3.2 Общая характеристика естественнонаучной картины мира

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

3.2.1 Развитие представлений о материи

Разобьем эволюцию представлений о материи на этапы: 1 этап. Милейская школа (VI – IV века до н.э.) Представители школы (Фалес, Анаксимандр, Анаксимен) считали, что в мире существует материальный первоисточник (первоначало) всего сущего (всех вещей). У разных мыслителей эта первооснова была разной: у Фалеса – вода, у Анаксимена – воздух, у Гераклита – огонь, у Анаксимандра – айперон (это вечное и бесконечное, находящееся в непрерывном движении единое материальное начало и источник конкретных вещей и явлений). Первоэлементы (стихии): земля, вода, воздух и огонь образуются соединением материи с формами (простейшие из форм – теплое, холодное, сухое и влажное), вещества (металлы, глина, кровь и др.) образуются соединением первоэлементов (стихий), тела образуются из веществ. Атомистическая концепция (IV – III века до н.э.) Главным образом связана с именами Левкиппа и Демокрита. Основные положения: - в мире есть два начала: пустота (небытие) и атомы (бытие); - в абсолютной пустоте окружающего пространства существует бесконечное число; мельчайших неделимых - атомов, которые имеют разнообразную форму и движутся в пустоте беспорядочно, иногда сталкиваются и отталкиваются друг от друга, но иногда сцепляются в разных положениях и сочетаниях, что означает образование вещей с разным качеством (даже Земля и звезды) - атомы никогда не возникают и никогда не погибают (т.е. вечны); - атомы наделены свойством тяжести; - атомы бывают самой разнообразной формы и различны по размерам, но все они столь малы, что невидимы; - эта концепция не допускает беспредельной делимости материи. Континуальная концепция (концепция непрерывной материи) Аристотеля (IV век до н.э.) отрицает пустоту в природе, рассматривая материальный мир в виде, непрерывно заполняющей все пространство, субстанции, в которой совершаются движения. По Аристотелю – Космос ограничен сферой, в центре которой находится земной шар. За пределами этой сферы нет ничего – ни пространства, ни времени. Внутри этой сферы (т.е. во Вселенной) нет пустоты – все заполняет материя (первоматерия). Материя (первоматерия) – это непрерывная, бесконечноделимая и сама по себе не имеющая определенных качеств, бесформенная субстанция. 2 этап. (XVIII – XIX века) В механистической картине мира – независимыми началами мироздания являются вещественные тела, состоящие из мельчайших корпускул, и абсолютное пространство, в котором тела движутся по мере течения абсолютного времени. В электромагнитной картине мира – материя состоит из вещества и непрерывного электромагнитного поля. Эффект Доплера заключается в изменении длины волны излучения (или частоты волны), воспринимаемого приемником от источника, при их движении друг относительно друга. При удалении приемника от излучателя, воспринимаемая им длина волны увеличивается (частота уменьшается), а при сближении – уменьшается (частота увеличивается) по сравнению со случаем их взаимной неподвижности. Эффект лежит в основе измерения скорости движения различных объектов и широко используется в авиации, космической технике, в астрофизике. Эффект Доплера характерен для любых волн (свет, звук и т.д.). Обнаружение доплеровского «красного смещения» в спектрах излучения далеких галактик привело к выводу о расширении Вселенной. В первоначальной электромагнитной теории Максвелла считалось, что все мировое пространство заполнено легчайшей упругой средой – мировым эфиром, колебания которого и есть свет. Химия: - каждому химическому элементу соответствует свой определенный атом; - вещество – это совокупность молекул одинакового состава и строения; - свойства вещества определяются не только составом, но и строением его молекул. 3 этап. (XX век) - существуют различные формы материи: вещество, поле, физический вакуум (это состояние материи с минимальной энергией, порождающее виртуальные частицы); - атомы делимы; - вещество – это материальное образование, состоящее из взаимодействующих элементарных частиц, имеющих массу покоя; - вещество составляет лишь небольшую часть Вселенной; - в определенных ситуациях физическое поле может быть представлено как совокупность дискретных частиц – квантов поля; - свойства материальных объектов неотделимы от свойств пространства и времени; - атом – электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов; - свойство вещества определяется электронным строением его молекул. Примеры: расположить представления о материи в порядке их возникновения: Пример 1.

- существует несколько, качественно различных форм материи, но резкой грани между ними нет (3); - существует единая форма материи – вещество, состоящее из дискретных частиц (2); - в основе всех вещей лежит единое первоначало (1). Пример 2

- все мировое пространство заполнено легчайшей упругой средой – мировым эфиром, колебания которого и есть свет (2); - абсолютной пустоты не существует: физический вакуум является сложноустроенной формой материи, обладающей нетривиальными свойствами (3); - пустоты не существует: Вселенная плотно заполнена непрерывной, бесконечноделимой, бескачественной материей (1).