ШПОРЫ_KCE

ВОПРОС 1.

Роль и место науки в жизни современного общества. Основные ее черты. Динамика развития науки. Противоречия современной науки.

Наука-отрасль человеческой культуры.

Характеристики:

1.Это способ познания мира, основанный на эмпирической проверке или на математическом доказательстве.

2.Специальный научный язык - термины, символы, которые понятны всем независимо от языковых преград.

3.Специальный научный орган-ВУЗ, различные отраслевые институты, журналы, специальная периодическая литература.

Черты науки на современном этапе:

-общезначима

-ученый обезличен

-в любом разделе науки есть своя систематика и классификация

-в любом научном исследовании присутствует элемент незавершенности

-наука не моральна (атомная бомба)

-в науке существует преемственность

Динамика развития науки

Развитие определяется:

1)внутренними факторами (динамика развития самой науки, + и — результаты, их накопление)

2)внешние факторы (влияние гос. системы (кибернетика и генетика были запрещены гос-вом))

Теоретический уровень развития любой науки скачкообразный.

Наука развивается по экспоненте (общий V научной информации в XX веке удваивается каждые 10-15 лет

Противоречия современной науки

Фрагментарность — изучение по фрагментам.

1)анализ-отчленение отдельного предмета

2)синтез — из кусков составляют объект

!но нарушается связь→нарушение экологической обстановки.

ВОПРОС 2.

Фундаментальные и прикладные проблемы естественных наук.

Фунд. науки (50-е г. США) — это исслед. бесполезные.

Фунд. проблемы — это те проблемы, которые возникают внутри науки.

Приклад.- это те, которые ставятся перед учеными из вне.

Совр. требования к ф.н. — поддерживать, высокий науч. уровень той или иной отрасли науки.

Фунд. исслед. очень дорого для государства.

ВОПРОС 5.

Естествознание как основа научного мировоззрения. Критерий истины в естествознании.

Часто встречающееся утверждение: главная цель естествознания —установление законов природы, открытие скрытых истин— явно или неявно предполагает, что истина где-то уже есть и существует в готовом виде, ее надо только найти, отыскать как некое сокровище. Великий философ древности Демокрит еще в V в. до н.э. говорил: "Истина скрыта в глубине (лежит на дне морском)".

Естествознание тем или иным способом систематизирует наши наблюдения над природой. При этом нельзя считать, например, теорию кривых второго порядка приближенной на том основании, что в природе в точности кривых второго порядка нет. Нельзя говорить, что неевклидова геометрия уточняет Евклидову — каждая занимает в системе моделей свое место, являясь точной в соответствии с внутренними критериями точности, и находит применение там, где это необходимо. Точно так же нельзя говорить, что теория относительности уточняет классическую механику — это разные модели, имеющие, вообще говоря, и разные сферы приложения.

В современном представлении истина — правильное, адекватное отражение предметов и явлений действительности познающим субъектом, воспроизводящее их так, как они существуют вне и независимо от сознания. Истина объективна по содержанию, но субъективна по ферме — как результат деятельности человеческого мышления. Можно говорить об относительной истине как отражающей предмет не полностью, а в объективно обусловленных пределах. Абсолютная истина полностью исчерпывает предмет познания. Всякая относительная истина содержит элемент абсолютного знания. Абсолютная истина складывается из суммы относительных истин. Истина всегда конкретна.

ВОПРОС 7.

Критерии научного познания. Уровни естественно - научного познания.

Научное познание — активное целенаправленное отражение действительности в сознании человека. Это процесс проникновения человеческого разума в сущность явлений, объектов и связей между объектами.

Уровни естественно - научного познания

Эмпирический факт - однократное проявление

↓

Наблюдение (проверка повторяемости факта)

↓

Эксперимент — метод исследования, при котором изучаемый объект или воспроизводится искусственно, или его ставят в определенные условия

(отличительная особенность любого научного эксперимента — этот эксперимент может воспроизвести любой ученый в любом месте в любое время)

↓

Эмпирические обобщения (выводы)

Задача — привести все экспериментальные данные к логическому результату (уравнение или формула)

↓

Гипотеза — предположение, которое допускает существование исследуемого объекта в таком виде, как его представил ученый в эксперименте. Гипотеза остается гипотезой до тех пор, пока не будет проведена проверка на следующем более высоком уровне

↓

Выведение теории (система знаний)

↓

Закон

↓

Парадигма (пример, образец)

ВОПРОС 8.

Методы и методология современной науки. Системный подход.

Это совокупность действий, с помощью кот. достигается желаемый результат.

Научный метод делится на 2 большие группы: теоретические и эмпирические.

Теор. метод включает в себя построение модели, применение мат. методов индукции, дедукции.

Мат. методы — системы мат. ур-ний действия описывающие изучаемый объектами.

Индукция-это путь от частного к общему.

Дедукция - наоборот.

В методологии науки существуют 2 различных подхода: 1. естественнонаучный, т.е. изучение природы. 2 гуманитарный.

В природе силы действуют стихийно и вне зависимости человека.

Естествознание-все ед. факторы равнозначны и обезличены.

В соц. познание все факторы индивидуальны.

Позитивисты говорят, что главное мат. и физика, антипозитивисты —наоборот.

Сист.подход — это полный охват изучаемых процессов и явлений в их взаимодействии.

Система—это взаимосвязь и взаимодействие разных частей в разное время.

Структура сист.- это совокупность связей системы, кот. Определяют св-ва всей системы и отдельных частей системы.

Классификация: 1. Открытые-реальные и природа. 2. Реальные, кот. возникают в соем окружении. 3. Изолированные-не обмениваются информацией. Закрытые —выдаманы учеными.

Основы системного подхода:

1.Объяснение в соц. жизни и природе. Подвести конкр. Под какой-л. закон, концепцию, теорию.

2.Понимание. Это способ по средством которого можно интерпретировать те или иные события или явления. Психологический подход- переживание одним чел. Чувств другого, проникновение в его духовный мир. Теоретический — интерпритация событий, целей, мотивов и поступков людей.

3.Предсказание. Это предсказ. фактов и событий кот. можно ожидать в будущем. Связано с вероятностью предсказания.

Сист.подход —привел к интерпритации науч. исследований.

ВОПРОС 9.

ЕНКМ на разных этапах развития естествознания.

ЕНКМ - система важнейших принципов и законов, к-ми можно описать окр. нас мир.

1) 1-я КМ — механическая (напоминает часы) (до 17 в.)

- начальное условие любого события как бы известно

- в мех. мире не могло быть никакой случайности

- механизм отрицает все кроме механич. дв-ия

- все мех. процессы обладают жестким детермизмом (точное и однозначное опр-е состояния любой системы)

 фатализм (основатель Лаплас)

2) В середине 19 в. На смену мех. КМ приходит электромагнитная

- Эрстед (1777-1851) — открытие э/м индукции

- Фарадей (1791-1867) —открыл силовые эл. и магн.поля

- Максвелл (1831-1875) — создал э/м теорию, систему э/м у-ий, к-е описывают дв-ние эл. Заряженных тел в маг. полях

До конца 19 в. ЕНКМ была основана на законе клас. физики. В начале 20 в. произошли потрясения, способствующие: а) открытие радиоактивности б) определение элктрода в)построение моделей атома г) квантовость энергии д) корпускулярно-волновая двойств-ть элементарных частиц.

3) Современная ЕНКМ

- основа устройств СЕНКМ — живой организм и его эволюция

- основа изучения всех систем вероятность и статистические законы

- в СЕНКМ весь мир рассматривается как единое целое образование, состоящее из взаимодействующих друг с другом систем.

ВОПРОС 10.

Формализация в науке. Математическое описание законов природы. Роль математики в развитии естествознания. Математическая обработка результатов научных экспериментов.

Формализация в науке — использование специальной символики вместо конкретных, реальных объектов.

Формализация в естествознании — различные математические описания природных объектов и явлений.

Достоинства формализации:

-краткость

-компактность

-четкость

В естествознании существует 2 вида символов:

1)математические E=mc²

2)химические Ca+2H₂O→Ca(OH)₂+H₂

Математика — это универсальный язык точного естествознания.

Место математики среди естественных наук. Обсуждавшаяся выше структура естествознания не содержит математики, без которой невозможна ни одна из современных точных наук. Это связано с тем, что сама математика не является естественной наукой в полном смысле этого понятия, поскольку не занимается изучением каких-либо объектов или явлений реального мира. В основе математики лежат аксиомы, придуманные человеком. Для математика не имеет решающего значения вопрос, выполняются ли эти аксиомы в реальности или нет (напр. в настоящее время благополучно сосуществует несколько геометрий, основанных на несовместных друг с другом системах аксиом).

Если математика заботит лишь логическая строгость его выводов, делаемых на основе аксиом и предшествующих теорем, естествоиспытателю важно, соответствует ли его теоретическое построение реальности. При этом в качестве критерия истинности естественнонаучных знаний выступает эксперимент, в ходе которого осуществляется проверка теоретических выводов.

В ходе изучения свойств реальных объектов часто оказывается так, что они приближенно соответствуют аксиоматике того или иного раздела математики (напр. положение небольшого тела можно приближенно описать, задав три его координаты, совокупность которых можно рассматривать как вектор в трехмерном пространстве). При этом ранее доказанные в математике утверждения (теоремы) оказываются применимыми к таким объектам.

Кроме сказанного, математика играет роль очень лаконичного, экономного и емкого языка, термины которого применимы к внешне совершенно разнородным объектам окружающего мира (вектором можно назвать и совокупность координат точки, и характеристику силового поля, и компонентный состав химической смести, и характеристику экономико-географического положения местности).

Очевидно, что более простые объекты нашего мира удовлетворяют более простым системам аксиом, следствия из которых математиками изучены более полно. Поэтому естественные науки “низших” уровней оказываются более математизированными.

Опыт развития современного естествознания показывает, что на определенном этапе развития естественно научных дисциплин неизбежно происходит их математизация, результатом которой является создание логически стройных формализованных теорий и дальнейшее ускоренное развитие дисциплины.

Приближенный характер естественнонаучных знаний. Несмотря на то, что естественные науки часто называют точными, практически любое конкретное утверждение в них носит приближенный характер. Причиной этого является не только несовершенство измерительных приборов, но и ряд принципиальных ограничений на точность измерений, установленных современной физикой. Кроме того, практически все реально наблюдаемые явления столь сложны и содержат такое множество процессов между взаимодействующими объектами, что их исчерпывающее описание оказывается не только технически невозможным, но и практически бессмысленным (человеческое сознание способно воспринять лишь весьма ограниченный объем информации). На практике исследуемая система сознательно упрощается путем ее замены моделью, учитывающей только самые важные элементы и процессы. По мере развития теории модели усложняются, постепенно приближаясь к реальности.

ВОПРОС 11.

Измерения - основной метод в экспериментальном исследовании природных объектов. Роль измерений в современной технике. Достоверность результатов измерений. Случайные, приборные, систематические ошибки. Способы их уменьшения или устранения.

Для определения численной характеристики какого-либо свойства выбранного объекта необходимо знать, во сколько раз искомая характеристика больше или меньше другого объекта, принятого за эталон. Операция сравнения определяемой величины для исследуемого объекта с соответствующей величиной эталона называется измерением. Например, за единицу длины принят метр. В результате измерения некоторой длины отрезка определяется, сколько метров в нем содержится.

Принято различать два вида экспериментальных измерений — прямые и косвенные. При прямом измерении определяемая величина сравнивается с единицей измерения непосредственно при помощи измерительного прибора. При косвенном измерении определяемая величина вычисляется по формуле, включающей результаты прямых измерений. К косвенным измерениям относятся, например, определение площади прямоугольника по измеренным двум его сторонам.

Большинство приборов, предназначенных для измерения разных физических величин, содержит линейные, угловые или круговые шкалы. Показание того или иного прибора соответствует длине отрезков прямой или дуги. Чем больше точность прибора, тем больше должно быть число делений, на которые разбита шкала. Для одной и той же шкалы с увеличением числа делений расстояние между штрихами уменьшается.

В некоторых приборах для повышения точности измерений применяются различные приспособления, позволяющие отсчитывать доли деления шкалы. Наиболее широко распространены нониусы и микрометрические винты, они обычно применяются в приборах для измерения длины или угла, в которых части прибора перемещаются относительно друг друга. На одной из частей наносится основная шкала, а на другой — нониус, представляющий собой небольшую дополнительную шкалу, передвигающуюся при измерении вдоль основной шкалы. Удобство отсчета с применением нониуса заключается в том, что человеческий глаз легко различает, является ли один штрих продолжением другого или они сдвинуты друг относительно друга.

Никакое измерение не может быть выполнено абсолютно точно. Другими словами, при измерении какой-либо величины любым способом абсолютное значение ее недостижимо, а это означает, что результат измерения содержит некоторую погрешность — ошибку измерений.

Систематические ошибки обусловливаются факторами, действующими одинаково при многократном повторении измерений. Возникают они чаще всего при неисправности измерительных приборов, неточности метода измерений и при использовании для расчетов неточных данных.

Случайные ошибки вызываются факторами, действующими неодинаковым, непредсказуемым образом в каждом отдельном измерении. Они возникают при совокупном действии многих факторов и остаются при устранении грубых и систематических ошибок. Можно назвать многочисленные объективные и субъективные причины случайных ошибок: изменение напряжения в сети при электрических измерениях, неоднородность вещества при определении плотности, изменение условий окружающей среды (температуры, давления), возбужденное состояние производящего измерения и др.

Приборные ошибки обусловливаются конструктивными особенностями измерительных приборов. Приборную ошибку иногда называют точностью измерительного прибора. По величине ошибок, которые могут вносить при измерении электроизмерительные приборы, различают семь классов точности приборов, которые обозначаются цифрами: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5;2,5; 4,0. Цифра класса точности показывает величину относительной ошибки в процентах при отклонении стрелки прибора до последнего деления шкалы.

ВОПРОС 12.

Основные этапы развития физики

Всю историю физики можно условно разделить на три основных этапа:

• древний и средневековый

• классической физики,

• современной физики.

Первый этап развития физики иногда называют донаучным. Однако такое название нельзя считать полностью оправданным:

фундаментальные зерна физики и естествознания в целом были посеяны еще в глубокой древности. Это самый длительный этап. Он охватывает период от времен Аристотеля до начала XVII в., поэтому и называется древним и средневековым этапом.

Начало второго этапа — этапа классической физики — связывают с одним из основателей точного естествознания — итальянским ученым Галилео Галилеем и основоположником класси­ческой физики, английским математиком, механиком, астрономом и физиком Исааком Ньютоном. Второй этап продолжался до конца XIX в.

К началу XX столетия появились экспериментальные результаты, которые трудно было объяснить в рамках классических представлений. В этой связи был предложен совершенно новый подход — квантовый, основанный на дискретной концепции Квантовый подход впервые ввел в 1900 г. немецкий физик Макс Планк (1858—1947), вошедший в историю развития физики как один из основоположников квантовой теории. Его трудами открывается третий этап развития физики — этап современной физики, включающий не только квантовые, но и классические представления.

Дадим краткую характеристику каждого из этапов. Принято считать, что первый этап открывает геоцентрическая система мировых сфер, разработанная Аристотелем. Учение о геоцентрической системе мира начиналось с геоцентрической системы кольцевых мироустроений еще гораздо раньше — в VI в. до н. э. Ее предложил Анаксимандр (ок. 610- после 547 до н. э.), древ­негреческий философ, представитель Милетской школы. Данное учение было развито Евдоксом Книдским (ок. 406-ок. 355 до н. э.), древнегреческим математиком и астрономом. Геоцентриче­ская система Аристотеля родилась, таким образом, на подготовленной его предшественниками идейной почве.

Переход от эгоцентризма — отношения к миру, которое характеризуется сосредоточенностью на своем индивидуальном "я", к геоцентризму — первый и, пожалуй, самый трудный шаг на пути зарождения ростков естествознания. Непосредственно видимая полусфера неба, ограниченная местным горизонтом, была дополнена аналогичной невидимой полусферой до полной небесной сферы. Мир стал как бы более завершенным — специфическим, но оставаясь ограниченным небесной сферой. Соответственно и сама Земля, противопоставленная остальной (небесной) сферической Вселенной как постоянно занимающая в ней особое, центральное положение и абсолютно неподвижная, стала считаться сферической. Пришлось признать не только возможность существования антиподов — обитателей диаметрально противоположных частей земного шара, но и принципи­альную равноправность всех земных обитателей мира. Такие представления, носившие в основном умозрительный характер, подтверждались гораздо позднее — в эпоху первых кругосветных путешествий и великих географических открытий, т. е. на рубеже XV и XVI вв., когда само геоцентрическое учение Аристотеля с канонической системой идеальных равномерно вращающихся небесных сфер, сочлененных друг с другом своими осями вращения, с принципиально различной физикой или механикой для земных и небесных тел уже доживало свои последние годы.