Непрерывность и дискретность в природе доклад

Дискретность и непрерывность материи в классическом естествознании К началу XX столетия существовало два представления о материи. Классическая механика трактовала материю как дискретную, а электромагнитная теория — как абсолютно непрерывную. Материя — есть все существующее вокруг нас.

Три века физика была механической и имела дело только с веществом, которое локализовано в пространстве и может быть однозначно определено в системе координат. Ареной этих законов является все пространство, а не одни только точки, в которых находится вещество или заряды, как это имеет место для механических законов". Утратило смысл понятие "пустое пространство", при описании микромира и мегамира масса стала пониматься как одна из форм энергии, время - как не имеющее единого течения Одно из них: континуальная концепция Анаксагора - Аристотеля - базировалось на идее непрерывности, внутренней однородности, "сплошности" и, по-видимому, было связано с непосредственными чувственными впечатлениями, которые производят вода, воздух, свет и т.

2.2. Дискретность и непрерывность материи в классическом естествознании

Три века физика была механической и имела дело только с веществом, которое локализовано в пространстве и может быть однозначно определено в системе координат.

Ареной этих законов является все пространство, а не одни только точки, в которых находится вещество или заряды, как это имеет место для механических законов". Утратило смысл понятие "пустое пространство", при описании микромира и мегамира масса стала пониматься как одна из форм энергии, время - как не имеющее единого течения Одно из них: континуальная концепция Анаксагора - Аристотеля - базировалось на идее непрерывности, внутренней однородности, "сплошности" и, по-видимому, было связано с непосредственными чувственными впечатлениями, которые производят вода, воздух, свет и т.

Материю, согласно этой концепции, можно делить до бесконечности, и это является критерием ее непрерывности. Заполняя все пространство целиком, материя не оставляет пустоты внутри себя. Другое представление: атомистическая корпускулярная концепция Левкиппа - Демокрита - было основано на дискретности пространственно-временного строения материи, "зернистости" реальных объектов и отражало уверенность человека в возможность деления материальных объектов на части лишь до определенного предела - до атомов, которые в своем бесконечном разнообразии по величине, форме, порядку сочетаются различными способами и порождают все многообразие объектов и явлений реального мира.

При таком подходе необходимым условием движения и сочетания реальных атомов является существование пустого пространства. Таким образом, корпускулярный мир Левкиппа-Демокрита образован двумя фундаментальными началами - атомами и пустотой, а материя при этом обладает атомистической структурой.

Атомы по представлению древних греков не возникают и не уничтожаются, их вечность проистекает из бесконечности времени. Эти представления о структуре материи просуществовали фактически без существенных изменений до начала XX века, оставаясь двумя антиномиями, определяющими "поле битвы" крупнейших мыслителей. Триумф ньютоновской механики значительно укрепил позиции сторонников корпускулярной структуры материи. И хотя эмпирических доказательств "зернистости" газов, жидкостей, твердых тел, световых пучков в то время не существовало, сама идея считать эти объекты состоящими из взаимодействующих материальных точек была слишком привлекательной, чтобы ею не воспользоваться.

Ведь тогда достаточно задать начальное состояние всех этих материальных точек и решить соответствующие уравнения движения, чтобы объяснить наблюдаемые в природе явления и предсказать их эволюцию детерминизм Лапласа.

Надо признать, что корпускулярный подход оказался чрезвычайно плодотворным в различных областях естествознания. Прежде всего, это, конечно, относится к ньютоновской механике материальных точек.

Очень эффективной оказалась и основанная на корпускулярных представлениях молекулярно-кинетическая теория вещества, в рамках которой были интерпретированы законы термодинамики. Правда, механистический подход в чистом виде оказался здесь неприменимым, так как проследить за движением материальных точек, находящихся в одном моле вещества, не под силу даже современному компьютеру. Однако если интересоваться только усредненным вкладом хаотически движущихся материальных точек в непосредственно измеряемые макроскопические величины например, давление газа на стенку сосуда , то получалось прекрасное согласие теоретических и экспериментальных результатов.

Возникли вопросы, в результате анализа которых выяснилось, что одна и та же реальность может быть описана в разных теориях, не существует одного метода научной деятельности, методы историчны. Во-первых, методы зависят от объекта, во-вторых, сама методика не стала связываться только с объектом. Мах вообще счел целесообразным не обращаться к понятию объективной реальности, а принять опытные данные как единственную реальность. Он настаивал на том, что "все физические определения относительны", показывая это через основные физические понятия пространство, время, материя Такую логику предлагали многие ведущие ученые этого периода, ставшего для физики революционным.

Потеряв надежду на соответствие теории объективной реальности и исходя из принципа экономии мышления, они ограничились реальностью опыта: натурализм, объявленный позитивистами "безрассудным притязанием открыть истинную природу вещей", для многих мыслителей стал неприемлем, но другую крайность представлял сам позитивизм, как мировоззрение, не имеющее онтологического фундамента. Релятивизация физики обострила проблему физической реальности, расшатав одну из важнейших опор классической научности - объективность.

Но вера в научный универсализм и фундаментализм пока сохранялась. Известно, что А. Эйнштейн не отступил от поисков полного описания природы. Квантовая механика окончательно развеяла притязания на универсальное и точное описание объекта. Исследование микромира и гносеологические обобщения нового познавательного опыта, составили суть новой научности, впоследствии обозначенной методологами науки как неклассическая.

Открытие Гейзенбергом соотношения неопределенностей и Шредингером волнового уравнения, имеющего в квантовой механике такое же значение, как законы Ньютона в классической механике, открытие своеобразных статистических законов атомных явлений, о которых старая физика и не догадывалась, знаменовали собой прогресс в познании объективных закономерностей природы, дальнейшее углубление нашего знания объективных причинных связей.

Объективные закономерные, причинные связи явлений не сводятся к тем причинным связям, которые выразила в своих уравнениях классическая механика; они бесконечно многообразнее и "удивительнее", чем это допускал механический материализм.

Законы К. Они позволили выяснить строение атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, понять строение ядер атомных, изучать свойства элементарных частиц. Поскольку свойства макроскопических тел определяются движением и взаимодействием частиц, из которых они состоят, законы К. Только на основе К. В квантовой механике довольно распространенной является ситуация, когда некоторая наблюдаемая имеет парную наблюдаемую.

Например, импульс - координата, энергия - время. Такие наблюдаемые называются дополнительными или сопряженными. Ко всем им применим принцип неопределенности Гейзенберга. Квантовая механика - это физическая теория частиц и явлений атомного масштаба, её законы отражают одновременно и корпускулярные, и волновые свойства движущегося вещества в отличие от законов классической механики, которые отражают движение вещества только в корпускулярном аспекте.

Квантовые величины характеризуют не просто корпускулярную, но одновременно и волновую природу атомных процессов. Разумеется, квантовые величины связываются друг с другом по-иному, нежели классические величины, что и демонстрируется, например, соотношением неопределенностей для импульса и координаты.

Отображая объективные свойства атомов, соотношение неопределенностей позволяет находить новые факты об атомах например, применяя его к вопросу о составе атомного ядра, можно доказать, что в атомном ядре не может быть электронов. Понятие квантового импульса, соотношение неопределенностей, как и вся квантовая механика, отражают строение и свойства материи на ее, так сказать, атомном уровне.

Квантовая механика всем своим содержанием свидетельствует о новых гигантских успехах человеческого разума, о том, что человек прошел еще одну существенную ступень в своем познании и овладении законами природы. Эти взгляды на квантовую механику представлены отечественной наукой, а также учеными других стран: П. Ланжевен, Луи Вижье Франция , Д. Бом Америка , Л. Яноши Венгрия и др. Квантово - механический способ описания с необходимостью включает в себя не только изучаемые объекты, но и приборы, используемые для их изучения, а также сам акт измерения.

Бор вводит принцип дополнительности для описания объектов микромира. Принцип дополнительности рассматривают как методологический, восполняющий ограниченные возможности языка при описании корпускулярно-волновой природы микромира. Но он имеет и физический смысл, будучи связанным с так называемым соотношением неопределенностей, сформулированным в г.

Согласно последнему, в квантовой механике не существует состояний, в которых и местоположение, и количество движения имели бы вполне определенное значение. Частица со строго определенным импульсом совершенно не локализована. И наоборот, для точной локализации необходимы бесконечно большие импульсы, что физически невозможно. Бор подчеркивал, что введение условий познания во внутринаучный контекст вовсе не означало привнесение субъективизма в физику.

Учитывая условия познания, проявляем не субъективный произвол, а напротив, добиваемся адекватного описания. Если классическое описание природы покоилось всецело на предпосылке, что рассматриваемое явление можно наблюдать, не оказывая на него заметного влияния, то в квантовой области ситуация иная. Всякое наблюдение атомных явлений включает такое взаимодействие последних со средствами наблюдения, которыми пренебречь нельзя.

Это взаимодействие представляет собой неделимый, индивидуальный процесс, целостность которого воплощается в планковском кванте действия.

Поскольку взаимодействие наблюдаемых микрообъектов и средств наблюдения имеет целостный характер, то согласно логике Н. Бора, "невозможно приписать самостоятельную реальность в обычном физическом смысле ни явлению, ни средствам наблюдения". В плане противостояния натурализма и позитивизма махизма по поводу проблемы реальности, здесь происходит снятие проблемы. Оказывается, что "ни один результат опыта, касающийся явления, лежащего вне области классической физики, не может быть истолкован как дающий информацию о независимых свойствах объекта.

Более того, эти результаты внутренне связаны с определенной ситуацией, в описании которой столь же существенно, как и объект, входят и измерительные приборы, взаимодействующие с объектом".

При этом нет основания думать, что, выступая против приписывания самостоятельной реальности измеряемым объектам, Н. Бор отрицал их объективное существование.

Речь идет о другом - об изменении мышления по поводу способа существования физической реальности. Если в классической физике элементами реальности были вещи, то в квантовой механике в роли элементов физической реальности выступают акты взаимодействия объекта с прибором, то есть процессы наблюдения. Невозможно задать определенность существования микрообъектов без ссылки на конкретную определенность явления, то есть, не учитывая измерительную ситуацию.

В квантовой механике, как отмечает известный специалист по истории и методологии науки И. Алексеев, понятие относительности к системам отсчета обобщается в понятие относительности к средствам наблюдения. По отношению к одному прибору микрообъект может обладать координатой и не обладать импульсом, по отношению к другому дело может обстоять наоборот.

Адекватное знание можем получить не тогда, когда отвлекаемся от субъекта, от условий познания, но когда их учитываем. Гейзенберг отмечал, что то, как природа отвечает на вопросы, зависит от того, как мы их задаем. Естествознание не просто описывает и объясняет природу, оно является частью нашего взаимодействия с ней.

В квантовой механике роль наблюдения возросла до решающего события. Было осознано, что "наблюдение играет решающую роль в атомном событии, и что реальность различается в зависимости от того, наблюдаем мы ее или нет Квантовая механика уже не допускает вполне объективного описания природы".

Влияние человека как наблюдателя на этом уровне природы не устранимо. Реальность, открывшуюся неклассической физике, определяют как сеть взаимосвязей. Проникая в глубины вещества, пишет Ф.

Капра, мы видим не самостоятельные компоненты, а сложную систему взаимоотношений между различными частями единого целого. И в этих взаимоотношениях обязательно фигурирует наблюдатель. В контексте нового подхода Вселенная рассматривается в качестве сети взаимосвязанных событий.

Ни одно из свойств того или иного участка этой сети не имеет фундаментального характера; все они обусловлены свойствами остальных участков сети, общая структура которой определяется универсальной согласованностью всех взаимосвязей". Одновременно с развитием волновой и квантовой механики развивалась другая составная часть квантовой теории - квантовая статистика или статистическая физика квантовых систем, состоящих из большого числа частиц.

На основе классических законов движения отдельных частиц была создана теория поведения их совокупности - классическая статистика. Аналогично этому на основе квантовых законов движения частиц была создана квантовая статистика, описывающая поведение макрообъектов в случаях, когда законы классической механики не применимы для описания движения составляющих их микрочастиц - в данном случае квантовые свойства проявляются в свойствах макрообъектов.

Важно иметь в виду, что под системой в данном случае понимаются лишь взаимодействующие друг с другом частицы. Квантовая система при этом не может рассматриваться как совокупность частиц, сохраняющих свою индивидуальность. Иными словами, квантовая статистика требует отказа от представления различимости частиц - это получило название принципа тождественности.

В атомной физике две частицы одной природы считались тождественными. Однако эта тождественность не признавалась абсолютной. Так, две частицы одной природы можно было различать хотя бы мысленно. В квантовой статистике возможность различить две частицы одинаковой природы полностью отсутствует.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Дискретность материи во Вселенной. Физика. Лекция. Катющик.

Дискретность (и непрерывность)- свойства объектов природы, общества и мышления, обобщаемые в специальных научных, общенаучных и. Непрерывность, сплошность в природе проявляется в следующем: 1) вакуум, 2) время, длительность времени, 3) внешнее движение.

Дискретность и непрерывность - свойства объектов природы, общества и мышления, обобщаемые в специальных научных, общенаучных и философских понятиях, отражающих их строение, структуру и происходящие процессы. Синонимы понятия Д. Это также раздробленность, точечность. Но они бывают связаны в системе то есть в чем-то целом многообразными отношениями и связями. Противоположность и связь Д. Мы найдем понятия Д. Бытие и время жизни объектов разного рода в данных условиях опирается на единство Д. Они связаны также с феноменами и понятиями строения, системы и структуры, организации и элемента, конечного, бесконечного и др. При данном типе строения Д. Чтобы понять их значение для темпорологии, надо знать природу самих Д. Согласно диалектике, взаимодействие Д. Его обеспечивают различные механизмы изменения количества, качества, меры, разнообразия, формы и структуры, строения, состава, организации и др. В итоге, Д. Непрерывность и прерывность …, с. Абстрактнее, говоря на языке математики, Д. Вместе с тем, на деле, Н. В геометрии под Н. В теории чисел, - это просто бесконечное множество всех действительных чисел, например, - всех дробей, заключенных между любыми двумя действительными целыми числами как между 0 и 1 и т.

Приложения Обзор источников по теме "Дискретность и непрерывность в природе" В списке литературы, использованной при подготовке данной работы, представлено 13 библиографических источников.

Живые объекты в природе относительно обособлены друг от друга особи, популяции, виды. Любая особь многоклеточного животного состоит из клеток, а любая клетка и одноклеточные существа — из определенных органелл.

Концепция дискретности и непрерывности и квантовая механика

Описание природных объектов основывается на двух противоположных подходах, отражающих представления о дискретности или непрерывности материи. Корпускулярное описание объекта заключается в задании различных параметров, характеризующих каждую из его составляющих частей. Если параметры зависят от времени, то учитывается и эта зависимость. При континуальном описании протяжённых объектов используют понятие поля, под которым понимается некоторая характеристика объекта, выраженная как функция от координат и времени. Поля наглядно можно изобразить на плоскости в виде линий. Скалярное поле изображается линиями постоянного значения поля.

Естествознание. 10 класс

Дискретность и непрерывность в природе Когда исследователь достигает стадии, на которой он перестает видеть за деревьями лес, он слишком охотно склоняется к разрешению этой трудности путем перехода к изучению отдельных листьев. Ланцет Что такое корпускулярный и континуальный подходы к описанию различных объектов природы? Что такое поле в широком смысле слова? Для описания каких объектов применяют понятие поля? Как наглядно можно изобразить поле? Урок-лекция Корпускулярное и континуальное описание объектов природы. С древнейших времен существовало два противоположных представления о структуре материального мира. Одно из них — континуальная концепция Анаксагора—Аристотеля — базировалось на идее непрерывности, внутренней однородности. Материю, согласно этой концепции, можно делить до бесконечности, и это является критерием ее непрерывности.

Непрерывность, сплошность в природе проявляется в следующем: 1 вакуум, 3 внешнее движение квантов материи элементарных частиц, крупиц материи в вакууме, 4 внутреннее движение материи в кванте материи - пульсация квантов материи, 5 материя внутри квантов материи.

В Древней Греции обсуждались две противоположные гипотезы строения материальных тел. Одну из них предложил древнегреческий мыслитель Аристотель. Она заключается в том, что вещество делится на более мелкие частицы и нет предела его делимости. По существу, эта гипотеза означает непрерывность вещества.

Дискретность и непрерывность в-ва

.

Дискретность и непрерывность в природе

.

§ 17. Дискретность и непрерывность в природе

.

Please turn JavaScript on and reload the page.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Естествознание 10 класс (Урок№11 - Дискретность и непрерывность в природе.)
Похожие публикации