Sovremennaya astronomiya i metodika ee prepodavaniya| << Predydushaya |
Postroenie modeli nauchnoi kartiny mira
Karpova N.A.
RGPU im. A.I. Gercena
Poskol'ku astronomiya rassmatrivaet naibolee obshie zakonomernosti stroeniya mira, obobshaet bogatyi fakticheskii material o prirode okruzhayushego mira, opredelyaet mirovozzrenie lyudei, predstavlyaet interes process postroeniya modeli Solnechnoi sistemy metodom utochneniya pervonachal'noi modeli. V kurse astronomii osoboe mesto zanimaet tema "Razvitie predstavlenii o Solnechnoi sisteme". Trudno pereocenit' ee vazhnost' v formirovanii mirovozzreniya uchashihsya, v razvitii ih logicheskogo myshleniya, povyshenii kul'turnogo urovnya.
Vzyav za osnovu predstavlenie o stroenii Solnechnoi sistemy drevnih filosofov i astronomov, mozhno prosledit' utochnenie etih predstavlenii do prinyatoi v nastoyashee vremya modeli. Analiz struktury modeli daet vozmozhnost' otsledit' vklad uchenyh v izmenenie predstavlenii o stroenii Solnechnoi sistemy, harakter i sut' etih izmenenii, vydelit' sushestvennyh priznaki, ocenit' ih vliyanie i vklad v postroenie sovremennoi nauchnoi kartiny mira. Pri etom neobhodimo obratit' vnimanie na priemy sovershenstvovaniya sushestvuyushei modeli: obobshenie i analiz uzhe izvestnyh faktov, sistematizaciya uzhe imeyushihsya znanii, to est' sovershenstvovanie postroennoi modeli bez vneseniya v nee novyh elementov; na osnove analiza nakoplennyh znanii o sushestvuyushei modeli delaetsya vyvod o neobhodimosti vneseniya v nee novogo elementa ili ponyatiya, bez kotorogo nevozmozhno dal'neishee sovershenstvovanie staroi modeli, otvechayushee imeyushimsya v nastoyashii moment znaniyam o prototipe, kakovym yavlyaetsya v dannom sluchae Solnechnaya sistema.
Trudno skazat', kogda vpervye voznikla celostnaya model' Solnechnoi sistemy. Mozhno predpolozhit', chto nekotorye predlozheniya, sootvetstvuyushie geocentricheskoi sisteme, byli vyskazany drevnegrecheskim filosofom Aristotelem. Odnako antichnaya astronomiya uzhe v III v. do n.e. soderzhala gipotezy o geliocentrizme stroeniya Solnechnoi sistemy, vyskazannye Aristarhom Samosskim. No fakty, osnovannye na vidimom dvizhenii planet, ne yavlyalis' dostatochnymi dlya dokazatel'stva ego predpolozhenii i postroeniya kachestvenno inoi modeli Solnechnoi sistemy, chem geocentricheskaya model'.
Naibolee polno model' Solnechnoi sistemy predstavlena v trudah drevnegrecheskogo filosofa, zhivshego vo II v. n.e., Klavdiya Ptolemeya. On prinyal bez dokazatel'stva utverzhdeniya drevnih uchenyh o tom, chto nebesnye tela mogut dvigat'sya tol'ko ravnomerno po okruzhnostyam - deferentam, centrom kotoryh yavlyaetsya Zemlya. Model' mnogokratno utochnyalas'. Pozzhe v rezul'tate nablyudenii bylo ustanovleno, chto, pomimo obshego sutochnogo dvizheniya, planety na fone zvezd opisyvayut slozhnye petleobraznye puti. Takie dvizheniya byli nazvany popyatnymi. Dlya ob'yasneniya popyatnogo dvizheniya planet Ptolemei vvel dopolnitel'nye okruzhnosti - epicikly, po kotorym, po ego predstavleniyu, dolzhny byli dvigat'sya planety. V rezul'tate byla poluchena ochen' slozhnaya model', ne obladayushaya vysokoi tochnost'yu.
V XIII v. v shkole navigatorov Al'fonso H. Kastil'skogo dlya resheniya prakticheskih zadach astronomicheskoi orientacii na osnove geocentricheskoi modeli s ispol'zovaniem rezul'tatov mnogovekovyh nablyudenii byli sostavleny tablicy, dayushie predstavlenie o dvizhenii nebesnyh tel. Izdany i dostupny oni stali tol'ko cherez 200 let. Imi pol'zovalis' okolo 100 let. Poka Nikolaem Kopernikom (XVI v.) ne byla predlozhena drugaya model' stroeniya Solnechnoi sistemy, nazvannaya geliocentricheskoi sistemoi, principial'no otlichayusheisya ot modeli Ptolemeya. Eta model' pozvolyala opredelit' razmery radiusov orbit planet. S ee pomosh'yu byli sostavleny karty planet, pozvolyayushie opredelit' ih polozhenie v lyuboi moment vremeni. No poluchennye teoreticheskie rezul'taty ne sovpadali s rezul'tatami prakticheskih nablyudenii.
V konce XVI v. datskii astronom Tiho Brage, predlozhil sobstvennuyu model' stroeniya mira, otlichnuyu ot modelei Ptolemeya i Kopernika, no kotoraya yavlyalas' shagom nazad po sravneniyu s model'yu Kopernika. Posle mnogoletnih i samyh tochnyh v to vremya nablyudenii Tiho Brage sozdal tablicy polozhenii vseh izvestnyh k tomu vremeni planet. V tablicah byli tochno opredeleny polozheniya planet v fiksirovannye momenty vremeni. No oni ne davali vozmozhnosti opredelit' ih polozhenie v lyuboi moment vremeni. V konce zhizni Tiho Brage peredal svoi trudy odnomu iz svoih uchenikov i pomoshnikov nemeckomu astronomu Iogannu Kepleru dlya dal'neishih utochnenii, ispravlenii i opublikovaniya.
I. Kepler, analiziruya tablicy Tiho Brage, pytalsya svernut' ih v formuly, naiti takie matematicheskie vyrazheniya, kotorye pri podstanovke v nih znachenii vremeni nablyudenii planet Tiho Brage davali by znacheniya koordinat, privedennym v tablicah. V rezul'tate I. Kepler vydvinul gipotezu, chto traektoriyami dvizheniya planet yavlyayutsya ellipsy. Naibolee sushestvennym vkladom I. Keplera v utochnenie sushestvuyushei modeli mira yavlyalos' to, chto on sumel naiti matematicheskii ob'ekt - ellips, kotoryi opisyvaet vse sushestvennye osobennosti dvizheniya planet. Zakony Keplera pozvolili bolee tochno opisat' dvizhenie planet, no oni ne obladayut vseobshnost'yu. Kepler predlozhil bolee tochnoe po sravneniyu s izvestnym do nego opisanie dvizheniya planet, ispol'zuya uzhe izvestnye ponyatiya: ellips, fokusy, poluosi.
Sovremennik Keplera velikii uchenyi Galileo Galilei sovershaet ryad vydayushihsya otkrytii, vvodit v kachestve osnovy nauchnogo poznaniya matematicheskoe opisanie nablyudeniya razlichnyh prirodnyh yavlenii. Pri etom chetko opredelyaet takie ponyatiya kak dlina, ob'em, skorost', sila, inerciya, ravnomernoe dvizhenie. On sistematiziroval nauchnye idei i fakty, ispol'zuya kotorye mnogo let spustya, Isaak N'yuton vvel dlya opisaniya dvizheniya novoe ponyatie - tyagotenie i otkryl zakon vsemirnogo tyagoteniya. Vydvinuv pervonachal'no gipotezu o vzaimnom prityazhenii tel, ispol'zuya pri etom uzhe izvestnye ponyatiya sily i massy, on kachestvenno opredelil silu vzaimodeistviya mezhdu telami i sformuliroval zakon vsemirnogo tyagoteniya, kotoryi yavlyaetsya, po suti obobsheniem zakonov Ioganna Keplera.
I. N'yuton i I. Kepler predlozhili bolee tochnoe, po sravneniyu s sushestvovavshimi do nih, opisanie dvizheniya planet. V silu razlichnyh opyta i znanii, oni smogli vydelit' v nablyudaemom yavlenii razlichnye priznaki, yavlyayushiesya sushestvennymi. S uchetom etih priznakov stroilos' nekotoroe uproshennoe podobie real'nogo ob'ekta, nazvannoe ego model'yu.
Takim obrazom, predstavlennye rassuzhdeniya pozvolyayut prosledit' pervye etapy postroeniya modeli Solnechnoi sistemy, ne zatragivaya voprosy vneseniya v nee planet, otkrytyh v teleskopicheskii period nablyudenii, voprosy dal'neishego razvitiya modeli, vneseniya v nee planet otkrytyh pozzhe.
| << Predydushaya |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
astronomiya - VUZ - konferencii - kurs astronomii - didaktika - didakticheskii material
Publikacii so slovami: astronomiya - VUZ - konferencii - kurs astronomii - didaktika - didakticheskii material | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
