Контрольная работа по «Концепции современного естествознания»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

 

Негосударственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального образования

Институт управления и права

 

Направление:        Экономика

 

 

 

 

Контрольная работа

  

 

 

По дисциплине: «Концепции современного естествознания»

 

 

 

Выполнила: Фомченкова Юлия Александровна

    

Руководитель:_____________________________

                   _________________________________

 

 

 

 

 

                                             Смоленск 2011

                                      Вариант №5

 

1. Системный подход в естествознании.
2. Происхождение и строение Солнечной системы
3. Общая характеристика первой научной революции.
4. Динамические и статистические закономерности в природе.
5. Содержание концепции «Большого взрыва»
6. Исторические этапы развития генетики.
7. Проблема рационального природопользования.
8. Современные концепции происхождения солнечной системы.
9. Отличие человека от животных.
10. Проблемы развития атомной энергетики.

Итоговый тест.

Литература.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Системный подход в естествознании.

 

В современной науке в  основе представлений о строении материального мира лежит именно системный подход, согласно которому любой объект материального мира может быть рассмотрен как сложное  образование, включающее составные  части, организованные в целое. Для  обозначения этой целостности в  науке выработано понятие системы.

В современной науке под  системой понимают внутреннее (или  внешнее) упорядоченное множество  взаимосвязанных элементов, проявляющее  себя как нечто единое по отношению  к другим объектам или внешним  условиям.

Понятие «элемент» означает минимальный, далее уже неделимый  компонент в рамках системы. Во всех системах связь между ее элементами является более устойчивой, упорядоченной  и внутренне необходимой, чем  связь каждого из элементов с  окружающей средой. Элемент является таковым лишь по отношению к данной системе, при других отношениях он сам  может представлять сложную систему. Совокупность связей между элементами образует структуру системы. Существует два типа связей между элементами системы: горизонтальные и вертикальные.

Горизонтальные связи  — это связи координации между одно порядковыми элементами системы. Они носят коррелирующий характер: ни одна часть системы не может измениться без того, чтобы не изменились другие ее части.

Вертикальные связи —  это связи субординации, т.е. соподчинения элементов. Они выражают сложное  внутреннее устройство системы, где  одни части по своей значимости могут уступать другим, подчиняться им.

 

2. Происхождение и строение Солнечной системы.

 

Вот уже два века проблема происхождения Солнечной системы  волнует мыслителей нашей планеты. Этой проблемой занимались, начиная  от философа Канта и математика Лапласа, плеяда астрономов и физиков XIX и XX столетий. И все же мы до сих пор довольно далеки от решения этой проблемы. Но за последние три десятилетия  прояснился вопрос о путях эволюции звезд. И хотя детали рождения звезды из газово-пылевой туманности еще  далеко не ясны, мы теперь четко представляем, что с ней происходит на протяжении миллиардов лет дальнейшей эволюции. Точки зрения Канта и Лапласа  в ряде важных вопросов резко отличались. Кант исходил из эволюционного развития холодной пылевой туманности, в ходе которого сперва возникло центральное массивное тело - будущее Солнце, а потом планеты, в то время как Лаплас считал первоначальную туманность газовой и очень горячей с высокой скоростью вращения. Сжимаясь под действием силы всемирного тяготения, туманность, вследствие закона сохранения момента количества движения, вращалась все быстрее и быстрее. Из-за больших центробежных сил от него последовательно отделялись кольца. Потом они конденсировались, образуя планеты. Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планеты образовались раньше Солнца. Наша Солнечная система, состоящая из девяти планет разных размеров и масс, обладает особенностью: необычное распределение момента количества движения между центральным телом Солнцем и планетами. Момент количества движения есть одна из важнейших характеристик всякой изолированной от внешнего мира механической системы. Именно как такую систему можно рассмотреть Солнце и окружающие его планеты. Момент количества движения можно определить как "запас вращения" системы. Это вращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг осей Солнца и планет. Львиная доля момента количества движения Солнечной системы сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и Сатурна. С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно. В эпоху, когда от первоначальной, быстро вращающейся туманности отделилось кольцо, слои туманности, из которых потом сконденсировалось Солнце, имели (на единицу массы) примерно такой же момент, как вещество отделившегося кольца (так как угловые скорости кольца и оставшихся частей были примерно одинаковы), Так как масса последнего была значительно меньше основной туманности ("протосолнца"), то полный момент количества движения кольца должен быть много меньше, чем у "протосолнца". В гипотезе Лапласа отсутствует какой-либо механизм передачи момента от "протосолнца" к кольцу. Поэтому в течение всей дальнейшей эволюции момент количества движения "протосолнца", а затем и Солнца должен быть много больше, чем у колец и образовавшихся из них планет. Но этот вывод противоречит с фактическим распределением количества движения между Солнцем и планетами. Для гипотезы Лапласа эта трудность оказалась непреодолимой. Остановимся на гипотезе Джинса, получившей распространение в первой трети текущего столетия. Она полностью противоположна гипотезе Канта-Лапласа. Если последняя рисует образование планетарных систем как единственный закономерный процесс эволюции от простого к сложному, то в гипотезе Джинса образование таких систем есть дело случая. Исходная материя, из которой потом образовались планеты, была выброшена Солнца (которое к тому времени было уже достаточно "старым" и похожим на нынешнее) при случайном прохождении вблизи него некоторой звезды. Это прохождение был настолько близким, что его можно рассматривать практически как столкновение. Благодаря приливным силам со стороны налетевшей на Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца выброшена струя газа. Эта струя останется в сфере притяжения Солнца и после того, как звезда уйдет от Солнца. Потом струя сконденсируется и даст начало планетам. И ниоткуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты. Таким образом, космологическая гипотеза Джинса оказалась несостоятельной.

Солнечная система представляет собой большую семью, состоящую  из Солнца, планет и их спутников, комет, астероидов, большого количества пыли, газа и мелких частиц. Если посмотреть на Солнечную систему как бы издалека, то можно увидеть, как около центральной звезды желтого цвета обращаются 9 планет. Солнце - это звезда, огромный газовый шар, в центре которого идут ядерные реакции. Основная доля массы Солнечной системы сосредоточена в Солнце - 99,8%. Именно поэтому Солнце удерживает гравитацией все объекты Солнечной системы. Совсем рядом с Солнцем обращаются четыре маленьких планеты, состоящие, в основном, из горных пород и металлов - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Эти планеты называются планетами земной группы. Между планетами земной группы и планетами-гигантами расположен пояс астероидов. Чуть дальше расположены четыре больших планеты, состоящие, в основном, из водорода и гелия. У планет-гигантов нет твердой поверхности, зато они имеют исключительно мощную атмосферу. Юпитер - самая большая из них. Далее следуют Сатурн, Уран и Нептун. Все планеты-гиганты имеют большое количество спутников, а также кольца. Изумительное по красоте кольцо имеет Сатурн. Самой последней планетой Солнечной системы является Плутон, который по своим физическим свойствам ближе к спутникам планет-гигантов. За орбитой Плутона открыт так называемый пояс Койпера, второй пояс астероидов. Кометы проводят за орбитой Нептуна большую часть времени, так как в более дальней точке своей траектории их движение более медленное, чем около Солнца. Все планеты, астероиды, кометы вращаются вокруг Солнца в одном направлении (против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса мира). Дни и годы на каждой из планет различны по своей продолжительности. Все планеты вращаются вокруг Солнца с разными скоростями. Самая большая скорость у Меркурия, медленнее всего вокруг Солнца вращается планета Плутон со своим спутником Хароном. Самые длинные сутки на Венере, они продолжаются 243 земных суток. Планеты-гиганты вращаются вокруг своей оси очень быстро. Продолжительность суток на Юпитере всего 9,92 часа.

 

3. Общая характеристика первой научной революции.

 

Основным достижением  физических исследований XVII в., подводящим итог развитию опытного естествознания и окончательно сокрушившим аристотелевскую  физическую парадигму, явилось завершение создания общей системы механики, которая была в состоянии дать объяснение движению небесных светил на основе явлений, наблюдаемых на Земле. И в эпоху античности, и в XVII веке признавалась важность изучения движения небесных светил. Но если для древних греков данная проблема имела больше философское значение, то для XVII века, преобладающим был аспект практический. Развитие мореплавания обусловливало необходимость выработки более точных астрономических таблиц для целей навигации по сравнению с теми, которые требовались для астрологических целей. Основной задачей было определение долготы, столь нужной астрономам и мореплавателям. Для решения этой важной практической проблемы и создавались первые государственные обсерватории (в 1672 г. Парижская, в 1675 г. Гринвичская).

По сути своей это была задача определения абсолютного  времени, дававшего при сравнении  с местным временем интервал, который  и можно было перевести в долготу. Определить это время можно было с помощью наблюдения движений Луны среди звезд, то есть часов, «закрепленных  на небе», а также с помощью  точных часов, поставленных по абсолютному  времени и находящихся у наблюдателя. Для первого случая были необходимы очень точные таблицы для предсказания положения небесных светил, а для  второго - абсолютно точные и надежные часовые механизмы

На рубеже XVII в. и в его  первой половине развертывается деятельность Г. Галилея – одного из основателей  современного естествознания Ему принадлежат доказательство вращения Земли, открытие принципа относительности движения и закона инерции, законов падения тел и их движения по наклонной плоскости, законов сложения движений и поведения математического маятника. Он же изобрел телескоп и с его помощью исследовал ландшафт Луны, обнаружил спутники Юпитера, пятна на Солнце и фазы Венеры.

В процессе развития галилейской механики Ньютон вводит понятие «состояние системы». Первоначально оно было использовано для простейших механических систем. Состояние механической системы в классической механике полностью определяется импульсами и координатами всех тел, образующих данную систему.

Для утверждения своей  концепции Ньютону было необходимо разрушить старую, аристотелевскую  картину мира. Вместо сфер, которые  управлялись перводвигателем, он ввел механизм, действующий на основе естественного закона, не требовавшего постоянного использования силы и допускавшего божественное вмешательство лишь для своего создания и приведения в движение. Место статистического представления мира заняло динамическое его представление. Поскольку вечные законы природы дают возможность объяснять только повторяемость неизменных, не эволюционирующих тел, то первый толчок был в такой картине мира просто необходим. Ньютон, заложив основы теоретического фундамента классической физики, открыл путь к ее дальнейшему развитию.

Научная революция XVII века привела  к становлению классического  естествознания, основные методологические установки которого были выражены следующим  образом:

- объективность и предметность научного знания объявлялась возможной только при исключении из описания и объяснения всего, что относилось к субъекту и процедурам познания. Это означало возможность проведения как абсолютно «чистого» эксперимента, так и получения абсолютного знания;

- как следствие предполагалось возможным определить вытекающие из опыта онтологические принципы и построение истинной картины природы. Процедура объяснения сводилась к поиску механистических причин и субстанций - носителей сил.

- механистическая картина природы рассматривалась как тождественная физической картине реальности, которая, в свою очередь, рассматривалась как общенаучная картина мира;

- объекты рассматривались как простые механические системы, действующие в соответствии с детерминистическими принципами. Такой подход к изучаемому способствовал возникновению таких категорий как «вещь», «процесс», «часть», «целое», «причинность», «пространство», «время».

 

4. Динамические и статистические закономерности в природе.

 

Все физические законы делятся  на две большие группы: динамические и статистические.

Динамическими называют законы, отражающие объективную закономерность в форме однозначной связи  физических величин. Динамическая теория — это теория, представляющая совокупность физических законов.

Статистические законы —  это такие законы, когда любое  состояние представляет собой вероятностную  характеристику системы. Здесь действуют  статистические распределения величин. Это означает, что в статистических теориях состояние определяется не значениями физических величин, а  их распределениями. Нахождение средних  значений физических величин — главная  задача статистических теорий. Вероятностные  характеристики состояния совершенно отличны от характеристик состояния в динамических теориях. Статистические законы и теории являются более совершенной формой описания физических закономерностей, так как любой известный сегодня процесс в природе более точно описывается статистическими законами, чем динамическими. Различие между ними в одном — в способе описания состояния системы.

Смена динамических теорий статистическими не означает, что старые теории отменены и сданы в архив. Практическая их ценность в определенных границах нисколько не умаляется. При разговоре о смене теорий имеется в виду, в первую очередь, смена глубоких физических представлений более глубокими представлениями о сущности явлений, описание которых дается соответствующими теориями. Одновременно со сменой физических представлений расширяется область применения теории. Статистические теории расширяются на больший круг явлений, недоступных динамическим теориям.

 

5. Содержание концепции «Большого взрыва».

 

Сама Вселенная возникла примерно 20 млрд. лет назад из некоего  плотного и горячего протовещества. Существует точка зрения, что с самого начала протовещество с гигантской скоростью начало расширяться.

На начальной стадии это  плотное вещество разлеталось во всех направлениях и представляло собой  однородную бурлящую смесь неустойчивых, постоянно распадающихся при  столкновениях частиц. Остывая и  взаимодействуя на протяжении миллионов  лет, вся эта масса рассеянного  в пространстве вещества концентрировалась  в большие и малые газовые  образования, которые в течение  сотен миллионов лет, сближаясь  и сливаясь, превращались в громадные  комплексы. В них в свою очередь  возникали более плотные участки  — там впоследствии и образовались звезды и даже целые галактики.