Ответы на вопросы: Ответы к зачету введение в специальность естествознание

Ответы к зачету введение в специальность естествознание

ТЕМА 1.

Естественно- научная и гуманитарная культура. Естественно- научная картина мира

1.1.   культура как исторически сложившийся уровень развития общества, человека.

1.2.   Материальна, духовная и естественно – научная культура.

1.3.   Университетская – корпоративная культура. РГСУ

1.4.   Единство и различие методов естественных и гуманитарных наук.

1.5.   Научный метод. Объяснение понимание и предсказание явлений.

1.6.   Естественно- научная картина мира и концепция естествознания.

1.7.   Научная парадигма и революция в естествознании.

1.1. Культура -- это система средств человеческой деятельности, благодаря которой программируется, реализуется, стимулируется активность индивида, групп, человечества в их взаимодействии с природой и между собой.

Эти средства создаются людьми, постоянно совершенствуются и состоят из трех содержательных типов культур -- материальной, социальной и духовной.

объяснению явлений и выражающих их понятий. Одним из путей объяснения понятия "культуры" является ее инструменталистская трактовка.

1.2. Материальная культура - совокупность вещественно-энергетических средств бытия человека и общества. Она включает разнообразные факторы: орудия труда, активную и пассивную технику, физическую ("телесную") культуру индивида и населения, благосостояние человека и общества и т. д.

Духовная культура - это составная часть культурных достижений человечества. Она представляет собой многообразную систему знаний, состояний эмоционально-волевой сферы психики и мышления индивидов, а также непосредственных форм их выражений -- знаков. Универсальный знак -- язык -- естественный и искусственный, звуковой (речь) и письменный.

Основные виды духовной культуры - мораль, право, мировоззрение, идеология, искусство, наука и т. д. Каждый из этих видов духовной культуры состоит из относительно самостоятельных разновидностей.

Естественно-научная культура во многом исключает субъективизм ученого. Выделим основные признаки (показатели) рассматриваемых видов культур. Специфика естественно-научной культуры состоит в том, что знание о природе постоянно совершенствуется, отличается высокой степенью объективности, представляет собой наиболее достоверный (истинный) слой массива человеческого знания, имеющего большое значение для существования человека и общества.

1.3. Российский государственный социальный университет, выступая базовым вузом для системы социального образования в стране и являясь международным центром подготовки высококвалифицированных кадров для социальной работы, призван эффективно решать эту многоплановую задачу. Такой инновационный прорыв представляется возможным, если будут правильно определены приоритеты. В их числе мы выделяем такие, как интеграция конструктивного опыта социального образования, освоение инновационного направления подготовки кадров для социальной сферы и достижение качественно нового уровня научной и образовательной деятельности в вузе. В своем развитии и деятельности Университет опирается именно эти приоритеты, сосредотачивает на них основные усилия и средства, добиваясь эффективной реализации ключевых задач в рамках единой цели и принятой стратегии. 

Для университетской корпорации РГСУ все более очевидным становится приоритет в достижении высоких качественных показателей социального образования. Качество рассматривается как основное условие успешности образовательной деятельности, полезности педагогического труда каждого из нас, привлекательности и востребованности наших выпускников не только в России, но и во всем мире, и, прежде всего, в зоне европейского высшего образования.

1.4.Наиболее отчетливо различие между естественнонаучной и гуманитарной культурами выражается в истолковании их подхода к основным функциям науки, важнейшие из которых - объяснение, понимание и предсказание явлений.

1.5.Научный метод — совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки.

Метод включает в себя способы исследования феноменов, систематизацию, корректировку новых и полученных ранее знаний. Умозаключения и выводы делаются с помощью правил и принципов рассуждения на основе эмпирических (наблюдаемых и измеряемых) данных об объекте. Базой получения данных являются наблюдения и эксперименты. Для объяснения наблюдаемых фактов выдвигаются гипотезы и строятся теории, на основании которых формулируются выводы и предположения. Полученные прогнозы проверяются экспериментом или сбором новых фактов.

Объяснение в самой общей форме можно определить как подведение явления, факта или события под некоторый общий закон, теорию или концепцию.

Пониманием называют способ, посредством которого можно интерпретировать или истолковывать явления и события индивидуальной духовной жизни и гуманитарной деятельности.

Предвидение, или предсказание, по логической структуре не отличается от объяснения и основывается также на выводе высказываний о фактах из общих утверждений (законов а теории), но сама факты остаются гипотетическими, неизвестными и их предстоит еще открыть.

1.6.Научная картина мира - это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях природы, возникшая в результате обобщения основных естественнонаучных понятий и принципов.

Важнейшие элементы структуры научной картины мира - междисциплинарные концепции, образующие ее каркас. Концепции, лежащие в основе научной картины мира, являются ответами на сущностные основополагающие вопросы о мире. Эти ответы меняются с течением времени, по мере эволюции картины мира, уточняются и расширяются, однако сам "вопросник" остается практически неизменным по крайней мере со времен мыслителей классической Древней Греции.

Каждая научная картина мира обязательно включает в себя следующие представления:

о материи (субстанции);

о движении;

о пространстве и времени;

о взаимодействии;

о причинности и закономерности;

космологические представления.

Каждый из перечисленных элементов изменяется по мере исторической смены научных картин мира.

Современная естественно-научная картина мира, которую еще называют и эволюционной картиной мира является результатом синтеза систем мира древности, античности, гео- и гелиоцентризма, механистической, электромагнитной картин мира и опирается на научные достижения современного естествознания.

1.7.научная парадигма, подобна религиозной вере, которую выбирают родители после рождения ребёнка или сам человек, будучи взрослым. Выбрав однажды, ей следуют всю жизнь до самой смерти или до тех пор, пока сам человек не усомнится в правоте и истинности её постулатов или догматов веры, всегда непререкаемых и святых в любой религии.Аналогичное положение наблюдается с верой учёных в святость существующей парадигмы: она считается обязательной для всех не только потому, что она возникла благодаря работам авторитетных учёных мира, но и по той причине, что она является результатом коллективного согласованного мнения определённого мирового круга учёных-теоретиков и исследователей, работающих в элитарных научных учреждениях.

Тема2 Концепция относительности пространства и времени.

Абсолютное пространство — это чистое и неподвижное вместилище тел; абсолютное время — чистая длительность, абсолютная равномерность событий. Ньютон считал, что вполне возможно допустить существование мира, в котором есть только одно абсолютное пространство и нет ни материи, ни абсолютного времени; либо же существование мира, в котором есть пространство и время, но нет материи; либо же существование мира, в котором есть только время, но нет ни пространства, ни материи. По мнению Ньютона, абсолютное пространство и абсолютное время — это реальные физические характеристики мира, но они не даны непосредственно органам чувств, и их свойства могут быть постигнуты лишь в абстракции; возможно, только в будущем физика сумеет найти реальные системы, соответствующие абсолютному пространству и абсолютному времени.

Пространство и время – всеобщие существование материи. Они не существуют вне материи и не зависят он нее.

Пространство – форма существования материи, характеризующая ее протяженность и объем, сосуществования и взаимодействия материальных объектов и процессов, совокупность отношений координации и расположения объектов относительно друг друга.

Свойства пространства:

• Расстояние
• Длина
• Площадь
• Объем
• Углы между различными пространствами
• Направление
• Структура
• Взаимодействие
• Свойства симметрии

Время – форма существования материи, связь с движениями и характеризующаяся с последовательной сменой явлений и состояний материи, длительностью процессов.

Свойства времени:

• Необратимость
• Одномерность

Оно течёт из прошлого через настоящее к будущему. Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочит через какой-либо временной промежуток в будущее. отсюда следует, что время составляет, как бы рамки для причинно-следственных связей.

• Однородность. Во времени все точки равноправны, не существует преимущественной точки отсчёта, любую можно принимать за начальную.

Единцы измерения времени и длины.

Единица физической величины (длина, время) – физические величины, которые по определению присвоено числовое значение равное 1 9метр, сек)

Единицы измерения физических величин, величины, по определению считающиеся равными единице при измерении других величин такого же рода. Эталон единицы измерения — ее физическая реализация. Так, эталоном единицы измерения "метр" служит стержень длиной 1 м.

Международная система единиц (СИ) представляет собой согласованную систему, в которой для любой физической величины, такой, как длина, время или сила, предусматривается одна и только одна единица измерения.

Метр — это длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды. Это определение было принято в октябре 1983.

Метр – одна десятимиллионная часть ¼ длины меридиана, проходящего через Париж.

Секунда — продолжительность 9 192 631 770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходам между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.

Положение объекта в пространстве. Декартова система координат.

Дальнейшее развитие представлений о пространстве и времени связано с рационалистической физикой Р.Декарта, который создал первую универсальную физико-космологическую картину мира.

Как известно, положение движущегося тела в каждый момент времени определяется по отношению к некоторому другому телу, которое называется системой отсчета. С этим телом связана соответствующая система координат, например знакомая нам декартова система координат. На плоскости движение тела или материальной точки определяется двумя координатами: абсциссой х, показывающей расстояние точки от начала координат по горизонтальной оси, и ординатой у, измеряющей расстояние точки от начала координат по вертикальной оси. В пространстве к этим координатам добавляется третья координата z.

Среди систем отсчета особо выделяют инерциальные системы, которые находятся друг относительно друга либо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении.

1. Инерциальная система отсчёта (ИСО) — система отсчёта, в которой справедлив закон инерции (1 закон Ньютона): любое тело, на которое не действуют внешние силы (или сумма сил равно нулю), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Всякая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является ИСО. Согласно принципу относительности, все ИСО равноправны, и все законы физики в них действуют одинаково.

2. Неинерциальные системы - все остальные (кроме инерциальных) системы.

Принцип относительности в классической механике – преобразования Галилея.

Подлинная революция в механике связана с именем Г.Галилея. Он ввел в механику точный количественный эксперимент и математическое описание явлений. Первостепенную роль в развитии представлений о пространстве сыграл открытый им общий принцип классической механики - принцип относительности Галилея. Согласно этому принципу все физические (механические) явления происходят одинаково во всех системах, покоящихся и движущихся равномерно и прямолинейно с постоянной по величине и направлению скоростью.

Впервые принцип относительности был установлен Галилеем, но окончательную формулировку получил лишь в механике Ньютона. Для его понимания нам потребуется ввести понятие тела отсчета, или системы координат. Как известно, положение движущегося тела в каждый момент времени определяется по отношению к некоторому другому телу, которое называется системой отсчета. С этим телом связана соответствующая система координат, например знакомая нам декартова система координат. На плоскости движение тела или материальной точки определяется

двумя координатами: абсциссой х, показывающей расстояние точки от начала координат по горизонтальной оси, и ординатой у, измеряющей расстояние точки от начала координат по вертикальной оси. В пространстве к этим координатам добавляется третья координата

Среди систем отсчета особо выделяют инерциальные системы, которые находятся друг относительно друга либо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении. Особая роль инерциальных систем заключается в том, что для них выполняется принцип относительности.

Принцип относительности утверждает, что во всех инерциальных системах все механические процессы описываются одинаковым образом, т.е. посредством законов, имеющих ту же самую математическую форму.

Иначе говоря, в таких системах законы движения тел описываются теми же самыми математическими уравнениями или формулами. Действительно, два разных наблюдателя, находящиеся в инерциальных системах, не заметят в них никаких изменений.

Иллюстрируя этот принцип, Галилей приводил пример равномерного прямолинейного движения корабля. Внутри него все явления происходят так же, как на берегу: мухи продолжают летать, тела падают отвесно, никаких резких толчков не происходит и т.д. Поэтому путь свободного падения тела на инерциально движущемся корабле и на берегу описывается одним и тем же законом или формулой.

2. Неинерциальные системы - все остальные (кроме инерциальных) системы.

Обсудим так называемое преобразование Галилея.

Рассмотрим две системы координат (X,Y) и (X',Y'), и пусть при t=0 (абсолютное время) оси координат совпадали.

Затем правая система координат начала двигаться (для простоты – вдоль только одной оси) со скоростью V'.

В движущейся системе координат выполняются:

x'=x-v't, y'=y, z'=z, t'=t.

Это так называемое преобразование Галилея.

Теория относительности (специальная теория) А. Эйнштейна, скорость света.

Закон распространения света и принцип относительности совместимы. И это положение составляет одну из основ специальной теории относительности.

В ходе разработки своей теории Эйнштейну пришлось пересмотреть прежние представления классической механики о пространстве и времени. Прежде всего, он отказался от ньютоновского понятия абсолютного пространства и времени, а тем самым также от определения движения тела относительно этого абсолютного пространства.