Природничо-наукова і гуманітарна культура

1. Державна освітня установа вищої професійної освіти «Тихоокеанський державний університет» Кафедра: «___________________________________________________» Контрольна робота 4 варіант Дисципліна: «Концепції сучасного природознавства» Тема: Природно-наукова і гуманітарна культура. Корпускулярно-хвильовий дуалізм. Будова Землі. Виконала: _______________ Перевірив (а ):_______________________________ ________________________________ Хабаровськ 2006

   План

2. Природничо-наукова і гуманітарна культура. 2

3. Корпускулярно-хвильовий дуалізм матерії. 5

4. Будова Землі. 6

Список використаної літератури. 11

1. Природничо-наукова і гуманітарна культура.

Поняття культура охоплює все різноманіття матеріальної і духовної діяльності людей. Вся наука, включаючи природознавство, є однією з найважливіших форм культури, без якої немислиме виробництво матеріальних і духовних благ.

Поняттям "культура" позначаються різні явища: сорти рослин, виведені фахівцями в ході селекційної роботи; процеси вдосконалення тілесних, моральних і розумових якостей людини; сукупність звичаїв, традицій, вірувань і способу життя народів; особливий неприродний тип буття, створений людством в його історії та постійно відтворений протягом життя поколінь; системи позитивно значущих цінностей у життєдіяльності людей і т. д.

Вихідний ознака культури виділяється через співвідношення з природою. Об'єкт є надбання культурної реальності, чи її він оброблений або перероблений людьми для задоволення їх потреб. У цьому контексті все створене людством є культура. Таке розширене розуміння специфіки культури.

Однак гранично загальні поняття часто не містять в собі скільки-небудь значного наукового потенціалу, якщо вони не розкриваються повністю в своєму змісті. Вирази на кшталт "все" і "нічого" можуть бути, зрозумілі як тотожні.

Тому вчені прагнуть до більш конкретного пояснення явищ і виражають їх понять. Одним із шляхів пояснення поняття "культури" є її інструменталістской трактування. Культура - це система засобів людської діяльності, завдяки якій програмується, реалізується, стимулюється активність індивіда, груп, людства в їх взаємодії з природою і між собою.

Ці кошти створюються людьми, постійно удосконалюються і складаються з трьох змістовних типів культур - матеріальної, соціальної і духовної.

Матеріальна культура - сукупність матеріально-енергетичних засобів буття людини і суспільства. Вона включає різноманітні чинники: знаряддя праці, активну і пасивну техніку, фізичну ("тілесну") культуру індивіда і населення, добробут людини і суспільства і т. д.

Соціальна культура - система правил поведінки людей в різних видах спілкування і спеціалізованих сферах суспільної діяльності. Вона включає етикет, професійну, правову, релігійну, світську, моральну, економічну та інші різновиди нормативної діяльності.

Духовна культура - це складова частина культурних досягнень людства. Вона являє собою різноманітну систему знань, станів емоційно-вольової сфери психіки і мислення індивідів, а також безпосередніх форм їх виразів - знаків. Універсальний знак - мова - природний і штучний, звуковий (мова) і письмовий.

Основні види духовної культури - мораль, право, світогляд, ідеологія, мистецтво, наука і т. д. Кожен з цих видів духовної культури складається з відносно самостійних різновидів.

У предметної області науки відносно чітко виділяються системи знань про природу - природознавство (природничі науки) та системи знань про позитивно значущих цінності буття індивіда, груп, держави, людства - гуманітарні науки.

До послідовного оформлення науки, як самостійної частини культури людства, знання про природу і цінностях суспільного життя входили в інші стану духовної культури: практичний досвід, мудрість, народна медицина, моральні системи етносів, натурфілософія і ін

Дана обставина дає право трактувати поняття "природознавство" і "гуманітарне знання" не в якості природних і гуманітарних наук, а в значенні більш широкого комплексу наукових та ненаукових видів знань.

Однак в умовах культури XX ст. таке трактування непродуктивна. Тому найчастіше виходять з того, що сучасна природничо і гуманітарна різновиди культури засновані на науковому знанні. З урахуванням тієї обставини, що окрема людина не в змозі засвоїти весь обсяг інформації, накопичений науками, поняття "природно-наукова культура" вказує на три шари реальності:

• сукупний історичний обсяг інформації, отриманий в процесі вивчення природи і суспільства;

• обсяг інформації про дані сферах буття, який в скорочено-концентрованій формі актуалізовано і доступний засвоєнню;

• фактично засвоєне індивідом, фахівцем зміст накопиченого і актуалізованого знання про природу і суспільні цінності.

Сфера дослідження природи природничими науками, по суті, невичерпна. Вона включає об'єкти мікро-, макро-і мегасвіті. У більш популярному викладі це означає, що природознавство досліджує неорганічну і органічну природу Землі та Всесвіту.

Основні науки про неорганічної природи - фізика, хімія, фізична хімія і численні підрозділи. Комплекс біологічних наук досліджує живу природу, починаючи від доклеточний рівня і закінчуючи біосферою. Специфіку планетної речовини Землі вивчає геологія та інші науки. Всесвіт є об'єктом пізнання астрономії, астрофізики, астрохімія. Математика досліджує всі сфери буття природи, де виявлено кількісні закономірності. Методи математики проникають і в науки про суспільство.

Гуманітарна культура грунтується на знаннях етики, релігієзнавства, юриспруденції, мистецтвознавства, філософії, літературознавства, педагогіки та інших наук. Системоутворюючі цінності гуманітарних наук - гуманізм, ідеали добра, істини, краси, досконалості, свободи і т. д. Ці цінності мають вирішальне значення в целеполагающей діяльності людей, так як піднімають людини від стану тваринного егоїзму до всебічної суспільного життя.

Ті чи інші групи цінностей і відповідно види гуманітарної культури можуть наповнюватися специфічним соціальним змістом. Їх суспільна значущість відносна і затверджується відповідно до тієї чи іншої роллю, яку вони грають в певну історичну епоху. Наприклад, релігійні цінності католицизму домінували в суспільному житті держав західної Європи в XI-XIV ст. В даний час у цих державах превалюють політичні і правові цінності (демократія, права людини і т. п.).

Істотну роль у сучасної індустріальної цивілізації відіграють економічні й утилітарно-практичні цінності, в яких осмислюються явища матеріальної культури. Важливо підкреслити, що і в гуманітарному знанні, і в цілому в гуманітарній культурі істотним чином представлені інтереси суб'єкта. Тому неминучі різні варіанти осмислення та оцінки "позитивності" одних і тих же суспільних явищ для тієї чи іншої людини, групи, соціуму, держави. У цьому й полягає специфіка гуманітарної культури.

Природно-наукова культура багато в чому виключає суб'єктивізм вченого. Виділимо основні ознаки (показники) розглянутих видів культур. Специфіка природничо-наукової культури полягає в тому, що знання про природу постійно вдосконалюється, відрізняється високим ступенем об'єктивності, являє собою найбільш достовірний (істинний) шар масиву людського знання, що має велике значення для існування людини і суспільства.

Крім того, це глибоко спеціалізоване знання. Для "рядових" споживачів природничо-наукової культури необхідні науково-світоглядні популярні "переклади" (тлумачення) знань про природні об'єкти. У будь-якому випадку для людини взагалі природно-наукова культура є найважливіший засіб соціалізації, а для багатьох фахівців - вирішальна умова їх ефективної діяльності.

Специфіка гуманітарної культури полягає в тому, що знання про систему ціннісних залежностей в суспільстві активізується виходячи з належності індивіда до певної соціальної групи. В основі актуалізацій нерідко лежать загальнолюдські цінності (гуманізм, демократія, права людини, норми моралі і т. д.). Все це має вирішальне значення у соціальній адаптації індивіда.

Проблема істинності вирішується з урахуванням знання про об'єкт та оцінки корисності цього знання пізнає або споживають суб'єктом. При цьому не виключається можливість тлумачень, що суперечать реальним властивостям об'єктів, насиченість тими чи іншими ідеалами і проектами майбутнього.

Взаємозв'язок природно-наукової та гуманітарної культур полягає в наступному:

• вони мають єдину основу, виражену в потребах і інтересах людини, і людства в створенні оптимальних умов для самозбереження і вдосконалення;

• здійснюють взаємообмін досягнутими результатами (це знайшло своє вираження, наприклад, в етиці природознавства, раціоналізації гуманітарної культури і т. п.);

• взаємно координують в історико-культурному процесі;

• є самостійними частинами єдиної системи знань науки;

• мають основоположну цінність для людини, бо він висловлює єдність природи і суспільства.

Антропна основа природно-наукової та гуманітарної культур набуває на рубежі XX-XXI ст. першорядне значення.

2. Корпускулярно-хвильовий дуалізм матерії.

У 1924 р. відбулася одна з найбільших подій в історії фізики: французький фізик Л. де Бройль висунув ідею про хвильових властивості матерії. У своїй роботі «Світло і матерія» він писав про необхідність використовувати хвильові і корпускулярні уявлення не тільки у відповідності з вченням А. Ейнштейна в теорії світла, але також і в теорії матерії.

Л. де Бройль стверджував, що хвильові властивості, поряд з корпускулярними, притаманні всім видам матерії: електронам, протонам, атомам, молекул і навіть макроскопічними тілах. Частка з енергією E та імпульсом, абсолютна величина якого дорівнює p, може бути порівняна з хвилею, дебройлевская довжина хвилі якої

Відповідно до гіпотези де Бройля, умова квантування орбіт в атомі водню mvr = nh / (2 p) при різних n означає, що (у найпростішому випадку) на довжині окружності орбіти укладається ціле число дебройлевскіх хвиль. У цьому випадку атом водню перебуває в стаціонарному стані з певною енергією.

Якщо гіпотеза де Бройля вірна, то частинки речовини повинні при певних умовах проявляти властивості, характерні тільки для хвиль, наприклад, демонструвати інтерференцію і дифракцію на перешкоді.

Зважаючи на досить великий величини імпульсу електрона в атомі, відповідна довжина хвилі де Бройля для електронів дуже мала. Так, для електрона на першій борівської орбіті l = 0,4 нм, тобто порядку величини відстані між атомами в кристалічній решітці. Хвильові властивості електрона, якщо вони дійсно є, можуть спостерігатися тільки в разі, коли розміри перешкод порівняні з довжиною хвилі.

У той же час для макроскопічного тіла (припустимо, тенісного м'яча, що летить зі швидкістю 25 м / с) довжина хвилі де Бройля мізерно мала, ~ 10 ^-34 м, що на 24 порядки менше розміру атома! Таким чином, хвильові властивості макроскопічних тіл спостерігатися не можуть.

Проте гіпотеза де Бройля потребувала досвідченому підтвердженні. Найбільш переконливим свідченням існування хвильових властивостей матерії стало виявлення в 1927 р. дифракції електронів американськими фізиками К. Девісон і Л. Джермером. Вони переконливо підтвердили хвильову природу електронів. Пучок електронів прискорювався в електричному полі, проходячи різницю потенціалів U. При цьому електрони набували кінетичну енергію mv ² / ² = eU, тобто імпульс p = mv = (2meU) ^{1 / 2.}

Потім пучок електронів прямував на мішень, що складалася з порівняно великих кристалів нікелю. Рухомий детектор вимірював кількість електронів, розсіяних під різними кутами. Виникла картина повністю відповідала картині розсіяння рентгенівських променів на кристалі. Користуючись умовою Брегга, Девіссон і Джермер визначили довжину хвилі електронів l = h / p і порівняли з обчисленнями, заснованими на гіпотезі де Бройля, отримавши прекрасне згоду.

Висновок: при певних умовах електрон і інші мікрочастинки проявляють хвильові властивості.

Корпускулярно-хвильовий дуалізм у сучасній фізиці став загальним. Будь-який матеріальний об'єкт характеризується наявністю як корпускулярних, так і хвильових властивостей.

Той факт, що один і той самий об'єкт виявляється і як частка і як хвиля, руйнував традиційні уявлення. Форма частки увазі сутність, укладену в малому обсязі або в кінцевій області простору, тоді як хвиля поширюється за його величезним областям. У квантовій фізиці ці два описи реальності є взаємовиключними, але дорівнює необхідними для того, щоб повністю описати аналізовані явища.

3. Будова Землі.

Надра Землі розбивають на три основні області: земну кору, мантію і ядро.

Схемі внутрішньої будови Землі

Ядро розташоване в центрі Землі, радіус - 3470 км. Розрізняють зовнішню і внутрішню частину ядра. Внутрішньо ядро має радіус 1250 км, перебуває у твердому стані і складається з залізонікелевого сплаву (20% нікелю і 80% заліза), знаходиться під колосальним тиском. Зовнішня частина ядра рідка і складається з суміші сірки (12%) і заліза (88%). Температура, тиск і щільність зростають з глибиною. Температура ядра досягає 10 000 К (більше, ніж температура зовнішніх шарів Сонця), а його щільність 13 г / см ³ (вода - 1 г / см ^3). Вік найстародавніших порід кори не менше 4,5 млрд. років, її щільність приблизно в два рази менше, ніж середня щільність Землі - 3 г / см ^3.

Мантія - внутриземной геосфера, оточує ядро і становить 83% від обсягу Землі; нижня межа - на глибині 2900 км поділяється на менш щільну і пластичну верхню мантію (800-900 км), в якій утворюється магма (суміш хімічних елементів і сполук, у тому числі газів, в особливому напіврідкому стані), і кристалічну нижню мантію.

Земна кора і верхня (тверда) частину мантії утворюють літосферу. Земна кора - зовнішня оболонка літосфери. Складається з осадового, гранітного і базальтового шарів. Відрізняють океанічну і материкову земну кору. У складі першої відсутній гранітний шар. Максимальна товщина земної кори близько 70 км - під гірськими системами, 30-40 км - під рівнинами, найбільш тонка земна кора - під океанами, всього 5-10 км.

Літосфера розбита на блоки - літосферні плити. Літосферні плити - це великі жорсткі блоки земної кори, які рухаються по відносно пластичної астеносфері. Літосфера під океанами і континентами значно різниться.

Літосфера під океанами зазнала безліч етапів часткового плавлення в результаті утворення океанічної кори, вона сильно збіднена легкоплавкими рідкісними елементами і в основному складається з дуніт і гарцбургітов.

Літосфера під континентами значно холодніше, могутніше і, мабуть, різноманітніше. Вона не бере участі в процесі мантійної конвекції, і зазнала менше циклів часткового плавлення. У цілому вона багатша несумісними рідкісними елементами. У її складі значну роль відіграють лерцоліти, верліти та інші багаті рідкісними елементами породи.

Літосфера розколота приблизно на 10 великих плит, найбільші - Євразійська, Африканська, Індо-Австралійська, Американська, Тихоокеанська, Антарктична. Літосферні плити рухаються з підноситься на них сушею. В основі теорії руху літосферних плит - гіпотеза А. Вегенера про дрейф континентів.

Рух літосферних плит обумовлено переміщенням речовини у верхній мантії. У рифтових зонах воно розриває земну кору і розштовхує плити. Більшість рифтів знаходиться на дні океанів, де земна кора тонша. На суші найбільші ріфти розташовані в районі Великих Африканських озер і озера Байкал. Швидкість руху літосферних плит - 1-6 см на рік.

При зіткненні літосферних плит на їх межах утворюються: гірські системи, якщо в зоні зіткнення обидві плити несуть материкову кору (Гімалаї), і глибоководні жолоби, якщо одна з плит несе океанічну кору (Перуанський жолоб). З цією теорією погодиться припущення про існування стародавніх материків: південного - Гондвани і північного - Лавразія.

Межі літосферних плит - це рухливі області, де відбуваються горотворення, зосереджені області землетрусів і більшість діючих вулканів (сейсмічні пояси). Самі великі сейсмічні пояси - Тихоокеанський і Середземноморського-Трансазиатской.

Тихоокеанський охоплює кільцем акваторію океану, з ним пов'язано 80% всіх землетрусів. Землетруси починаються від глибинного вогнища (гипоцентра) на глибині від 5 до 700 км через напругу вздовж лінії взаємодії плит.

Поштовхи в епіцентрі - місці, розташованому безпосередньо над гіпоцентром, і навколо нього викликаються поперечними і поздовжніми (найбільш руйнівними) сейсмічними хвилями. Тривалість землетрусу - кілька секунд. Зовнішні прояви оцінюються за 12-бальною шкалою Меркалли: 1 бал реєструється тільки приладами; 8-10 балів - руйнуються будівлі і розколюється земна поверхня (Ашхабадська 1948 р., Вірменське 1988 р.); 11-12 балів - зміщуються земні блоки і руйнується все навколо.

Землетруси з епіцентром в океані викликають гігантські руйнівні морські хвилі - цунамі. Передбачення землетрусів - найважливіша науково-практична задача сейсмології.

Вулкан - це гора з кратером на вершині, з якого через жерло постійно або часом викидаються гарячі гази, лава, уламки порід. Вулканічна гора складена продуктами вивержень. Згаслим вулканами вважається, якщо виверження не зареєстровані в історичний час (Ельбрус).

Виверження вулкана в населених районах носять катастрофічний характер. Все живе і споруди можуть бути знищені лавовими або селевими потоками, засипані попелом. Виверження вулканів - потужний фактор, який впливає на сучасний газовий склад і стан атмосфери.

У світі близько 600 вулканів, найвищий - Котопахі (5896 м, Південна Америка - Еквадор), на другому місці - Ключевська сопка (4750 м, Євразія - Росія). Більшість діючих вулканів розташоване на дні океану по серединно-океанічним хребтам. Деякі з них за тисячоліття вивержень сформували острови (Гавайські, Ісландія).

До сейсмічними поясів приурочені також гейзери і фумароли. Вони утворюються в місцях, де підземні води перегріваються близько розташованої магмою. Під тиском водяної пари відбуваються викиди води і пари. Найбільш відомі своїми гейзерами Камчатка і Ісландія.

Рухливі, сильно розчленовані ділянки земної кори з різноманітним за інтенсивністю та спрямованості тектонічними рухами називають геосінкліналямі. Перший період розвитку геосинкліналі характеризується зануренням і морським режимом. У цей час накопичується товща осадових порід, відбувається впровадження магми, вилив лав і метаморфізм, йде складкоутворення.

Другий (більш короткий) період - інтенсивне підняття. Яке пов'язують з рухом літосферних плит. Відбувається формування материкової земної кори в результаті деформації гірських порід, процесів магматизму і метаморфізму. Море відступає, утворюється велика гірська країна.

Найбільш стійкі блоки земної кори - це платформи. Розрізняють океанічні континентальні платформи. Їм відповідають рівнинні типи рельєфу, як на суші, так і на дні океану. Материкові платформи складаються з фундаменту, який сформувався в геосинклінальний період. Він складається з зім'ятих в складки і пронизаних застиглою магмою метаморфічних порід, розбитий розломами на блоки. Поверхня платформи утворена потужною товщею горизонтально залягаючих порід - осадовим чохлом.

Ділянки платформ, перекриті осадовим чохлом називаються плитами, а позбавлені його - щитами. Вік платформи визначається по фундаменту: у древніх платформ він сформувався в докембрійські час, у молодих - у палеозої. Стародавні платформи: Північно-Американська, Східно-Європейська і Сибірська - північні; Південно-Американська, Африкано-Аравійська, Індостанська, Австралійська і Антарктична - південні.

Молоді платформи: Західно-Сибірська, Північно-Казахстанська та інші. Платформи розділені п'ятьма геосинклінальнимі поясами виникли в докембрійські час. Три з них - Північно-Атлантичний, Арктичний і Урало-Охотський завершили свій розвиток в палеозої, Альпійського-Гімілайскій і Тихоокеанський продовжують свій розвиток до цих пір.

У межах геосинклінального пояса на суші виділяють області складчастості, що завершилася в різний час: байкальська - кінець протерозою - початок палеозою, 1000 - 550 млн років тому; каледонская - ранній палеолеозой, 400-210 млн років; мезозойська - 210-100 млн років; кайнозойская , або альпійська, - 100 млн років до теперішнього часу.

Гірські породи - основна речовина, що складають земну кору, За походженням розрізняють магматичні, осадові і метаморфічні.

Магматичні гірські породи утворилися при охолодженні лави і діляться на інтрузивні (застиглі в товщі земної кори). Наприклад граніт, і ефузивні (ізлівшіеся на поверхню), наприклад базальт, За змістом кремнезему магматичні гірські породи поділяються на кислі (руди золота, вольфраму), основні (руди заліза і титану) і ультраосновних (руди нікелю, хрому, платини).

Осадові гірські породи утворюються різними способами. При руйнуванні колишніх гірських порід утворюються уламкові. За розміром частинок серед них розрізняють глину (дрібніше 0,001 мм), алеврит (до 0,1 мм), пісок (до 2 мм), гравій (до 10 мм), щебінь (до 100мм), валуни (більше 100 мм). Частинки можуть бути окатанного (галька 10-100мм, гравій 1-10). При відмирання живих істот утворюються органогенні осадові гірські породи (вапняк нафту). При накопиченні солей у товщах донних відкладень - хімічні (кам'яна сіль).

Метаморфічні гірські породи виникають при впливі на шари осадових порід високих температур або тиску при поновленні горотворних процесів (мармур сланці).

Частина гірських порід, що використовується в господарстві, називається корисними копалинами за фізичним станом розрізняють тверді (руди, вугілля, кам'яна сіль), рідкі (нафта, мінеральні води), газоподібні (горючий газ) корисні копалини.

За походженням корисні копалини діляться на ендогенні (які утворилися в процесі осадонакопичення), метаморфічні (які виникли при утворенні осадових гірських порід).

Розрізняються корисні копалини за складом і особливостям сучасного використання: горючі (вугілля, торф, сланці, нафта, природний газ), металеві (руди чорних, кольорових і дорогоцінних металів), неметалеві (фосфорити, кам'яна сіль).

Геологічна літочислення, або геохронологія, - термін, прийнятий для позначення часу і послідовності утворення гірських порід. При непорушеному заляганні гірських порід верхні шари молодше нижніх. За органічним останкам, виявленим в гірських породах, визначають час, протягом якого вони накопичувалися. Воно названо ерою. Назва ери відображає її відносний вік: архейської (найдавніша), протерозойська (рання), Палеозойська (давня), мезозойська (середня), кайнозойская (нова).

Ери поділяються на періоди. За віком гірські породи можна визначити час, що минув з того чи іншого події на Землі. Вік гірських порід визначають за співвідношенням в них радіоактивних елементів і продуктів їхнього розпаду.

Для відображення послідовності подій у минулому використовують геохронологічних таблиці. Обов'язковий зміст геохронологічної таблиці - ери і періоди, їх тривалість. У гірських породах може бути відображений час утворення тих чи інших гірських систем, корисних копалин, виникнення життя або зникнення окремих її форм.

За геохронологічної таблиці важко судити про місце, де розвивалися ті чи інші події. Тому становлять геологічні та тектонічні карти. На карті будови земної кори показані вік різних її ділянок, розміщення серединно-океанічних хребтів, зон розломів, кристалічних щитів, межі літосферних плит, сейсмічні пояси.

Список використаної літератури.

1. Грушевіцкая Т.С., Сахохіна А.П. Концепції сучасного природознавства. М.: Вищ. Шк., 1997. 382 с.

2. Концепції сучасного природознавства: навч. посібник / В.О. Голубінцев та ін; під заг. ред. С.І. Самигіна. - Вид. 7-е, доп. і перераб. - Ростов-н / Д.: Фенікс, 2005 - 413 с.