Концепция современного естествознания

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ОРЛОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ университет 

Факультет  Дистанционного обучения 

                Контрольная работа 

  по  дисциплине «концепция современного естествознания» 

  Вариант № 2 

 
 
 

  Отметка о зачете                                  дата «____» _________200   г.

  Подпись преподавателя  ________________

 
 
 
 

  г. Орел, 2010г.

    Содержание 

    1. Структурные уровни организации  материи.

    2. Современные методы проверки познанных законов природы.

    3. Неорганическая химия.

    4. Элементарные частицы. Мюоны.

    5. Основные законы сохранения в  природе.

    6. Что такое симметрия. Операции  симметрии.

7. Общая характеристика органических веществ. Классификация органических веществ.

    8. Структура живых организмов. Строение  клетки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Структурные уровни организации  материи.

 

  Системность материи заключается в том, что  любой объект одновременно является самостоятельной сложной системой и элементом другой, более сложной системы. Совокупность связей между элементами системы образует структуру системы. Существует два основных типа связи между элементами систем — горизонтальные и вертикальные связи. Горизонтальные связи — это связи координации между элементами и системами одного уровня. Они носят коррелирующий характер. Вертикальные связи — это связи субординации, иерархии, показывающие взаимоотношения между уровнями организации системы. Если рассматривать материю в целом, то понятие структуры материи будет охватывать все многообразие целостных систем, находящихся в конечной области материального мира, которая простирается от 1(Н5 см до 1028см (около 20 млрд световых лет), а во времени — до 2 • 1010 лет. Но при этом на каждому уровню присущи особые свойства,  которых нет у других. В естественных науках выделяются два класса материальных систем: в живой и неживой природе. Так же существуют социальные системы. В неживой природе структурными уровнями организации материи являются:

  1.  вакуум (поля с минимальной энергией);

  2.  поля и элементарные частицы;

  3.   атомы;

  4.   молекулы;

  5.   макроскопические тела;

  6.   планеты и планетные системы;

  7.   звезды и звездные системы;

  8.   галактики;

  9.   Метагалактика;

  10.   Вселенная.

  В живой природе выделяют два важнейших структурных уровня — биологический и социальный.

  Биологический уровень организации материи  включает:

  1.   доклеточный уровень (белки и нуклеиновые кислоты);

  2.   клетку как «кирпичик» живого и одноклеточные организмы;

  3.   многоклеточный организм, его органы и ткани;

  4. популяцию;

  5. биогенез;

  6. биосферу.

     При появлении разума образовались  новые уровни: индивид, семья, коллектив, социальная группа, класс и нация, государство, цивилизация, человечество в целом. 
 
 
 

    2. Современные методы проверки познанных законов природы.

Средства и  методы познания соответствуют рассмотренной  выше структуре науки, элементы которой одновременно являются и ступенями развития научного знания. Так, эмпирическое, экспериментальное исследование предполагает целую систему экспериментальной и наблюдательной техники (устройств, в том числе вычислительных приборов, измерительных установок и инструментов), с помощью которой устанавливаются новые факты. Теоретическое исследование предполагает работу ученых, направленную на объяснение фактов (предположительное – с помощью гипотез, проверенное и доказанное - с помощью теорий и законов науки), на образование понятий, обобщающих опытные данные. То и другое

вместе осуществляет проверку познанного на практике. В основе методов естествознания лежит единство его эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв, или преимущественное развитие одной за счет другой, закрывает путь кправильному познанию природы - теория становится беспредметной, опыт -

слепым. Методы естествознания могут быть подразделены на следующие группы:

1. Общие методы, касающиеся любого предмета, любой науки. Это различные формы метода, дающего возможность связывать воедино все стороны процесса познания, все его ступени, например, метод восхождения от абстрактного к конкретному, единства логического и исторического. Это, скорее, общефилософские методы познания.

2. Особенные методы касаются лишь одной стороны изучаемого предмета или же определенного приема исследования: анализ, синтез, индукция, дедукция. К числу особенных методов также относятся наблюдение, измерение, сравнение и эксперимент.

     В естествознании особенным методам науки придается чрезвычайно важное значение, поэтому в рамках нашего курса необходимо более подробно рассмотреть их сущность.

     Наблюдение - это целенаправленный строгий процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены. Исторически метод наблюдения развивается как составная часть трудовой операции, включающей в себя установление соответствия продукта труда его запланированному образцу. Наблюдение как метод познания действительности применяется либо там, где невозможен или очень затруднен эксперимент (в астрономии, вулканологии, гидрологии), либо там, где стоит задача изучить именно естественное функционирование или поведение объекта (в этологии, социальной психологии и т.п.). Наблюдение как метод предполагает наличие программы исследования, формирующейся на базе прошлых убеждений, установленных фактов, принятых концепций. Частными случаями метода наблюдения являются измерение и сравнение.

     Эксперимент - метод познания, при помощи которого явления

действительности  исследуются в контролируемых и управляемых условиях. Он отличается от наблюдения вмешательством в исследуемый объект, то есть активностью по отношению к нему. Проводя эксперимент, исследователь не ограничивается пассивным наблюдением явлений, а сознательно вмешивается в естественный ход их протекания путем непосредственного воздействия на изучаемый процесс или изменения условий, в которых проходит этот процесс. Специфика эксперимента состоит также в том, что в обычных условиях процессы в природе крайне сложны и запутанны, не поддаются полному контролю и управлению. Поэтому возникает задача организации такого исследования, при котором можно было бы проследить ход процесса в «чистом» виде. В этих целях в эксперименте отделяют существенные факторы от несущественных и тем самым значительно упрощают ситуацию. В итоге такое упрощение способствует более глубокому пониманию явлений и создает возможность контролировать немногие существенные для данного процесса факторы и величины.

Развитие естествознания выдвигает проблему строгости наблюдения и

эксперимента. Дело в том, что они нуждаются в  специальных инструментах и

приборах, которые  последнее время становятся настолько  сложными, что сами начинают оказывать влияние на объект наблюдения и эксперимента, чего по условиям быть не должно. Это прежде всего относится к исследованиям в области физики микромира (квантовой механике, квантовой электродинамике и т.д.).

     Аналогия - метод познания, при котором происходит перенос знания,

полученного в  ходе рассмотрения какого-либо одного объекта, на другой, менее изученный и в данный момент изучаемый. Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, что позволяет получить вполне достоверные знания об изучаемом предмете.

Применение метода аналогии в научном познании требует определенной

осторожности. Здесь  чрезвычайно важно четко выявить условия, при которых он работает наиболее эффективно. Однако в тех случаях, когда можно разработать систему четко сформулированных правил переноса знаний с модели на прототип, результаты и выводы по методу аналогии приобретают доказательную силу.

     Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении

каких-либо объектов посредством их моделей, сущность моделирования как метода познания заключается в замещении объекта исследования моделью, причем в качестве модели могут быть использованы объекты как естественного, так и искусственного происхождения. Возможность моделирования основана на том, что модель в определенном отношении отображает какие-либо стороны прототипа. При моделировании очень важно наличие соответствующей теории или гипотезы, которые строго указывают пределы и границы допустимых упрощений. Современной науке известно несколько типов моделирования:

1) предметное  моделирование, при котором исследование ведется на модели,

воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта-оригинала;

2) знаковое моделирование,  при котором в качестве моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование, производимое средствами математики и логики;

3) мысленное  моделирование, при котором вместо  знаковых моделей используются мысленно-наглядные представления этих знаков и операций с ними.

     В последнее время широкое распространение получил модельный эксперимент с использованием компьютеров, которые являются одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющими оригинал. В таком случае в качестве модели выступает алгоритм (программа) функционирования объекта.

     Анализ - метод научного познания, в основу которого положена процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части. Расчленение имеет целью переход от изучения целого к изучению его частей и осуществляется путем абстрагирования от связи частей друг с другом. Анализ - органичная составная часть всякого научного исследования, являющаяся обычно его первой стадией, когда исследователь переходит от

нерасчлененного описания изучаемого объекта к выявлению его строения,

состава, а также  его свойств и признаков.

     Синтез - это метод научного познания, в основу которого положена

процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему, без чего невозможно действительно научное познание этого предмета. Синтез выступает не как метод конструирования целого, а как метод представления целого в форме единства знаний, полученных с помощью анализа. В синтезе происходит не просто объединение, а обобщение аналитически выделенных и изученных особенностей объекта. Положения, получаемые в результате синтеза, включаются в теорию объекта, которая, обогащаясь и уточняясь, определяет пути нового научного поиска.

     Индукция - метод научного познания, представляющий собой формулирование логического умозаключения путем обобщения данных наблюдения и эксперимента. Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость признаков в ряду предметов опреде ленного класса. Заключение по индукции представляет собой вывод об общих свойствах всех предметов, относящихся к данному классу, на основании наблюдения достаточно широкого множества единичных фактов. Обычно индуктивные обобщения рассматриваются как опытные истины, или эмпирические законы. Различают полную и неполную индукцию. Полная индукция строит общий вывод на основании изучения всех предметов или явлений данного класса. В результате полной индукции полученное умозаключение имеет характер достоверного вывода. Суть неполной индукции состоит в том, что она строит общий вывод на основании наблюдения ограниченного числа фактов, если среди последних не

встретились такие, которые противоречат индуктивному умозаключению. Поэтому естественно, что добытая таким путем истина неполна, здесь мы получаем вероятностное знание, требующее дополнительного подтверждения.