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