Этапы развития естествознания
1 этап: Главный поток науки вытекает из практических технических приемов первобытного человека, следовательно, современная сложная цивилизация, основанная на механизации и науке, развилась из ремесел и обычаев наших предков. Кульминационным пунктом 1-гоэтапа стала наука Древнего Египта и Вавилона.
2 этап.Начался примерно в V в. до н.э. в Древней Греции.в это время мифологическое мышление сменяют первые программы исследования природы. Науку стали понимать как сознательное, целенаправленное исследование природы.
Аристотель - первый мыслитель, создавший всестороннюю систему философии, охватившую все сферы человеческого развития :
- отвергал концепцию атомов
- создал геоцентрической картины мира
- способствовал формированию в античной греческой натурфилософии учения об элементах-стихиях.
3 этап. Ознаменован развитиемсхоластики (IX-XV век).Длился до второй половины XV в.
Основная проблематика:обсуждения вопроса отношения знания к вере. Развивались математика, астрономия и медицина
Поворот в естествознании в Западной Европе в XII-XIV вв. связан с переосмыслением роли опытного знания
4 этап: вторая половина XV—XVIII в.
Знаменуется возникновением нового естествознания, целиком основанное на экспериментальных данных.
Начало этого этапа отмечено созданием:
-гелиоцентрической системы (Н. Коперник, И. Кеплер)
- учением о множественности миров и бесконечности Вселенной (Дж. Бруно).
Кризис аристотелевской физической картины мира
Причина :
Ø создание гелиоцентрической системы мира (Н. Коперник, И. Кеплер),
Ø новой механики (Г. Галилей),
Ø открытие вакуума и атмосферного давления (Э. Торричелли, Б. Паскаль и О. фон Герике)
Ø Ф. Бэкон : тезис о том, что решающим доводом в научной дискуссии должен являться эксперимент
Ø Возродились атомистические представления (Р. Декарт, П. Гассенди).
В XVII в. происходит признание социального статуса науки
Возникают Лондонское Королевское общество и Парижская академия наук.
С работами И. Кеплера, X. Гюйгенса, Г. Галилея, И. Ньютона связано:
o рождение основ современной физики
o формулирование основных идей классической механики (три основных закона движения, закон всемирного тяготения и т.п.),
o экспериментального естествознания
Это эпоха Великих географических открытий (В. да Гама, Ф. Магеллан..)
5 этап: первая половина XIX в. Совмещение исследовательской деятельности и высшего образования. Наука превращается в профессию, что завершает ее становление как современной науки. Это этап эволюционных идей в естествознании
В это время появляются :
o космогоническая гипотеза Канта-Лапласа
o теория катастроф
o теория геологического и биологического эволюционизма
o создание Периодической системы химических элементов
o начала клеточной теории
o закон сохранения и превращения энергии
o В конце XIX - начале XX в. разрабатывается:
o классическая электродинамика,
o обнаруживается и изучается явление радиоактивности,
o ткрыты электрон и атомное ядро,
o формулируются квантовая гипотеза и квантовая теория атома,
o специальная и общая теория относительности,
Важными событиями развития естествознания XX в. являются создание:
o модели расширяющейся Вселенной,
o квантовой механики,
o кибернетики,
o открытие расщепления ядра урана
o структуры генетического кода и т.д.
Более подробно периоды развития 2-х естественных наук – физики, как наиболее фундаментальной науки и химии, имеющей самую долгую историю развития, приведена в табл.3.1.
Таблица 3.1.
Основные периоды развития естественных наук.
| № | Период времени | Периоды развития химии | № | Период времени | Периоды развития физики |
| От начала цивилизации до IV в. нашей эры IV в. до н.э. | Предалхимический период касты жрецов 1-я естественно-научная система.Аристотеля: из 4-х абстр.принципов (сухость, влажность, холод, тепло) выводит 4 осн.элемента (земля, вода, огонь, воздух) | IV в. до н. э.- конец XVI в. IV в. до н.э. Iв.н.э. | Доклассическоая физика Открывается переходом от эгоцентризма к геоцентризму. Аристотель создает геоцентрическую систему мировых сфер, развитую позднее Птоломеем в целостную космологическую модель. Сферическая, неподвижная Земля располагается в центре; окружена 8 сферами, несущими Луну, Солнце и 5 планет (Меркурий ,Венера, Марс, Юпитер, Сатурн). На внешней сфере- неподвижные звезды. Аристотель - создатель 1-й естественно-научной картины мира | ||
| IVв.н.э. - XVI в. | Алхимический период: -алхимия египетская, -греческая, -арабская, -раннего и позднего средневековья, -натуральная магия… Алхимики добавляют еще 3 принципа:неразрушаемость (соль), горючесть (сера) и металличность (ртуть). Поиск философского камня, эликсира долголетия | ||||
| XVI-XVIII век | Период объединения химии Зарождение и упрочнение химии как науки, независимой от других естественных наук | XVIв. – конец XIX в. 1514 начало XVIIв. 1687 г. «Математические начала натуральной философии» | Классическая физика Создание гелиоцентрической системыН.Коперником - в центре находится неподвижное Солнце -Земля вращается вокруг своей оси -планеты обращаются вокруг Солнца. Открытие законов движения планет И.Кеплером -планеты движутся не по круговым, а по эллиптическим орбитам Астрономические открытия Г.Галилея (1-ый телескоп) -Солнце, и, следовательно, все планеты, вращаются вокруг своей оси -сформулировал принципы инерции и относительности (дальнейшее обобщение сделано в теории относительности А.Эйнштейном) И.Ньютон формулирует фундаментальные законы механики( 3 закона динамики), закон всемирного тяготения,разрабатывает интегральное и дифференциальное исчисление. Достижения в других областях: - установлены опытные газовые законы; -предложено уравнение кинетической теории газов; сформулирован принцип равномерного распределения энергии по степеням свободы, 1-е и 2-е начало термодинамики; - открыты законы Кулона, Ома и электромагнитной индукции; - разработана электромагнитная теория; -явления интерференции, дифракции и поляризации света получили волновое истолкование -сформулированы законы поглощения и рассеивания света. | ||
| до 2-й половины XVIII в. | -подпериод ятрохимии Начало совр.промышл.х. Реформаторы алхимии: Парацельс в области медицины (соль, сера, ртуть). Агрикола в области металлургии и горного дела | ||||
| рубеж XVII-XVIII вв. pv=const (T=const) | -подпериод пневматической химии Исследование газов и открытие газообразных простых тел и соединений Бойль, Блэк, Кавендиш, Пристли… | ||||
| -подпериод теории флогистона Г.Э.Шталь создает теорию флогистона для объяснения явлений горения и окисления (во всех веществах, способных гореть и окисляться, содержится флогистон, удаляющийся из них при г.и ок. Ме-сл.в-ва, сост.из соотв.эл-та и флогистона.) | |||||
| 2-я половина XVIII в. | -подпериод антифлогистонной системы Труды Лавуазье: выяснил роль О2, разрушив теорию флогистона (Ме+О2→МеО), заложил основы хим. систематики (Ме – эл-т, оксид –сл.в-во) экспериментально доказал закон сохранения массы. Независимо от Лавуазье этот закон несколько раньше устанавливает М.В.Ломоносов | ||||
| Первые 60 лет XIX в. | Период количественных законов Закон постоянства состава Закон эквивалентов Закон кратных отношений -Возникновение и развитие атомной теории Дальтона, -атомно-молекулярной теории Авогадро, -экспериментальными исследованиями по определению атомных весов, - формулировка понятий: атом, молекула, эквивалент. | ||||
| С 60-х годов XIX в до наших дней Последние десятилетия | Современный период -создана теория химического строения вещества А.М.Бутлеровым -Д.И.Менделеевым открыт периодический закон и разработана периодическая классификация элементов -разработаны представления о валентности -теория ароматических соединений и стереохимия -углубились методы исследования строения вещества -успехи в синтетической химии -теория электролитической диссоциацииС.Аррениуса - термодинамическая трактовка химических процессов -теория неравновесных процессов И.Пригожина - установление структуры молекулы ДНК -расшифровка молекулярного генного механизма наследственности и т.п. | С конца XIX в. до наших дней (1я пол.XX в.) 1900 1905 1913 20-е годы 1905 1915 1947г 2-я половина XXв. 1987 2-я половина XXв | Современная физика Постклассическая физика? Характерная особенность – наряду с классическими, развиваются квантовые представления Квантовая теория М.Планка Квантовая теория фотоэффекта А.Эйнштейна Учение о радиоактивности и строении атома Э.Резерфорда Квантовая теория атома Н.Бора Принцип неопределенности В.Гейзенберга Волновая механика Э.Шредингера Разработка квантовой механики Создание специальной и общей теории относительности А.Эйнштейном Развитие ядерной физики, Создание.транзистора американскими физиками Д. Бардиным, У. Браттейном и У. Шокли, развитие полупроводниковой технологии и на ее базе Развитие микроэлектроники Создание квантовых генераторов (общее название источников электромагнитного излучения, работающих на основе вынужденного излучения атомов и молекул), в том числе лазеров Открытие сверхпроводимости Постнеклассический период развития физики ? - формирование новой науки синергетики (природные явлении я рассматриваются как сложные системы) Компьютерные технологии Интернет Математическое моделирование Новые технологии, новые виды связи Нанопромышленность |