При смене картины мира пересматриваются основные вопросы мироздания, структура знаний и место науки в жизни общества. Среди естественных наук в течение двух столетий, несомненно, лидировала физика, исследовавшая явления неживой природы, для которых проще построить схему или модель и дать математическое описание. В конце XIX - первой половине XX в., когда результаты анализа и синтеза различных веществ существенно изменили жизнь общества, достойное место рядом с физикой заняла химия. Благодаря успехам физики и химии во второй половине XX в., положившим начало молекулярным исследованиям, произошел прорыв в биологии и медицине. Так естествознание приближается к человеку, распространяя свои методы на экономику, гуманитарную сферу знаний и искусство. Экологические проблемы, вставшие перед земной цивилизацией, подтолкнули естествознание к непосредственному взаимодействию с техникой, технологией, экономикой, политикой.

В XX веке естествознание развивалось невероятно быстрыми темпами. Его развитие стимулировалось потребностями практики. Развивающаяся быстрыми темпами промышленность требовала новых технологий, в основе которых лежало естественнонаучное знание.

Можно выделить следующие открытия в естествознании, которые привели к научным революциям в XX в.:

Астрономия: модель Большого взрыва и расширяющейся Вселенной.

Геология: тектоника литосферных плит.

Физика: в ней постепенно выделяются три основных направления: исследование микромира (микрофизика), макромира (макрофизика) и мегамира (астрофизика). Были проведены фундаментальные исследования в области атомов:

разработка модели атома;

доказательства изменяемости атома;

доказательства существования разновидностей атома у химических элементов.

Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Э. Резерфордом, атом уподоблялся миниатюрной солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Такая система, однако, была весьма неустойчива. Вскоре модель атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Нильсом Бором. Ядерная модель атома Резерфорда в интерпретации Бора стала основным понятием новой атомистики.

На протяжении почти двух десятков лет господствовала протонно-электронная модель ядра, и только после открытия Дж. Чедвиком в 1932 г. нейтрона, возникли современные представления о протонно-нейтронной модели атома.

Итак, следствием фундаментальных физических открытий оказалась разработка структуры атома в целом. Вскоре была открыта и другая элементарная частица - положительный электрон. Таким образом, сформировались основные положения современной атомистики, которые могут быть сформулированы следующим образом:

1. Атом является сложной материальной структурой и представляет собой мельчайшую частицу химического элемента.

2. У каждого элемента существуют разновидности атомов.

3. Атомы одного элемента могут превращаться в атомы другого.

Другая фундаментальная теория современной физики - теория относительности, в корне изменившая научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности был получен важный методологический урок, который состоит в том, 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. Общая теория относительности показала глубокую связь между движением материальных тел, а именно тяготеющих масс и структурой физического пространства-времени.

Квантовая механика: корпускулярно-волновой дуализм. В 30-е гг. XX в. было сделано важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, например, электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. 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. В 1925-1927 гг. для объединения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи - микромире, была создана новая волновая, или квантовая, механика. Впоследствии возникли и разнообразные другие квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения микромира.

Похожие материалы:

Температура
Большинство каттлей можно отнести к растениям второй температурной группы - для них наиболее благоприятной будет зимняя ночная температура 12-15°С. Слишком теплое содержание зимой может вызвать несвоевременный рост. Если вы не сможете обе ...

Классификация наглядных пособий по биологии
Основным методом изучения биологии в школе является наблюдение. Однако не всегда можно провести наблюдения предметов и явлений природы в естественном состоянии. В этом случае необходимые представления и понятия могут быть сформированы с п ...

Семейство ГОФЕРОВЫЕ (Geomyidae)
В это семейство объединяют американских грызунов, внешне похожих на азиатских пластинчатозубых крыс и цокоров, но имеющих защечные мешки и 16 коренных зубов (вместе с предкоренными) — по 4 с каждой стороны верхней и нижней челюсти. Длина ...