Методология науки Концепция
 Скачать 106.5 Kb.
|
|
Методология науки Концепция – это основополагающая идея, которая позволяет объяснить изучаемое явление с единой точки зрения. Культура – это исторически определенный уровень развития общества и человека, выражающийся в типах и формах жизни и деятельности людей и их взаимоотношениях. Наука – это система обобщенных, достоверных и логически взаимосвязанных знаний, являющихся результатом деятельности особой группы людей по получению новых знаний. Естествознание изучает все формы и структуры неживой и живой природы. Гуманитарные науки изучают наиболее сложные формы живой природы, так или иначе связанные с человеком. Фундаментальные науки имеют целью познание объективных законов мира самих по себе, безотносительно к интересам и потребностям человека. Прикладные науки имеют целью разработку способов применения знаний, полученных фундаментальными науками, для удовлетворения потребностей людей. Особое место в структуре науки занимает математика, которая играет роль универсального языка науки. Метод – совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Абстрагирование – отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств изучаемого явления с одновременным выделением интересующих свойств и отношений. Индукция – способ рассуждения, в котором общий вывод строится на основе частных посылок. Дедукция – метод научного познания, представляющий собой получение частных выводов на основе общих знаний. Анализ – процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части и их отдельное изучение (анализ крови). Синтез – операция соединения выделенных частей предмета изучения в единое целое. Аналогия – прием познания, при котором наличие сходства, совпадение признаков нетождественных объектов позволяет предположить их сходство и в других признаках. Обобщение – выявление общих свойств, отношений и признаков объектов, приводящее к появлению новых научных понятий. Классификация – разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо признаком. Принцип соответствия: теория, справедливость которой была экспериментально подтверждена для какой-то категории явлений с разработкой новой, более общей теории, не устраняется как нечто неверное, а остается применимой, как частный случай новой теории. Древнегреческим ученым были доступны лишь простые наблюдения за природными явлениями, на основе которых выдвигались гипотезы и проводились логические рассуждения. Парадигма – это система основополагающих научных взглядов, господствующих в науке в определенный период ее развития. Стратегия познания – это система самых общих принципов, положенных в основу научного познания, которые определяют единую логику развития научной мысли. Постулат – отправное исходное положение какой-либо теории, в пределах которой оно принимается без доказательств. Гипотеза – это предположительное утверждение, нуждающееся в эмпирической проверке. Закон – это утверждение, обобщающее рассматриваемое явление и выражающее его сущность в краткой формулировке. Теория – это система достоверных и обобщенных знаний о какой-либо группе родственных явлений. Рационализм – направление в научной теории, основной тезис которого утверждает, что любое познание возможно только через разумное восприятие. Моделирование – метод замещения изучаемого объекта подобным ему по ряду интересующих исследователя свойств и характеристик. В ходе наблюдения исследователь не воздействует на изучаемое явление или объект, а лишь получает информацию о них. Эксперимент – это изучение явления при его воспроизведении в строго контролируемых условиях. Измерение – совокупность действий, выполняемых с целью определения числового значения величины путем сравнения ее с эталонной величиной. Измерения, при которых данные получают непосредственно в ходе наблюдения или эксперимента, называются прямыми. Данные косвенных измерений получают путем расчетов. Измерительный прибор – это макроскопический объект, который служит посредником между изучаемым явлением и органами чувств человека. Абсолютная погрешность – это разность по модулю между средним значением и значением данного измерения. Относительная погрешность – это отношение абсолютной погрешности к среднему значению измеряемой величины. Принцип верификации: любая теория, которая претендует на звание научной, должна быть эмпирически подтверждена. Принцип фальсификации: та теория претендует на звание научной, которая в принципе опровержима. История естествознания Демокрит является родоначальником атомистической концепции. Платон проводил разделение мира на мир идей и мир вещей. Аристотель является родоначальником концепции непрерывности материи. Аристотель делил движения на естественные и насильственные. Птолемей был основателем геоцентрической системы. Коперник был основателем гелиоцентрической системы. Галилей изобрел первый телескоп. Галилей обосновал принцип инерции. Классическая и неклассическая физика Закон всемирного тяготения:  Первый закон Ньютона: тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если не взаимодействует с другими телами. Второй закон Ньютона: F=ma. Сила является мерой взаимодействия между телами. Масса является мерой инертности тел. Третий закон Ньютона: тела взаимодействуют с силами, равными по величине и противоположными по направлению. Редукционизм – методологический приём, заключающийся в упрощении, сведении сложного процесса или явления к более простому. Все закономерности, которые позволяют по известным взаимодействиям и начальным состояниям однозначно предвычислить будущее состояние системы, называются закономерностями динамического типа. Концепция дальнодействия: взаимодействие материальных тел не требует материального посредника и может передаваться мгновенно. Поле некоторой физической величины – это совокупность значений этой величины в каждой точке сплошной среды. Гармоническими называются колебания, происходящие по закону синуса или косинуса. Частота – число колебаний в единицу времени. Дифракция – это явление огибания волнами препятствий. Интерференция – это явление взаимного усиления или ослабления когерентных волн при их наложении. Когерентными называются волны с одинаковой длиной волны и неизменной разностью фаз в точке их наложения. Поляризация – это неравноправие различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу. Эффект Доплера – это изменение длины волны излучения, воспринимаемого приемником от источника, при их движении друг относительно друга. Концепция близкодействия: взаимодействие между объектами осуществляется посредством различных полей, непрерывно распределенных в пространстве Закон сохранения энергии соответствует однородности времени. Закон сохранения импульса соответствует однородности пространства. Закон сохранения момента импульса соответствует изотропности пространства. Энергия – это общая мера различных форм движения и взаимодействия всех видов материи. Потенциальная энергия зависит от положения тела по отношению к другим телам. Принцип относительности Галилея: механические процессы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета. Обобщенный принцип относительности Эйнштейна: все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Фотоэффект – это явление испускания электронов поверхностями металлов при их освещении. Корпускулярно-волновой дуализм: свет сочетает свойства потока частиц и волнового процесса. Размер атома 10-10 м. Размер атомного ядра 10-15 м. Первый постулат Бора: электрон в атоме водорода может находиться не на любых, а только на особых стационарных орбитах, находясь на которых он не излучает энергию. Соотношение неопределенностей Гейзенберга: pxx ħ. Принцип дополнительности Бора: невозможно одновременно исследовать волновые и корпускулярные свойства частиц. Квантовая механика изучает поведение микрочастиц. Спин – собственный момент импульса микрочастицы. Частицы с полуцелым спином называются фермионами. Частицы с целым спином называются бозонами. Принцип запрета Паули: два фермиона не могут одновременно находиться в одном состоянии. Изотопы – это атомы с одинаковым зарядом ядра (числом протонов в ядре), но с разным числом нейтронов. В настоящее время известно более 100 химических элементов. Концепции химии 4 этапа развития химии: 1. Учение о составе. 2. Структурная химия. 3.Учение о закономерностях химических процессов. 4. Эволюционная химия. Молекула – это наименьшая структурная единица вещества, определяющая его химические свойства. По тепловым эффектам химические реакции подразделяются на эндотермические (тепло поглощается) и экзотермические (тепло выделяется). Направление смещения химического равновесия под влиянием внешних воздействий определяется принципом Ле Шателье: любое воздействие на систему, находящуюся в равновесии, способствует протеканию той реакции, которая препятствует этому воздействию. Этот принцип описывает характер влияния на состояние химического равновесия температуры, концентрации компонентов системы и давления. Правило Вант Гоффа в химической кинетике определяет влияние температуры на скорость химической реакции Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов выражается законом действующих масс. Катализаторы – это вещества, которые увеличивают скорость химической реакции, не расходуясь в ней. Катализаторы снижают энергию активации. Кинетическим условием состояния равновесия является равенство скоростей прямого и обратного процессов. Ферменты являются катализаторами в живых организмах. Ядерная физика и термодинамика Радиоактивность – это способность некоторых ядер самопроизвольно распадаться, превращаясь в другие. α-излучение – поток ядер He β-излучение – поток электронов γ-излучение – поток электромагнитных волн с малой длиной волны (λ=10-12-10-13 м) (поток фотонов). Это наиболее проникающее из радиоактивных излучений. Ядерные реакции – это превращения ядер при взаимодействии друг с другом и с элементарными частицами. Термоядерными называются реакции синтеза атомных ядер. Термоядерные реакции – это источник энергии звезд (и Солнца). Адроны участвуют в сильном взаимодействии. Лептоны не участвуют в сильном взаимодействии. 6 известных лептонов: электрон, электронное нейтрино, мюон, мюонное нейтрино, тау-лептон, тау-лептонное нейтрино. Кварки входят в состав адронов. Гравитоны – переносчики гравитационного взаимодействия. Фотоны – переносчики электромагнитного взаимодействия. Глюоны – переносчики сильного взаимодействия. Промежуточные векторные бозоны (W±, Z0) – переносчики слабого взаимодействия. Флуктуация – это случайное локальное отклонение величины, характеризующее состояние системы от ее среднего значения. Релаксация – это процесс самопроизвольного возвращения системы в состояние равновесия после снятия возмущающего внешнего воздействия. Энтропия является мерой хаотичности (беспорядка) многочастичной системы. Формула Больцмана:S = klnW. Точка бифуркации: состояние, при котором в сильно неравновесной и неустойчивой системе скачком происходит переход к новому типу поведения. Синергетика – это междисциплинарное научное направление, изучающее процессы самоорганизации. Концепции космологии и космогонии Космология – это наука о Вселенной в целом, ее свойствах и эволюции. Космогония – это наука о происхождении и развитии небесных тел, их систем. Красное смещение – это смещение спектральных линий излучения далеких галактик в область низких частот. Космологическая сингулярность – состояние Вселенной в прошлом, которое характеризуется бесконечно малыми пространственными масштабами и бесконечно высокой плотностью. Метагалактика – наблюдаемая часть Вселенной (не вся Вселенная). Наша галактика (Млечный Путь) – это спиральная галактика. Большинство химических элементов современной Вселенной образовалось в ходе термоядерных реакций в недрах звезд и взрывов Сверхновых. Концепции геологии Ядро Земли состоит из смеси Fe и Ni в соотношении 4:1. 97% массы земной коры составляют силикаты. Три слоя земной атмосферы: тропосфера (до высоты 8-17 км), стратосфера (от 17 до 55 км над поверхностью Земли), ионосфера (выше 55 км). Кислород появился в атмосфере Земли в результате жизнедеятельности растений. Газ, содержание которого в атмосфере Земли максимально – это азот. Озон – это соединение кислорода O3. Различают экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние) геодинамические процессы. К экзогенным процессам относятся: выветривание, деятельность подземных вод, лавины, оползни, работа ветра. К эндогенным процессам относятся: вулканы, гейзеры, тектонические движения, землетрясения, метаморфизм. Биологический уровень организации материи Органогены – C, H, O, N, P, S. Углерод – органоген №1. 3 положения теории Дарвина: изменчивость, наследственность и естественный отбор. Палеонтология – наука о вымерших растениях и животных, о смене их в пространстве и времени. Концепции происхождения жизни.
Анаэробы – микроорганизмы, развивающиеся при отсутствии в окружающей их среде свободного кислорода. Аэробы – организмы, способные жить только в присутствии кислорода. Коацерваты – это молекулярные системы, являющиеся доклеточными предками живых организмов. Голобиоз – методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, способных к элементарному обмену веществ, при участии ферментов. Генобиоз – методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на убеждении в первичности макромолекулярной системы со свойствами генетического кода. Белки – это биополимерные макромолекулы, состоящие из аминокислот – мономеров (всего 20 аминокислот из 100 для любых организмов). Молекулярная хиральность – это зеркальная асимметрия молекул. ДНК способна сохранять и передавать наследственную информацию организмов. Ген – участок ДНК, содержащий информацию о структуре белка, то есть о последовательности соединения входящих в его состав аминокислот. Ген – это единица наследственной информации живого организма. ДНК расположена в хромосомах (у человека всего 46 хромосом). Каждая аминокислота зашифрована тремя азотистыми основаниями (нуклеотидами). Прокариоты – безъядерные клетки (бактерии и сине-зеленые водоросли). Эукариоты – клетки с ядром. Онтогенез – индивидуальное развитие организма. Популяция – совокупность организмов одного вида, обладающих единым генофондом (совокупностью генов) и занимающая определенную территорию. Биоценоз – исторически сложившееся устойчивое сообщество популяций, связанных друг с другом и с окружающей средой обменом веществ. Трофические (пищевые) цепочки: трава - травоядные – хищники – бактерии. Гомеостаз – способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять динамическое относительное постоянство состава. Автотрофы – это организмы, синтезирующие внутри себя органические вещества с запасенной в них химической энергией. Фотосинтез – процесс образования органических веществ из неорганических под действием солнечного света в растительных клетках. Гетеротрофы – это организмы, потребляющие энергию из готовых органических веществ в процессе дыхания. Репликация – это удвоение молекулы ДНК, необходимое для последующего деления клетки. Транскрипция – это перенос кода ДНК путем образования информационной молекулы РНК на одной из нитей ДНК. Трансляция – это синтез белка на основе генетического кода информационной РНК. Происходит в рибосомах. Рибосома – структурный компонент клетки, единственной функцией которого является сборка первичной структуры белка. Генотип – это совокупность всех генов организма, локализированных в его хромосомах. Фенотип – это совокупность внешних и внутренних признаков организма. Человек и природа Мутации – это наследуемые генетические изменения. Модификационная изменчивость – изменчивость, выражающаяся в изменениях фенотипа под влиянием факторов внешней среды. Филогенез – процесс исторического развития организмов, их видов, родов, семейств. Микроэволюция – это эволюционный процесс, в основе которого лежат изменения генетической структуры популяции и который завершается обособлением нового вида. Макроэволюция – это совокупность исторических процессов, в ходе которых возникают группы организмов надвидового ранга, вплоть до самых высших – классов и типов. Популяционные волны (волны жизни) – это колебания численности особей в популяциях. Изоляция – это резкое ограничение скрещивания особей разных популяций. Человек представляет собой уникальное биосоциальное явление. Решающее значение в развитии сознания и речи – признаков, отличающих человека от животного мира, имели социальные факторы эволюции. Биологический фактор эволюции, оказывающий наиболее сильное влияние на популяции человека в настоящее время – это мутационный процесс. Левое полушарие является ведущим при логическом мышлении, обеспечивает речевую функцию; правое полушарие обеспечивает интуицию, синтез, формирование целостных образов, восприятие музыки и живописи. Стресс – это состояние сильного и длительного психологического напряжения, которое возникает у человека, когда его нервная система получает эмоциональную перегрузку. Эмоции – реакции человека на воздействие внутренних или внешних раздражителей, имеющие ярко выраженную субъективную оценку и охватывающие все виды чувственности и переживаний. Валеология (лат. valeo — «быть здоровым»)– новая наука о здоровье души и тела. Биосфера – это оболочка Земли, населенная и активно преображаемая живыми организмами. Два главных компонента биосферы: живые организмы и среда их обитания. Биоценоз – сообщество животных, растений, микроорганизмов. Биогеоценоз – эволюционно сложившаяся на определенном ареале природная система функционально взаимосвязанных живых организмов и окружающей их абиотической среды. Биогенное вещество – химическое соединение, возникшее в результате жизнедеятельности организмов, но не обязательно входящее в состав тел в данное время, например, уголь, нефть, битумы, известняки и пр. Биокосное вещество – вещество, создаваемое живыми организмами совместно с неживой природой. Косное вещество – небиогенные минералы, горные породы, метеориты. Солнечная энергия – тоже косное вещество. Функции живого вещества Энергетическая функция. Связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей ее по цепям питания, рассеиванием. Концентрационная функция – способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы. Газовая функция – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. Она обусловлена способностью организмов поглощать и выделять кислород, углекислый газ. Деструктивная функция – разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как самих остатков органического вещества, так и косных веществ. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют низшие формы жизни – грибы, бактерии (деструкторы, редуценты). Средообразующая функция – является в значительной мере интегративной (результат совместного действия других функций). С ней в конечном счете связано преобразование физико-химических параметров среды, напр., формирование рельефа, состава и свойств морского дна. Экология – это наука об отношениях сообществ, образуемых живыми организмами между собой и окружающей средой. Среди факторов, влияющих на биосферу очень важны антропогенные факторы – это факторы, связанные с деятельностью человека (промышленные загрязнения, вырубка лесных насаждений и т.д.). Ингредиентное загрязнение – совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам. Параметрическое (физическое) загрязнение – загрязнение, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды. Деструктивнное загрязнение – загрязнение, связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования. Ритм большинства биологических процессов на Земле зависит от солнечной активности. Цикл изменения солнечной активности составляет 11 лет. Ноосфера – это сфера разумного взаимодействия человека и природы. |