Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 2 Генезис науки Возникновение античной науки Натурфилософия Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 2 Генезис науки Возникновение античной науки Натурфилософия

Журфак_2.ppt

  • Количество слайдов: 52

ЛЕКЦИЯ 2 Генезис науки. Возникновение античной науки. Натурфилософия и атомистика. Научные революции. Роль И. ЛЕКЦИЯ 2 Генезис науки. Возникновение античной науки. Натурфилософия и атомистика. Научные революции. Роль И. Ньютона в естествознании. Механистическая картина мира. Теория электромагнетизма. Теория относительности и квантовая механика. Канун новой научной революции.

Парадигма науки — идея, объединяющая актуальные теории в научную картину мира. Период нормальной науки Парадигма науки — идея, объединяющая актуальные теории в научную картину мира. Период нормальной науки –период устойчивой парадигмы. Научная революция- ломка старой и становление новой парадигмы. В. С. Степин 3 базовых компонента: - научная картина мира (модель реальности) - идеалы и нормы науки (представления о способах и правилах обоснования, доказательности, постановки задач исследования). - философско - мировоззренческое обоснование, обеспечивающее включение науки в культуру

3 этапа развития науки: -нормальная наука – период устойчивой парадигмы; -экстраординарная наука – период 3 этапа развития науки: -нормальная наука – период устойчивой парадигмы; -экстраординарная наука – период кризиса в науке; -научная революция –перестройка основания науки (смена парадигмы). Принцип соответствия Типы научных революций: Революция 1 -ого типа. Революция 2 -ого типа. 1. Зарождение античного научного мышления, становление натурфилософии (VI-V в. до н. э. ). 2. Становление механистической картины мира и Классической науки (научный эксперимент, экспансия механицизма) (XVII в). 3. Возникновение дисциплинарно организованной науки (XIX в. ). 4. Становление неклассической науки (теория относительности и квантовой механики) (к. XIX в)

Зарождение античного научного мышления, становление натурфилософии (VI-V в. до н. э. ) Античные государства: Зарождение античного научного мышления, становление натурфилософии (VI-V в. до н. э. ) Античные государства: государства Средиземноморья (Вавилон, Ассирия, Египет, Эллада), Китай, Индия и древние государства арабского Востока.

Древний Китай Стремитесь к знаниям, даже если они идут из Китая. Пророк Магомет В Древний Китай Стремитесь к знаниям, даже если они идут из Китая. Пророк Магомет В Древнем Китае развитие науки происходило благодаря различного рода технической деятельности, в процессе которой вырабатывались разнообразные технологические рецепты. Естественно, что прежде всего вырабатывались механические представления. Так, китайцы имели представления о силе ( то, что заставляет двигаться), противодействии, (то, что останавливает движение), рычаге, сравнении весов (сопоставлении с эталоном). В области оптика китайцы имели представление об образовании обратного изображения в "camera obscura". Уже в шестом веке до н. э. они знали явления магнетизма - притяжения железа магнитом, на основе чего был создан компас. В области акустики им были известны законы гармонии, явления резонанса. Но это были еще эмпирические представления, не имевшие теоретического объяснения. Древний Китай. Царство Цинь (Сюань, 318 г. до н. э. ) основана академия.

Некоторые древние изобретения Китая Хотя есть множество древних китайских изобретений, наиболее значимым являются производство Некоторые древние изобретения Китая Хотя есть множество древних китайских изобретений, наиболее значимым являются производство бумаги, порох, компас и печать. Эти изобретения привели к значительным изменениям в человеческой истории. Бумага для изготовления и печати Бумага является одним из наиболее широко используемых и необходимых материалов. До второго века до нашей эры люди пользовались очень дорогими и не всегда качественными средствами для письма, такими как полосы бамбука, свитки из шелка, закаленные глиняные таблички, деревянные таблички и т. д. Современная бумага была изобретена впервые в древнем Китае в период правления династии Хань (202 до н. э. - 220 н. э. ). Считается, что дворцовый евнух Цай Лунь изобрел процесс получения бумаги в 105 году н. э. Исследования показывают, что китайский народ использовал бумагу для упаковки и обивки и до второго века до нашей эры, но бумага как принадлежность к письму была применена именно в период династии Хань. Открытие бумаги привело к последующим открытиям, таким как бумажные деньги (во время правления династии Сун), печатные гравюры и керамические печати того же типа (примерно в то же период). Порох и фейерверки Одно из самых важных древних изобретений Китая – это изобретение пороха и фейерверков. Считается, что порох был открыт неким китайским поваром случайно. Но с этим можно поспорить, некоторые считают, что китайские алхимики обнаружили порох в девятом веке н. э. Предполагается, что порох был обнаружен где-то между 600 и 900 г. н. э. Фейерверки были также изобретены вскоре после открытия пороха. Исследователи утверждают, что происхождение фейерверков связано с периодом династии Сун (960 -1279 н. э. ). Вслед за изобретением пороха и фейерверков последовал ряд связанных с этим открытий, таких как так называемое копье огня, мины, в том числе военно-морские мины, пушка, взрывающиеся пушечные ядра, многоступенчатые ракеты и т. д. Компас Несмотря на то, что происхождение компаса в Китае можно проследить в четвертом веке до нашей эры, это всё-таки была только грубая форма компаса. Существовали различные формы компаса, которые использовались в древнем Китае, но магнитное устройство было изобретено во времена династии Сун, и именно этот компас был использован для навигации на море. Наиболее распространенным был компас, имеющий магнитную стрелку, которая плавала в воде. Существуют также сведения о том, что компас с подвесной магнитной стрелкой также использовался в течение этого периода.

 Изобретения древнего Китая Изобретательность китайцев дала нам: Арбалет, бренди, бумагу, бурение, водяной насос, Изобретения древнего Китая Изобретательность китайцев дала нам: Арбалет, бренди, бумагу, бурение, водяной насос, воздушные шарики, воздушного змея, гравюру, десятичную систему, железный плуг, зонтик, календарь, катушку для спиннинга, колокола, компас, кривое зеркало, лак, механические часы, огнемет, отрицательные числа, парашют, подвесной мост, порох, рельефные карты, руль, сейсмограф, сливной туалет, спички, стремя, счеты, тачку, фарфор, фейерверки, хомут и шелк

Древняя индия В Древней Индии основу естествознания составляют учение о пяти элементах - земле, Древняя индия В Древней Индии основу естествознания составляют учение о пяти элементах - земле, воде, огне, воздухе и эфире. Существовала также догадка об атомном строении вещества. Были разработаны своеобразные представления о таких свойствах материи, как тяжесть, текучесть, вязкость, упругость и т. д. , о движении и вызывающих его причинах. К VI в. до н. э. эмпирические физические представления в некоторых областях обнаруживают тенденцию перехода в своеобразные теоретические построения (в оптике, акустике).

Древняя Индия В глубокой древности в Индии начинает складываться богатая и своеобразная наука. Со Древняя Индия В глубокой древности в Индии начинает складываться богатая и своеобразная наука. Со второй половины 3 тыс. до н. э. здесь известна письменность, насчитывающая около 400 пиктографов (рисунков) и слоговых знаков. В древнейших источниках, их называют веды, сохранились упоминания об агрикультуре (удобрениях, севообороте, вредителях хлебов, орудиях земледелия из железа), обработке металла (олова, меди, свинца, серебра, золота), медицине (анатомии, патологии, терапии, хирургии), геометрии (соотношение сторон прямоугольника при построении жертвенников), изобретение шахмат. Подлинный подъем и расцвет индийская культура и наука достигли в 4 -2 веках до н. э. В этот период индийскими учеными была создана десятичная система исчисления, современное начертание цифр (позже названных в несколько измененном виде арабскими). Были известны извлечение квадратного и кубического корней, арифметическая и геометрическая прогрессии, основы тригонометрии и алгебры.

В священных книгах древних индусов отражены их представления о строении мира, имеющие много общего В священных книгах древних индусов отражены их представления о строении мира, имеющие много общего с воззрениями египтян. Согласно этим представлениям, плоская Земля с громадной горой в центре поддерживается 4 слонами, которые стоят на огромной черепахе, плавающей в океане. В 400 -650 года в Индии был создан цикл математических и астрономических сочинений, так называемая Сид. Ханта, написанная разными авторами. В этих работах мы уже встречаем картину мира с шарообразной Землей в центре и круговыми орбитами вокруг ее, близкую к системе мира Аристотеля и слегка упрощенную по сравнению с системой Птолемея. Несколько раз упоминается вращение Земли вокруг оси. Из Индии астрономические познания стали распространяться на запад, в первую очередь к арабам и народам Средней Азии.

В свете современных историко-научных исследований считается, что основы теоретического физического знания закладывались в эпоху В свете современных историко-научных исследований считается, что основы теоретического физического знания закладывались в эпоху античности в Древней Греции и других странах Средиземноморья. Государственное устройство типа рабовладельческой демократии, относительная терпимость к выбору религиозных верований позволяли обсуждать проблемы естествознания и осуществлять разграничение науки и религии при решении этих проблем. Это способствовало появлению сначала различных натурфилософских концепций на основе наблюдений и экспериментов, затем разработке теоретических физических концепций. В силу низкого уровня развития техники, существовавшей недооценки количественных расчетов и отстраненности потребностей рабовладельческого производства от достижений науки, эксперимент в эпоху античности не стал ни методом систематической проверки получаемых знаний, ни основным источником эмпирических знаний. Но постепенно на смену мифологическим объяснениям явлений действительности стали приходить попытки их научного обоснования.

Территориальное ядро — южная часть Балканского полуострова (Балканская, или материковая, Греция), а также прилегающие Территориальное ядро — южная часть Балканского полуострова (Балканская, или материковая, Греция), а также прилегающие к нему острова и западное побережье Малой Азии.

Древняя Греция. (рабовладельческая демократия). Греческая математика: Изложение знаний в виде теорем ДАНО-ТРЕБУЕТСЯ ДОКАЗАТЬ-ДОКАЗАТЕЛСТВО 3 Древняя Греция. (рабовладельческая демократия). Греческая математика: Изложение знаний в виде теорем ДАНО-ТРЕБУЕТСЯ ДОКАЗАТЬ-ДОКАЗАТЕЛСТВО 3 варианта устройства мироздания: Мир бесконечно делим (Анаскагор) Мир делится на части до определенного предела (атомистика Демокрита и Эпикура) Мир неделим (элеаты) Идея о материальной первооснове мира: Вода (Фалес из Милета), Θαλῆς ὁ Μιλήσιος Ἡράκλειτος ὁ Огонь (Гераклит), Воздух (Анакскмен) Апейрон (Анаксимандр) Число (Пифагор) Άναξιμένης Πυθαγόρας Идея вечного движения и изменчивости вещей (Гераклит)

Основной вопрос, занимавший мыслителей в это время был вопрос о соотношении единого и многого Основной вопрос, занимавший мыслителей в это время был вопрос о соотношении единого и многого ( иначе говоря, из какого начала образовалось окружающее нас множество вещей). Фалес, высказавший мысль о том, что все вещи произошли из воды, по сути произвел революционный переворот в мировоззрении, означавший отказ от мифологического объяснения явлений действительности в пользу представлений о них как превращении веществ. Значение этого переворота в культуре общества трудно переоценить, ибо по сути своей современные представления о действительности укладываются в эту парадигму (разумеется в конкретизированном виде).

Три научные программы: Идеалистическая (Платон, 428 -348 гг. до н. э. ) 2 материалистические Три научные программы: Идеалистическая (Платон, 428 -348 гг. до н. э. ) 2 материалистические (Аристотель и Демокрит) Аристотель: признавая реальность материи, вводит форму (второе начало). Материя –возможность возникновения вещей. Форма придает ей определенность. Мир состоит из непрерывной, находящейся в постоянном движении субстанции. Все материальные объекты состоят представляют различные формы этой субстанции. Мир представляет собой космос, имеющий форму сферы, в центре Земля. Первичная материя превращается в одну из стихий, образуя вещества, из них возникают тела.

КОНЦЕПЦИЯ АТОМИЗМА (Демокрит, Эпикур)VIVв. д. э. ) Пустота (Небытие) и атомы (бытие). Идея о КОНЦЕПЦИЯ АТОМИЗМА (Демокрит, Эпикур)VIVв. д. э. ) Пустота (Небытие) и атомы (бытие). Идея о том, что тела отличаются по формой простейших частиц и их расположением. 3 принципа: сохранение материи, сохранение форм материи и существование пустоты). КОНТИНУАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИЯ (Аристотель) (384322 г. д. э. ) «все есть часть всего» Основная задача науки- поиск начал и причин Основные положения: -концепция непрерывности материи, утверждающая единство объектов и целостность окружающего мира -атомистическая концепция, предполагающая наличие структурных уровней организации материи

Платон. Материальный мир-отражение мира идей человека. Огонь-тетраэдр Вода-икосаэдр Воздух-октаэдр Земля-куб «Числа-суть вещей» (Пифагор) «Бог Платон. Материальный мир-отражение мира идей человека. Огонь-тетраэдр Вода-икосаэдр Воздух-октаэдр Земля-куб «Числа-суть вещей» (Пифагор) «Бог геометр» 2 конкурирующие строение мира: гелиоцентрическая (Аристарх Самосского) и геоцентрическая (Гипарх и Птолемей) «Математическое построение» (Аль-Магисте) в Европе «Альмагест» . Архимед (теория центра тяжести, теория рычага, основной закон гидростатики) Аликсандрийские ученые (закон прямолинейного распространения света)

ХАЛИФАТ(VII-XI) Месопотамию, Египет, Севеная Африка, Испанию, Персию, часть Индии и Туркесиан ХАЛИФАТ(VII-XI) Месопотамию, Египет, Севеная Африка, Испанию, Персию, часть Индии и Туркесиан

Абу Али Ибн Хасан Фирдоуси Авицена Омар Хайям Гафиза математика, алхимия, оптика, механика) Абу Али Ибн Хасан Фирдоуси Авицена Омар Хайям Гафиза математика, алхимия, оптика, механика)

Средние века вторая глобальная революция КЛАСИЧЕСКАЯ НАУКА Николай Коперник, Галилео Галилей, Иоган Кеплер, Исаак Средние века вторая глобальная революция КЛАСИЧЕСКАЯ НАУКА Николай Коперник, Галилео Галилей, Иоган Кеплер, Исаак Ньютон Николай Коперник «Oб обращении небесных кругов» (1543) 1600 - Джордано Бруно Кеплер (1571 -1630) законы движения планет по элиптическим орбитам Галилей (1564 -1642) «Диалог о двух главнейших системах мира-птолемеевой и коперниковой» (1632 г. ) Эксперимент (закон инерции, телескоп: спутники у Юпитерра. Пятна на Солнце, Млечный путь. Фазы Венеры). 1610 - спутники Юпитера, фазы планеты Венера «Беседы о двух новых науках» свободное падение, полет тел, брошенных под углом и горизонтально, явление удара, прочность машин и сооружений, закон инерции, колебания маятника, равновесие на наклонной плоскости. Галилео Галилей Galileo Galilei

Невозможно представить современный бухгалтерский и вообще финансовый учёт без использования десятичной системы и арабских Невозможно представить современный бухгалтерский и вообще финансовый учёт без использования десятичной системы и арабских цифр, начало использования которых в Европе было положено Фибоначчи. Один из пизанских банкиров, торговавший в Тунисе и занимавшийся там ссудами и откупом налогов и таможенных сборов, некто Леонардо Фибоначчи, применил к банкирскому счетоводству арабские цифры, ознакомив таким образом с ними Европу.

Листорасположение у растений может описываться последовательностью Фибоначчи. Зерна подсолнуха также располагаются согласно последовательности Фибоначчи, Листорасположение у растений может описываться последовательностью Фибоначчи. Зерна подсолнуха также располагаются согласно последовательности Фибоначчи, а именно соседними числами Фибоначчи выражается число левозакрученных и правозакрученных спиралей, вдоль которых располагаются семена. Аналогичные закономерности выявляются при изучении сосновых шишек, лепестков цветков, ячеек ананаса и т. д. Если смотреть на листья растения сверху, можно заметить, что они распускаются по спирали. Углы между соседними листьями образуют правильный математический ряд, известный под названием последовательности Фибоначчи. Благодаря этому каждый отдельно взятый лист, растущий на дереве, получает максимально доступное количество тепла и света.

Математическая эстетика Цейзинга В 1855 г. немецкий исследователь золотого сечения профессор Цейзинг опубликовал свой Математическая эстетика Цейзинга В 1855 г. немецкий исследователь золотого сечения профессор Цейзинг опубликовал свой труд «Эстетические исследования» . Он измерил около двух тысяч человеческих тел и пришел к выводу, что пропорции золотого сечения проявляются в отношении частей тела человека – длина плеча, предплечья и кисти, кисти и пальцев и т. д. Деление тела точкой пупа – важнейший показатель золотого сечения.

XVII в- рождение физики как науки Первые академии. • 1560 г. Италия «Академия познания XVII в- рождение физики как науки Первые академии. • 1560 г. Италия «Академия познания тайн природы» • 1603 г. Рим –Академия Линчео «Академия рысьеглазых) (герцог Фредерик Чези)–библиотеки, лаборатория, обсерватория, музей • 1657 г. Флоренция (братья Медичи) – академия опыта (Academia del Cimento)

Создание инструмента для научного исследования • Телескоп Галилея • Янсен (1590) микроскоп • Часы Создание инструмента для научного исследования • Телескоп Галилея • Янсен (1590) микроскоп • Часы с маятником (Гюгенс и Гук 16571675 г. ) • Опыт Торричели (1643 г. ) прибор для измерения давления • Воздушный насос (Герике, 1657 г. , Бойль 1660 г. )

И. Ньютон (1643 -1727) Ключевой принцип научного познания «ГИПОТЕЗ НЕ ИЗМЫШЛЯЮ» «Математическое начало натурфилософии» И. Ньютон (1643 -1727) Ключевой принцип научного познания «ГИПОТЕЗ НЕ ИЗМЫШЛЯЮ» «Математическое начало натурфилософии» Механистическое описание. Характерные черты: Абсолютность и независимость пространства Мгновенное распространение гравитационного взаимодействия в пространстве Независимость исследуемого объекта и наблюдателя

На формирование корпускулярных представлений о свете явным образом повлияло, что в это время уже, На формирование корпускулярных представлений о свете явным образом повлияло, что в это время уже, в основном, завершилась работа, которой суждено было стать основным великим итогом трудов Ньютона — создание единой, основанной на сформулированных им законах механики физической картины Мира. В основе этой картины лежало представление о материальных точках — физически бесконечно малых частицах материи и о законах, управляющих их движением. Именно четкая формулировка этих законов и придала механике Исаака Ньютона полноту и законченность. Механика- универсальный инструмент познания природы. Характерные черты классической науки: Абсолютность и независимость пространства и времени, Независимость исследуемого объекта и наблюдателя

 • XVIII в. Шарль Кулон ЗАКОН ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ • 1820 г. Г. • XVIII в. Шарль Кулон ЗАКОН ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ • 1820 г. Г. Х. Эрстед • 1832 г. М. Фарадей ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. Поле- особый вид материи • 1865 г. Дж. Максвелл «Динамическая теория электромагнитного поля» .

Возникновение дисциплинарно организованной науки (XIX в. ) Переход к дисциплинарно организованному естествознанию Втора половина Возникновение дисциплинарно организованной науки (XIX в. ) Переход к дисциплинарно организованному естествознанию Втора половина XVII в. Химия – наука о качественных изменениях тел, происходящих в результате изменения их состава. Техническая химия (металлургия, стеклоделие, производство бумаги и т. д. ). Лавуазье: кислородная теория горения. Классификация химических соединений (кислоты, основания, соли) На основании закона сохранения материи вопрос о количественном выражении пропорций, в которых сочетаются элементы при образовании различных элементов

Из совокупности рецептов химия превратилась в общую теорию, объясняющую и предсказывающую новые явления XIX Из совокупности рецептов химия превратилась в общую теорию, объясняющую и предсказывающую новые явления XIX в. Дж. Дальтон ЗАКОН КРАТНЫХ ОТНОШЕНИЙ. Понятие атомного веса. Закон постоянства состава химических соединений (Пруст) Закон Авагадро Вторая половина ХIX в. А. М. Бутлеров теория химического вещества: свойства химического вещества определяются порядком связей атомов и их взаимном влиянии. (СИНТЕЗ, производство красителей, медикаментов, нефтепереработка и др. ) Я. Вант-Гофф: теория пространственного расположения атомов в молекулах (стереохимия, химическая кинетика, теория электролитической диссоциации и химическая термодинамика).

Д. И. Менделеев Периодический закон Д. И. Менделеева и его обоснование с точки зрения Д. И. Менделеев Периодический закон Д. И. Менделеева и его обоснование с точки зрения электронного строения атомов. Открытие периодического закона и разработка периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым явились вершиной развития химии в XIX в. Обширная сумма знаний о свойствах 63 элементов, известных к тому времени, была приведена в стройный порядок. Менделеев считал, что основной характеристикой элементов являются их атомные веса, и в 1869 г. впервые сформулировал периодический закон: Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов. Теория строения атомов объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительных зарядов атомных ядер обусловливает периодическое повторение строения внешнего энергетического уровня. А поскольку свойства элементов в основном зависят от числа электронов на внешнем уровне, то и они периодически повторяются. В этом — физический смысл периодического закона.

XVIII в. БИОЛОГИЯ. Систематическая разработка научных методов познания. Теория естественного отбора – идея о XVIII в. БИОЛОГИЯ. Систематическая разработка научных методов познания. Теория естественного отбора – идея о единстве планов строения органического мира и изменяемости видов под влиянием внешней среды (Ж. Бюффон «Естественная история). К. Линей искусственная классификация растительного и животного мира. Теории Эволюции: ЛАМАРСИЗМ, КАТОСТРАФИЗМ, УНИФОМИЗМ. Клеточная теория 1830 г. М. Шлейдон и Е. Шван

В 1859 году Ч. Дарвин «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород В 1859 году Ч. Дарвин «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» . Принципы эволюции: наследственность и изменчивость, естественный отбор, борьба за существование. Согласно теории Дарвина, механизмом, с помощью которого возникают новые виды, служит естественный отбор.

В XIX веке в физике наступил кризис, который был вызван исследованиями и открытиями в В XIX веке в физике наступил кризис, который был вызван исследованиями и открытиями в области электричества и магнетизма. Тогда стало ясно, что противоречия между опытными данными и механической картиной мира стали слишком острыми. Физика нуждалась в существенном изменении своих взглядов на мир.

 • XVIII в. Шарль Кулон ЗАКОН ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ • 1820 г. Г. • XVIII в. Шарль Кулон ЗАКОН ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ • 1820 г. Г. Х. Эрстед • 1832 г. М. Фарадей ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. Поле- особый вид материи • 1865 г. Дж. Максвелл «Динамическая теория электромагнитного поля» .

Мечта обуздать энергию излучения волновала людей с древних времен: ее корни уходят в древнюю Мечта обуздать энергию излучения волновала людей с древних времен: ее корни уходят в древнюю религию и мифологию. Греческий бог Зевс знаменит тем, что стрелял в смертных молниями. Северный бог Тор владел волшебным молотом, способным метать молнии, а индуистский бог Индра выстреливал энергетическим лучом из волшебного копья.

Представление о луче как реальном практическом оружии впервые появилось в работах великого греческого математика Представление о луче как реальном практическом оружии впервые появилось в работах великого греческого математика Архимеда, величайшего ученого античности. Считается, что в легендарном сражении 214 г. до н. э. против войска римского генерала Марцелла во время Второй Пунической войны Архимед, помогая защищать Сиракузское царство, соорудил большую батарею солнечных рефлекторов, сфокусировал солнечные лучи на парусах вражеских кораблей и таким образом поджег их.

Лучевые ружья ворвались на страницы научной фантастики в 1889 году с классическим романом Герберта Лучевые ружья ворвались на страницы научной фантастики в 1889 году с классическим романом Герберта Уэллса «Война миров» . В 1927 году Алексей Толстой написал фантастический роман «Гиперболоид инженера Гарина» Первоначально физики только посмеялись над идеей лучевых пушек, высказанной в романе Уэллса, поскольку такие пушки нарушали известные законы оптики. Согласно уравнениям Максвелла, свет, который мы видим вокруг, некогерентен (т. е. представляет собой смесь волн с различными частотами и фазами) и быстро рассеивается. Когда-то считалось, что когерентный, сфокусированный, однородный луч света — такой, как луч лазера, — получить невозможно.

Все изменилось после появления квантовой теории. Уже в начале XX в. стало ясно, что, Все изменилось после появления квантовой теории. Уже в начале XX в. стало ясно, что, хотя законы Ньютона и уравнения Максвелла весьма успешно описывают движение планет и поведение света, существует целый класс явлений, которые они объяснить не в силах. Почему материалы проводят электричество, почему металлы плавятся при определенных температурах, почему газы при нагревании излучают свет, почему некоторые вещества при низких температурах обретают сверхпроводимость. Чтобы ответить на любой из этих вопросов, необходимо понимать внутреннюю динамику атомов.

В 1900 г. Макс Планк высказал предположение о том, что энергия не непрерывна, как В 1900 г. Макс Планк высказал предположение о том, что энергия не непрерывна, как считал Ньютон, но существует в виде маленьких дискретных «порций» , получивших название «квантов» . В 1905 г. Эйнштейн постулировал, что свет тоже состоит из этих крошечных дискретных пакетов (или квантов), позже названных фотонами. При помощи этой простой, но мощной идеи Эйнштейн сумел объяснить фотоэлектрический эффект, а именно почему металлы при облучении светом испускают электроны. Сегодня фотоэлектрический эффект и фотон служат основой для лазеров, солнечных батарей и значительной части современной электроники.

В 1913 г. датский физик Нильс Бор дал нам совершенно новую картину атома; атом В 1913 г. датский физик Нильс Бор дал нам совершенно новую картину атома; атом у Бора напоминал миниатюрную солнечную систему. Но, в отличие от настоящей Солнечной системы электроны в атоме могут двигаться вокруг ядра только в пределах дискретных орбит или оболочек. Когда электрон «перепрыгивает» с одной оболочки на другую, более близкую к ядру и обладающую меньшей энергией, он испускает фотон энергии. И наоборот, когда электрон поглощает фотон с определенной энергией, он «прыгает» выше, на оболочку, расположенную дальше от ядра и обладающую большей энергией. Нильс Бор

В 1913 г. Нильс Бор установил правила, настолько загадочные даже для самого их создателя, В 1913 г. Нильс Бор установил правила, настолько загадочные даже для самого их создателя, что он назвал их постулатами — недоказанными предположениями. По правилам Бора, электрон может излучать порции света — фотоны — только при переходе с одной орбиты на другую. Есть орбита с наименьшей возможной энергией, и в этом состоянии электрон живет неограниченно долго — ему некуда переходить. Так объяснилась стабильность атома. Смысл правил квантования был неясен, но теория описала все главнейшие свойства атомов, например то, что атомы испускают свет дискретных частот: энергия излучаемого фотона равна разности энергий на двух дискретных орбитах — верхней по энергии и нижней. Бор вычислил наблюдаемые частоты излучаемого атомом света, выразив их через заряд ядра, заряд и массу электрона, постоянную Планка.

Французский физик Луи де Бройль предположил, что электроны на самом деле не частицы, а Французский физик Луи де Бройль предположил, что электроны на самом деле не частицы, а волны, вернее — и частицы, и волны. . . Частицы должны описываться волновым процессом с длиной волны λ, связанной с количеством движения р, как и длина волны фотонов, частиц света, который тоже неизвестно что, волна или частица. Догадка оказалась гениальной. Опыт подтвердил не только предположение де Бройля, но и в точности его формулу для длины электронной волны. История повторилась в обратном порядке: свет сначала изучили как волну, потом как набор частиц, а электрон — наоборот. Американские физики Клинтон Дэвиссон, Льюис Джермер и независимо от них англичанин Джордж Томсон открыли дифракцию электронов на кристаллах. Значит, электрон на самом деле волна!

В 1925 г. , с появлением квантовой механики и революционных работ Эрвина Шрёдингера, Вернера В 1925 г. , с появлением квантовой механики и революционных работ Эрвина Шрёдингера, Вернера Гейзенберга и многих других, родилась почти полная теория атома. Согласно квантовой теории электрон представлял собой частицу, но обладал также ассоциированной волной, что придавало ему одновременно свойства частицы и волны. Волна эта подчинялась так называемому волновому уравнению Шрёдингера, позволявшему рассчитать свойства атома, включая все постулированные Бором «прыжки» электронов. Эрвин Шрёдингер Вернер Карл Гейзенберг

В 1917 г. Альберт Эйнштейн открыл индуцированное излучение, третий процесс при взаимодействии излучения с В 1917 г. Альберт Эйнштейн открыл индуцированное излучение, третий процесс при взаимодействии излучения с материей в дополнение к поглощению и спонтанному излучению. В 1938 г. В. А. Фабрикант предложил метод прямого экспериментального доказательства существования вынужденного излучения и при этом был первым, кто обратил внимание на принципиальную возможность создания среды, не ослабляющей, а усиливающей проходящее через неё излучение (отрицательная абсорбция). В. А. Фабрикант

Нобелевская премия по физике 1964 г. Н. Г. Басову, А. М. Прохорову, Ч. Таунсу Нобелевская премия по физике 1964 г. Н. Г. Басову, А. М. Прохорову, Ч. Таунсу за фундаментальные исследования в области квантовой электроники, приведшие в созданию генераторов и усилителей нового типа - мазеров и лазеров.

XIX в. - расцвет классического естествознания XX в. - кризис в физике и биологии XIX в. - расцвет классического естествознания XX в. - кризис в физике и биологии Уравнения Максвелла оказались неинвариантными относительно преобразований Галилея. Скорость света датский астроном Оле Христенсен Ремер. 225000 кмс (299 792 458 мс) 1887 Альберт Майкельсон и Э. Морли. Независимость скорости света от системы отсчета Создание специальной теории относительности 1. Релятивистский принцип относительности: в любых инерциальных системах отсчета все физические процессы протекают одинаково 2. Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от движения источника и приемника и одинакова во всех инерциальных системах отсчета

Создание общей теории относительности 1907 принцип эквивалентности гравитационной и инертной масс. 1915 общая теория Создание общей теории относительности 1907 принцип эквивалентности гравитационной и инертной масс. 1915 общая теория относительности Искривление пространства массивным телом

Для современной (постнеклассической) науки характерна тенденция расширения границ дисциплинарных исследований на смежные области. Полученные Для современной (постнеклассической) науки характерна тенденция расширения границ дисциплинарных исследований на смежные области. Полученные в разных областях науки данные могут описывать одни и те же объекты или явления, но интеграция результатов в единую модель оказывается сложной задачей. Это обусловлено разным понятийным аппаратом отдельных дисциплин: язык науки настолько сложен, что смысл терминов оказывается понятен только специалистам, и между представителями разных научных направлений существуют трудности в понимании друга. Возрастание количества не связанных друг с другом научных данных, отсутствие их универсальной систематики приводят к нарушению целостности научной картины мира. Подводя итог, можно выделить следующие особенности ситуации кризиса в современной науке: поток информации, получаемый наукой огромен, но отсутствуют принципы ее систематизации; теория оперирует величинами, которым трудно придать понятийный смысл; возможности экспериментальной проверки ограничены

Thank you for attention Thank you for attention