Неклассическая наука и её концептуальные основы

http://www..ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Тюменский государственный университет МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ ФИНАНСОВ УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА РЕФЕРАТ ПО ТЕМЕ

«Неклассическая наука и её концептуальные основы»

Тюмень 2010

Введение

Неклассическая наука — это наука первой половины 20 века. В конце 19 века в классической науке считалось, что мир полностью изучен, что уже составлена полная научная картина мира, что работа исследователя будет состоять только в уточнении деталей, а не в внесении чего-то нового.

Но, вопреки прогнозам учёных тех лет, последовал ряд ярчайших открытий, заставивших исследователей пересмотреть взгляд на научные исследования и на существовавшую размолвку.

Открытия Эйнштейна, Бора, Бройля и многих других выдающихся учёных того времени открыли множество возможностей для дальнейшего развития человечества. Изучая современную науку нельзя не учитывать открытия неклассической науки. Они изменили взгляд на мир, вывели из кризиса и упадка классическое естествознание.

Неклассическая наука имеет огромное значение и в той или иной степени оказывает влияние практически на все современные открытия. Все открытия того периода, а особенно открытия Эйнштейна имеют эпохальное значение для всего человечества.

Неклассическая наука первой внесла субъективный элемент в классическую науку, принципом которой было исключительно объективное знание. Например, такая субъективность касалась тех приборов, на которые фиксировался объект наблюдения. Это позволило науке сделать огромный шаг вперёд. Началась череда великих открытий, о которых сейчас знают все. Это и специальная и общая теории относительности Эйнштейна, и принцип дополнительности Бора, и принцип неопределённости Гейзенберга и многие другие открытия, заставившие учёных иначе посмотреть на окружающий их мир.

Открытия, сделанные в период неклассической науки, до сих пор являются актуальными. Они позволили создать новую картину мира, в основе которой лежат как принципы классической науки, так и новые принципы неклассической науки. Изменились не только принципы, изменился и сам объект изучения. Помимо макромира учёные начали изучать микромир и мегамир, в которых существуют совсем другие величины и способы измерения этих величин

Неклассическая наука и её концептуальные основы В конце XIX — начале XX века на смену классической науки пришла неклассическая. В классической науке все взаимодействия веществ описывались при помощи ньютоновской механики, в которой, основными понятиями были время, пространство, материя и сила. Но исследования Фарадея и Максвелла явлений магнетизма и электричества, которые не укладывались в классическую механику, положили начало неклассической науки. Новое состояние, способное порождать силу и не ограниченно полем в теории Максвелла было названо полем. С этого времени видимость физического мира ограничилась. Утратило смысл понятие пустое пространство, при исследовании микромира и мегамира масса стала пониматься как одна из форм энергии, а время как не имеющее единого течения.

В этот период ставиться под сомнения концепция классического знания. Возникает вопрос, а возможно ли создать точную копию реальности? В результате выяснилось, что одна и та же реальность может быть описана в разных теориях, методы исследования зависят от объекта, кроме того сама методика перестали связываться только с объектом. Мах считал нецелесообразным обращаться к понятию объективности реальности. Он настаивал на том, что «все физические определения относительны». Такая логика стала в физике революционной, её придерживались многие учёные.

В 1905 году была обнародована теория относительности Эйнштейна. Она включала в себя общую и специальную теории относительности. СТО включает в себя два основных постулата:

— Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчёта и равна 108 м/с.

— Законы природы и выражающие их уравнения инвариантны во всех инерциальных системах отсчёта.

В СТО не существует пространства и времени самих по себе, речь идёт о «Пространстве-времени» или об импульсе. Интервал связывает пространственно расстояние и промежутки времени, разделяющие два события.

Общая теория относительности формулируется следующим образом «Движение тел в неинерциальной системе отсчёта подчиняется тем же законам, что и движение в инерциальной системе в присутствии гравитационного поля». ОТО существенно изменила представления физической науки об объективности. Масса, считавшаяся неизменной характеристикой вещества, оказалась зависящей от скорости движения тела, пространство может искривляться вблизи гравитирующих масс, время замедляться. ОТО ставит под сомнения даже основные принципы классической механики, как например то, что длина покоящегося и движущегося стержня одинаковы. Так же в рамках ОТО Эйнштейн установил, что масса и энергия проявляются одна через другую, и в элементарных актах они могут переходить одна в другую.

Проблема физической реальности обострилась из-за релятивизма физики. Это произошло из-за того, что ОТО расшатала одну из важнейших опор классической физики — понятие объективности.

Окончательно притязания на точное и объективное знание в физике уничтожила квантовая механика. В ней нет места законам, в ней существуют только закономерности. Наши представления о событиях в квантовой механике формируются только на основе статистических данных, в то время как в классической физике измеряемая величина являлась однозначной. В квантовой механике даже одинаковые частицы, находящиеся в одинаковых условиях могут вести себя по-разному.

Непосредственно не наблюдаемые частицы микромира создавали не столько реальный мир, сколько мир тенденций и возможностей. Частицы микромира могут быть заданы математически, что позволило математикам утверждать, что мир есть не столько тот мир, о котором говорят нам наши несовершенные органы чувств, сколько то, что говориться нам математическими теориями.

Отличие квантово-механической реальности от классической в том, что классическая картина мира должна состоять только из объектов изучения, быть объектной, а квантово-механическая картина мира включает в себя не только изучаемый предмет, но и измерительные приборы, и сам акт измерения. В связи с этим Бор ввёл принцип дополнительности, который формулируется следующим образом: «Ни одна теория не может описать объект столь исчерпывающим образом, чтобы исключить возможность альтернативных подходов. „Несовместимости“ с точки зрения классической науки в рамках неклассической не исключают, а дополняют друг друга». Этот принцип он ввёл для описания объектов микромира. Физический смысл принципа дополнительности связан с принципом неопределённости Гейзенберга, сформулированным в 1927 году: «Невозможно одновременно с одинаковой точностью определить координату и импульс или энергию и время взаимодействия частиц». То есть в квантовой механике не существует состояний, в которых и местоположения, и количество движений имели бы определённое значение. Бор подчёркивал, что введение в физику условий познания не приводит к субъективизму, а наоборот привносит адекватное описание в изучаемый процесс или явление. В классической науке описание природы базировалось на предпосылке, что за явлением можно наблюдать, не оказывая на него влияния. В квантовой области всякое наблюдение за атомными явлениями включает такое взаимодействие атомов со средствами наблюдения, которым нельзя пренебречь. Взаимодействие наблюдаемых микрообъектов и средств наблюдения имеет целостный характер, а значит ни средства, ни объекты наблюдения нельзя рассматривать самостоятельно.

В то время как в классической механике элементами реальности были вещи, в квантовой механике в роли элементов физической реальности выступают акты взаимодействия объекта с прибором, то есть процессы наблюдения. Свойства микрообъекта изменяются в связи с использованием того или иного макрообъекта, для наблюдения за ними. По отношению к разным приборам микрообъект обладает разными свойствами, так что определенность его характеристик качественна и конкретна.

Сложность ситуации заключается также в том, что разные измерения, проведенные с помощью одного прибора над одним и тем же микрообъектом, дают различные количественные значения. В связи с этим появляется новая гносеологическая ситуация — различие в степени определенности существующего.

Неклассическая наука отказалась от основных постулатов позитивистской научности — фундаментализма, универсализма, интерсубъективности, кумулятивизма. Центральным аспектом науки стали не объекты, а отношения. В познании квантово-механической реальности складывается ситуация образования проектов реальности. Уже не имеет смысла говорить о реальности самой по себе. Реальность как бы расщепляется на потенциальную и актуальную. Актуальная реализована в акте наблюдения. Потенциальная нами непосредственно не воспринимается, но от этого не менее реальна. В квантовой механике совершенно иной характер приобретает наглядность, сложность, реальность. В квантово-теоретической онтологии осуществляется отказ от представлений сложившихся в декартовой физике о существовании бытия самого по себе. Следствием этого явилось изменение мировоззрения.

Благодаря открытиям в области физики, формулировании теории относительности изменился взгляд учёных на Космос и Вселенную.

Когда Эйнштейн создал ОТО он решил применить её к описанию всей Вселенной. В качестве метода он взял принцип неизменности космоса. Поскольку уравнения ОТО не давали должного статического решения, ученый ввел гипотетический «космологический член» как фактор устойчивости, уравновешивающий всемирное тяготение. Так, в 1917 г. возникла космологическая модель статической Вселенной.

В 1922;1924 гг. советский математик А. А. Фридман на основе ОТО получил модель космоса, меняющегося с течением времени. Исходя из начальных уравнений Эйнштейна, не используя никаких нововведений, Фридман пришёл к выводу, что мир космических объектов должен постоянно изменяться, то есть космические объекты должны либо отдаляться друг от друга, либо сближаться. Хотя Эйнштейн, в конце концов, признал вывод Фридмана математически правильным, абсолютное большинство ученых отдало предпочтение статической модели, за которой стояли мировоззренческая традиция и авторитет Эйнштейна.

Астрономы и астрофизики пришли к выводу, что Вселенная находится в состоянии непрерывной эволюции. Звезды, которые образуются из газово-пылевой межзвездной среды, в основном из водорода и гелия, под действием сил гравитации различаются по «возрасту». Причем образование новых звезд происходит и сейчас.

Сжимаясь под действием гравитационных сил, звезда нагревается, внутри нее растет давление. При достижении определенней критической температуры начинается термоядерная реакция, сопровождающаяся выделением огромного количества тепла. На следующей стадии под действием гравитационных сил наступает момент равновесия. В этом состоянии звезда может существовать довольно долго. Но потом наступает момент, когда водород, находящийся в центре звезды, где происходит термоядерная реакция, будет израсходован. Температура внутри звезды будет уменьшаться, будет снижаться давление и иссякнут возможности сопротивляться гравитации. Ядро звезды, состоящее теперь уже только из гелия, начинает сжиматься, образуя плотную, горячую область. Теперь термоядерная реакция будет протекать на периферии звезды, где еще сохранился водород. В это время размер звезды и ее светимость увеличиваются. В результате она превращается в красного гиганта. Температура гелиевого ядра возрастает, и начинается новая ядерная реакция превращения гелия в углерод.

В 1903 г. русским ученым, большую часть своей жизни проработавшим учителем физики и математики, Циолковским в работе «Исследование мировых пространств реактивные приборами» были заложены начала теории космических полетов. В ней сформулированы основные принципы баллистики ракет, предложена схема жидкостного реактивного двигателя, а также принцип конструирования ракет — идеи, которые несколько позднее были востребованы и творчески освоены последователями Циолковского. Создается наука, нацеленная на изучение и освоение космического пространства — космонавтика.

Революция в физике оказала непосредственное влияние на химию и биологию, позволив производить неслыханные манипуляции с атомами, молекулами, клетками и их генетической структурой. Уже никого не удивляет, что химики занимаются веществами на уровне их молекулярной структуры, изменяя строение молекул по своему желанию. Генная инженерия позволяет человеку активно вмешиваться в процесс эволюции.

неклассический наука относительность космологический

Заключение

В неклассической науке появилось много принципиально новых теорий и законов по сравнению с классической науки. Решающие шаги в становлении новых представлений были сделаны в области атомной и субатомной физики, где человек попал в совершенно новую познавательную ситуацию. Те понятия (положение в пространстве, скорость, сила, траектория движения и т. п.), которые с успехом работали при объяснении поведения макроскопических природных тел, оказались неадекватными и, следовательно, непригодными для отображения явлений микромира. В теоретический аппарат естествознания были введены понятия, которые позволяют определить вероятность того, что соответствующие наблюдаемые величины будут иметь те или иные значения в тех или иных ситуациях.

Ещё одной особенностью неклассического естествознания является преобладание же упомянутого вероятностно-статистического подхода к природным явлениям и объектам, что фактически означает отказ от концепции детерминизма. Для неклассического естествознания характерно объединение противоположных классических понятий и категорий. Например, в современной науке идеи непрерывности и дискретности уже не являются взаимоисключающими, а могут быть применены к одному и тому же объекту, в частности, к физическому полю или к микрочастице. Другим примером может служить относительность одновременности: события, одновременные в одной системе отсчета, оказываются неодновременными в другой системе отсчета, движущейся относительно первой.

Особенность неклассической науки являлось также явное предпочтение методу математической гипотезы, усложнение математической символики все чаще стали выступать средствами создания новых теоретических конструкций, связь которых с опытом оказывается не прямой и не тривиальной.

Список используемой литературы

1. http://www.pravo.vuzlib.net/book_z1421_page₁₇.html

2. http://srinest.com/book₉₂₇_chapter₁₅_6._SUBARENDA.html

3.http://srinest.com/book₉₂₇_chapter₁₆_7._RASTORZHENIE_DOGOVORA_ARENDY._OSVOBOZHDENIE_ZEMELNOGO_UCHASTKA.html

4. http://tainimirozdania.ucoz.ru/publ/11−1-0−142

5. http://history.rsuh.ru/historycd/history/html/t3/science9.htm

6. В. А. Игнатова. Естествознание и основы экологии: Учебное пособие. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2007. 408 с.