Вопросы по естествознанию

Роль естествознания в формирования профессиональных знаний. Естествознание, экономика и проблемы управления

Знание концепций современного естествознания поможет будущим специалистам гуманитарных направлений расширить кругозор и познакомиться с конкретными естественно - научными проблемами, тесно связанными с экономическими, социальными и другими проблемами, от решения которых зависит уровень жизни каждого из нас.

На первый взгляд может показаться, что естествознание – ненужный груз для специалистов гуманитарного профиля. Зачем утруждать проблемами естественно-научных основ, например, энергетики или экологии будущих экономистов, руководителей предприятий, юристов, философов? Однако истинный экономист должен владеть не только законами экономики, но и естественно - научной сущностью объекта, для которого проводится экономический анализ. Вероятность того, что оценка какого-либо товара или рода деятельности будет тем выше, чем шире профессиональный кругозор руководителя.  Итак, концепции современного естествознания необходимы в случае, если необходимо дать рекомендацию по оптимальному решению даже самого простого вопроса. Такая рекомендация включает как экономические, так и естественно – научные аспекты.

Пример: оценка экономической эффективности применения различных предлагаемых технологий изготовления какого-либо товара народного потребления.

Необходимо правильно распределить финансовые ресурсы. Понятно, что только при правильном, рациональном их распределении можно ожидать наибольшего экономического, социального и какого-либо другого эффекта.

При поверхностной , неквалифицированной оценке проблем современной науки выделяемые государством незначительные средства могут пойти на исследования ради исследований, на создание многочисленных теорий ради теорий, реальное осуществление которых сразу прекращается после появления их на свет.  При таком подходе будет тормозиться не только развитие науки, но и экономики и тем самым сдерживать благосостояние народа.

Профессиональная целесообразность знаний основ естествознания касается в одинаковой мере и экономистов, и юристов, и специалистов других профилей.

Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания.

Для ответа на этот вопрос необходимо поставить и найти ответы на другие вопросы: Что дает наука для улучшения жизни людей? Что она дает небольшой группе людей, желающих знать, как устроен окружающий нас мир? Один из существенных признаков разделения естественных наук на прикладные и фундаментальные базируются именно на этих двух смыслах: ценной в первом случае считается прикладная наука, во втором – фундаментальная.

Причем следует отметить, что фундаментальная наука – это работа на будущее, и если мы не хотим оставить себя без будущего, то фундаментальная наука должна существовать. Разумеется, все люди в целом, и особенно те, которые вкладывают деньги в науку, думают немного по-другому. Для них – основная цель  все-таки машины. И функция ученых, по их мнению, «скатывается» не к тому, чтобы искать, а к тому, чтобы находить.

Как отличить прикладные исследования от фундаментальных? Ведь некоторые исследования, прикладные по существу, никуда на самом деле «не прикладываются», могут  существовать в ряде фундаментальных и требовать неоправданных вложений.

Встав перед этими проблемами в 50-х годах нашего века, в США были сформулированы основные характеристики термина «фундаментальные»:

исследование, которое не соотнесено ни с каким конечным результатом

бесполезно решительно для всех

ищущее знание, которого пока нет

предпринимаемое только потому, что этого желает исследователь

не нуждающееся в ограничениях секретности

проводимое исследователем, который не в состоянии объяснить, чем он занят

новое исследование в области, не имеющей практического значения

Проблемы, которые ставятся перед учеными извне, называются прикладными. Проблемы, возникающие в самой науки, - фундаментальными.

Прикладное исследование может иметь очень большое значение и для самой науки, в то время, как фундаментальное  исследование может быть пустяковым.

Большинство фундаментальных исследований никогда не найдут своего применения. Этому три причины:

зачем копать глубоко, если можно доказать или получить необходимое с помощью прикладных наук

фундаментальные исследования делаются с большим превышением потребностей во временных направлениях науки, от которых зачастую потом отказываются. Тем более в последнее время чаще стали использоваться теоретические методы исследования, в отличие от эксперимента. Причина этого в дорогом оборудовании для теоретических исследований. Так рождаются многочисленные теории ради теорий

ученые всегда стремились к неоправданному обобщательству

У общества нет выбора, и оно вынуждено идти на издержки просто потому, что отделить заранее бесполезное от полезного невозможно. Сегодня полезность должна рассматриваться не только в возможной выгоде завтра, но и в том, что они позволяют поддерживать высокий научный уровень. Кстати, низкий уровень прикладных институтов объясняется тем, что рядом с прикладниками в них нет специалистов. Занимающихся фундаментальными исследованиями.

Естествознание как основа научного мировоззрения. Особенности естествено-научной истины. Естественные науки и философия.

 Цель естествознания – описать, систематизировать и объяснить совокупность явлений и процессов. Для этого необходимо устанавливать причинно-следственную связь: причина – явление – следствие. Расширение такой связи и образование многомерной структуры, охватывающей множество явлений, служит основой научной теории, характеризующейся четкой логической структурой и состоящей из набора принципов или аксиом и теорем со всеми возможными выводами. По такой схеме строится любая математическая дисциплина. Но принципиальное различие естественно-научной истины от математической заключается в том, что для естествоиспытатаеля истинность теоретического вывода доказывается только опытом, экспериментом.

После того, как теория проверена опытом, наступает следующая стадия познания действительности, в которой устанавливаются границы истинности наших знаний ил границы применимости теорий и отдельных научных утверждений. Данная стадия обусловливается объективными (динамизм окружающего мира, несовершенство техники для эксперимента) и субъективными факторами. Но объективные и субъективные факторы не позволяют утверждать, что естественно-научная истина абсолютна. Любая научная истина относительна, но содержит элементы абсолютного.

Причинность (связь между отдельным состоянием видов и форм материи в процессе ее движения, развития, возникновение любых объектов и систем, а также изменение их свойств во времени имеют свои основания в предшествующих состояниях материи. Эти основания называют причинами, а вызываемые ими изменения – следствиями; сущность причинности – порождение причиной следствия, с помощью нее организована материально-практическая деятельность человека.

Критерий истины (если научная теория подтверждена практикой, то она истинна)

Относительность научного знания (Научное знание всегда относительно и ограничено, и задача ученого состоит в том, чтобы установить границы соответствия знания действительности – интервал адекватности)

Многие философы разных времен полагали, что категория «наука» объединяет часть того, что входит в большую категорию «знание». Естественно, что кроме науки есть другие способы познания мира:

Религия, Философия, Мораль, Искусство.

Наука отличается тем, что она стремится рационально проанализировать все формы и саму себя. В основном, наука  руководствуется логикой.

Естественно-научные и религиозные знания

Исследования последних лет показали, что религия, несмотря на  великий технический прогресс, распространяется все шире. Примерно 75% всего земного шара проповедуют ту или иную религию (примерно 15% - атеисты) На данный момент наиболее распространены следующие религии:

Христианство, Ислам, Иудаизм вплоть до тотемизма, Буддизм.

Исторически так сложилась, что религия противопоставляется науке и что религиозные знания противоречат основным положениям научных теорий. Как правило, религия отражала те общественные отношения, которые господствовали в деспотических государствах, подавляла инакомыслие. Противостояние этих двух точек зрения наблюдалось на протяжении всей истории человечества (инквизиция – Запад, коммунизм – наша страна).

Религия

1. Бог жив или он актуально существует

2.Бог- конечная причина всех вещей (все от Бога, в том числе сам человек

3.Истина заключается в Боге

4.Вера в Бога не допускает сомнения

5.Вера в Бога не требу

Наука

1.Кроме материального нет ничего. Если Бог существует, то он живет лишь в сознании человека

2. Для научного объяснения Бог не нужен

3.Истина создается самим человеком

4.Подвергай сомнению все выдумки человека

5.Существование Бога в равной степени как и его не существование доказать невозможно.

ет доказательств

 Избавить человека от религиозного мышления очень сложно, и в последнее время человечество научилось соединять эти противоположные «полюса». Например, католическая церковь принимает технический прогресс, но наука в свою очередь не отрицает божественного зачатия.

В чем состоит живучесть религии? Как правило, в утешении. И если религия необходима человеку, то нет ничего зазорного в том, что он верит.

Эксперимент и теория. Наблюдения и измерения. Современные технические средства измерений. Основные характеристики измерительных приборов. Единицы измерения.

Эксперимент и теория - современные средства естественно-научных исследований.

В XX веке произошло деление естествоиспытателей на профессиональных теоретиков и экспериментаторов. Причина этого деления в том, что технические средства эксперимента значительно усложнились. Экспериментальная работа зачастую не под силу теоретикам (например, ускоритель). Хорошая экспериментальная база (помещение, приборы, материалы) определяет качество экспериментальных работ, от которого зависит гармоничное развитие естествознания.

Отрыв теории от эксперимента наносит большой ущерб не только самой теории, но и всей науке в целом. Поэтому для развития естествознания важно, чтобы каждое теоретическое заключение проверялось на опыте.

Эксперимент осуществляется с помощью наблюдений и измерений.

Наблюдения заключаются в сборе и анализе фактов без каких-либо специальных приспособлений. Измерения, напротив, требуют наличия технической базы, так как приходится сравнивать объект с эталоном.

Измерение - операция сравнения определяемой величины исследуемого объекта с соответствующей величиной эталона.

Прямые измерения. Определяемая величина сравнивается с единицей измерения непосредственно с помощью измерительного прибора.

Косвенные измерения. Определяемая величина вычисляется по формуле, включающей результат прямых измерений.

Современные технические средства эксперимента.

Лазерная техника.

· лазер с перестраиваемой длинной волны излучения.

· ультрафиолетовые лазеры (криптон-фторидные).

· лазер с малой длительностью импульса.

Области применения:

· фотохимия - изучение фотосинтеза.

· ядерная физика - очистка изотопов урана и плутония.

· биология - изучение организмов на клеточном уровне.

Синхротронные источники излучения.

Области применения:

· исследование структуры твердых тел.

· определение расстояния между атомами.

· изучение молекул органических соединений.

Единицы измерения СИ.

Метр - единица длины [м]. Равен длине пути, который проходит свет за 1/299792458 секунды.

Килограмм - единица массы [кг]. Равен массе международного прототипа килограмма (1 литр воды).

Секунда - единица времени [с]. Равна 9192631770 периодам излучения атома цезия-133 (1/86400 Земных суток).

Кельвин - единица температуры [К]. Равен 1/273,16 части термодинамической тройной точки воды (0°С).

Кандела - единица силы света.

Моль - количество вещества.

Физика - фундаментальная наука о природе. Основные этапы развития физики. Единство природы и универсальность физических законов.

Физика - наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира.

Слово «физика» в переводе с греческого означает «природа».

На стыке физики и других наук возникли: биофизика, астрофизика, геофизика, физическая химия.

В соответствии с многообразием форм материи и движения физика подразделяется на физику элементарных частиц, физику атомных ядер, физику атомов, физику молекул, физику плазмы

Как наука физика появилась из недр натурфилософии - философии природы.

Всю историю физики можно условно разделить на три основных этапа: древний и средневековый этап, этап классической физики, этап современной физики.

Древний и средневековый этап.

геоцентрическая система и механика Аристотеля IV в. до н.э.

гелиоцентрическая система Аристарха Самосского III в. до н.э.

геоцентрическая система Птолемея II в.

квазигелиоцентрическая система Коперника XVI в.

гелиоцентрическая система Кеплера XVII в.

Этап классической физики.

механика Галилея

механика Ньютона

теория электромагнитного поля Максвелла

Этап современной физики.

теория относительности Эйнштейна

квантовая гипотеза Планка

модель атома Бора

волновая механика Гейзенберга

физика элементарных частиц: Дирак, Резерфорд.

Единство природы и универсальность физических законов.

Учение Аристотеля

земная механика (несовершенная)

небесная механика (идеальная)

Универсальность физических законов была открыта только в XVII веке усилиями Галилея и Ньютона.

Галилей доказал несовершенство надлунного мира Аристотеля, обнаружив неровности на Луне и пятна на Солнце.

Ньютон создал единые начала физики с общими законами инерции, динамики, действия и противодействия

взаимного тяготения.

Универсальность физических законов и понятий заключается в том, что они применимы ко всему миру, доступному нашим наблюдениям. Атомы одинаковы везде - на Земле и в космосе. Универсальность физических законов подтверждает единство природы и Вселенной в целом.

При подготовке этой работы были использованы материалы с сайта http://www.studentu.ru