Міністерство освіти і науки України
Черкаський державний технологічний університет
Кафедра Історії України
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з дисципліни „Історія науки і техніки”
на тему „Наукова революція в природознавстві
наприкінці ХІХ – початку ХХ ст.”
Перевірив:
Виконав:
Викл. Перехрест І.В.
студ. 5-го курсу
гр. ЗРТ-33, ФЕТ
Соболєв О.В.
Черкаси, 2008
План
1.
Розвиток атомістики: розкриття таємниці атомата вплив атомістики на подальший розвиток природознавчих галузей.
2.
Дослідження складової матерії.
3.
Наукові дослідження природних процесів:
А)
еволюція повітроплавання
Б)
радіо та телеграф;
В)
зародження генетики.
Вступ
Перший історичний етап формування наукових знань іноді називають донауковим і пов’язують з виникненням знань, що узагальнювали інші аспекти життєдіяльності людини, знань, що фіксували досвід взаємодії з природою. У формах існування цього знання про природний світ давали взнаки міфологічний контекст, що з'єднував і перетворював їх на єдине ціле, і описово-рецептурні норми змісту знань. Для більшості знань про певні особливі частини природи (зорі, живе, землю та ін.) або природні властивості давнього періоду історії людства характерною була причетність до розв'язання певних практичних задач діяльності людства. А звідси — описово-рецептурний, техніко-технологічний характер знань, більшість з яких ще породжувалася практичним досвідом. Збагачуючись ними, людина ставала майстром, митцем. Водночас такі знання були не настільки всебічними і ґрунтовними, щоб у найзагальніших рисах дати людині розуміння сутності світу, в якому вона живе. Тому мистецька діяльність людини доповнювалася такими формами відтворення і використання знань, як таїнство, священнодія. У подальшому становленні та розвитку наукові знання поступово розшаровувались і відокремлювалися від мистецтва й магії, але продовжували відбивати єдність усіх складових людської діяльності.
У XХ ст. виникли необхідні соціальні, технічні та теоретичні передумови становлення як науково-технічного знання, зокрема, так і всієї науки в сучасному її розумінні. XІХ ст. відкрило період розвитку суспільства, що характеризувався піднесенням матеріального виробництва та економічних відносин від ремесла до промисловості у формі мануфактури. XХ ст. для більшості європейських держав було століттям перемоги нових економічних — відносин.
1.
Розвиток атомістики: розкриття таємниці атома та вплив
атомістики на подальший розвиток природознавчих галузей.
Одна з перших теоретичних систем фізичних поглядів античності - атомістичне вчення Демокріта (460 - 377 р.р. до н.е. ). Воно є особливою формою розвитку елементної ідеї про те, що в основі світу речей лежить деяка кількість структурних одиниць - елементів. Демокріт намагався розробити вчення про атомарну структуру континууму. Атом визначався як фізичне тіло, що фактично не поділяється, незмінне за своєю природою. За уявленням Демокріта, наука повинна пояснювати явища фізичного світу, тому атомістична теорія була першою добре осмисленою концепцією механічного пояснення природи.
Пояснення розуміється як вказівка на механічні причини усіх можливих змін у природі, якими є рух атомів. Такі причини доступні звичайному сприйняттю, тому що вони мають фізичну природу, тобто їх треба шукати у земному світі. А шлях пізнання - це шлях сполучення чуттєвого досвіду та його раціонального перетворення. Програма атомізму є першою у історії думки програмою, яка виходить з методологічної настанови пояснення цілого як суми окремих його складових.
Особливості наукової концепції атомістів полягають, по-перше, у розумінні призначення фізичної науки як такої, що повинна пояснити явища фізичного світу; по-друге, у принципі, на підставі якого робиться пояснення «атоми – порожнеча»: механічний рух атомів; по-третє, у наочності пояснювальної моделі; по-четверте, у поділі світу на дійсний, об‘єктивний і суб‘єктивний. Атомісти розробили метод, який у подальшому неодноразово застосовувався до різних явищ природи та людського буття.
Атомізм, можна розглядати як філософське усвідомлення реальної життєвої ситуації в рабовласницькому суспільстві, адже атоми тотожні своєю неподільністю і різняться лише зовнішньою, тілесною формою, як і люди тотожні в своїй "людяності", але різні за зовнішністю. Як ці атоми рухаються відповідно необхідності в порожнечі, так і люди рухаються відповідно своєму місцю в суспільному житті. Соціальний підтекст атомістичної теорії яскраво демонструє римський переклад грецького слова "атом" — "індивід". Атоми рухаються і утворюють найрізноманітніші з'єднання, які сприймаються людьми як різні речі, процеси, що виникають і зникають. Але це розмаїття, стверджує Демокріт, удаване: немає різних речей, процесів, є лише різні з'єднання одних і тих самих атомів.
На основі ранньої натурфілософії (фізики) склалася логічно розчленована і глибоко продумана програма природничо-наукового знання Аристотеля, по суті, перша форма вже не тільки філософського знання про природу, а й справді науки про природу - фізики і біології.
Арістотель зробив крок уперед порівняно з Демокрітом, оскільки намагався розробити понятійний апарат для визначення руху. Атомістичне пояснення руху було більше натурфілософським, оскільки атомісти безпосередньо співвідносили свій загальнофілософський принцип з емпіричними явищами, не створивши опосередковуючої системи понять.
2. Дослідження складової матерії.
Поняття "матерія" ототожнювалось із конкретним матеріалом, з якого складаються тіла і предмети (камінь, вода, земля, дерево, глина тощо). Подібне розуміння матерії зустрічаємо у філософії стародавнього світу, наприклад, у представників давньоіндійської школи локаути або давньокитайських матеріалістів.
Перші філософські визначення матерії даються, власне, через узагальнення її побутового розуміння. Представники давньогрецької філософії в більшості випадків під матерією розуміли найдрібніші частинки — атоми, або корпускули, з яких складаються тіла і які є першоосновами буття.
Узагальнюючи здобутки минулих часів, Арістотель у книзі "Метафізика" писав, що "більшість перших філософів вважали початком усього лише матеріальні начала, а саме, те, з чого складаються всі речі, із чого, як першого, вони виникають і на що, як останнє, вони, гинучи, перетворюються, причому сутність хоч і залишається, але змінюється в своїх проявах, — це вони вважають елементом і початком речей. Фалес, засновник такої філософії, як стверджує далі Арістотель, говорить, що начало — вода, що сім'я всього за природою вологе, а начало вологого — вода". Звичайно, таке розуміння історично обмежене, але якщо вдуматись, то сьогодні, вирішуючи глобальні проблеми сучасності, чи не починаємо ми розуміти, що вода, земля, повітря, енергія — першооснови буття людини?
Якщо для філософів стародавнього світу матерія — це матеріал, з якого складаються тіла, предмети, а кожен предмет (тіло) складається з матерії та форми як духовного першопочатку, то для Р.Декарта (XVII ст.) матерія — це складова частинка предмета (тіла), а саме: тіло разом з формою. Оскільки предметів, тіл — безліч, то матерія — це сукупність тіл, предметів, які містяться у Всесвіті. Декарт розкриває зміст поняття матерії за допомогою трьох категорій: субстанції, атрибута і аксиденсу. При цьому під субстанцією він розуміє самоіснуюче буття — самостійне, самодіяльне: під атрибутом — невід'ємні, загальні, універсальні риси даної субстанції, а під аксиденсом — довільні, випадкові, необов'язкові риси субстанції. Тому Декарт визначає матерію як субстанцію самоіснуючого буття, атрибутом якої є протяжність із її властивостями: займати певне місце, мати об'єм, бути тривимірною.
І.Ньютон додає до Декартового визначення матерії як субстанції ще три атрибути: протяжність, непроникність (непорушна цілісність тіла), інертність (пасивність, нездатність самостійно змінювати швидкість згідно із законами динаміки); вага, зумовлена дією закону всесвітньої гравітації. Причому інертність та вага потім об'єднуються ним у поняття маси, яка виступає основним атрибутом матерії і одночасно мірою її кількості.
Інший підхід у П.Гольбаха, який визначає матерію як все те, що пізнається чуттєво, при цьому джерелом чуттєвого знання є відчуття форми, кольору, смаку, звуку та ін. Він доводить розуміння матерії до гносеологічного узагальнення, піднімається на вищий рівень абстрагування, незважаючи на те, що прискіпливі критики дорікали йому за надмірну широту, неконкретність, а тому неадекватність цього визначення. Як на аргумент, вони посилалися на релігійні та філософські концепції, за якими боги і духи (Бог - Сонце в єгипетській релігії або поняття Бога у філософії Д.Юма) — чуттєво пізнавані реалії.
Відповідний внесок до поглиблення поняття матерії зробив Г.Гельмгольц. За його словами, матерія — це все, що існує об'єктивно (незалежно від свідомості людини). Але Бог існує об'єктивно і від того не стає матеріальним.
Матерія як філософська категорія — не закостеніла, незмінна форма або вмістилище всього існуючого у світі. Вона визначає найбільш суттєві властивості об'єктивно-реального буття світу — пізнаного і ще не пізнаного. До таких суттєвих ознак належать: цілісність, невичерпність, мінливість, системна упорядкованість та інше.
Системність в організації матерії — не тільки її фундаментальна властивість, вона також визначає методологію сучасного наукового пізнання структурних рівнів матерії: неорганічний (мікро-, макро-, мегасвіти); органічний (організмений, підорганізмений, понадорганізмений); соціальний (особистість, родина, плем'я, народність, нація, клас, суспільство, людство).
Отже, поняття матерії проходить складний шлях, постійно уточнюється, поглиблюється, збагачується новими властивостями, відображає рівень розвитку пізнання людиною світу. Матеріальність світу, як зазначає Ф.Енгельс, доводиться не парою фокусницьких фраз, а довгим і важким розвитком філософії та природознавства. Поширене визначення матерії як філософської категорії для означення об'єктивної реальності, що дана людині у її відчуттях, відображається нашими відчуттями та свідомістю й існує незалежно від них, певною мірою є обмеженим, оскільки зосереджується на гносеологічних аспектах матеріального, не враховуючи притаманний йому онтологічний зміст.
Справді, якщо не зосереджуватися тільки на гносеологічному ви значенні матерії, а розглядати її, враховуючи розвиток сучасної науки і філософії, то можна виокремити:
1. Онтологічні складові: а) рух та його форми; б) простір; в)час; г)детермінація.
2. Гносеологічні принципи: а) пізнаваність; б) об'єктивність; в)реальність.
Таким чином, узагальнене визначення категорії "матерія" має базуватися на тому, що це — об'єктивно реальне буття світу в часі, просторі, русі, детерміноване і безпосередньо чи опосередковано пізнаване людиною.
3. Наукові дослідження природних процесів:
А) Еволюція повітроплавання.
Аеростат Перша в світі повітряна куля (аеростат) з'явилася в 1782 році, коли брати Эт'єн і Жозеф Монгольф'є вирішили продемонструвати в колі рідних і знайомих винайдений ними засіб, за допомогою якого можна піднятися в повітря. Цим засобом виявилася наповнена димом оболонка у вигляді кулі діаметром 3,5 метра. Успіх був приголомшуючий. Оболонка протрималася в повітрі близько 10 хвилин, піднявшись при цьому на висоту майже 300 метрів, і пролетіла так близько кілометра. Окрилені (або одимленні) успіхом, брати вирішили показати винахід широкій публіці. Вони побудували величезну повітряну кулю, діаметром більше 10 метрів. Демонстрація повітряної кулі відбулася 5 червня 1783 року у присутності великого числа глядачів. Куля, наповнена димом, спрямувалась догори. Спеціальний протокол, що був скріплений підписами посадових осіб, засвідчив всі подробиці досвіду. Так вперше офіційно було завірено винахід, що відкрив шлях повітроплаванню.
В той же час молодому французькому фізикові професорові Жаку Шаpлю було наказано підготувати і провести демонстрацію свого літального апарату. Шаpль був упевнений, що димне повітря — це не краще рішення. Він вважав, що значно більше користі обіцяє використання водню, оскільки він легший за повітря. Як легку оболонку, здатну тривалий час три
Успішний політ аеростата Шаpля не зупинив братів Монгольф'є. Працюючи день і ніч, вони побудували до наміченого терміну повітряну кулю, і щоб справити ще більше враження, брати причепили до повітряної кулі клітку, куди посадили барана, качку і півня. Це були перші пасажири в історії повітроплавання. Повітряна куля відірвалася від помосту і спрямувалася угору, а через вісім хвилин, пройшовши шлях в чотири кілометри, благополучно опустився на землю. Брати Монгольф'є стали героями дня, були удостоєні нагород, а всі повітряні кулі, в яких для створення підйомної сили використовувалося димне повітря, стали з того дня іменуватися монгольф'єpами.
Кожен політ повітряних куль братів Монгольф'є наближав їх до заповітної мети — польоту людини. Побудована ними нова куля була більша: висота 22,7 метра, діаметр 15 метрів. У нижній її частині кріпилася кільцева галерея, розрахована на двох чоловік. В середині галереї було підвішено вогнище для спалювання кришеної соломи. Знаходячись під отвором в оболонці, воно випромінювало тепло, що підігрівало повітря усередині оболонки під час польоту. Це дозволяло зробити політ тривалішим і в якійсь мірі керованим. Король Франції Луї XVI заборонив авторам проекту брати особисту участь у польоті. Таке ризиковане для життя завдання, на його думку, слід було доручити двом злочинцям, засудженим до страти. Але це викликало бурхливі протести Пілатpа де Розьe, активного учасника споруди монгольф'єpа. Він не міг змиритися з думкою про те, що до історії повітроплавання увійдуть імена якихось злочинців, і наполягав на особистій участі у польоті.
Дозвіл було отримано. Іншим «пілотом» став прихильник повітроплавання маркіз д'Аpланд. І ось 21 листопада 1783 року людина нарешті змогла відірватися від землі і зробити повітряний політ. Монгольф'єp протримався в повітрі 25 хвилин, пролетівши близько дев'яти кілометрів. Прагнучи довести, що майбутнє повітроплавання належить шаpл'єpам (так називали аеростати з оболонками, наповненими воднем), а не монгольф'єpам, професор Шаpль розумів, що для цього потрібно здійснити політ людей на шаpл'єpі, причому ефектніший, ніж політ братів Монгольф'є. Створюючи новий аеростат, він розробив ряд проектно-конструкторських рішень, які потім використовувалися впродовж багатьох десятиліть. Побудований їм шаpл'єp мав сітку, що обтягувала верхню півсферу оболонки аеростата, і стропи, за допомогою яких до цієї сітки підвішувалася гондола для людей. Для управління висотою польоту використовувалися спеціальний клапан в оболонці і баласт, що зберігався в гондолі. Був передбачений і якір для полегшення посадки на землю. 1 грудня 1783 року шаpл'єp діаметром більше дев'яти метрів узяв старт в парку Тюільpи. На нім відправилися професор Шаpль і один з братів Робер, що брали активну участь в роботах по споруді шаpл'єpів. Пролетівши 40 кілометрів, вони благополучно опустилися біля невеликого села. Потім Шаpль сам продовжив подорож. Шаpл'єp пролетів п'ять кілометрів, забравшись на небувалу для того часу висоту — 2750 метрів. Пробувши в надхмарній вишині біля півгодини, дослідник благополучно приземлився, завершивши, таким чином, перший в історії повітроплавання політ на аеростаті з оболонкою, наповненою воднем. б. У січні 1896 в "Журналі Російського физико-хімічного суспільства" Попов опублікував статтю "Прилад для виявлення і реєстрації електричних коливань", в якій привів схему і докладний опис принципу дії першого в світі радіоприймача". Успішна практична дія приладу довела його здатність сприймати електромагнітні коливання в атмосфері. 12(24) березня учений вже на експериментальному приладі наочно продемонстрував передачу сигналів без дротів на відстані 250 метрів.
Б) Радіо та телеграф
У червні 1896 італієць Г. Марконі запатентував в Англії винахід, що повторював схему раніше обнародуваного в публікації Попова пристрою. Цей факт спонукав російського ученого виступити із спеціальними заявами про свій пріоритет у вітчизняному і зарубіжному друці. Заслуги Попова у винаході радіо були відмічені присудженням йому золотої медалі на Паризькому Електротехнічному Конгресі в 1900.
До літа 1897 в результаті численних дослідів була вирішена задача збільшення відстані передач, на кошти Морського міністерства виготовлені нові прилади і досягнута дальність зв'язку до 5 км. Досліди радіозв'язку, які мали військове значення, не вдавалися до розголосу, але помічене в ході їх явище віддзеркалення радіохвиль від предметів (зокрема, кораблів) лягло в основу радіолокації.
У 1898-99 Попов продовжує експериментальні роботи на Балтійському і Чорному морях, в ході яких розробляє пристрій для прийому телеграфних сигналів на слух. У 1900 встановлюється радіозв'язок вже на 50 км, після чого Морське міністерство вводить бездротовий телеграф на судах флоту.
В) Зародження генетики.
Гене́тика (грец. γεννώ — породжувати) — це наука про гени, спадковість та варіативність організмів.
Генетика — наука про спадковість і мінливість організмів та організацію спадкового матеріалу. Через універсальність генетичного коду генетика лежить в основі вивчення всіх форм життя від вірусів до людини.
Слово « генетика » було уперше запропоновано для того, щоб описати знання про спадковість та мінливість визначним Британським вченим Вільямом Батесоном (William Bateson) у особистому листі до Адама Седжвіка Adam Sedgwick (18 квітня 1905). Уперше Батесон ужив слово « генетика » публічно на Третій Міжнародні Конференції з Гибридизації Рослин (Лондон, Англія) у 1906.
Початкові знання з генетики пов'язані із такими процесами, як одомашнення та схрещування тварин і рослин ще у прадавні часи. Сьогодні методи генетики дозволяють вивчати властивості конкретних генів та аналізувати зв'язок між різними генами. Зазвичай в організмі генетична інформація зберігається у вигляді хромосом, які, у свою чергу, складаються з білків та носіїв генетичної інформації — молекул ДНК.
У генах закодована інформація, яка необхідна для синтезу амінокислотної послідовності білків. Білки ж відіграють найважливішу роль у формуванні фенотипу, чи, іншими словами, білки визначають, яким буде фізичний стан, загальний вигляд організму. У диплоїдних організмах домінантні алелі на одній хромосомі будуть маскувати експресію рецесивних генів на іншій (гомологічній) хромосомі. Єдина можливість проявитися рецесивній алелі — гомозиготний стан (коли обидві копії гену рецесивні і домінантного гену немає у конкретно взятої особи). Кодомінантність — це така властивість генів, коли обидві риси домінантні одночасно, і обидві риси у цьому випадку будуть присутні у фенотипі.
Генетика М. Лобашева, 1-е видання 1963 року (ліворуч) та 2-е видання 1967 року (праворуч). Перший підручник генетики для вузів після періоду лисенківщини.
Фраза «закодувати» досить часто уживається, щоб позначити інформацію, яка міститься у генах, і необхідна для певної структури білку: «гени кодують білки». Найпростіша концепція — «один ген — один поліпептид (один білок)». Але один ген може кодувати і велику кількість різних поліпептидів у залежності від регуляції його транскрипції (альтернативний сплайсинг). Гени кодують нуклеотидну послідовність мессенджер-РНК, або мРНК, транспортних РНК (тРНК) та рибосомальних РНК (рРНК). Усі ці види РНК необхідні для синтезу білків.
Гени впливають на зовнішність усіх організмів, у тому числі і людей, а також і на поведінку. На ці характеристики також впливають умови зовнішнього середовища та інші разні фактори. Ідентичні генетично близнята, які по суті є «клонами» унаслідок раннього поділу ембріону, мають однакову ДНК, але різні риси характеру, різні відбитки пальців тощо. Генетично ідентичні рослини накопичують різні за розміром та насичністю жирні кислоти у залежності від температури зовнішнього середовища.
Зародження генетики можна прослідкувати ще у доісторичні часи. Вже на Вавілонських глиняних плитках указувалися можливі риси при схрещуванні коней. Але основи сучасних уявлень про механізми спадковості були закладені тільки у середині 19 століття.
Роботи Ґреґора Менделя. У 1865 році монах Ґреґор Мендель вивчав горох гібридизіцію рослин у Августинському монастирі у Брюнні (Брно, тепер на території Чехії). Дослідник оприлюднив свої результати на засіданні місцевого товариства науковців. Робота «Досліди над рослинними гібридами» була опублікована у 1866 році. Сформульовані закономірності наслідування пізніше отримали назву Закони Менделя. За життя автора ці роботи були маловідомі, сприймалися досить критично. Результати досліджень іншої рослини, «Нічної красуні», суперечили на перший погляд висновкам Менделя, і цим досить охоче користувалися критики.
Класична генетика
На початку 20 століття роботи Менделя звернули до себе увагу у зв'язку із дослідженнями Карла Корреса, Еріха фон Чермака та Гуго де Фриза у сфері гибридизіції рослин. Вони підтвердили основні висновки про незалежне наслідування ознак і про чисельні співвідношення про розщепленні ознак у нащадків.
Невдовзі англійський натураліст Вільям Бетсон запропонував назву нової наукової дисципліни — Генетика . У 1909 році ботанік із Данії запропонував слово ген.
Важливим доробком є також Хромосомна теорія спадковості Томаса Ханта Моргана і його учнів. Ці автори працювали із дрозофілою (Drosophila melanogaster). Вивчення закономірностей зціпленого успадкування дозволило шляхом аналізу результатів схрещування скласти карти розташування генів у «групах зціплення», а також співставити групи зціплення із хромосомами (1910—1913 роки).
Два ланцюги ДНК тримаються разом завдяки слабким зв'язкам (водневий зв'язок). Залишку цукру (пентози дезоксирибози) у ланцюгах виділені блакитним кольором.
Епоха молекулярної генетики розпочинається у 1940 — 1950 роках. У той час була доведена роль ДНК у передачі спадкової інформації. Найважливішими кроками стали розшифрування структури ДНК, створення теорії про триплетність генетичного коду, опис механізму біосинтезу білків, відкриття рестриктаз та сиквенс (встановлення послідовності нуклеотидів) ДНК. У СРСР із 1930-тих до 1960-тих генетика уважалась забороненою наукою.
Висновок
1.
Особливості наукової концепції атомістів полягають, по-перше, у розумінні призначення фізичної науки як такої, що повинна пояснити явища фізичного світу; по-друге, у принципі, на підставі якого робиться пояснення «атоми – порожнеча»: механічний рух атомів; по-третє, у наочності пояснювальної моделі; по-четверте, у поділі світу на дійсний, об‘єктивний і суб‘єктивний. Атомісти розробили метод, який у подальшому неодноразово застосовувався до різних явищ природи та людського буття.
2.
Для Р.Декарта (XVII ст.) матерія — це складова частинка предмета (тіла), а саме: тіло разом з формою. І.Ньютон додає до Декартового визначення матерії як субстанції ще три атрибути: протяжність, непроникність (непорушна цілісність тіла), інертність (пасивність, нездатність самостійно змінювати швидкість згідно із законами динаміки). У П.Гольбаха, який визначає матерію як все те, що пізнається чуттєво, при цьому джерелом чуттєвого знання є відчуття форми, кольору, смаку, звуку та ін. За словами Г.Гельмгольца, матерія — це все, що існує об'єктивно (незалежно від свідомості людини).
3.
Аеростат з'явилася в 1782 році, коли брати Эт'єн і Жозеф Монгольф'є вирішили продемонструвати в колі рідних і знайомих винайдений ними засіб, за допомогою якого можна піднятися в повітря. В той же час молодому французькому фізикові професорові Жаку Шаpлю було наказано підготувати і провести демонстрацію свого літального апарату. Генетика — наука про спадковість і мінливість організмів та організацію спадкового матеріалу. Через універсальність генетичного коду генетика лежить в основі вивчення всіх форм життя від вірусів до людини.
Список використаної літератури:
1.
Бесов Л.М. Історія науки і техніки з найдавніших часів до кінця ХХ ст. – 2-е вид. перер. І доп. – Х: ХДПУ, 2000.
2.
Методичні вказівки по організації самостійної роботи студентів з курсу ,, Історія розвитку основних фізичних уявлень ” (
Частина 1)/Упор. Л.П. Пономаренко, А.С. Литвиненко. – К.: НТУУ ”
КПІ”,
2002.
3.
Кирилин В.А. Страницы истории науки и техники. – М., 1986.
4.
Шухардин С.В. Техника в её историческом развитии. – М., 1962
5.
Пархоменко А.А., Федоров А.С. Сражающая наука. – М., 1990.
6.
Петросьяц А.М. Атом не должен служить войне. – М., 1986.