Научная картина мира

       Механика к тому времени считалась  самой разработанной областью  естествознания. Принятые ею способы  познания считались как образцовые. Заимствованные из физики методологические  принципы предписывали описать  все геологические явления исходя  из метафизического (механистического) представления о развитии природных  тел. Можно выделить следующие  установки на описание геологических  реальностей: 

  а)  установка на описание геологических  процессов, в которых движущей  силой их формирования и гибели  усматриваются катаклизмы. Учет  этой особенности геологических  изменений считался непременным  условием описания в геологическом  познании;

 б)  описать развитие земли и органический  мир предполагалось с учетом  принципа перерывов, т.е. допущения  резких и быстрых переворотов,  приведших к коренным изменениям  неорганического и органического  мира; в) понимание описания как  установление корреляций между  ископаемыми и населяющими животными  и растениями, между последовательностью  геологических слоев; г) установка  на неизменяемость органических  видов в эволюционном процессе.  

      В общих чертах данная система  установок на описание геологической  действительности рассматривалась  как система норм описания, реализованных  в катастрофической концепции,  и явилась выражением рационализации  метода описания, разделяемого сообществом  геологов. Содержание этого метода  в определенной степени совпадало  с принципами метафизического  (механистического) материализма, игравшими  роль философского основания  в периоде формирования и развития  механистической картины мира. Например, такая методологическая ограниченность  метафизического материализма, как  односторонний подход к сложным  явлениям действительности, тенденция  к абсолютизации отдельных природных  сил и процессов была присуща  и для катастрофической концепции  развития земли.  

        Из этого можно сделать вывод о том, что и философские принципы транслировались имплицитно в геологию. Функция философских принципов здесь проявляется в оправдание геологического подхода к предмету своего исследования. Не дает повода сомневаться в истинности избранного для научного поиска метода.  

      Трансляцию норм и правил описания  из механики в геологию нельзя  рассматривать как приспособление  механистической картины мира  в геологическом познании. В силу  специфичности объекта геологического  исследования, движение, развитие земли  в концепции катастрофизма не  редуцировалось полностью к механическому  движению объектов физики, но  в какой-то мере редуцировались  к философским основаниям механистической  картины мира: взгляды на развитие  природных явлений и их односторонняя  абсолютизация, лапласовский принцип  жесткой детерминации в его  геологической модификации коррелировали  с принципом неизменяемости органических  видов и идеей о появлении  новых форм жизни после грандиозных  переворотов на поверхности земли.  

       Принцип лапласовского детерминизма, согласно которому настоящее состояние Вселенной необходимо рассматривать как следствие ее предыдущего состояния и как причину будущего, легший в основу механистической картины мира, в его конкретизированной форме применительно к геологии означал, что поверхность Земли должна была испытать громадные изменения, как следствие происходящих процессов как внутри земли, так и в окружающей ее пространстве. Даже небо, несмотря на порядок в своих движениях, не является неизменным.  

Дальнейшие  шаги рационализации научной деятельности приводят к ее усовершенствованию, путем уточнения, конкретизации  существующих средств познания и  одновременно вводом новых, эффективных, наиболее адекватно отражаемых особенности  изучаемого объекта.  В изложенном материале становление рациональности и обрамление ею познавательной деятельности выглядит на первый взгляд просто. Но то не совсем так. Рационализация исследовательской  деятельности не происходит однобоко, под влиянием только научных представлений  и идей: этот процесс достаточно сложный, выключающий в себя и  подсознательные, волевые элементы сознания исследователя, и характер взаимодействия общества с природой, и мировоззренческие установки  эпохи, и собственно-научные компоненты. Рациональность не носит законченный  характер, она находится в постоянном развитии в историческом измерении. 

      Исторические этапы ее развития - это и периоды совершенствования познавательных средств и методов, и этапы становления разнообразных форм объективной истины, и формирование несоизмеримых типов научной рациональности.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Электромагнитная научная картина мира 

В XIX веке естественные науки накопили огромный эмпирический материал, нуждающийся  в переосмыслении и обобщении. Многие полученные в результате исследований научные факты не совсем вписывались  в устоявшиеся механические представления  об окружающем мире. Во второй половине XIX века на основе исследований в области  электромагнетизма сформировалась новая физическая картина мира - электромагнитная картина мира (ЭМКМ).  

В её формировании сыграли решающую роль исследования, проведённые выдающимися учёными  М.Фарадеем и Дж. Максвеллом, Г.Герцем. 

М.Фарадей, отказываясь от концепции дальнодействия (переносчик взаимодействия) вводит понятие  физического поля, которое играет значительную роль в дальнейшем развитии науки и техники (радиосвязь, телевидение  и т.д.). Дж. Максвелл развивает теория электромагнитного поля, а Г.Герц экспериментально открывает электромагнитные волны.

     В ЭМКМ весь мир заполнен электромагнитным эфиром, который может находиться в различных состояниях. Физические поля трактовались как состояния  эфира. Эфир является средой для распространения  электромагнитных волн и, в частности, света.

     Материя считается непрерывной. Все законы природы сводятся к уравнениям Дж.Максвелла, описывающим непрерывную субстанцию: природа не делает скачков. Вещество состоит из электрически заряженных частиц, взаимодействующих между  собой посредством полей.

     На  основе электромагнитных взаимодействий объясняются все известные механические, электрические, магнитные, химические, тепловые, оптические явления.

     Делаются  попытки свести механическое описание явлений к описанию на основе теории электромагнитного поля. Трактовка  явлений на основе электромагнетизма  кажется изящной и законченной. Всё многообразие явлений природы  сведено к нескольким математически  строгим, хотя и очень сложным, соотношениям.

     Понятие эфира (как переносчика света  и электромагнитных волн) медленно эволюционирует - вплоть до полного  отказа в конечном итоге от самой  концепции эфира.

     Меняются  представления учёных о пространстве и времени. Появляются первые работы А.Эйнштейна по теории относительности. В научных работах зарождаются  новые взгляды на природу тяготения, отличные от тех, что развивались  в механической картине мира.

     Вселенная как бы обретает совершенно новые  черты. Ученые обнаруживают «разбегание» галактик. ЭМКМ расширяется, уточняется и углубляется. Учёные строят всё новые и новые модели атома, стремясь узнать, какая из них все-таки ближе всего к истине.  

     Наиболее  красивой и точной стала планетарная  модель атома, созданная Э.Резерфордом. Но именно она стала отправной  точкой при появлении совершенно новых взглядов на строение окружающего  нас мира.  

Уже в  конце XIX, начале XX века экспериментальные  данные, полученные при изучении микро- и мегамира, резко расходились  с предсказаниями существующих естественно-научных  теорий, требовали разработки новых, более точных и адекватных сущности многих загадочных явлений.

     Не  смотря на это, электромагнитная картина  мира подарила нам очень многое, без чего мы не можем представить  современную жизнь: способы получения  и использования электрической  энергии, к примеру, электрическое  освещение (без которого уже немыслимы  наши жилища) и отопление, современные  электромагнитные средства связи (радио, телефон, телевидение). Без радиосвязи, например, уже невозможно существование  современных государств, функционирование транспорта и производства, немыслимо  даже повседневное общение людей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Квантово-релятивистская научная картина мира 

     Предпосылками к её созданию были: открытие фотоэффекта, радиоактивности и микромира (мир  элементарных частиц). Фотоэффект-испускание веществом электронов под действием  электромагнитного излучения (в 1887г. обнаружен Герцем). С точки зрения Максвелла это явление объяснить  не удалось, т.к. по его теории электрон должен накопить энергию выхода (иначе  потратить на это время), опыт же показал, что этого не происходит. Стало ясно, что необходимы другие теории. Макс Планк предложил квантовую  гипотезу-свет излучается не непрерывно, а порциями (квантами). На основе этой гипотезы Эйнштейн создал квантовую  теорию света-свет это поток квантов, фотонов, с помощью чего был объяснен фотоэффект-фотон испускается и  поглощается как целое, электрон заимствует энергию фотона, поэтому  фотоэффект происходит мгновенно. В  конце XIXв., благодаря счастливой случайности, произошло открытие радиоактивности - явления, доказывающего сложный  состав атомного ядра. Вспомним, что  рентгеновские лучи впервые были получены при столкновениях быстрых  электронов со стеклянной стенкой разрядной  трубки. Одновременно наблюдалось свечение стенок трубки.

     Беккерель долгое время исследовал родственное  явление - свечение веществ, предварительно облученных солнечным светом. К таким  веществам принадлежат, в частности, соли урана, с которыми экспериментировал  Беккерель. И вот у него возник вопрос: не появляются ли после облучения  солей урана наряду с видимым  светом и рентгеновские лучи? Беккерель  завернул фотопластинку в плотную  черную бумагу, положил сверху крупинки урановой соли и выставил на яркий  солнечный свет. После проявления пластинка почернела на тех участках, где лежала соль. Следовательно, уран создавал какое-то излучение, которое, подобно рентгеновскому, пронизывает  непрозрачные тела и действует на фотопластинку. Беккерель думал, что  это излучение возникает под  влиянием солнечных лучей. Но однажды, в феврале 1896 г., провести очередной  опыт ему не удалось из-за облачной погоды. Беккерель убрал пластинку  в ящик стола, положив на нее сверху медный крест, покрытый солью урана. Проявив на всякий случай пластинку  два дня спустя, он обнаружил на ней почернение в форме отчетливой тени креста. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без влияния  внешних факторов создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования. После открытия радиоактивных элементов  началось исследование физической природы  их излучения. Кроме Беккереля и  супругов Кюри, этим занялся. Резерфорд. Классический опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения, состоял в следующем. Препарат радия  помещался на дно узкого канала в  куске свинца. Против канала помещалась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное  магнитное поле, перпендикулярное к  лучу. Вся установка размещалась  в вакууме. В отсутствие магнитного поля на фотопластинке после проявления обнаруживалось одно темное пятно, точно  против канала. В магнитном поле пучок распадался на три пучка. Две  составляющие первичного потока отклонялись  в противоположные стороны. Это  указывало на наличие у этих излучений  электрических зарядов противоположных  знаков. При этом отрицательный компонент излучения отклонялся магнитным полем, гораздо больше, чем положительный. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем. Положительно заряженный компонент получил название альфа-лучей, отрицательно заряженный - бета-лучей и нейтральный - гамма-лучей. Эти три вида излучения очень сильно отличаются друг от друга по проникающей способности, т.е. по тому, насколько интенсивно они поглощаются различными веществами. Наименьшей проникающей способностью обладают альфа-лучи. Слой бумаги толщиной около 0,1 мм для них уже непрозрачен. Если прикрыть отверстие в свинцовой пластинке листочком бумаги, то на фотопластинке не обнаружится пятна, соответствующего альфа-излучению. Гораздо меньше поглощаются при прохождении через вещество бета-лучи. Алюминиевая пластинка полностью их задерживает только при толщине в несколько миллиметров. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи. По своим свойствам гамма-лучи очень сильно напоминают рентгеновские, но только их проникающая способность гораздо больше, чем у рентгеновских лучей. Это наводит на мысль, что гамма-лучи представляют собой электромагнитные волны. С самого начала альфа- и бета-лучи рассматривались как потоки заряженных частиц. Проще всего было экспериментировать с бета-лучам.и, так как они сильно отклоняются как в магнитном, так и в электрическом поле. При исследовании отклонения бета-частиц в электрических и магнитных полях было установлено, что они представляют собой не что иное, как электроны, движущиеся со скоростями, очень близкими к скорости света. Труднее, оказалось выяснить природу альфа-частиц, так как они слабо отклоняются магнитным и электрическим полями. Окончательно эту задачу удалось решить Резерфорду. Он измерил отношение заряда q частицы к ее массе m по отклонению в магнитном поле. Оно оказалось примерно в два раза меньше, чем у протона - ядра атома водорода. Заряд протона равен элементарному, а его масса очень близка к атомной единице массы. Следовательно, у альфа-частицы на один элементарный заряд приходится масса, равная двум атомным единицам массы. Следовательно, на два элементарных заряда приходится четыре атомных единицы массы.