И. Ньютон и его роль в становлении классической науке

МИНОБРНАУКИ  РОССИИ

ОГУ

Орский гуманитарно-технологический  институт (ФИЛИАЛ)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный  университет»

(Орский гуманитарно-технологический  институт (филиал) ОГУ)

 

 

Исторический факультет

 

 

 

Реферат

 

по дисциплине «Концепции современного естествознания»

 

И. Ньютон и его роль в становлении классической науке

 

Орский гуманитарно-технологический  институт (филиал) ОГУ 050401.65.5.3.13.09 ОО

 

 

Руководитель работы

________________________________

 «________»  ___________ 20_______г.

Исполнитель

студент группы 09И

_____________________Н.В.  Сараева

«________» ___________ 20_______г.

 

 

 

 

Орск 2013

Аннотация

 

В данном реферате рассматривается  кто же такой И. Ньютон и какой  вклад он внёс в становление классической науки.

Структура реферата имеет классическую форму: она состоит из введения, трёх глав и заключения.

Первая глава освещает процессы становления классической науки;

Вторая глава содержит биографическую справку;

Третья глава отражает вклад И. Ньютона в становлении классической науки.

Работа выполнена печатным образом на 28 страницах с использованием ресурсов интернета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание 

Введение……………………………………………………………………………4

1. Процессы становления классической науки…………………………………..6

2. Создатель классической механики И. Ньютон……………………………….17

3. Роль И. Ньютона в становлении классической науки……………………….25

Заключение………………………………………………………………………...27

Список использованной литературы…………………………………………….28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Актуальность: Современная наука охватывает огромную отрасль знаний - около 15 тысяч дисциплин, которые в различной степени отдалены друг от друга. Современная наука имеет очень сложную организацию. Она разделяется на множество отраслей знания.

Естествознание - наука о природе; совокупность естественных наук, взятая как целое; одна из трех основных областей человеческого знания (наряду с науками  об обществе и мышлении). В Новое  время природа впервые становится объектом тщательного научного анализа  и вместе с тем поприщем активной практической деятельности человека, масштабы которой в силу успехов  капитализма постоянно нарастают. Относительно низкий уровень развития науки и вместе с тем овладение  человеком мощными силовыми агентами природы (тепловой, механической, а  затем и электрической энергией) не могли не привести к хищническому отношению к природе, преодоление  которого растянулось на века, вплоть до наших дней.

Физика как ведущая отрасль  всего естествознания играет роль стимулятора  по отношению к другим отраслям естествознания. Конституирование физики как науки  связано в первую очередь с  гениальными открытиями Галилео  Галилея (1562 - 1642) и Исаака Ньютона (1643 - 1727). Особенно значительны научные  прозрения Ньютона.

Классическая наука Нового времени  развивается в ХVII в. Здесь происходит окончательное становление науки  как самостоятельной и независимой  от теологии формы духовной жизни  человечества.

Науку Нового времени характеризует  открытие законов классической механики. На основе этих законов была сформулирована научная картина мира, которая  получила название «классическая научная  картина мира». Основной чертой классической науки является органическое соединение эксперимента и математики. Первостепенный вклад в развитие идей классической науки внесли Г. Галилей, И. Ньютон.

Исаак Ньютон – английский математик  и естествоиспытатель, механик, астроном и физик, основатель классической физики. Роль открытий Ньютона для истории  науки сложно переоценить.

И. Ньютон сформулировал основные законы классической механики, дал  математическую формулировку закона всемирного тяготения, с научной точки зрения объяснил многие опытные данные (например, морские приливы). Он создал науку, основные идеи которой господствовали более 200 лет – до начала ХХ в.

Объект исследования – сама природа;

Предмет исследования – различные виды материи и формы их движения, проявляющиеся в природе, их связи и закономерности.

Цель работы: рассмотреть основные научные идеи И. Ньютона и его роль в становлении классической науки.

Задачи:

- рассмотреть становление классической науки;

- выявить личность И. Ньютона в изучении поставленных вопросах;

- определить какой вклад он внёс в становлении классической науки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Процесс становления  классической науки

Процессы становления классической науки тесно связаны с появлением науки в собственном значении этого слова. Первоначально наука  возникает в форме экспериментально-математического  естествознания. Период XVIII – XIX вв. считается  периодом так называемой классической науки, и характеризуется в первую очередь мощным развитием  физики, а также астрономии, химии и биологии. Наука классического периода носит объективный характер в исследованиях, как единственно верный способ познания мира, т.е. исследования объекта (предмета) самого по себе.

Хронологически становление классического  естествознания начинается примерно в XVI-XVII вв. и заканчивается на рубеже XIX-XX вв. Данный период можно условно  разделить на 2 этапа:   1) этап механистического  естествознания (до 30-х гг. XIX в.); 2)  этап зарождения и формирования эволюционных идей (до конца XIX -начала XX в.).

Этап механистического естествознания

Начало этого этапа совпадает  со временем перехода от феодализма к  капитализму в Западной Европе. Начавшееся бурное развитие производительных сил (промышленности, горное и военное  дело, транспорт и т.п.) потребовало  целого ряда технических задач, что  в свою очередь вызвало интенсивное  формирование и развитие частных  наук, среди которых наиболее значительной была механика. Укрепилась идея о возможности  изменения природы и приспособления ее под нужды человека на основе познания ее закономерностей, все больше осознается практическая ценность научного знания.

Этап механистического естествознания можно разделить на 2 ступени –  доньютоновскую и ньютоновскую. Первая связана с революционного новыми учениями Коперника, Браге, Бруно  XVII в. о существовании солнечной системы и наличия бесчисленных множеств других миров.

Так, Н.Коперник сформулировал теорию гелиоцентрической Вселенной, а  Д. Бруно - идею о единой, бесконечной  и неподвижной Вселенной.

Вторая ступень познания связана  с именами Галилея, Кеплера и  Ньютона XVIII в. Основные идеи их теорий заключалась в изучении проблем  движения объектов.

Впервые проблематика движения появилась  в работах Г. Галилея. Р. Декарт определил  природу как протяженную субстанцию и был сторонником картезианской  теории движения. П.Гассенди и Х. Гюйгенс  создали атомистическую теорию движения. Важное значение на данном этапе развития науки имели также работы родоначальника эмпиризма Ф. Бэкона (наука как  средство господства человека над природой, идеал науки есть техника, необходимость  создания истории науки и техники, а также учета социальной значимости науки), Р.Бойля (эксперимент), Р.И. Бошковича (атомы как центры сил) и др.

Огромную роль сыграли работы И. Ньютона. В своем основном труде  «Математические начала натуральной  философии» (1687) Ньютон создал сформулировал  понятия и законы классической механики, дал математическую формулировку закона всемирного тяготения, теоретически обосновал  законы Кеплера, а также объяснил большой объем опытный данных. Ньютон был автором многих новых  физических представлений – о  сочетании корпускулярных и волновых представлений о природе света, об иерархически атомизированной структуре  материи, о механической причинности  и т.д. Научный метод Ньютона  сводится к следующим основным этапам: - проведение наблюдений, опытов, экспериментов; - выделение в чистом виде отдельных  сторон естественного процесса для  дальнейшего анализа; - понимание  управляющих этими процессами фундаментальные  закономерности и основные понятия; - осуществление математического  выражения этих принципов и взаимосвязей; - построение целостной теоретической  системы путем дедуктивного развертывания  фундаментальных принципов; - использование  сил природы для подчинения их целям людей.

Созданная Ньютоном механическая картина  мира сыграла в целом положительную  роль в развитии науки и философии, так как давала естественнонаучное понимание многих явлений природы. Основные идеи заключались в следующем: вся вселенная понималась как  совокупность огромного числа неделимых  и неизменных частиц, взаимосвязанных  силами тяготения; элементарным объектом мира выступал атом, и движение этих атомов и тел в абсолютном пространстве, сама природа представляет собой  «простой» предмет (совокупность тел  и атомов), «естествонаучное» знание и процессы сводились к механическим.

Эта теория оказала сильное влияние  на развитие других наук на долгие годы, давала естественнонаучное, а не мифологическое и религиозное понимание многих явлений природы. В то время такой  подход можно было считать научной  революцией. Однако были и проблемы, и в частности, в одностороннем  подходе, заключавшемся в принятии законов механики как единственных законов природы. По мере развития науки  проблемы точного естествознания стали  выходить за пределы законов и  методов механики. Требовались другие, немеханические, более широкие знания. Постепенно эта теория стала терять свой универсальный характер и к  середине XIX в. перестала быть общенаучной.

Этап зарождения и формирования эволюционных идей (30-е гг. XIX в. - к. XIX -н. XX в.)

С конца XVIII в. в естественных науках накапливались факты и богатый  эмпирический материал, которые не могли соотноситься с механической картиной мира и не объяснялись ею. Процесс изменений генерировался  с основном со стороны физики, геологии и биологии.

Физика. В период XVIII - н. XIX вв. на развитии физики существенное влияние оказало, прежде всего, учение Ньютона, окончательно победившее картезианскую теорию. Особенно быстрыми темпами развивалась механика, труды Л. Эйлера, Ж. Д’Аламбера, Ж. Лагранжа, П. Лапласа заложили основу аналитической механики, развитию мат.анализа, теории дифференцирования, теории рядов, вариационному исчислению, теории вероятности, начертательной геометрии. На развитие физики важное влияние оказывал технический процесс, развитие производственных сил определило потребность в разработке физики твердых тел, исследовании законов теплоты, электричества и магнетизма. Развивается и оптика (работы Д. Брадлея). Все эти разделы оформляются в самостоятельные отрасли физики , сначала очень обособленные, и вопроса об  исследовании законов превращений различных физических форм движения не возникало. Физика еще не стремилась к построению единой научной картины мира, а была нацелена на выявление и количественные исследования отдельных явлений, фактов, частных закономерностей. В первой половине XIX в. бурный рост производства, промышленные революции и перевороты, необходимость развития крупной машинной индустрии, металлургии, горнодобычи, металлообрабатывающих отраслей и т.п. определяют потребность в развитии естествознания как элемента промышленного и сельскохозяйственного производства. Это привело к быстрым темпам развития физической науки, и становления прикладных, технических отраслей. Появились новые отрасли - теплотехника, электротехника (в т.ч. гальванопластика), фотография. Ускоренными темпами стала развиваться оптика.  Следует отметить такие важнейшие научные открытия, как волновая теория света (Юнг, Френель), полевая концепция (Фарадей), закон сохранения и превращения энергии (Майер, Гельмгольц, Джоуль), новая концепция пространства и времени (неевклидова геометрия Лобачевского). Вторая половина XIX  - н. XX вв. характеризуются высокими темпами развития всех сложившихся и новых отраслей физики, особенно теории теплоты и электродинамики. Теория теплоты разрабатывалась в направлениях совершенствования термодинамики и  развития кинетической теории газов. В области электродинамики важнейшим стало создание теории электромагнитного поля. Особенность физики этого периода - противоречия нового содержания науки и старых методологических установок. Развитие физики еще более тесно связано с промышленным производством, технический прогресс стал невозможен без предварительных научных исследований, открытий. Данный период был отмечен целым рядом принципиальных научных открытий: рентгеновские лучи (В. Рентген, Томсон, Резерфорд), электрон, радиоактивность (А. Беккерель, Э. Резерфорд, П. и М. Кюри), фотоэффект (Столетов), периодическая система химических элементов (Менделеев).  Были сформулированы принципы термодинамики, и в связи с изучением необратимых систем произошел переход к статистической физике (Карно, Клазиус, Томсон). В работах Маха, Клиффорда дальнейшее развитие получили теории пространства и времени. Была создана теория электромагнитного поля (Максвелл, Герц).

Астрономия. К важнейшим астрономическим открытиям XVIII -  XIX вв. относятся: создание внегалактической астрономии (Гершнель, Ламберт, Сведенборг), формирование идеи развития природы, космологическая теория Канта-Лапласа. К. XIX в стал своеобразным триумфом ньютоновской астрономии. В этот же период, благодаря открытию фотографии и спектрального анализа, эффекта Доплера, статистической термодинамики, происходит формирование астрофизики, призванной решить ключевую проблему строения звезд и источников их энергии. Здесь следует назвать имена Р.Майера, Г. Кирхгофа, Р. Бунзена, а также Кельвина и Гермгольца.

Химия. Период XVIII -  XIX вв. характеризуется переходом от алхимии к научной химии. Следует отметить труды Гассенди, Бойля (теория атомизма), Лавуазье (химия как общая теория), Дальтона (атомно-молекулярное учение).

Биология. В XVIII -  XIX вв. в рамках биологии появляются первые идеи эволюции (Бюффон, Линней). Принципы эволюции впервые были сформулированы Ламарком. Наиболее полным и комплексным стало учение Ч. Дарвина, окончательно утвердившееся в к. XIX в. Тогда же произошло становление учения о наследственности (генетика), были сформулированы законы наследования (Мендель).

Таким образом, уже в середине XIX в. было подготовлено «свержение» метафизического  способа мышления, господствовавшего  в естествознании. Этому в основном способствовали три великих открытия: создание клеточной теории, открытие закона сохранения и превращения  энергии и разработка Дарвиным эволюционной теории. Клеточная теория была создана  немецкими учеными М.Шлейденом  и Т.Шванном в 1838-1839гг. Она доказала внутреннее единство всего живого и  указала на единство происхождения  и развития всех живых существ, а  также единство строения и развития растений и животных. Открытие в 40-х  гг. XIX в. закона сохранения и превращения  энергии (Ю.Майер, Д.Джоуль, Э.Ленц) показало, что ранее считавшиеся изолированными силы (теплота, свет, электричество, магнетизм) взаимосвязаны, они переходят при  определенных условиях одна в другую и представляют собой лишь различные  формы одного и того же движения в природе. Энергия как общая  количественная мера не возникает из ничего и не исчезает, а постоянно  переходит из одной формы в  другую. Теория Дарвина показала, что  растительные и живые организмы  не творение бога, как понималось ранее, а являются результатом длительного  естественного развития (эволюции)  органического мира, ведут свое начало от немногих простейших существ, которые в свою очередь произошли от неживой природы. Тем самым были найдены материальные факторы и причины эволюции – наследственность и изменчивость, а также движущий фактор эволюции – естественный отбор для «дикой» природы, и искусственный отбор для разводимых человеком домашних животных и растений.