отсчета. При переходе от одной системы отсчета к другой временные и пространственные характеристики изменяются взаимозависимым образом, образуя единый четырехмерный пространственно-временной континуум.

В соответствии с общей теорией относительности тяготение приводит к искривлению пространства. В силу четырехмерности пространства-времени искривление пространства приводит к замедлению времени вблизи тел, обладающих массами. Свет в этом пространстве распространяется по геодезическим линиям.

Принцип причинности устанавливает пределы влияния физических событий друг на друга, исключает влияние данного события на все прошедшие (событие-причина предшествует по времени событию-следствию). Время течет в одном направлении. Вместе с принципом относительности Эйнштейна накладывает ограничения на величину скорости движения или распространения какого-либо сигнала (не больше скорости света в вакууме).

Необратимость времени может быть связана с принципом причинности. Необратимость времени подтверждается особенностями человеческой психики (человек в течение жизни увеличивает количество информации), вторым началом термодинамики, направлением эволюции Вселенной (расширение).

Закон сохранения энергии. Изменение внутренней энергии тела равно сумме количества теплоты, переданного телу, и совершенной над ним работой. Вечный двигатель первого рода невозможен.

Вечный двигатель второго рода невозможен. Тепло переходит от горячего тела к холодному. Энтропия замкнутой системы возрастает или (в случае термодинамического равновесия) остается постоянной.

Энтропия в замкнутой системе возрастает, что означает переход системы со временем в более вероятное состояние, т.е. из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. Конечное состояние любой системы – состояние хаоса.

энтропия – мера беспорядка в системе. Информация – мера порядка. Вследствие второго начала термодинамики (возрастание энтропии) информация в замкнутой системе (т.е. порядок) со временем исчезает. Создание информации в какой-либо подсистеме сопровождается обязательным увеличением энтропии в окружающей среде (т.е. разрушением окружающей среды).

Движущей силой эволюции является наследственность и изменчивость.

Закон единообразия гибридов первого поколения. Закон расщепления признаков (3:1). Закон случайного распределения признаков. Хромосомная теория наследственности. Закон гомологических рядов.

Законы генетики показали, что поведение биологических объектов описывается вероятностными законами. Вероятность – количественная мера возможного. Поведение биологических систем носит случайных характер, но эта случайность описывается определенными количественными соотношениями (теория вероятности).

Открытость системы, т.е. необходимость внешнего источника энергии или информации. Наличие случайных факторов (внешних или внутренних).

Наличие как отрицательных, так и положительных связей (в случае положительных связей – катастрофа, в случае отрицательных – деградация).
биосфера

Наружная оболочка земли, область распространения жизни. атмосфера.. Гидросфера. Литосфера. Устойчивость биосферы обусловлена многообразием живых организмов и взаимодействием между ними – гомеостазом.

Ноосфера – сфера разума. Разум оказывает воздействие на биосферу, сравнимое с действием самой биосферы. В тоже время без биосферы человек – носитель разума, существовать не может. поэтому переход биосферы в ноосферу возможен, при условии такого воздействия человека на биосферу, которое сохраняет биосферу в состоянии равновесия.

Переходы порядок-беспорядок и беспорядок-порядок являются основой развития природы. Первые определяются вторым началом термодинамики и определяют направленность времени. Вторые происходят в открытых системах и обуславливают явление самоорганизации, которая является основой развития мира, приводит к образованию различных многообразных структур из хаоса и определяет циклический характер развития сложных систем и процесс эволюции от простого к сложному.

Корпускула – частица, корпускулярные свойства тел определяются наличием импульса и способностью передавать импульс и энергию другим телам, характеризуют дискретность объектов природы. волна – периодический процесс, в котором передача энергии происходит без переноса вещества, характеризует непрерывность материи. дуализм – двойственность. корпускулярно- волновой дуализм означает, что микрообъекты одновременно обладают как волновыми, так и корпускулярными свойствами (с одной стороны микрообъекты, распространяясь, способны огибать препятствия, а с другой – передавать им импульс, т.е. приводить в направленное движение).

Поведение микрообъектов невозможно предсказать абсолютно определенно. Можно определить (рассчитать) вероятность обнаружить систему в определенном состоянии, т.е. получить определенные численные характеристики их поведения. На смену абсолютному механистическому детерминизму приходит детерминизм вероятностный (при одинаковых начальных условиях вероятностное поведение системы будет одинаковым, хотя и невозможно предсказать абсолютно точно состояние системы в будущем).

Принцип неопределенности говорит о невозможности абсолютно точно определить в один и тот же момент времени значения координаты (т.е. положения в пространстве) и импульса (т.е. характера движения) микрообъекта. следствием этого является невозможность локализовать частицу, говорить об абсолютной пустоте, о состоянии абсолютного покоя. практически этот принцип в современных технологиях ограничивает возможность миниатюризации электронных систем и не позволяет увеличить быстродействие компьютеров путем, сохраняя традиционный последовательный характер вычислений.

Концепция бесконечной и вечной вселенной противоречит наблюдениям (в этом случае должны иметь место: тепловая смерть вселенной (больцман), постоянное свечение неба (ольберс), гравитационная неустойчивость (зеелигер). расширение вселенной предсказано фридманом и экспериментально обнаружено хабблом (красное смещение). расширение вселенной означает, что в ней происходит удаление галактик друг от друга, а не увеличение размеров окружающих нас предметов. расширение обусловлено расширением пространства, которому препятствует взаимное притяжение галактик друг к другу.

Наблюдаемое расширение Вселенной приводит к выводу, что Вселенная образовалась в результате взрыва из точки в пространстве-времени приблизительно 15-20 млрд. лет назад. В процессе расширения происходит охлаждение Вселенной и образование различных структур: элементарных частиц, атомных ядер, атомов, галактик, звезд, планет. Подтверждением модели большого взрыва является наблюдаемое реликтовое излучение (появившегося в момент образования атомов), наблюдаемое соотношение различных изотопов атомных ядер водорода и гелия.