СИСТЕМНО-ЕЛЕМЕНТНИЙ МЕТОД МОДЕЛЮВАННЯ В НАУЦІ

Зміст попередніх параграфів глави 3 може служити ілюстрацією того, як в науці використовується системно-елементний метод моделювання «пристрою» природи. Суть цього методу, або підходу до вивчення будь-якого об'єкта природознавства, полягає в тому, щоб представити предмет вивчення з двох точок зору.

По-перше, як систему, що містить в собі сукупність елементів, як правило, меншого масштабного рівня.

По-друге, той же предмет уявити як бесструктурного елемента системи більшого масштабного рівня.

При цьому виникає модель підпорядкування підсистем в систему, яку називають ієрархією рівнів організації, т. Е. Модель зв'язків нижніх рівнів з верхніми. Подібні моделі дають уявлення про те, з чого побудована конкретна система і які зв'язку між елементами-підсистемами.

Вибір точки зору залежить від рівня діючих на предмет дослідження сил або потоків енергії. Якщо вони не розкривають внутрішні зв'язки в системі, то вона може вважатися однорідною і не має в собі якихось складових.

Наведемо приклад. У хімічних реакціях беруть участь зовнішні, валентні рівні електронних оболонок атомів. При цьому будова ядер не має значення, досить вважати їх однорідними, позитивно зарядженими кульками дуже малих розмірів.

Інший Пріер. У багатьох ядерних реакціях можна нехтувати внутрішньою будовою протонів і нейтронів. Склад ядра в цих випадках визначається за положенням елемента в періодичній системі Д.І. Менделєєва. Порядковий номер елемента покаже число протонів в ядрі (і відповідно число електронів). Так як маси протона і нейтрона відрізняються незначно, число нейтронів визначиться різницею величин атомної маси (вираженої в відносних одиницях маси) і порядковим номером елемента.

В інших обставинах, наприклад при дослідженні структури молекул, особливо органічних, необхідно знати не тільки з яких атомів складається молекула, але і як саме вони розташовані в просторі. Різна конфігурація атомів в ізомери (молекулах з однаковим складом) призводить до різної в хімічній активності ізомерів.

Виробляючи послідовно декомпозицію складної системи на підсистеми, ми певною мірою прагнемо до спрощення опису складної системи через введення більш простих частин. Це так званий редукционизм, який не завжди виправданий в природознавстві. Більш того, як випливає з описаних вище структурних рівнів організації мікросвіту, рівень складності атома не стає менше, ніж для молекули, складність ядра не поступається складності самого атома, тим складнішим є рівень кварків. Тому класична парадигма простого пристрою природи за принципом «Те, що знаходиться внизу, подібно до того, що знаходиться вгорі» в сучасному природознавстві змінюється іншою - її можна назвати фрактальної парадигмою. В її рамках (див. Визначення парадигми) фрактальность об'єктів природи (самоподоба структур при зміні просторових масштабів) розуміється як збереження складності підсистем при переході від одного рівня організації мікросвіту до іншого.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

  • 1. Зобразіть в робочому зошиті планетарну модель для атома антиводню.
  • 2. Наведіть варіанти наборів колірних зарядів трьох кварків для моделі будови нейтрона (див. Рис. 33). Скільки варіантів Ви зможете отримати? Спробуйте знайти це число міркуваннями.
  • 3. Визначте величину електричного заряду для гиперонов, розташованих на кварковой схемою (див. Рис. 35) по кутах трикутника і в його центрі.
  • 4. Яким значенням квантового спінового числа повинен володіти пентакварк (мезобаріон)?
  • 5. Наведіть приклад Декомпозиційні моделі структури будь-якої організації (виробничої, сервісної або громадської).
  • 6. Чому можна сказати, що природознавство є культурою моделювання?
  • 7. Які колірні заряди повинен нести випускається глюон, щоб зелений кварк «перефарбовувався» в червоний?
 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >