Н. И. Константинова концепции современного
Скачать 2.03 Mb.
|
4.1.2 Тенденции развития современного естествознания Интеграция науки, появление новых смежных дисциплин в естествознании – все это знаменует собой нынешний этап развития науки. Всего же (с точки зрения истории науки) человечество в своем познании Природы прошло три стадии и вступает в четвертую. На первой из них сформировались общие представления об окружающем мире как о чем-то целом, едином. Появилась так называемая натурфилософия, которая была вместилищем идей и догадок. Так продолжалось до XV столетия. С XV–XVI веков началась аналитическая стадия, т.е. расчленение и выделение частностей, приведших к возникновению и развитию физики, химии и биологии, а также целого ряда других, более частных естественных наук. Наконец, в настоящее время делаются попытки обосновать принципиальную целостность всего естествознания и ответить на вопрос: почему именно физика, химия, биология и психология стали основными и как бы самостоятельными разделами науки о Природе? Происходит также и дифференциация науки, т.е. создание узких областей какой-либо науки, однако, общая тенденция идет именно к интеграции науки. Поэтому последнюю стадию (четвертую) начинающую осуществляться, называют интегрально-дифференциальной. В настоящее время нет ни одной области естественнонаучных исследований, которые относились бы исключительно к физике, химии или биологии в чистом виде. Все эти науки «пронизаны» общими для них законами Природы. Но как можно представить себе всю разнородную Природу (Вселенную, Жизнь и Разум) в виде единого объекта исследования? В чем же заключается это искомое единство? Мы лучше поймем это, если попытаемся ответить на другой вопрос: на чем основывается или должно основываться все естество знание? Существует ли что-то общее во всех специальных науках? Вы уже, наверное, догадались, что речь пойдет о «царице всех наук» – математике, без логического аппарата которой не обойтись ни одной из естественных наук. Математика – универсальный язык точного естествознания Выдающийся итальянский физик и астроном, один из создателей точного естествознания Галилео Галилей (1564–1642) сказал: «Тот, кто хочет решать вопросы естественных наук без помощи математики, ставит неразрешимую задачу. Следует измерять то, что измеримо, и делать измеримым то, что таковым не является». Необходимая для точного естествознания математика начинается с простейшего счета и со всевозможных простейших измерений. По мере своего развития точное естествознание использует все более совершенный математический арсенал так, называемой высшей математики. Математика, как логический вывод и средство познания Природы, – творение древних греков, которым они начали всерьез заниматься за шесть веков до нашей эры. Начиная с VI в. до н.э. у греков сложилось понимание того, что Природа устроена рационально, а все явления протекают по точному плану, – «математическому». Платон (428/427–348/347 до н.э.), один из основоположников натуральной философии (философии Природы), начертал в качестве девиза своей философской школы следующие слова: «Негеометр – да не войдет». Галилео Галилей в одном из своих произведений, взвешивая все ничтожные философские аргументы одного из своих оппонентов, противопоставлял им истинную философию как открытую книгу Природы, доступную лишь тому, кто знает язык математики. Немецкий философ Иммануил Кант (1724–1804) утверждал в своих «Метафизических началах естествознания», что: «В любом частном учении о природе можно найти науки в собственном смысле (т.е. чистой, фундаментальной) лишь столько, сколько имеется в ней математики». Здесь стоит привести и высказывание Карла Маркса (1818–1883) о том, что: «Наука только тогда достигает совершенства, когда ей удается пользоваться математикой». При работе над общей теорией относительности, да и в дальнейшем, Альберт Эйнштейн (1879–1955) непрерывно совершенствовался в изучении и применении математики, причем самых новейших и сложных ее разделов. Из всех высказываний великих людей (эти высказывания можно было бы приводить бесконечно) следует, что математика – это «цемент», который связывает воедино науки, входящие в естествознание и позволяет взглянуть на него как на целостную науку. Составные части современного естествознания Согласно учению о системах, важнейшей особенностью систем со сложной структурой является их иерархичность (от греческого hierarchia – лестница соподчинения), а также наличие в них нескольких уровней строения или организации. У высокоорганизованных систем полнее, рельефнее проявляется принцип иерархии ее подсистем или структурных уровней. Более того, в такой системе уже действует не принцип равноправности подсистем (или координации), но принцип соподчинения, т.е. субординации. Иерархичность есть и в естественных науках. Впервые на нее указал французский физик Андре Ампер (1775–1836), который попытался найти принципы естественной классификации всех известных в его время естественных наук. Созданную им картину наук о Природе он представил в форме «единой системы», состоящей из различных по глубине идей и разной точности экспериментального материала. Физику он поместил на первое место, как науку более фундаментальную, химию – на второе, как бы выводя ее из физики. В середине XIX века рядом естествоиспытателей и философов были выдвинуты идеи об иерархии наук в форме четырех ее последовательных ступеней: механики, физики, химии, биологии. Такого рода идеи о субординации естественных наук широко обсуждаются и сегодня. При этом выделяют одну очень важную проблему: можно ли сводить все биологические явления к химическим, а химические – к физическим? Такое сведение «высшего» к «низшему» носит название редукционизма (от латинского reductio – возвращение, сведение к прежнему). Согласно этой точке зрения, все химические явления, строение веществ можно объяснить посредством физических знаний. Но существует и другая точка зрения, противоположная этой: каждый вид материи и каждая ее форма (физическая, химическая, биологическая) настолько обособлены друг от друга, что между ними «нет прямых переходов». Общепризнанной оказалась средняя синтетическая точка зрения: и химию, и биологию до известной степени можно свести к физике, т.е. объяснять через физические знания. Оказалась не менее важной и другая идея, характеризующая связи естественных наук между собой. Сегодня установлено, что огромную роль в изучении Природы играет использование биологических знаний в химии, а биохимических – в физике. Это направление носит название холизма или интегратизма. Действительно, в живом организме протекают высокопродуктивные химические реакции и физические явления. И сегодня освоение «химического опыта живой природы» служит важнейшим направлением развития химии и химической технологии. В сущности, редукционизм и холизм не противостоят друг другу. Их различие заключается лишь в направленности движения мысли ученого: обращается ли он при объяснении данного явления к нижележащему уровню естественнонаучных знаний или ориентируется на более высокоорганизованный объект. Эти два метода могут и должны использоваться во всем естествознании, дополняя друг друга. Кроме того, иерархия основных естественных наук имеет циклически замкнутый характер. Это можно изобразить с помощью следующей схемы: ВЗАИМОСВЯЗЬ НАУК В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ   Физика Химия Биология Психология         Из этой схемы ясно, что химия имеет своим основанием физику, при этом сама является основанием для биологии и психологии. Психология занимает высшее место, но вместе с тем циклически замыкается с исходной наукой всей цепи – физикой. Цикличность – это свойство, присущее самой Природе. Всем известен круговорот веществ в Природе. Каждые сутки ночь сменяется днем, и каждый год наступает весна. Растение умирая, оставляет на Земле семена, из которых затем появляется новая жизнь. И все повторяется сначала. Даже Вселенная, по современной космологической концепции, представляет собой систему как бы замкнутых макромиров, каждый из которых, в конечном итоге, состоит из элементарных частиц, содержащих, в свою очередь, в себе целые квазизамкнутые миры. Поэтому нет ничего удивительного в том, что все естественные науки, имеющие общий объект исследования – Природу, которому присуще это свойство, также обладают им. Следовательно, современное естествознание можно представить не только как совокупность естественных наук о Природе, но как единую систему, компоненты которой (естественные науки) являются настолько тесно взаимосвязанными, что вытекают друг из друга, т.е. представляют собой подлинное единство. 4.2 ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 4.2.1. Попытка научной систематизации картины мира. Естественнонаучная революция Аристотеля Усвоить естествознание легче, исследуя его развитие во времени. Давайте совершим экскурсию в прошлое науки. Дело в том, что в систему современного естествознания, наряду с новыми науками о Природе, входят и такие исторические области знаний, как древнегреческая натурфилософия, естествознание Средневековья, наука Нового времени и классическое естествознание до начала ХХ века. Это поистине бездонная сокровищница всех знаний, приобретенных человечеством за долгие годы своего существования на нашей планете. Вы готовы к путешествию? Тогда «полный вперед» в прошлое! Попытка понять и объяснить мир без привлечения таинственных сил была впервые предпринята древними греками. В VII–VI в.в. до н.э. в Древней Греции появились первые научные учреждения: академия Платона, лицей Аристотеля, Александрийский музей. Именно в Греции была впервые выдвинута идея о единой материальной основе мира и его развитии. Гениальной была идея атомистического строения материи, впервые высказанная Левкиппом (500–400 до н.э.) и развитая его учеником Демокритом (460–370 до н.э.). Суть учения Демокрита сводится к следующему: 1. Не существует ничего, кроме атомов и чистого пространства (т.е. пустоты, небытия). 2. Атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме. 3. Из «ничего» не происходит ничего. 4. Ничто не совершается случайно, а только по какому-либо основанию и связи с необходимостью. 5. Различие между вещами происходит от различия их атомов в числе, величине, форме и порядке. Развивая учения Демокрита, Эпикур (341–270 до н.э.) пытался объяснить на основе атомных представлений все естественные, психические и социальные явления. Если суммировать все воззрения Демокрита и Эпикура, то, имея хорошее воображение, можно увидеть в их трудах зачатки атомной и молекулярной – кинетической теории. Учение древнегреческих атомистов дошло до нас через знаменитую поэму «О природе вещей» Лукреция (99–56 до н.э.). По мере накопления знаний о мире задача их систематизации становилась се более актуальной. Эта задача была выполнена одним из величайших мыслителей древности, учеником Платона – Аристотелем (384–322 до н.э.). Аристотель был наставником Александра Македонского, вплоть до его смерти. Аристотелем было написано много работ. В одной из них – «Физике», он рассматривает вопросы о материи и движении, о пространстве и времени, конечном и бесконечном, о существующих причинах. В своей другой работе – «О небе» он привел два веских довода в пользу го, что Земля не плоская тарелка (как считали в то время), а круглый шар. Во-первых, Аристотель догадался, что лунные затмения происходят тогда, когда Земля оказывается между Луной и Солнцем. Земля всегда отбрасывает на Луну круглую тень, а это может быть лишь в том случае, если Земля имеет форму шара. Во-вторых, греки как путешественники знали, что в южных районах Полярная звезда на небе располагается ниже, чем в северных. Полярная звезда на Северном полюсе находится прямо над головой наблюдателя. Человеку же на экваторе кажется, что она располагается на линии горизонта. Зная разницу в кажущемся расположении Полярной звезды в Египте и Греции, Аристотель сумел вычислить длину экватора! Правда эта длина получилась несколько большей (примерно в два раза), но все равно в те времена это было крупное научное открытие. Аристотель полагал, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна, планеты и звезды обращаются вокруг нее по круговым орбитам.        Луна Земля  Звезды и планеты Интересно, что первые глобальные научные открытия были сделаны учеными не в земной области, а в области вселенской, космической. Именно из этих астрономических знаний родилась новая картина строения Вселенной, разрушая все старые привычные представления об окружающем людей мире. Эти знания настолько изменили и само мировоззрение всех живших в то время людей, что силу их воздействия на умы можно сравнить разве что с революцией – резкой переменой взглядов на устройство мира. Такие «перевороты» в основах знаний в научном мире так и называются – естественнонаучные революции. Каждая глобальная естественнонаучная революция начинается именно с астрономии (величайший пример – создание теории относительности). Решая чисто астрономические проблемы, ученые начинают ясно понимать, что у современной науки нет достаточных оснований для ее объяснения. Далее начинается радикальный пересмотр всех имеющихся космологических представлений о мире и о Вселенной в целом. Завершается естественно научная революция (если дело доходит до этого) возведением нового физического фундамента под новые, радикально пересмотренные космологические представления о всем мироздании. С этой точки зрения первой естественнонаучной революцией, преобразовавшей астрономию, космологию и физику, было создание последовательного учения о геоцентрической системе мира, начатое еще в VI в. до н.э. Анаксимандром и Аристотелем. Эту научную революцию естественно назвать Аристотелевой. 4.2.2. Архимед и геометрия Евклида Переход к геоцентризму представлял собой первый и очень трудный шаг на пути к пониманию истинного строения Земли и космоса. Видимая полусфера неба, ограниченная местным горизонтом, была дополнена аналогичной невидимой полусферой до полной небесной сферы. Собственно и сама Земля, противопоставленная остальной (небесной) сферической Вселенной, занимающая в ней центральное положение и абсолютно неподвижная, стала считаться сферической (шарообразной). Ученым того времени с трудом пришлось смириться с тем фактом, что на диаметрально противоположном пункте земного шара, согласно этой модели, существуют люди, которые ходят по отношению к ним «вверх ногами»! Да, оказывается, что и сами ученые по отношению к этим людям тоже «стоят на голове». Это теперь, в эпоху спутников и «обычных» космических полетов вокруг Земли кажется: «Ну и что здесь странного? Земля – шар! Это же всем с пеленок известно!» Но представьте себе древних ученых, которым «с пеленок» было известно совсем другое – Земля плоская, она стоит на трех китах. Очень трудно было ломать старые представления об устройстве мира, тем более представить себе людей, стоящих на голове! Потому настоящее утверждение идеи о шарообразности нашей планеты произошло значительно позже – в эпоху первых кругосветных путешествий и великих географических открытий, т.е. лишь на рубеже XV и XVI веков. Мы же продолжим путешествие по Древней Греции. Именно здесь впервые зародились основы всем известной школьной геометрии, ее постулаты, ее теоремы – это не что иное, как переработанные «Начала» Евклида (III в. до н.э.). Его предшественники – Фалес, Пифагор, Аристотель и другие многое сделали для развития геометрии, но все это были отдельные фрагменты. Единую логическую схему геометрии смог дать только Евклид в своих «Началах» – уникальном произведении в истории человеческой культуры. Трудно оценить то влияние, которое оказали «Начала» на научную деятельность многих ученых, совершивших революцию в естествознании. Николай Коперник никогда не расставался с томом Евклида. Галилео Галилей также прекрасно владел основами его геометрии. А Исаак Ньютон по примеру Евклида назвал свой фундаментальный труд «Начала». Геометрией Евклида был очарован и Эйнштейн. Он говорил: «Мы почитаем Древнюю Грецию как колыбель западной науки. Там была впервые создана геометрия Евклида – это чудо мысли... Тот не рожден для теоретических исследований, кто в молодости не восхищался этим творением». Другим выдающимся ученым древнего мира является Архимед (287–212 до н.э.). Это был первый представитель математической физики, стремящийся воплотить законы механики (закон рычага, учение о центре тяжести, о плавании тел и др.) в действующие конструкции машин. Общеизвестным в настоящее время является закон Архимеда. Этот закон изложен в сочинении «О плавающих телах», где путем логических рассуждений приходит к его формулировке: «На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом». Далее Архимед разбирает условия равновесия плавающих тел, имеющих форму сферического и параболического сегментов. Выводы, полученные Архимедом, были подтверждены и развиты математиками и механиками XIX в. Основы гидростатики, заложенные им, получили развитие в XVI–XVII вв. Разве можно после этого не удивляться гению Архимеда и не увлекаться теми легендами о нем, которые дошли до нас. Одна из легенд гласит о том далеком событии, когда Архимед одним движением руки спустил на воду тяжелый корабль, построенный для египетского царя Птолемея. Он сделал это, используя систему блоков. Другая легенда утверждает, что когда Архимед изобрел рычаг, он был настолько счастлив, что воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю!». Ну, а третья история, наверняка, известна и вам. Вы, вероятно, помните, как Архимеда, принимающего ванну и размышляющего о причинах, которые заставляют тела держаться на поверхности воды, внезапно озарила блестящая идея о выталкивающей силе. Голый Архимед выскочил из ванны и с радостными криками: «Эврика! Я нашел!» – выбежал на улицу. В память об этом гении древности потомки Архимеда и через века пронесут его возглас «Эврика!», ассоциирующийся теперь с любым неординарным научным открытием. |
Похожие:
 | Н. И. Константинова концепции современного К65 Концепция современного естествознания: Учебное пособие. – Новосибирск: нф рап, 2006 |  | Аннотация к рабочей программе учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» Дисциплина «Концепции современного естествознания» входит в цикл Математических и естественнонаучных дисциплин (Б. 2) |
| Методическая разработка по дисциплине «Концепции современного естествознания» Дисциплина «Концепции современного естествознания», согласно государственному образовательному стандарту, является обязательной для... | | Рабочая программа дисциплины концепции современного естествознания... Рабочая программа учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» подготовлена Голигузовым Д. В., к ф н., доцентом кафедры... |
| Концепции Современного Естествознания Преподаватель Рыжиков В. Н.... Учебник: Биболетова М. З., Бабушис Е. Е., Снежко Н. Д. EnjoyEnglish» Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений, Обнинск:... | | С. П. Филин Концепции современного естествознания: конспект лекций Конспект лекций соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования РФ и... |
| Учебно-методический комплекс на модульной основе дисциплины «концепции... Целью курса «Концепции современного естествознания» является обеспечение фундаментальности и целостности высшего образования, что,... | | Программа дисциплины «Концепции современного естествознания» Программа дисциплины «Концепции современного естествознания» разработана доцентом кафедры прикладной и медицинской физики, к ф м... |
| Методические рекомендации к самостоятельной работе студентов по дисциплине... Содержание внеаудиторной самостоятельной работы студентов по дисциплине «концепции современного естествознания» включает в себя различные... | | Методические рекомендации к самостоятельной работе студентов по дисциплине... Содержание внеаудиторной самостоятельной работы студентов по дисциплине «концепции современного естествознания» включает в себя различные... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине Концепции современного... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Концепции современного естествознания» составлен в соответствии с требованиями Государственного... | | Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями гос впо... Дубов В. П. Концепции современного естествознания. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 032001.... |
| Пояснительная записка требования гос к уровню знаний, умений и навыков,... Т. В. Сазанова. Концепции современного естествознания: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов озо специальности... | | Концепции современного естествознания глава 12. Онтогенетический... Дубнищева т. Я концепции современного естествознания глава 12. Онтогенетический уровень организации жизни. Концепции эволюционной... |
| Программа дисциплины Концепции современного естествознания для... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки бакалавра... | | Программа дисциплины концепции современного естествознания Поэтому студентам, изучающим юридические науки необходимо иметь ясные представления о методах естественнонаучного познания, знать... |
