Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Становление неклассической науки (втор половина 19 - нач 20 веков).
|
|
Признаки отличия неклассической науки от классической:
1 – Преодоление недостатков, называемых механицизмом;
2 – Понимание того, что мир сложен, чем был до сих пор:
а) Описание одного и того же явления может быть объяснено двумя и более физическими явлениями;
б) Допущение возможности исключения субъекта;
3 – Возросшая на порядок степень математизации;
4 – наука и техника не только сблизились, но соединились;
5 – Решение практических задач подкреплено точным решением;
6 – Рационализация сфер организации труда.
В истории развития естественных наук рассматриваемого периода достаточно четко выделяется ряд этапов:
· зарождение кризиса (1870-1880);
· разрастание кризиса " конца века" (1890-1900);
· разрешение кризиса, конец революционного периода (1920-е годы);
· монотонный рост, вплоть до 1950-1960-х годов.
" Ультрафиолетовая катастрофа" в конце XIX в. сводилась к парадоксальному результату, согласно которому никакое тепловое равновесие невозможно, так как вся энергия системы будет постепенно передаваться электромагнитным колебаниям все более высоких частот. Немецкий физик М.Планк в 1900 г. нашел простую формулу, которая, с одной стороны, не приводила к указанной " ультрафиолетовой катастрофе", а с другой - вела к известным формулам Вина и Рэлея-Джинса в соответствующих предельных случаях коротких и длинных электромагнитных волн. Таким образом, первенство в выдвижении квантовой гипотезы принадлежало М.Планку. К началу ХХ в. были установлены основные эмпирические закономерности фотоэффекта. В тех случаях, когда слабые ультрафиолетовые лучи оказывают действие, красные лучи огромной интенсивности никакого действия не вызывают. Введение гипотезы квантов позволило Эйнштейну получить правильное выражение и для поведения теплоемкости твердых тел при низких температурах.
Парадокс устойчивости атомов состоял в том, что результаты опытов Резерфорда о столкновении a-частиц с атомами указывали на то, что атомы содержат маленькое положительное ядро, в поле которого движутся электроны. Отсюда вытекала планетарная модель атома. Но согласно законам электродинамики, подобное движение электрона являлось ускоренным движением, а следовательно электрон должен был излучать электромагнитные волны, терять энергию и очень быстро упасть на ядро. Гипотеза квантов позволила Бору объяснить этот парадокс, а также ряд обнаруженных к тому времени эмпирических выражений, описывающих дискретные спектры излучения различных атомных газов.
В середине XIX в. происходит раскол между художественной, научно-технической и управленческой элитами. Наука начала свой триумфальный " марш" открытий. Многие научные и технические направления прогрессировали настолько, что у среднего человека росла некритичная вера в неизбежный прогресс. Большую роль в этом сыграл дарвинизм, ставший одним из столпов сциентистской идеологии. В середине XIX в. происходит резкое изменение в первичных интересах образованных людей, наблюдается сдвиг к сциентизму - взгляду о том, что научное знание есть единственное средство, могущее решить все человеческие проблемы. Международные выставки ХIХ в. символизировали " самодовольство буржуазного прогресса" и преимущества механизированной индустрии.
Познавательная модель
Спокойное развитие физики в русле традиции ньютоновской механики столкнулось с явно не укладывающимися в это " классическое" " прокрустово ложе" теориями электродинамики Фарадея-Максвелла, статистической физики Больцмана, а затем специальной теории относительности Эйнштейна и квантовой механики Бора.
Формирование теории электромагнитного поля в конце XIX в. сопровождалось " брожением умов" и появлением механик, альтернативных Ньютоновской. В среде ученых в конце ХIХ в. мы наблюдаем два противостоящих друг другу взгляда на физику и естественную науку, четко сформулированных М.Планком. Планк считал, что внешний мир представляет собой нечто независящее от нас, абсолютное, чему противостоим мы. Этот постоянный элемент (подразумеваются мировые постоянные и связанные с ними законы) не зависит ни от какой человеческой и даже ни от какой вообще мыслящей индивидуальности, и составляет то, что мы называем реальностью.
В конце XIX - начале XX в. произошли события, которые " потрясли мир".
· В 1895 г. К.Рентген (1845 - 1923) открыл " х-лучи".
· В 1896 г. А.Беккерель (1852 - 1908) обнаружил явление радиоактивности (естественной).
· В 1897 г. Дж. Томсон (1892 - 1975) открыл электрон.
· В 1898 г. Мария Кюри (1867-1934) и Пьер Кюри (1859 - 1906) открыли новый химический элемент - радий.
· В 1902 - 1903 гг. Э. Резерфорд (1871 - 1937) и Ф.Содди (1877 - 1956) создали теорию радиоактивности как спонтанного распада атомов и превращения одних элементов в другие (начало ядерной физики).
· В 1911 г. Э.Резерфорд экспериментально обнаружил атомное ядро.
· В 1920-х годах была разработана серия моделей строения атома.
Эти события привели к кризису ньютоновской парадигмы классической физической теории, господствовавшей в XVII - первой половине XIX в. Кризис разрешился революцией в физике, породившей:
· теорию относительности (частную, или специальную - СТО, и общую - ОТО);
· квантовую механику (нерелятивистскую и релятивистскую - квантовую теорию поля);
Эти теории ознаменовали переход от " классической" к " неклассической" науке.
Создание теории относительности
Победа электромагнитной теории Максвелла привела к кризису (господствовавшего до тех пор в среде физиков) ньютоновского взгляда на мир. Следствием этого в конце XIX в. стали критический анализ оснований классической механики и создание альтернативных механик без понятия силы. С новой силой и аргументацией возродился спор XVII в. между Ньютоном и Лейбницем о существовании абсолютного пространства и времени. На этом фоне вызревало противоречие между максвелловской электродинамикой и классической механикой как физическими теориями. Они сконцентрировались вокруг вопроса о распространении электромагнитных волн (частным случаем которых является свет) - квинтэссенции теории Максвелла и преобразованиях Лоренца. Распространение в научном сообществе теории относительности
История распространения и утверждения в научном сообществе теории относительности показывает ее огромный мировоззренческий потенциал, не сводимый к отдельным научным результатам. Это теория " многомерного мира ", как бескомпромиссная, почти мистическая, борьба с абсолютной системой. И хотя и СТО и ОТО имеют веские экспериментальные подтверждения (например, точное описание орбиты Меркурия; исследование лучей света, красное смещение), оппозиция им не исчезла и сегодня. Из этих двух " супертеорий" в XX в. выросли: ядерная физика, физика твердого тела, лазерная оптика, квантовая химия и др. Химия и биология Главная задача химии, cформулированная Д.И.Менделеевым (1834 – 1907), - получение веществ с необходимыми свойствами. Это требует научно-исследовательских усилий по выявлению способов управления свойствами вещества. В первой половине XX в. эта задача решалась на структурно-молекулярном уровне. На такой базе возникла технология получения органических веществ. Одним из первых выдающихся достижений этой технологии стало получение синтетического каучука в 1928 г. Биология в XX в. переходит от стадии описательной науки к теоретической и экспериментальной. Как развитие экспериментов и гипотез о наследственности Г. Менделя (1822-1884), в первой трети XX в. возникает мощное течение, получившее название генетика, судьба которой оказалась довольно драматичной в СССР. Трагична была и судьба ее лидера, Н. И. Вавилова (1887-1943), - автора теории гомологических рядов. После серии великих открытий второй половины XX в. носителей и кодов наследственности РНК и ДНК, биология вышла на молекулярный уровень изучения своих объектов и явлений, она приобрела черты физико-химической биологии. В последней трети XX в. усиливается развитие концепции эволюционной биологии, что, в принципе, делает реальной возможность осуществления глобального эволюционного синтеза. Техника и технологии периода неклассической науки Техника и технологии периода неклассической науки в основном носили еще " классический" характер. Из всего многообразия технологического развития необходимо выделить главное: в XX в. это развитие стремительно шло к интеграции различных направлений в единую техносферу с взаимозависимыми функциональными частями, охватывавшими всю планету и околоземное пространство (глобальный транспорт, глобальная связь, глобальное перераспределение энергетических и сырьевых ресурсов и т.д.) и все стадии трансформации вещества, энергии и информации. Решающее влияние на становление структурной техники и технологии и на темпы этого становления в XX в. оказали две мировые войны, цикл локальных войн и глобальное противостояние двух политических систем. Отдельными вехами технического и технологического развития в XXв. были: · изобретение (в конце XIX в.) двигателя легкого топлива (цикл ОТТО) и сразу, вслед за этим, возникновение автостроения и авиастроения со множеством проявлений " внутренней" специфики: новые материалы, новая энергетика, новые технологии, новые проблемы взаимодействия человека и техники; · обоснование космонавтики и всего комплекса научно-технических знаний о ракетно-космических системах, начиная с механики тел переменной массы, практическое использование ракетных систем. К середине XX в. получили широкое промышленное и технологическое применение квантово-механические теории: · ядерная физика и " атомный проект" с реализацией концепции ядерного, а затем - термоядерного оружия; · электротехника и создание твердотельной элементной базы вычислительной техники; · квантовые генераторы, создание лазеров разнообразного назначения и, в дальнейшем, лучевого оружия; · создание новых систем связи и коммуникации. Началом новейшей революции в естествознании, приведшей к появлению современной науки, был ряд открытий в физике, разрушивших всю картезианско-ньютоновскую космологию. Это открытие электромагнитных волн Г. Герцем, коротковолнового электромагнитного излучения К. Рентгеном, радиоактивности А. Беккерелем, электрона Дж. Томсоном, светового давления П.Лебедевым, введение идеи кванта М. Планком, создание теории относительности А. Эйнштейном, описание процесса радиоактивного распада Э.Резерфордом. В 1913 - 1921 гг. на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создал модель атома, разработка которой велась в соответствии с периодической системой элементов Д.Менделеева. Это был первый этап новейшей революции в физике и во всем естествознании. Он сопровождается крушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это привело к кризису физики и всего естествознания, являвшегося симптомом более глубокого кризиса метафизических философских оснований классической науки. Второй этап революции начался в середине 20-х гг. XX в. и связан с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в новой квантово-релятивистской физической картине мира. На исходе третьего десятилетия XX в. практически все главнейшие постулаты, ранее выдвинутые наукой, оказались опровергнутыми. В их число входили представления об атомах как твердых, неделимых и раздельных элементах материи, о времени и пространстве как независимых абсолютах, о строгой причинной обусловленности всех явлений, о возможности объективного наблюдения природы. Предшествующие научные представления были всецело оспорены. Например, твердое вещество больше не являлось важнейшей природной субстанцией. Трехмерное пространство и одномерное время превратились в относительные проявления четырехмерного пространственно-временного континуума. Время течет по-разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых объектов время замедляется, а при определенных обстоятельно может и совсем остановиться. Законы Евклидовой геометрии более не являлись обязательными для природоустройства в масштабах Вселенной. Планеты движутся по своим орбитам не потому, что их притягивает к Солнцу некая сила, действующая на расстоянии, но потому, что само пространство в котором они движутся, искривлено. Субатомные феномены обнаруживают себя и как частицы, и как волны, демонстрируют свою двойственную природу. Стало невозможным одновременно вычислить местоположение частицы и измерить ее ускорение. Принцип неопределенности в корне подрывал и вытеснял собой старый лапласовский детерминизм. Научные данные и объяснения не могли развиваться дальше, не затронув природы наблюдаемого объекта. Физический мир, увиденный глазами физика XX в., напоминал не столько огромную машину, сколько необъятную мысль. Началом третьего этапа революции были овладение атомной энергией в 40-е годы XX в. и последующие исследования, с которыми связано зарождение электронно-вычислительных машин и кибернетики. Также в этот период наряду с физикой стали лидировать химия, биология и цикл наук о Земле. С середины XX в. наука окончательно слилась с техникой, приведя к современной научно-технической революции. Квантово-релятивистская научная картина мира стала первым результатом новейшей революции в естествознании. Другим результатом научной революции стало утверждение неклассического стиля мышления. Новейшая революция в науке привела к замене созерцательного стиля мышления деятельностным.
|
|