Контрольная работа по естествознанию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

Кафедра «Экономика» 

Контрольная работа №17

по  Концепции современного естествознания

(название  дисциплины в соответствии с  учебным планом) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

студента _2 курса группы __КДЗ-082__ 

__Гавриловой Н.Л.____

(Фамилия  Имя Отчество) 

Шифр __091252____ 

Домашний  адрес:

г.Могилев

ул. Первомайская, д.105, кВ.6

 т.39-39-89 

Могилев

2009

16.Что является главным ориентирами для современного естествознания? Почему современная наука имеет преимущественно проблемную, междисциплинарную ориентированность?  Приведите примеры современных научных проблем междисциплинарной направленности и проблемы развития общества, которые невозможно решить в рамках только одной определенной дисциплины. Всегда ли возможна ориентация науки на полезность? Почему необходимы и кажущиеся на первый взгляд неперспективные исследования? 

     Начиная со второй половины XX в. исследователи  фиксируют вступление естествознания в новый этап развития — постнеклассический, который характеризуется целым рядом фундаментальных принципов и форм организации. В качестве таких принципов выделяют чаще всего эволюционизм, космизм, экологизм, антропный принцип, холизм и гуманизм. Эти принципы ориентируют современное естествознание не столько на поиски абстрактной истины, сколько на полезность для общества и каждого человека. Главным показателем при этом становится не экономическая целесообразность, а улучшение среды обитания людей, рост их материального и духовного благосостояния. Естествознание, таким образом, реально поворачивается лицом к человеку, преодолевая извечный нигилизм по отношению к злободневным потребностям людей.

       Современное естествознание имеет преимущественно проблемную, междисциплинарную направленность вместо доминировавшей ранее узкодисциплинарной ориентированности естественнонаучных исследований. Сегодня принципиально важно при решении сложных комплексных проблем использовать возможности разных естественных наук в их сочетании применительно к каждому конкретному случаю исследования. Отсюда становится понятной и такая особенность постнеклассической науки, как нарастающая интеграция естественных, технических и гуманитарных наук. Исторически они дифференцировались, отпочковывались от некой единой основы, развиваясь длительное время автономно. [] Наука представляет собой продукт развития мысли древних греков. Наука в древнегреческой культуре представляла собой целостную науку. Зачатки мышления, идущие в плане частных наук, появились под влиянием Аристотеля и его школы, таких великих врачей, как Гиппократ, Гален. Но это не нарушало целостность науки и картины мира. В эпоху христианского средневековья наука так же разрабатывалась как гармоническое целое. Только в конце средних веков произошла подмена понятия «наука» понятием «естествознание» Эта новая наука начала свое триумфальное шествие с эпохи Возрождения, когда была признана возможность математического описания результатов, полученных экспериментальным путем. Эта новая форма приобрела столь большое значение, что Кант оценивал частные науки в зависимости от степени применения в них математики. Под влиянием экспериментально-математической науки коренным образом изменилось мировоззрение европейца и усилилось его влияние на духовную жизнь остального мира. В особенности оно возросло благодаря подведению строгого строго научного фундамента под возникшую из медицины технику, которая базировалась до этого исключительно на ремесленном опыте.

  С развитием новой науки возникла необходимость более глубокого разделения ее на специальные дисциплины, для более тщательного и глубокого изучения отдельных явлений и процессов определенной области действительности. Естественные науки, получившие свое гражданство с XVIII века, — это совокупность всех наук, занимающихся исследованием природы. Главные сферы естественных наук — материя, жизнь, человек, Земля, Вселенная — позволили сгруппировать их следующим образом:

физика, химия, физическая химия

биология, ботаника, зоология

анатомия, физиология, учение о происхождении и развитии, учение о наследственности

геология, минералогия, палеонтология, метеорология, география

астрономия вместе с астрофизикой и астрохимией.

Математика, по мнению ряда натурфилософов, не относится  к естественным наукам, но является решающим инструментом их мышления.

Дифференциация  научного знания была необходимым этапом в развитии науки. Частные науки классифицировались с точки зрения их предмета или метода. В результате, в какой-то степени, утрачивалось понимание истинной цели науки о мире в целом, а действительности — как единого целого. Это в свою очередь отразилось на науке и повлекло за собой все большее и большее превращение ученого в специалиста в узкой области знания, а высшие учебные заведения в места подготовки специалистов. Из-за отсутствия со стороны частных наук достаточного внимания к этой общей для них всех цели заговорили о «кризисе науки». Но как писал Ясперс «кризис науки является кризисом людей, которые ее постигают». Многие мыслители в свою очередь пытались, например, Лейбниц, Даламбер, Кант и др. пытались объединить частные науки в систему, основанную на едином принципе. В ходе развития науки возникают все новые и новые ее отрасли. Но если первоначально они формировались по предметному признаку, то для современной науки характерно формирование новых научных дисциплин по проблемному признаку. В этом случае новые отрасли возникают в связи с выдвижением новых определенных теорий или проблем. Как писал Поппер, наука начинается не с наблюдений, а именно с проблем, и ее развитие есть переход от одних проблем к другим — от менее глубоких к более глубоким. Проблемы, по его мнению, возникают, либо как следствие противоречия в отдельной теории, либо при столкновении теорий, либо в результате столкновения теории с наблюдением.[2]

     По  мере развития научного познания становится все более очевидным, что дисциплинарный подход (т.е. в рамках одной дисциплины) не способствует раскрытию глубоких общих закономерностей и решить стоящую проблему. Для этого нужен междисциплинарный подход (называемый интегративным). С помощью таких подходов и решаются проблемы, в основе которых лежат законы отражающие единство и целостность природы.

     Например, при решении задач определения  примеси в веществе очень часто  химики проводят качественный анализ химическими методами, которые дают результаты, если примесь составляет не менее определенного количества. Но химические методы обладают пределом чувствительности. Если же примесь составляет малые доли процента, ее можно определить, используя физические методы спектрального анализа. Когда биология начинает использовать физические методы в своих исследованиях, они достигли впечатляющих результатов, которые завершились возникновением на стыке биологии и физики новой науки — биофизики. Аналогичным образом возникли биохимия, геофизика, геохимия и другие науки.

     Прежние классические представления химии  об ионной и ковалентной связях были бессильны в решении многих проблем. Например, почему галогены — сходные элементы одной подгруппы таблицы Менделеева образуют друг с другом многочисленные и прочные соединения. Решить эти задачи удалось только с позиций квантово-механических представлений физики. Так возникла квантовая химия, исходным пунктом которой стало уравнение, выведенное в 1926 г. австрийским физиком Шредингером — дифференциальное уравнение второго порядка в частных производных для волновой функции. С помощью этого уравнения можно судить о специфических особенностях и энергии валентных электронов, т.е. электронов участвующих в химических взаимодействиях. Таким образом, выяснилось, что природу химической связи можно вскрыть только методами квантовой механики.

     Науки на «стыке» традиционных наук начали возникать не сегодня и даже не вчера. Проблемы, встающие перед учеными, заставляли при решении использовать методы других наук. Одной из первых появилась физическая химия.

Еще в 1752 г. М.В. Ломоносов  говорил: «Физическая химия есть наука, объясняющая на основании  положений и опытов физики то, что  происходит в смешанных телах  при химических операциях».[3] Физическая химия дает теоретическую основу для других отраслей химической науки и химической технологии.

     Биофизика, или биологическая физика, — важное направление современной науки, возникшее на границе биологии с  различными разделами физики. Основная задача биофизики состоит в изучении физических основ строения и функционирования живых систем. По современным представлениям в основе жизнедеятельности всех известных нам биологических объектов лежат законы природы, присущие и остальной материи, например законы физики. При исследовании биологических объектов различной степени сложности, начиная от отдельных молекул и их комплексов и кончая клетками, их сообществом, тканями, органами, целыми организмами, возникает целый комплекс сложных проблем. Их решение требует применения всего арсенала теоретических и экспериментальных методов современной физики, в том числе ряда разделов математической физики, теории информации, кибернетики, автоматического регулирования и других смежных направлений науки. Биофизика вскрыла важные особенности взаимодействия вещества и энергии в биологических системах. Оказалось, что процессы жизнедеятельности подчиняются законам термодинамики открытых систем с постоянным обменом веществ и энергии с окружающей средой. Биофизика показала полную справедливость для биологии таких фундаментальных законов физики, как законы сохранения и симметрии. Помимо этих общих подходов к биологическим явлениям с позиций современной физики биофизика решает широкий круг более частных проблем, имеющих большое теоретическое и прикладное значение. На вооружении биофизики сегодня рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, радиоизотопы, радиоспектроскопия электронного и ядерного магнитного резонанса, оптическая спектроскопия, различные методы радиоэлектроники и кибернетики.

     Геохимия  — наука о химическом составе  атмосферы, гидросферы, литосферы Земли, горных пород, руд, минералов, о распространенности, сочетании и миграции химических элементов и их изотопов на Земле, наука, изучающая историю элементов нашей планеты. Ее основные положения разработаны в ХХ в. на базе современных представлений химии о строении и превращении атомов. Основоположниками современной геохимии считают советских ученых В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана, а также норвежского исследователя В.М. Гольшмидта. Изучением закономерностей поведения всех химических элементов и их изотопов в природе, моделированием процессов их концентрации и рассеяния занимаются теоретическая и экспериментальная геохимия. Геологическая и геохимическая роль живых организмов исследуется биогеохимией.

     Квантовая химия — это область теоретической  химии. Эксперимент для нее важен лишь как путь проверки теоретических положений. Она опирается на фундаментальное представление физики о том, что электрон одновременно может рассматриваться и как частица, и как волна. «Язык» квантовой химии — это очень сложные математические уравнения, составляющие аппарат квантовой механики. Основная задача квантовой химии состоит, прежде всего, в теоретическом объяснении взаимодействия атомов в молекулах и в более сложных материальных образованиях. Достижения квантовой химии во многом определяют развитие современной теоретической химии.

     Астрофизика — раздел астрономии, изучающий  физическую природу небесных тел и их систем, их происхождение и эволюцию. В астрофизике почти все данные о далеких небесных телах получают с помощью анализа приходящих от них электромагнитных волн — видимого света и других, невидимых глазом лучей. Основу астрофизики составляют астрофизические наблюдения. Появление спектрального анализа во второй половине ХIХ в. сразу позволило делать выводы о химическом составе небесных тел. На основе данных наблюдательной астрофизики, опираясь на законы физики, астрономы делают выводы об условиях в небесных телах, которые непосредственно не наблюдаются.

     Геофизика, или физика Земли, — это комплекс наук, изучающих нашу планету и ее ближайшее окружение — Солнечную систему. Геофизика изучает непостоянное во времени вращение Земли, ее истинную форму, взаимодействие Земли и Луны (приливы, замедление вращения), климат Земли и др.

     Характерно, что ведущим элементом нарастающей  интеграции становятся науки гуманитарные. Сейчас становится очевидным, что естественным наукам необходимо привлекать в союзники гуманитарные, так как невозможно решение глобальных задач без этической экспертизы, без анализа социальных последствий принятых решений.