Министерство экономического развития и торговли РФ

Российский государственный торгово-экономический университет

Кафедра: «Товароведение и экспертиза товаров».

Челябинский институт (филиал)
Контрольная работа

По дисциплине: «Концепции современного естествознания»

По теме: «Вещество. Реальность атомов и молекул.»
 
Выполнила:

Студентка I курса

Заочного отделения

I группы.

Специальность:

«Экономика и управление

на предприятии (торговли)»

Буркова А.А.

Шифр: ЭЗ-03-07
Проверил:

Сарайкин А. М.


Челябинск 2004
Аннотация.

Буркова А.А.

Тема: «Вещество. Реальность атомов и молекул».

Контрольная работа. – Челябинск 2004. - 24 страницы.

В котрольной работе описывается этапы открытия частиц, таких как атом, электрон, протон, квант.

Иллюстрации – 6 штук.

Таблиц – 1 штука.

Список литературы – 5 штук.

Содержание:

- Введение……………………………………………………………………….

- Вещество. Реальность атомов и молекул……………………………………

- Заключение……………………………………………………………………

- Список литературы…………………………………………………………...



Ведение.

Концепции современного естествознания – это комплекс наук об окружающем нас мире:

-         физика

-         химия

-         биология

-         астрономия

-         экология

Курс строится по программе средней школы. К современным естествознаниям относятся знания, полеченные в основном в XX веке. Концепиции – означают основные идеи, от направления, развития.

В это работе описывается открытие частиц – это протон, электрон, атом. Какие трудности возникали при этом.

Вещество. Реальность атомов и молекул

Вещество – это вид материи, обладающей массой покоя. Вещество получается из элементарных частиц, масса покоя которых не равна нулю. В классической физике вещество и поле противопоставлялись друг другу как два вида материи, у первого структура дискретна, а у второго — непрерывна. Квантовая физика, внедрившая идею двойственной корпускулярно-волновой природы любого микрообъекта, привела к нивелированию этого представления. Выявление тесной взаимосвязи вещества и поля привело к углублению пред­ставлений о структуре материи. На этой основе были строго разграничены  понятия вещества и материи, отождествляющиеся в науке на протяжении многих веков. Наука о веществах зародилась в Египте. Термин «химия» происходит (по Плутарху) от од­ного из древних названий Египта, Хеми («черная зем­ля») а вначале «египетское искусство». Позже химию считали, как искусство делания золота и серебра. Наука о веществах и их взаимодействиях, химия, считалась в Египте «божественной наукой» и находи­лась целиком в руках жрецов. Однако некоторые сведе­ния все же просачивались за пределы Египта, в основном через Византию и арабов (после завоевания ими в  711 г. Испании). Именно на арабском Востоке появился термин «алхимия».

Цель алхимиков -  создание «философского камня», способного все металлы превра­щать в золото. В основе этого лежал элементарный практический заказ: золото в Европе было необходимо для развития торговли, а известных месторождений было мало. В основе взглядов алхимиков лежали представления Аристотеля. Позже к принципам и элементам Аристотеля алхимики добавили растворимость (каменная  или  поваренная соль), горючесть (сера) и металличность (ртуть).

Точной наукой наука о веществах стала после того, как в середине XVIII в. был сформулирован закон сохра­нения массы: масса всех веществ, вступающих в реак­цию, равна массе всех продуктов реакции. Открытие этого закона приписывают М. В. Ломоносову. Однако, скорее всего, Ломоносов в 1748 г. первым точно сформу­лировал его в письме Л. Эйлеру: «Все перемены, в нату­ре случающиеся, такого суть состояния, что, сколько у одного тела отнимается, то столько же присовокупляет­ся к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте. Сей общий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своей силой другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».


Таким образом, в середине XVIII в. в практике ис­следования вещества появились точные количественные методы.

Позже установлен закон постоянства состава: каж­дое химическое соединение имеет вполне определенный и постоянный состав (т. е. состав химического соедине­ния не зависит от способа его получения).

Это дало возможность Дж. Дальтону (1766-1844) в 1803 г. сформулировать закон кратных отношений, а это - элементы входят в соединение неко­торыми порциями, и сделать вывод о дискретном строе­нии вещества. Дальтон ввел в современную на­уку представление об атомах как мельчайших частицах, из которых образованы все вещества, и понятие «атом­ный вес».

 представление об атомном строении вещества является одним из самых древних, существую­щих в современной науке.

В некоторых странах Азии оно существовало более чем за 1000 лет до н. э. Влияние этих идей дошло, воз­можно, до Древней Греции, и в V в. до н. э. древнегре­ческие философы Левкипп и Демокрит сформулировали вывод о невозможности бесконечного деления вещества на все более мелкие части.В итоге посчитали, что получатся очень мелкие частицы, что даль­нейшее деление будет невозможным. Существует очень много подобных частиц, из которых сделаны разные вещества. И при соединении других час­тиц получаются новые вещества. По-гречески «atomos» —

Неделимый. Частички, которые нельзя больше разделить, назвали атомами. В Древней Греции эти представления не получили распространения. Аристотель являлся их противником, и атомарным представлениям о строении вещества пришлось ждать признания более 2000 лет.

Когда мы говорим о веществе (чистом веществе), то указываем на то, что оно обладает однородными свойствами. При этом чистые вещества могут быть двух типов. Одни разлагаются после неко­торых воздействий. Другие — нет.

Первые вещества — элементы, вторые — соедине­ния. Сегодня известно 92 стабильных элемента и многие сотни тысяч чистых веществ, построенных из них. Существуют тысячи минералов, десятки тысяч неор­ганических и особенно органических соединений, неис­числимое количество сплавов.

Все разнообразие веществ возникает из сложного, но повторяющегося сочетания мельчайших составных частиц — атомов (как и все книги — суть набор не­скольких десятков символов, собранных огромным раз­нообразием способов).

Попытки создания систематики химических элемен­тов начались сразу после освоения наукой понятия об атомах. Только Д. И. Менделееву (1834-1907) удалось открыть периодический закон, позволивший не только систематизировать все известные на тот момент (1869) химические элементы, но и предсказать суще­ствование новых веществ. В 1870 г. подобную систематику со­здал немецкий ученый Ю. Л. Майер (1814-1878).

Созданная систематика позволила предсказать свой­ства элементов с вероятными атомными весами 44, 68, 72. В 1875 г. был открыт галлий (атомный вес 69,7), в 1879-м — скандий (атомный вес 45,1), в 1886-м — гер­маний (атомный вес 72,6). В 1893 г. был открыт аргон, которому не было места в периодической системе эле­ментов. После обнаружения на Солнце (с помощью спек­трального анализа), а затем и на Земле гелия, открытия криптона, неона, ксенона стало известно, что «благородные» (инертные) газы образуют новую группу периодической системы. Это подтвердило строгость периодичес­кого закона Менделеева.

Атомы девяноста двух видов стабильны (до урана) и обладают различными свойствами. Одни из них образу­ют газы, другие — металлы. Одни способны легко обра­зовывать химические соединения, другие (инертные газы) почти никогда не дают соединений.

В то же время все атомы имеют примерно одинако­вый размер, а именно, в 1 см³ веще­ства есть около 10²³ молекул (атомов для одно­атомных веществ). Тогда на один атом приходится объем около 10^-23 см³ и размер атома (кубический корень из объема) близок 10^-8 см.

Какое внутреннее строение атома?

Любой предмет может обла­дать электрическим зарядом одного или другого вида. Называются эти два вида зарядов «положительные» или «отрицательные», так как одно­именные заряды отталкиваются, а разноименные притя­гиваются.

Незаряженное тело просто содержит в себе равные количества положительных и отрицательных зарядов. В этом состоит одно из величайших открытий физики.

Мы обнаруживаем, что заряды могут перемещаться в веществе. За проводимость металлов ответственны элек­троны. Еще в Древней Греции было замечено, что если потереть янтарь (греч. «electron») кусочком ткани, то он приобретает свойство притягивать шерстинки. Именно поэтому в 1891 г. для обозначения единицы минималь­ного количества электричества был введен термин «элек­трон». Элементарная частица, называемая сегодня элек­троном, открыта Дж. Томсоном в 1897 г.

Справка:  Джозеф Джон ТОМСОН (1856-1940) 

Дж.Дж.Томсон - выдающийся ученый, директор знаменитой Кавендишской лаборатории, лауреат Нобелевской премии.

Дж.Дж.Томсон открыл электрон.

Дж.Дж.Томсон в 1903 году выдвинул гипотезу о том, что электрон находится внутри атома. Но атом в целом нейтральный, поэтому ученый предположил, что отрицательные электроны окружены в атоме положительно заряженным веществом. Атом, по мысли Дж. Томсона, очень похож на пудинг с изюмом: электроны, как "изюминки", а "каша" - положительно заряженное вещество атома.

ЭЛЕКТРОН - первая по времени открытия элементарная частица; материальный носитель наименьшей массы и наименьшего электрического заряда в природе;

Заряд электрона = -1,6021892 . 10^-19 Кл (- 4,803242 . 10^-10 ед. СГСЭ)

Масса электрона 9,109534 . 10^-31 кг (0,511 МэВ)

Удельный заряд e/me 1,7588047 . 1011 Кл . кг -1

Спин электрона равен 1/2 (в единицах h)

Магнитный момент электрона равен - 1,00116 mб, где mб - магнетон Бора.

Стабильная частица. Согласно экспериментальным данным, время жизни te > 2 . 1022 лет.

Лептон.

Современная физика рассматривает электрон как истинно элементарную частицу, не обладающую структурой и размерами. Если последние и отличны от нуля, то радиус электрона re < 10 -18 м

Заметим, что когда мы трем поверхность янтаря или иного непроводящего материала (диэлектрика) шерстью, тканью, мы вовсе не «сдираем» электроны с электронных оболочек атомов. Мы просто снимаем поверхностные заряды («грязь»), экранирующие неодно­родный поверхностный заряд диэлектрика (его поляри­зацию). К концу XIX в. стало известно, что вещество содержит в себе положительные и отрицательные заря­ды. Минимальная «порция» вещества — атом. Следова­тельно, и атом должен состоять из положительных и отрицательных зарядов, и, по существовавшим на тот момент представлениям, быть неделимым. Тогда про­стейшая модель атома — модель желе (пудинга с изю­мом), в котором смешаны положительные и отрицатель­ные заряды, и разделить их нельзя (модель Томсона, 1904).

Справка:

Эрнест Резерфорд

(1871 - 1937)

 Цель эксперимента Э.Резерфорда: проверить гипотезу Дж. Томсона на опыте. Э.Резерфорд решил проник внутрь атома с помощью a- частиц, которые имели положительный заряд, массу почти в 3600 раз большую чем масса электрона и очень большую скорость (около 10км/c). С точки зрения Резерфорда a- частицы должны были легко "пробить" атом, похожий на пудинг и тем самым доказать справедливость модели атома Томсона.

Решающий эксперимент по проверке этой модели был проделан в 1910 г. Э. Резерфордом (1871-1937), X. Гей­гером (1882-1945) и Р.

(красные линии) направлялись на очень тонкую золотую фольгу.

a- частицы после прохождения фольги попадали на экран, на котором фиксировались вспышки.

Ход эксперимента

К большому удивлению Э. Резерфорда, эксперимент показал совсем другую картину:

Ядерная модель атома Резерфорда:

Описание

 в центре атома находится положительно заряженное ядро

Вокруг ядра движутся электроны.

Заряд ядра равен номеру элемента в таблице Менделеева.

Ядро состоит из нейтронов (заряд нейтронов равен 0) и протонов (заряд протонов по величине равен заряду электрона, а по знаку - положителен).

У нейтрального атома число электронов равно числу протонов в ядре.

Марсденом: а - частицы (ядра ге­лия, имеющие положительный заряд), возникающие при радиоактивном распаде, направляли на тонкую золотую фольгу и наблюдали, как изменится направление их движения после прохождения через металл. Если верна модель «желе», то а-частицы не должны отклоняться от первоначального направления. Если же электрический заряд по атому расположен неравномерно, то а-частицы должны были бы по-разному отклоняться неоднородно-стями электрического заряда.

Было обнаружено совершенно неожиданное явле­ние — некоторые а-частицы отклонялись от первона­чального направления настолько сильно, что почти воз­вращались к источнику.

В таблице 1 приведены результаты одного из экспери­ментов. Заметим, что все эти эксперименты проведены

Таблица 1 Результаты одного из экспериментов по наблюдению рассеивания а-частиц золотой фольгой.

Угол отклонения частицы	15	38	45	60	75	105	120	135	150
Число наблюдений частиц	132000	7800	1435	477	211	70	52	43	33
% от общего числа наблюдений.	92,87	5,5	1,0	0,3	0,1	0,03	0,025	0,02	0,015

с помощью глаза — экспериментатор в темной комна­те наблюдал вспышки на экране из вещества, светя­щегося при попадании на него а-частиц. (При адапта­ции к темноте человеческий глаз способен различать отдельные фотоны.)

Резерфорд следующим образом вспоминал свою пер­вую реакцию на эти результаты: «...Я помню... ко мне пришел очень взволнованный Гейгер и сказал: „Мы, кажется, получили несколько случаев рассеяния а-час­тиц назад...»Это самое невероятное событие, которое было в моей жизни. Это почти так же невероятно, как если бы вы выстрелили 15-дюймовым снарядом в папиросную бумагу и он, отразившись, попал бы в вас. При анализе я понял, что такое рассеяние должно быть результатом однократного столкновения, и, произведя расчеты, уви­дел, что это никоим образом невозможно, если не пред­положить, что подавляющая часть массы атома скон­центрирована в крошечном ядре. Именно тогда у меня и зародилась идея об атоме с крошечным массивным цен­тром, в котором сосредоточен заряд».

Заметим, что еще в 1887 г., за 10 лет до открытия электрона и почти за 30 лет до работ Резерфорда, выда­ющийся (в будущем) русский физик П. Н. Лебедев (1866-1912) в дневнике писал: «...Каждый атом всякого нашего первичного элемента (Н, О, Ва...) представляет собой полную Солнечную систему, то есть состоит из различ­ных атомопланет, вращающихся с разными скоростями вокруг центральной планеты или каким-либо другим образом двигающихся характерно периодически.

Планетарная модель атома.

                          

 Модель Солнечной системы.               Пример планетарной модели атома

Пери­оды движения весьма кратковременны...». Пример уди­вительной прозорливости ученого. Стало ясно, что атом состоит не из смеси разбросан­ных по объему положительных и отрицательных час­тиц, но из массивного положительного заряда — ядра, окруженного отрицательно заряженными электрона­ми, значительно более легкими, чем ядро. Размер ядра, оцененный из этих экспериментов, составляет около 10 ^-13 см.

Как мы помним, размер атома около 10 ^-8 см. То есть размер ядра по крайней мере в 10 000 раз меньше раз­мера атома.

Основываясь на этих исследованиях, в 1911 г. Резер­форд предложил новую, «планетарную» модель, уподоб­лявшую атом Солнечной системе. В центре находится маленькое положительное ядро, содержащее почти всю массу атома, а вокруг ядра — электроны, число кото­рых равно положительному заряду ядра, выраженному в электронных зарядах.

Стала ясна структура атома, удалось определить чис­ло электронов в каждом атоме.

Так, в водороде имеется один электрон и ядро с положительным зарядом, чис­ленно равным заряду электрона. В гелии — два электро­на и соответствующим образом заряженное ядро. И так вплоть до урана с 92 электронами и ядром, несущим 92 единицы положительного заряда. То есть удалось каче­ственную разницу между атомами свести к количествен­ной. Можно расположить атомы в определенном поряд­ке в соответствии с их атомными номерами. Каждому номеру от 1 до 92 (кроме технеция — 43 и прометия — 61) соответствует элемент, обнаруженный в природе.

Существуют также и трансурановые элементы с атомными номерами больше 92. Они имеют малые вре­мена жизни и в природе при естественных условиях не встречаются.  Сведение качественных различий между атомами к количественным представляет собой огромный шаг впе­ред. Стала понятна структура периодического закона Менделеева, принципы систематизации атомов.

Однако каждое открытие ставит новые, более слож­ные вопросы. Действительно,  почему бром с 35 элек­тронами —  коричневая  жидкость,  легко образующая химические соединения; криптон с 36 электронами — бла­городный газ, практически не вступающий в химические соединения; рубидий с 37 электронами — металл, хими­чески очень активный? Почему один лишний электрон приводит к столь резкому изменению свойств элемента? На эти вопросы удалось получить ответ только после того, как была понята квантовая природа материи.

Есть и другие вопросы. Так, если мы принимаем пла­нетарную модель атома, то считая, что электроны враща­ются вокруг ядра, и зная размер атома (радиус орбиты электронов), мы можем оценить время оборота одного электрона вокруг ядра.  Оно составляет около  10^-16с. Правильность этой оценки легко проверить эксперимен­тально — частота света, испускаемого раскаленным водо­родом, составляет 10¹⁶ Гц. Однако если электрон испус­кает свет, то есть теряет свою энергию, радиус его орбиты должен уменьшаться и в конце концов электрон должен упасть на ядро. Но этого не происходит.

Более того, раскаленный и холодный водород долж­ны были бы испускать свет одинаковым образом. Одна­ко холодный водород свет не испускает.

Известно, что каждый атом испускает (или поглоща­ет) свет вполне определенных частот, характерных толь­ко для данного атома. На этом основаны, в частности, методы спектрального анализа состава веществ.

Более того, атом газа сталкивается с другим атомом один раз за 10^-12с, то есть через каждые 10 000 оборо­тов электрона вокруг ядра. И при этом сохраняются и частота излучения, и размер атома... Представим себе, что Солнечная система или Земля столкнутся с подоб­ными себе объектами...

Отметим особо свойства атомных систем, которые не способна описать модель Резерфорда.

1) Устойчивость. Атомы сохраняют свои специфи­ческие свойства, несмотря на сильные столкновения и возмущения, которым они подвергаются.

2) Тождественность. Все атомы одного рода (с оди­наковым числом электронов) обладают тождественными свойствами. Они испускают и поглощают излучение с одними и теми же частотами, имеют равные размеры, свойства.

3) Воспроизводимость. Способность возвращаться в исходное состояние. Если форма атома была искажена и его электронные орбиты изменили свой вид в результате внешнего воздействия (высокого давления, соседства дру­гих атомов и т. п.), то после устранения причины иска­жения атом и электронные орбиты вновь приобретут ис­ходную форму.

Эти противоречия показывают, что планетарная мо­дель, так же как и ее предшественники, — только некое приближение к действительному строению атома. Опы­ты показывают, что атом как планетарная система не может обладать всеми перечисленными свойствами, а это значит, что данная модель приближенная. Нужен новый взгляд на природу атома.

Вывод:  В конце прошлого и начале нынешнего века в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о картине мира. Прежде всего это открытия, связанные со строением вещества, и открытия взаимосвязи вещества и энергии.

Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными кирпичиками, из которых состоит природа, считались атомы, то в конце прошлого века были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц).

Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Эрнестом Резерфордом (1871 — 1937), атом уподоблялся миниатюрной солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Нильсом Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты энергии видимого света вызывают электрический ток. Это явление, как известно, используется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при

экспозиции.

В 30-е годы XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества,   например,  электроны  обладают  не  только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем было доказано экспериментально, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а частицы поля — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и  частицы  — представление,  которое никак   не   укладывалось   в   рамки   обычного   здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц,  может обладать лишь  корпускулярными свойствами, а энергия поля— волновыми свойствами. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением   неопровержимых   экспериментальных   результатов ученые вынуждены были признать, что микрочастицы одновременно обладают как свойствами корпускул, так

и волн.

В 1925—1927 г. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая волновая, или квантовая механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой, Впоследствии возникли и разнообразные другие квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения микромира.

Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности, в корне изменившая научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их.законы имеют ковариантную, или ту же самую математическую форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших в этой теории.

Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоит в том, что она впервые ясно показала, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика.

Еще более радикальные изменения в учении о про­странстве и времени произошли в связи с созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической ньютоновской теории. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой. Теоретические выводы из нее были экспериментально подтверждены во время наблюдения солнечного затмения. Согласно предсказаниям теории, луч света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, должен отклониться от своего прямолинейного пути и искривиться, что и было подтверждено наблюдениями.

Более подробно эти вопросы мы рассмотрим в следующей главе. Здесь же достаточно отметить, что общая теория относительности показала глубокую связь между движением материальных тел, а именно тяготеющих масс и структурой физического пространства — времени.

Научно-техническая  революция,  развернувшаяся  в последние десятилетия,  внесла много нового в наши представления   о   естественно-научной   картине   мира. Возникновение  системного  подхода  позволило  взглянуть на окружающий нас мир как единое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодействующих друг с другом систем. С другой стороны, появление такого междисциплинарного направления исследований, как синергетика, или учение о самоорганизации,   дало   возможность,   не   только   раскрыть внутренние  механизмы  всех  эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как мир самоорганизующихся процессов. Заслуга синергетики состоит прежде всего в том, что она впервые  показала,  что  процессы  самоорганизации  могут происходить   в   простейших  системах  неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы и ее неравновесность, достаточное удаление от точки равновесия и некоторые другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в них процессы самоорганизации. Так, уже на предбио-логическом уровне возникают автопоэтические процессы, т.е.  процессы самообновления,  которые в живых системах выступают в виде взаимосвязанных процессов ассимиляции и диссимиляции. Главное достижение синергетики и возникшей на ее основе новой концепции самоорганизации   состоит   в  том,   что   они   помогают взглянуть на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюции и развития.

В каком отношении синергетический подход находится к общесистемному? Прежде всего подчеркнем, что два этих подхода не    исключают, а наоборот, предполагают и дополняют друг   

друга. Действительно, когда рассматривают множество каких-либо объектов как систему, то обращают внимание на их взаимосвязь, взаимодействие и целостность.

Синергетический подход ориентируется на исследование процессов изменения и развития систем. Он изучает процессы возникновения и формирования новых систем в процессе самоорганизации. Чем сложнее протекают эти процессы в различных системах, тем выше находятся такие системы  на эволюционной лестнице. Таким образом, эволюция систем напрямую связана с механизмами самоорганизации. Исследование конкретных механизмов самоорганизации и основанной на ней эволюции составляет задачу конкретных наук. Синергетика же выявляет и формулирует общие принципы самоорганизации любых систем и в этом отношении она аналогична системному методу, который рассматривает общие принципы функционирования, развития и строения любых систем. В целом же системный подход имеет более общий и широкий характер, поскольку наряду с динамическими,  развивающимися  системами  рассматривает также системы статические.

Эти новые мировоззренческие подходы к исследованию естественнонаучной картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер познания в отдельных отраслях естествознания, так и на понимание природы научных революций в естествознании. А ведь именно с революционными преобразованиями в естествознании связано изменение представлений о картине природы.

В наибольшей мере изменения в характере конкретного познания коснулись наук, изучающих живую при­роду. Переход от клеточного уровня исследования к молекулярному ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез происхождения жизни и многого другого. Такой переход стал возможен в результате взаимодействия различных естественных наук, широкого использования в биологии точных методов физики, химии, информатики и вычислительной техники.

В свою очередь живые системы послужили для химии той природной лабораторией, опыт которой ученые стремились воплотить в своих исследованиях по синтезу сложных соединений. По-видимому, в неменьшей степени учения и принципы биологии оказали свое воздействие на физику. Действительно, как мы покажем в последующих главах, представление о закрытых системах и их эволюции в сторону беспорядка и разрушения находилось в явном противоречии с эволюционной теорией Дарвина, которая доказывала, что в живой природе происходят возникновение новых видов растений и животных, их совершенствование и адаптация к окружающей среде. Это противоречие было разрешено благодаря возникновению неравновесной термодинамики, опирающейся на новые фундаментальные понятия открытых систем и принцип необратимости.

Выдвижение на передний край естествознания биологических проблем, а также особая специфика живых систем дали повод целому ряду ученых заявить о смене лидера современного естествознания. Если раньше таким бесспорным лидером считалась физика, то теперь в таком качестве все больше выступает биология. Основой устройства окружающего мира теперь признается не механизм и машина, а живой организм. Однако многочисленные противники такого взгляда не без основания заявляют, что поскольку живой организм состоит из тех же молекул, атомов, элементарных частиц и кварков, то по-прежнему лидером естествознания должна оставаться

физика.

По-видимому, вопрос о лидерстве в естествознании зависит от множества разнообразных факторов, среди которых решающую роль играют значение лидирующей науки для общества, точность, разработанность и общность методов ее исследования, возможность их применения   в   других   науках.   Несомненно,   однако,   что самыми впечатляющими для современников являются наиболее крупные открытия, сделанные в лидирующей    науке, и перспективы ее дальнейшего развития. С этой    точки зрения биология второй половины XX столетия может рассматриваться как лидер современного естествознания, ибо именно в ее рамках были сделаны наиболее революционные открытия.

Говоря о революциях в естествознании,  следует в первую очередь отказаться  от наивных и  предвзятых представлений о них, как процессах, связанных с ликвидацией прежнего знания, с отказом от преемственности в развитии науки и прежде всего ранее накопленного и проверенного эмпирического материала. Такой отказ касается главным образом прежних гипотез и теорий, которые оказались неспособными объяснить вновь установленные факты наблюдений и результаты экспериментов.

Революционные   преобразования   в   естествознании означают коренные, качественные изменения в концептуальном содержании его теорий, учений и научных дисциплин. Развитие науки отнюдь не сводится к простому накоплению и даже обобщению фактов, т. е. к тому, что называют кумулятивным процессом. Факты всегда стремятся объяснить с помощью гипотез и теорий. Среди них в каждый определенный период выдвигается наиболее общая или фундаментальная теория, которая служит парадигмой, или образцом для объяснения фактов известных и предсказания фактов неизвестных. Такой парадигмой в свое время служила теория движения земных и небесных тел, построенная Ньютоном, поскольку на нее опирались все ученые,  изучавшие конкретные механические процессы. Точно так же все исследователи, изучавшие электрические, магнитные, оптические и радиоволновые  процессы, основывались на парадигме электромагнитной теории, которую построил Д.К. Максвелл,

Понятие парадигмы, которое ввел американский ученый Томас Кун (1922—1996) для анализа научных революций, подчеркивает важную их особенность-смену прежней парадигмы новой, переход к более общей и глубокой теории исследуемых процессов. Однако он оставил без объяснения и анализа вопрос о формировании  самой парадигмы.  По его мнению, развитие науки можно разделить на два этапа:

• нормальный, когда ученые заняты применением пара­дигмы к решению конкретных проблем частного, специального характера (так называемых головоломок),

• экстраординарный, связанный с поиском новой парадигмы. При таком подходе новая парадигма оказывается никак не связанной с прежними исследованиями и поэтому ее возникновение остается необъясненной. В действительности же, как видно из примеров аномальных фактов, т. е. фактов, противоречащих парадигме, процесс анализа, критического осмысления и оценки существующей парадигмы происходит уже на стадии нормальной науки. Поэтому резкое и тем более абсолютное противопоставление указанных этапов развития науки — совершенно необоснованно, и оно встретило убедительную критику со стороны многих видных ученых.
Заключение.

Окружающий нас мир состоит из молекул. Молекулы же состоят элементарных частиц. Органические соединения или же неорганика – это не имеет значения. ДНК и РНК также состоят из элементов. В таблице Менделеева есть элементы, которые излучают ,  и излечения. Эти же излучения меняют состав молекул других элементов. Они называются – радиоактивные излучения. А элементы, которые их испускают – радиоактивные. Есть и элементы, которые не взаимодействуют ни какими то другими. Как Менделеев сказал: Не все элементы еще открыты. Это остается фактом и по сей день. Мы не одни во вселенной, разнообразие организмов очень большое, даже на нашей планете, а если взять все звезды системы, где на планетах есть жизнь. Проблема вещества всегда была и остается объектом изучения. Все еще ученые делают открытия и будут делать, опираясь на открытия, которые были сделаны за весь период существования человека. Ступень за ступенькой мы поднимаемся вверх, находя ответы на вопросы, которые возникают постоянно. Всё изучить невозможно.

 
Список литературы.

1.     Бабушкин А. Н. «Современные концепции естествознания» лекция по курсу. - СПБ: издательство Лань 2001 год.

2.     Интернет.

3.     Найдыш В. М. «Концепции современного естествознания» 1999г.

4.     Горелов А. А. «Концепции современного естествознания» 1998.

5.     Гофман В. Р. «Концепции современного естествознания» - Челябинск 2001.