Что такое моделирование в научном познании

Под моделированием понимается изучение моделируемого объекта (оригинала), базирующееся на взаимооднозначном соответствии определенной части свойств оригинала и заменяющего его при исследовании объекта (модели) и включающее в себя построение модели, изучение ее и перенос полученных сведений на моделируемый объект – оригинал.

В зависимости от характера используемых в научном исследовании моделей различают несколько видов моделирования:

1) Мысленное. К этому виду относятся самые различные мыслительные представления в форме тех или иных воображаемых моделей.

2) Физическое. Оно характеризуется физическим подобием между моделью и оригиналом и имеет целью воспроизведение в модели процессов, свойственных оригиналу.

3) Символическое. Оно связано с условно-знаковым представлением каких-то свойств, отношений объекта – оригинала (графики, схемы).

4) Численное моделирование на ЭВМ. Эта разновидность моделирования основывается на ранее созданной математической модели изучаемого объекта или явления и применяется в случаях больших объемов вычислений, необходимых для исследования данной модели.

Метод моделирования непрерывно развивается: на смену одним типам моделей по мере прогресса науки приходят другие. В то же время неизменным остается одно: важность, актуальность, а иногда и незаменимость моделирования как метода научного познания.

9. Что характерно для натурфилософского понимания природы.

Первой в истории человечества формой существования естествознания была так называемая натурфилософия (от латинского natura – природа), или философия природы (естествознание). она была вместилищем всех человеческих знаний об окружающем мире.

Натурфилософское понимание природы содержало много вымышленного, фантастического. Однако появление натурфилософии и очень длительное ее существование объясняется рядом обстоятельств:

1. Когда естественнонаучного знания (в его нынешнем понимании) еще практически не существовало, натурфилософия пыталась объяснять все происходящее в мире.

2. Вплоть до XIX столетия естествознание было слабо дифференцировано, отсутствовали многие его отрасли. Еще в XVIII веке в качестве сформировавшихся, самостоятельных наук существовали лишь механика, математика, астрономия и физика. Химия, биология, геология находились лишь в процессе становления. В такой ситуации натурфилософия стремилась заменить собой отсутствующие естественные науки.

3. тогдашнее естествознание давало отрывочные знания об объектах, явлениях природы. А натурфилософия давала свои представления о мире в целом. Для истолкования непонятных явлений натурфилософы обычно придумывали какую-нибудь силу (например, жизненную силу) или какое-нибудь гипотетическое вещество (флогистон, электрическая жидкость, эфир и т. п.).

10. Когда и при каких обстоятельствах возникает наука

в VI веке до н. э. в Древней Греции возникает наука. Под наукой понимается не просто совокупность каких-то отрывочных, разрозненных сведений, а определенная система знаний, которая является результатом деятельности особой группы людей (научного сообщества).

в древних государствах: Греции, Вавилонии, Египте, Китае, Индии практические потребности людей привели к появлению начал старейших наук — астрономии и математики. в этот период происходит накопление знаний в области физики. Так, в это время были известны правило рычага и закон прямолинейного распространения света. Однако в отличие от астрономии и математики говорить о появлении зачатков физической науки в рассматриваемый период еще нельзя.

Древние философы и ученые высказали ряд идей, которые стали затем руководящими в естествознании и философии. Это такие фундаментальные идеи, как:

- идея о материи,

- идея о неуничтожимости материи и движения,

- идея о всеобщей причинности,

- идея об атомистическом строении вещества,

- идея об относительности механического движения и др.

Понятие материи и представление о строении вещества формируется уже в самой первой философской школе Древней Греции, известной под названием Милетской (Ионийской). основоположник ионийской философии Фалес из Милета (ок. 624—547 гг. до н. э.) принял за начало всех вещей воду. По Фалесу, все вещи возникают из воды и превращаются в воду.

Последующие философы ионийцы:

Анаксимен (ок. 585—525 гг. до н. э.) считал, что началом всего является воздух, из которого образуются все вещи.

Ученик Фалеса Анаксимандр (ок.610—546 гг. дон. э.) вводит понятие «первоматерии», которую он называет «Апейрон» (в переводе «беспредельное», «неопределенное»). Подобное первовещество представляло собой неопределенную туманную массу, находившуюся в постоянном круговом вращении, из которой, в конце концов, произошло все многообразие мира. знаменитый древнегреческий философ Гераклит (ок. 530—470 гг. до н. э.), в качестве первоматерии принял огонь. Путем сгущения и разрежения из огня возникают все вещи.

В философии ионийцев содержится не только учение о материи. Ионийцы трудились над построением общей картины мира. Анаксимандр высказал идею о множественности миров. Он полагал, что кроме нашего мира существует бесчисленное количество других миров, возникающих и погибающих.

Одним из величайших ученых и философов античности был Аристотель. В истории науки Аристотель известен как автор космологического учения. Космология Аристотеля — геоцентрическое воззрение: Земля, имеющая форму шара, неподвижно пребывает в центре Вселенной. Шаровидность Земли Аристотель выводит из наблюдений, сделанных им во время лунных затмений. К этому же выводу ведет, по мнению Аристотеля, и свойственное Земле тяготение к центру Вселенной. Аристотель разделял мир на две области, качественно отличающиеся друг от друга: область Земли и область Неба. Область Земли имеет в своей основе четыре элемента: землю, воду, воздух и огонь. Область Неба имеет в своей основе пятый элемент — эфир, из которого состоят небесные тела. за оболочкой воздуха вокруг Земли находится наиболее легкий из земных элементов — огонь, который помещается в пространстве между Землей и Луной и соприкасается с границей эфира. С крайней сферой соприкасается «Перводвигатель Вселенной», являющийся источником всякого движения. Он нематериален, ибо это есть Бог.

Геоцентристская космология Аристотеля была впоследствии математически оформлена и обоснована Клавдием Птолемеем. Главный труд Птолемея, носивший название «Математическая система» (или под арабским латинизированным названием «Альмагест»). В этой книге была создана первая математическая теория, описывающая движение Солнца и Луны, а также пяти известных тогда планет на видимом небосводе. Птолемей рисует следующую схему мироздания: в центре Вселенной находится неподвижная Земля. Ближе к Земле находится Луна, а затем следуют Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Объясняя данный порядок планет, Птолемей исходил из предположения, что чем быстрее движется планета, тем ближе к Земле она расположена.

Родоначальником пифагорейской школы в Древней Греции был древнегреческий ученый и философ Пифагор (580—500 гг. до н.э.). Пифагорейцы учили, что в основе всех вещей лежит число, а вся Вселенная есть гармония чисел. Пифагорейцы обожествляли числа, искали в них и их сочетаниях таинственный смысл. В их учении было много мистицизма. Однако они впервые высказали идеи:

- о существовании количественных закономерностей в явлениях природы,

- о том, что эти закономерности выражаются в строгих математических формулировках.

Пифагору принадлежит идея о шарообразности Земли. Он был, по-видимому, первым, кто высказал эту гипотезу. Как могла она возникнуть в те времена? Возможно, здесь сыграли роль наблюдения за горизонтом во время морских путешествий (сначала видна мачта и только потом появляется корпус корабля). Возможно, наблюдения затмения Луны. Возможно, Земля – шар, так как эта геометрическая фигура является наиболее простой и наиболее совершенной.

Одним из крупнейших ученых-математиков был Евклид, живший в III веке до н.э. в Александрии. В своем 15 томном труде «Начала» он привел в систему все математические достижения того времени. «Начала» содержали не только результаты трудов самого Евклида, но и включали достижения других древнегреческих ученых. В «Началах» были заложены основы античной математики. Евклид создал метод аксиом и построил геометрию, носящую по сей день его имя.

11. Назовите основные принципы атомистического учения о природе, обоснованные Демокритом

Новый шаг в развитии понятия материи был сделан древними атомистами.

Выдающимся представителем натурфилософской идеологии атомизма был Демокрит(ок. 470 или 460 гг. до н.э —ок. 370 гг. до н.э.).

Основные принципы его атомистического учения:

1. Вся Вселенная состоит из мельчайших материальных частиц — атомов и незаполненного пространства — пустоты. Пустота нужна для перемещения атомов в пространстве.

2. Атомы представляют собой мельчайшие, неизменные, непроницаемые и абсолютно неделимые частицы.

3. Атомы неуничтожимы, вечны, а потому и вся Вселенная, из них состоящая, существует вечно.

4. Атомы находятся в постоянном движении, изменяют свое положение в пространстве.

5. Атомы различаются по форме и величине. Но все они настолько малы, что недоступны для восприятия органами чувств человека. Форма их может быть весьма разнообразной. Самые малые атомы имеют, например, сферическую форму. Это, по выражению Демокрита, «атомы души и человеческой мысли».

6. Все предметы материального мира образуются из атомов различных форм и различного порядка их сочетаний (подобно тому, как слова образуются из букв).

Демокрит считал, что из атомов образуются не только окружающие нас предметы, но и целые миры, которых во Вселенной бесчисленное множество. При этом одни миры еще только формируются, другие — находятся в расцвете, а третьи уже разрушаются. Новые тела и миры возникают от сложения атомов. Уничтожаются они от разложения на атомы.