Бесконечность материи и развитие вселенной

     Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учереждение высшего  профессионального образования 

     АМУРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

     (ГОУВПО  «АмГУ») 

Факультет Инженерно-физический

Кафедра Химии 

Специальность 080109 – Бухгалтерский учет, анализ и аудит 
 

Реферат 
 

На тему: Бесконечность материи и развитие вселенной 

По дисциплине «Концепция современного ествествознания» 
 
 
 
 
 

Исполнитель 

?????7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Благовещенск 2011

 

     Содержание

     Введение ...............................................................................................................

     1 История изучения вселенной........................................................................

     2 Современное понятие вселенной.................................................................

     3 Изучение материи............................................................................................

     4 Структурные уровни организации материи.................................................

     5 Современное изучение вселенной...............................................................

     6  Рождение и развитие вселенной.....................................................................

     Заключение.........................................................................................................  
 
 

 

     ВВЕДЕНИЕ

     Я верю в интуицию и вдохновение.

     «... Иногда я чувствую, что стою на правильном пути, но не могу объяснить свою уверенность. Когда в 1919 году солнечное затмение подтвердило мою догадку, я не был ничуть удивлен. Я был бы изумлен, если бы этого не случилось. Воображение важнее знания, ибо знание ограничено, воображение же охватывает все на свете, стимулирует прогресс и является источником ее эволюции. Строго говоря, воображение — это реальный фактор в научном исследовании.»

     А. Эйнштейн

     1. История изучения  вселенной.

     Процесс эволюции Вселенной происходит очень  медленно. Ведь Вселенная во много  раз старше астрономии и вообще человеческой культуры. Зарождение и эволюция жизни  на земле является лишь ничтожным  звеном в эволюции Вселенной. И всё  же исследования проведенные в нашем  веке, приоткрыли занавес,  закрывающий  от нас далекое прошлое.

     Аристотель  думал, что Земля неподвижна, а  Солнце, Луна, планеты и звезды обращаются вокруг нее по круговым орбитам. Он так полагал, ибо в соответствии со своими мистическими воззрениями  Землю считал центром Вселенной, а круговое движение – самым совершенным. Птолемей во II веке развил идею Аристотеля в полную космологическую модель. Земля стоит в центре, окруженная восемью сферами, несущими на себе Луну, Солнце и пять известных тогда планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн (рис. 1.1). Сами планеты, считал Птолемей, движутся по меньшим кругам, скрепленным с соответствующими сферами. Это объясняло тот весьма сложный путь, который, как мы видим, совершают планеты. На самой последней сфере располагаются неподвижные звезды, которые, оставаясь в одном и том же положении друг относительно друга, движутся по небу все вместе как единое целое. Что лежит за последней сферой, не объяснялось, но во всяком случае это уже не было частью той Вселенной, которую наблюдает человечество.

     Ньютон  понимал, что по его теории тяготения  звезды должны притягиваться друг к  другу и поэтому, казалось бы, не могут оставаться совсем неподвижными. Не должны ли они упасть друг на друга, сблизившись в какой-то точке? В 1691 г. в письме Ричарду Бентли, еще  одному выдающемуся мыслителю того времени, Ньютон говорил, что так  действительно должно было бы произойти, если бы у нас было лишь конечное число звезд в конечной области  пространства. Но, рассуждал Ньютон, если число звезд бесконечно и  они более или менее равномерно распределены по бесконечному пространству, то этого никогда не произойдет, так как нет центральной точки, куда им нужно было бы падать.

     Эти рассуждения – пример того, как  легко попасть впросак, ведя разговоры  о бесконечности. В бесконечной  Вселенной любую точку можно  считать центром, так как по обе  стороны от нее число звезд  бесконечно. Лишь гораздо позже поняли, что более правильный подход –  взять конечную систему, в которой  все звезды падают друг на друга, стремясь к центру, и посмотреть, какие  будут изменения, если добавлять  еще и еще звезд, распределенных приблизительно равномерно вне рассматриваемой  области. По закону Ньютона дополнительные звезды в среднем никак не повлияют на первоначальные, т. е. звезды будут  с той же скоростью падать в  центр выделенной области. Сколько  бы звезд мы ни добавили, они всегда будут стремиться к центру. В наше время известно, что бесконечная  статическая модель Вселенной невозможна, если гравитационные силы всегда остаются силами взаимного притяжения.

     Как-то один известный ученый (говорят, это  был Бертран Рассел) читал публичную  лекцию об астрономии. Он рассказывал, как Земля обращается вокруг Солнца, а Солнце, в свою очередь, обращается вокруг центра огромного скопления  звезд, которое называют нашей Галактикой. Когда лекция подошла к концу, из последних рядов зала поднялась  маленькая пожилая леди и сказала: «Все, что вы нам говорили, – чепуха. На самом деле наш мир – это плоская тарелка, которая стоит па спине гигантской черепахи». Снисходительно улыбнувшись, ученый спросил: «А на чем держится черепаха?» – «Вы очень умны, молодой человек, – ответила пожилая леди. – Черепаха – на другой черепахе, та – тоже на черепахе, и так все ниже и ниже».  
   Такое представление о Вселенной как о бесконечной башне из черепах большинству из нас покажется смешным, но почему мы думаем, что сами знаем лучше? Что нам известно о Вселенной, и как мы это узнали? Откуда взялась Вселенная, и что с ней станется? Было ли у Вселенной начало, а если было, то что происходило до начала? Какова сущность времени? Кончится ли оно когда-нибудь? Достижения физики последних лет, которыми мы частично обязаны фантастической новой технике, позволяют наконец получить ответы хотя бы на отдельные из таких давно поставленных вопросов. Пройдет время, и эти ответы, может быть, станут столь же очевидными, как то, что Земля вращается вокруг Солнца, а может быть, столь же нелепыми, как башня из черепах. Только время (чем бы оно ни было) решит это.

     2. Современное понятие  вселенной. 

     Вселе́нная — фундаментальное понятие астрономии, строго не определяемое, включает в себя весь окружающий мир. На практике под Вселенной часто понимают часть материального мира, доступную изучению естественнонаучными методами. Вселенная как единое целое является предметом изучения раздела астрономии - космологии.

     Такое определение включает в себя две  сущности: умозрительная, философская, и нечто материальное, доступное  наблюдениям в настоящее время  или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления).

     В историческом плане для обозначения  «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты  и варианты из различных языков, такие как «небесная сфера», «космос», «мир». Использовался также термин «макрокосмос», хотя он предназначен для  определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части. Аналогично, слово «микрокосмос» используется для обозначения систем малого масштаба в составе гораздо большей системы, частью которой является исходная система.

     Любое исследование, любое наблюдение, будь то наблюдение ребёнка за кошкой, физика — за тем, как раскалывается ядро атома, или астронома, ведущего наблюдения за далёкой-далёкой галактикой — всё это наблюдение за Вселенной, а если быть точным — за отдельными её частями. Эти части служат предметом изучения отдельных естественных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаются астрономия и космология. Именно эти аспекты знаний о Вселенной составляют предмет данной статьи.

     3. Изучение материи. 

     «Основой всей научной работы служит убеждение, что мир представляет собой упорядоченную и познаваемую сущность. Это убеждение зиждется на религиозном чувстве. Мое религиозное чувство — это почтительное восхищение тем порядком, который царит в небольшой части реальности, доступной нашему слабому разуму.» - А. Эйнштейн.

     Развивая  логическое мышление и рациональный подход к изучению реальности, наука  сумеет в значительной степени ослабить суеверие, господствующее в мире. Нет  сомнения в том, что любая научная  работа, за исключением работы, совершенно не требующей вмешательства разума”  исходит из твердого убеждения (сродни религиозному чувству) в рациональности и познаваемости мира.

     Музыка  и исследовательская работа в  области физики различны по происхождению, но связаны между собой единством  цели—стремлением выразить неизвестное. Их реакции различны, но они дополняют  друг друга. Что же касается творчества в искусстве и науке, то тут  Эйнштейн полностью соглашается с Шопенгауэром, что наиболее сильным их мотивом является желание оторваться от серости и монотонности будней и найти убежище в мире, заполненном нами же созданными образами. Этот мир может состоять из музыкальных нот так же, как и из математических формул. Мы пытаемся создать разумную картину мира, в котором мы могли бы чувствовать себя как дома, и обрести ту устойчивость, которая недостижима для нас в обыденной жизни.

     Закон поможет быть точным хотя бы потому, что понятия, с помощью которых  мы его формулируем, могут развиваться  и в будущем оказаться недостаточными. На дне любого тезиса и любого доказательства остаются следы догмата непогрешимости.

     Каждый  естествоиспытатель должен обладать своеобразным религиозным чувством, ибо он не может представить, что те взаимосвязи, которые он постигает, впервые придуманы  именно им. Он ощущает себя ребенком, которым руководит кто-то из взрослых.

     Мы  можем познавать Вселенную лишь посредством наших органов чувств, косвенно отражающих объекты реального  мира.

     Ученые  в поисках истины не считаются  с войнами.

     Нет иной Вселенной, кроме Вселенной  для нас. Она не является частью наших  представлений. Разумеется, сравнение  с глобусом не следует понимать буквально. Эйнштейн воспользовался этим сравнением как символом. Большинство ошибок в философии и в логике происходят из-за того, что человеческий разум склонен воспринимать символ как нечто реальное.

     «Я смотрю на картину, но мое воображение не может воссоздать внешность ее творца. Я смотрю на часы, но не могу представить себе, как выглядит создавший их часовой мастер. Человеческий разум не способен воспринимать четыре измерения. Как же он может постичь бога, для которого тысяча лет и тысяча измерений предстают как одно?» - А. Эйнштейн. Представьте себе совершенно сплющенного клопа, живущего на поверхности шара. Этот клоп может быть наделен аналитическим умом, может изучать физику и даже писать книги. Его мир будет двумерным. Мысленно или математически он даже сможет понять, что такое третье измерение, но представить себе это измерение наглядно он не сможет.Человек находится точно в таком же положении, как и этот несчастный клоп, с той лишь разницей, что человек трехмерен. Математически человек может вообразить себе четвертое измерение, но увидеть его, представить себе наглядно, физически человек не может. Для него четвертое измерение существует лишь математически. Разум его не может постичь четырехмерия.

     4. Структурные уровни организации материи.

     Под структурой материи обычно понимается ее строение в микромире, существование  в виде молекул, атомов, элементарных частиц и т. д. Но если рассматривать  материю в целом, во всех доступных  и потенциально возможных формах ее существования, то понятие структуры  материи будет охватывать также  различные макроскопические тела, все  космические системы мегамира, причем в любых, сколь угодно больших пространственно-временных масштабах. С этой точки зрения структура материи проявляется в ее существовании в виде бесконечного многообразия целостных систем, тесно связанных между собой в закономерном движении и взаимодействии, в упорядоченном строении каждой системы. Эта структура неисчерпаема и бесконечна в количественном и качественном отношениях.

     Проявлениями  структурной бесконечности материи  выступают: неисчерпаемость объектов и процессов микромира, бесконечность пространства и времени, бесконечность изменений и развития материи.