|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Реферат: 2. Основные этапы развития естествознания. Реферат история развития естествознанияРеферат: Реферат: История развития естествознанияСодержание Введение Глава 1: История естествознания 1.1 Зарождение научного мышления в Древней Греции 1.2 Классическая эпоха в естествознании 1.3 Особенности неклассического естествознания Заключение Список использованной литературы
Введение Естествознание область науки, изучающая совокупность естественных наук, взятая как целое. Наука – это не только совокупность знаний. Науке можно учить, как увлекательнейшей части человеческой истории – как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой. Естествознание появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, биологию, географию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а с развитием техники — развитие физики, химии. Начиная с эпохи Коперника история естествознания рассматривается в свете научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов природы. Этапов выделяют иногда три-четыре, иногда более десяти. Формирование наук осуществлялось очень медленно. «Принято считать, что к середине XVIII в. сформировались только четыре науки: механика, физика, математика и астрономия. Великие системы биологии, как и первые основные законы химии, пришлись на конец XVIII — начало XIX в., основные идеи геологии находились в то время в стадии формирования» «История естествознания» - актуальная тема в современном мире, поскольку, изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков, потому что именно там закладывались ее основы. Цель работы - ознакомиться с историей развития естествознания, в соответствии с поставленной целью, необходимо решить следующие задачи: рассмотреть каким образом происходило зарождение научного мышления в Древней Греции, выделить особенности неклассического естествознания. Кроме того, необходимо рассмотреть классическую эпоху в естествознании.
1. История естествознания
1.1 Зарождение научного мышления в Древней Греции Еще на заре цивилизации люди задумывались о том как устроен Мир, какова природа окружающих их вещей, почему день сменяется ночью, как устроено “живое”. Из опыта и наблюдений были получены первые единичные сведения, которые были разрозненны и между ними человек не видел никакой связи. Поэтому для объяснения существующих явлений появились мифы и легенды. Они передавались из поколения в поколение и достаточно логично, по тем временам, объясняли устройство мира. Исходя из мифов, вначале был неорганизованный, неупорядоченный хаос. Далее появился весь видимый, упорядоченный Мир (или космос) за порядком в котором следили боги. Нельзя сказать, что начало эпохи познания началось с древней Греции, как принято считать. Наблюдение и обобщение, изобретение имели место и в более древних цивилизациях - китайской, египетской, цивилизации майя. Древние были искусными строителями, механиками (вспомним строительство пирамид) и астрономами. Но местом рождения современной западной науки принято считать Древнюю Грецию (рис. 1). Именно на этой земле буйно расцвела культура и философия, именно эта земля подарила миру огромное количество талантливых философов. Знания древних носили общий, философский характер (философия и наука о природе рассматривались как единое целое). Расцвету культуры в древней Греции немало способствовало развитие общественных и производственных отношений. Развивалась торговля, ремесло; появились денежные отношения. Еще одним видом деятельности стало так называемое философствование. Весь спектр знаний об окружающем мире, первые попытки сформировать целостную картину естествознания выразились в натурфилософии (лат. natura - природа) или философия природы. Так и называется первый этап в развитии естествознания. этап, в отличие от периода, более продолжительный отрезок времени, характеризующийся более общими, основополагающими идеями об устройстве мира.
Рис. 1 Особенности развития естествознания Резкое изменение характера общественной жизни в европейском очаге культуры к началу I тысячелетия до н. э. было обусловлено процессами колонизации, мореплаванием, торговлей. Это изменение сопровождалось появлением большого числа нестандартных социально-значимых ситуаций, для которых бесконечная повторяемость, репродукция поведенческого стереотипа была либо вообще невозможна, либо опасна. Это способствовало тому, что греки совершили важнейший шаг в развитии общественных отношений - переход от регуляции общественной жизни обычаями, запретами, религиозными предписаниями к правовым и гражданским нормам (законам), обязательным для всех членов общества. Такой переход сопровождался рационализацией религиозно-мифологических построений и, как следствие, рационализацией мышления. Скачок греческой мысли к теоретизации объектов, отказ от рецептуальных схем знания восточных цивилизаций выразился, прежде всего, в глобальном представлении о Вселенной как упорядоченной, статичной, законосообразной системе, подчиненной вечному объективному порядку («логосу»). Найти первопричину этого порядка, аналитически выявить общие принципы, лежащие в основе всего сущего считалось главной целью ученых-философов. Многие из них искали эту первопричину в окружающем мире (вода у Фалеса, огонь у Гераклита, воздух у Анаксимена, все четыре стихии - вода, воздух, земля и огонь - у Эмпедокла), другие постулировали существование «невидимых», недоступных чувственному восприятию объектов (апейрон у Анаксимандра, эфир у Пифагора). Большое значение для развития естествознания имело атомистическое учение, возникновение которого связывают с именами Левкиппа и Демокрита. Считая все в природе состоящим из атомов и пустоты, философы-атомисты пытались таким образом преодолеть логические противоречия, связанные с бесконечной делимостью материи, с пониманием феномена движения. О том, насколько сложными были эти вопросы, говорит тот факт, что атомизм был принят далеко не всеми. Аристотель, например, отрицал существование пустоты, считая, что материя целиком заполняет пространство. Несмотря на наивный характер естественнонаучной картины мира, древнегреческими философами были сделаны многие важнейшие интеллектуальные открытия, такие как мысль о доказуемости отношений между формальными структурами, принцип дедуктивного умозаключения и другие. Непревзойденным образцом логически выводного знания для последующих столетий развития науки служила аксиоматическая геометрия Евклида. В то же время теоретическое знание древних греков развертывалось как чисто умозрительное, спекулятивное. Любое истолкование первопричины и первоначала было пронизано эстетическими оценками (например, первое по времени совпадало с понятием лучшего, совершенного). Созерцательно-логический стиль мышления практически полностью игнорировал эмпирическую сторону жизни. Можно сказать, что факт не является формой мышления греков, в то время как теория, закон таковыми являются. Даже известные достижения в прикладных областях знаний (Архимед) не позволяют говорить о развитой экспериментальной традиции греков. Следует отметить, что, развивая спекулятивно-умозрительные космологические идеи, древние греки отнюдь не покушались на божественный фундамент бытия, а учение Аристотеля, где Бог являлся «перводвигателем» Вселенной, было даже канонизировано христианской церковью в 1277 г. Это на многие столетия послужило тормозом развития естествознания. Таким образом, созерцательность, недостаточность эмпирических знаний, восполняемая силой воображения, синкретизм истины, добра и красоты не позволяют считать Древнюю Грецию точкой отсчета науки в современном смысле этого слова. Можно говорить лишь о формировании протонаучного стиля мышления и о зарождении элементов научной деятельности. 1.2 Классическая эпоха в естествознании Процесс становления науки, начавшийся в Древней Греции, оказался весьма длительным и продолжался вплоть до XVI - XVII веков, когда наука окончательно сформировалась как самостоятельная духовная деятельность и как социальный институт. Эпоха средневековья оставила заметный след в этом процессе, прежде всего, благодаря укреплению традиций христианства. Потому что в христианском учении Бог концентрирует в себе все, что является трансцендентным, сверхъестественным. При этом природа считается познаваемой, доступной объективному анализу. В других религиозных учениях божественное неотделимо от природы, а значит, природа является принципиально непознаваемой. Кроме того, христианство является монотеистической религией, которая только и может позволить вере превратиться в систему постоянных природных законов, так как в политеистических религиях подобное истолкование природы невозможно из-за «вмешательства» со стороны враждующих друг с другом богов. Наконец, в мире нет другой монотеистической религии, догматика которой с такой решительностью отдавала бы человеку центральное место, «разрешая» ему познавать окружающий мир, заключая его в рамки эмпирических и теоретических законов, т.е. как бы заново «творить» природу. Можно сказать, что в познавательном аспекте произошла подмена Бога человеком. Следует, однако, отметить, что такой взгляд на природу, который сложился к началу XVII века, во многом объясняет ее бедственное положение в настоящее время. В частности, считалось, что внечеловеческая природа совершенно лишена субъективности: растения и животные суть «машины», не имеющие внутреннего мира, души. Отсутствие во внечеловеческой природе остатков душевной жизни сделало возможным подчинение качества количеству, долгое время являвшееся основным признаком науки. Другими словами, научный статус признавался только за выводами, выраженными в числовой, количественной форме. Считалось, что все изменения в природе, даже связанные с резкими переходами между состояниями объектов, на самом деле сводятся к непрерывным количественным изменениям каких-то параметров. В природе невозможно рождение нового качества. Закрепление самостоятельного статуса науки произошло в XVI-XVII в.в. и было связано с деятельностью целой плеяды великих ученых. Именно к этому времени математика становится универсальным языком науки, базисом аналитических исследований (Р. Декарт), а центральное место начинают занимать методологии, основанные на опытном установлении отношений между фактами и дальнейшем их обобщении индуктивными методами (Ф. Бэкон). Исходным пунктом формирующейся классической науки стала гелиоцентрическая система мира (Н. Коперник). Фундаментальное переосмысление проблемы движения и его описания позволило Г. Галилею показать эффективность применения идеализированных понятий (равномерное прямолинейное движение, материальная точка и т.д.), непосредственно не встречающихся в природе, но служащих целям создания на их основе аксиом движения. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея, принцип инерции и другие понятия непосредственно вошли в механику Ньютона, с которой и началось классическое естествознание. Наконец, нельзя не отметить важность создания огромного объема экспериментальной информации, накопленной к XVII веку, особенно в области астрономии, а также предварительной эмпирической обработки этой информации (Тихо Браге, И. Кеплер). Эта эпоха характеризуется определенными особенностями. Может показаться, что история естествознания достаточно монотонна, один период сменяет другой. Но это свойственно только первым этапам, когда происходило накопление знаний. Процесс, когда вновь полученные знания как бы приклеиваются к старым, был характерен для натурфилософии античности и преднауки средневековья. С эпохой Возрождения происходит перелом в науке. Теперь движение прогресса происходит скачками, основой которых являются новые идеи и теории, радикально меняющие взглядов на мир. Эти переломные этапы, скачки называют научными революциями. Причем это не кратковременное состояние, а изменение во взглядах, продолжающееся некоторое время. В эпоху Возрождения, период между 15 и 16 веками, произошла первая научная революция. Эту эпоху принято ассоциировать с именем Великого итальянца Леонардо да Винчи - он неоднократно говорил о несостоятельности геоцентрической системы Птолемея; он изобрел множество технических средств в механике; круг его интересов распространялся от математики и физики до анатомии и живописи. Изучение анатомии человека запрещалось церковью, однако Леонардо детально изучил ее. Да Винчи обращал внимание на необходимость использования практики, эксперимента в науке. Об этом говорят и в наше время. Геоцентрическая модель строения Вселенной, царившая в естествознании около 14 веков, была наконец заменена гелиоцентрической в 1543 году. Ее автор, польский астроном Николай Коперник, низвел Землю до уровня рядовой планеты, Солнце он поместил в центре системы и все планеты вместе с Землей двигались вокруг Солнца по круговым орбитам. Коперник предположил, что движение есть естественное свойство небесных и земных объектов, подчиненное единым законам. Это был удар по аристотелевскому “перводвигателю”, приводящему в движение Вселенную. Коперник впервые показал, что наши чувства не всегда дают нам реальную картину окружающего, и что необходимо не только наблюдать но и опытно проверять. Здесь он развил идею Платона о том, что органы чувств не всегда дают верную и полную информацию, и поэтому практика – критерий истины. Это учение подрывало устои католической церкви - если Земля не центр мироздания, значит и человек не есть венец творения, высшая цель мироздания. Все последователи Коперника были подвергнуты гонениям, а сам он избежал инквизиции в виду естественной смерти. Взгляды Коперника настолько меняли мировоззрение, что по праву их можно считать толчком к смене старой, геоцентрической картины мира на новую, гелиоцентрическую. Продолжателем идей Коперника стал Джордано Бруно - он отстаивал положения, что Вселенная бесконечна, что у нее нет центра; он говорил о наличии множества тел подобных Солнцу и окружающих его планет. Идеи Бруно еще больше подрывали устои церкви и в 1600 году он был сожжен как еретик. Продолжением идей Коперника и Бруно стали идеи Галилея, Кеплера и Ньютона в 17 - 19 веках. Этот период называют еще естествознанием нового времени. Это было время Великих географических открытий, появления новых экономических и производственных отношений. Этот период связывают с появлением новой механической картины мира. Галилей, впервые применив изобретенную им трубу, обнаружил, что у Юпитера есть спутники, что Солнце вращается вокруг своей оси и у него есть пятна, а на Луне есть горы - все это не вписывалось в теорию Аристотеля о противоположности земного и небесного и подтверждало теорию Коперника. Галилей опроверг Аристотеля и в том, что равномерное движение требует постоянной прилагаемой силы. Он также исследовал свободное падение тел и установил, что скорость не зависит от массы тела. Но главное, что Галилей дал доказательство верности учения Коперника - не только астрономические но и математические. Но также как и во времена основателей гелиоцентрической картины Вселенной, церковь не могла допустить распространения этих мыслей и перед угрозой сожжения Галилею пришлось отречься от своих мыслей. Но научную мысль уже невозможно было удержать. Включая в исследование наблюдения, анализ, рассуждения, обобщения Иоганн Кеплер в 1609 году сформулировал законы движения планет. Кроме этого Кеплер предложил теорию предсказаний солнечных и лунных затмений, уточнил величину расстояния между Землей и Солнцем. Кеплер дал толчок развитию динамики в механике. Церковь также запрещала некоторые его книги, но сам он относился к этому без сарказма: “Мне все равно, кто будет меня читать: люди нынешнего или люди будущего поколения. Разве господь Бог не дожидался 6 тысяч лет, чтобы кто-нибудь занялся созерцанием его творений”. Французский ученый Рене Декарт предложил теорию вихрей, по которой все пространство заполнено подвижным веществом, способным образовывать вихри. Эти вихри образуют потоки и вовлекают в движение все в мире. Но главная заслуга Декарта в развитии геометрии, как части математической науки (знаменитые декартовы координаты - оси абсцисс и ординат) Первая научная революция завершилась появлением трудов профессора Кембриджского университета Исаака Ньютона, где он изложил систему законов механики, всемирного тяготения; систематизировал все значительное в механике. Он сформулировал 3 закона движения и Закон Всемирного тяготения. Закон Всемирного тяготения оказал огромное влияние на развитие естествознания. Впервые открытый закон оказывался универсальным законом природы, которому подчинялось и малое и большое. В результате появления этой и предшествующих теорий сформировалась механистическая картина мира, где все можно было, как казалось, объяснить на основе простых законов. Природа представилась некой машиной и чтобы познать ее до конца необходимо просто разобрать механизм по составным частям. Кроме всего прочего Ньютон разработал требования к исследованию, что явилось сильным прорывом в методологии. Именно Ньютон, по словам Эйнштейна, указал пути мышления, экспериментального исследования и практических построений. В труде Эммануила Канта “Всеобщая естественная история и теория неба” в 1755 году была сделана попытка исторического объяснения происхождения Солнечной системы. Вначале была некая туманная масса, которая равномерно заполняла пространство (вспомним идеи Анаксимандра об апейроне). Под действием сил притяжения образовывались отдельные скопления, становившиеся центрами притяжения. В этих центрах произошла концентрация вещества и образовались все тела. В противовес механике Ньютона, это была развивающаяся модель, которую нельзя было объяснить только законами механики. Независимо от канта, французский математик Пьер Лаплас разработал и дополнил кантовскую теорию. Эта идея была потом объединена в единую космогоническую гипотезу Канта-Лапласа. Надо отметить, что в это время происходит острая борьба двух концепций - катастрофизма и эволюционизма. Они по-разному объясняют историю нашей планеты. Жорж Кювье говорил, что каждый период в истории Земли завершается мировой катастрофой. В результате гибнут растения, животные и в новых условиях появляются новые виды. Причины катастроф он не объяснял. Жан Ламарк предположил, что изменения условий окружающей Среды есть движущая сила эволюции органического мира. Организмы изменяются, а не остаются постоянными - как говорил Линней. В 30-е годы 19 века труд англичанина Чарльза Лайеля нанес сокрушительный удар по теории катастроф, он показал, что факторы изменяющие лик Земли одинаковы и сегодня и в прошлом, нежно только допустить, что Земля существует долго. Стоит отметить, что в рассматриваемый период происходит развитие капиталистических отношений, бурно развивается техника. Все это подхлестывает развитие экспериментальной науки, появление массы новых открытий в самых разных отраслях знания. Матиас Шлейден и Теодор Шванн открыли, что все организмы состоят из клеток; создав свою клеточную теорию. Этим открытием было показано единство всего органического мира. Австрийский монах Грегор Мендель, в 1866 году показал, что в основе всего живого лежат наследственные единицы или гены, в последствие. Д.И.Менделеев делает прорыв в химии, открывая периодическую систему химических элементов. Это открытие позволяет предвидеть свойства новых, еще неизвестных элементов. До этого мир представлялся как механическая система, которая функционирует по законам классической механики. В подобной механистической картине мира место было только для одного вида материи - веществу, состоящему из частиц. Исследования Майкла Фарадея показали наличие электромагнитных полей. Значит, в природе кроме вещества существует еще и поле. (Демокрит говорил, что существуют только атомы и пустота). Джеймс Максвелл продолжил эту идею и разработал математическую модель для теории Фарадея. Две этих работы Фарадея и Максвелла положили начало крушения механистической картины мира. 1.3 Особенности неклассического естествознания В конце 19 - начале 20 века на арену выходят новые общественные отношения и экономические теории, колоссально развивается техника. В этот время, называемый третьей научной революцией, начинается новый неклассический период в естествознании. Наука проникает вглубь материи. Супруги Пьер и Мария Кюри открывают явление радиоактивности, Эрнест Резерфорд строит планетарную модель атома - но эта модель не состыковывается с положениями электромагнитной теории Максвелла и поэтому на смену ей пришла квантовая модель атома Нильса Бора, по которой, в атоме существует несколько орбит по которым движутся электроны, при переходе электрона с одной орбиты на другую происходит выделение или поглощение энергии. Подрыву классических представлений в естествознании способствовали некоторые идеи, которые зародились еще в середине XIX века, когда классическая наука находилась в зените славы. Среди этих первых неклассических идей, в первую очередь, следует отметить эволюционную теорию Ч. Дарвина. Как известно, в соответствии с этой теорией биологические процессы в природе протекают сложным, необратимым, зигзагообразным путем, который на индивидуальном уровне совершенно непредсказуем. Явно не вписывались в рамки классического детерминизма и первые попытки Дж. Максвелла и Л. Больцмана применить вероятностно-статистические методы к исследованию тепловых явлений. Г. Лоренц, А. Пуанкаре и Г. Минковский еще в конце XIX века начали развивать идеи релятивизма, подвергая критике устоявшиеся представления об абсолютном характере пространства и времени. Эти и другие революционные с точки зрения классической науки идеи привели в самом начале XX века к кризису естествознания, коренной переоценке ценностей, доставшихся от классического наследия. Научная революция, ознаменовавшая переход к неклассическому этапу в истории естествознания, в первую очередь, связана с именами двух великих ученых XX века - М. Планком и А. Эйнштейном. Первый ввел в науку представление о квантах электромагнитного поля, второй навсегда останется в истории человечества как автор специальной и общей теории относительности. Буквально в течение первой четверти века был полностью перестроен весь фундамент естествознания, который в целом остается достаточно прочным и в настоящее время. Следует иметь в виду, что решающие шаги в становлении новых представлений были сделаны в области атомной и субатомной физики, где человек попал в совершенно новую познавательную ситуацию. Те понятия (положение в пространстве, скорость, сила, траектория движения и т.п.), которые с успехом работали при объяснении поведения макроскопических природных тел, оказались неадекватными и, следовательно, непригодными для отображения явлений микромира. И причина этого заключалась в том, что исследователь непосредственно имел дело не с микрообъектами самими по себе, как он к этому привык в рамках представлений классической науки, а лишь с «проекциями» микрообъектов на макроскопические «приборы». В связи с этим в теоретический аппарат естествознания были введены понятия, которые не являются наблюдаемыми в эксперименте величинами, а лишь позволяют определить вероятность того, что соответствующие наблюдаемые величины будут иметь те или иные значения в тех или иных ситуациях. Более того, эти ненаблюдаемые теоретические объекты (например, y - функция Шредингера в квантовой механике или кварки в современной теории адронов) становятся ядром естественнонаучных представлений, именно для них записываются базовые соотношения теории. Еще одной особенностью неклассического естествознания является преобладание же упомянутого вероятностно-статистического подхода к природным явлениям и объектам, что фактически означает отказ от концепции детерминизма. Переход к статистическому описанию движения индивидуальных микрообъектов было, наверное, самым драматичным моментом в истории науки, ибо даже основоположники новой физики так и не смогли смириться с онтологической природой такого описания («Бог не играет в кости», - говорил А. Эйнштейн), считая его лишь временным, промежуточным этапом естествознания. Далеко за рамки естествознания вышла сформулированная Н. Бором и ставшая основой в неклассической физике идея дополнительности. В соответствии с этим принципом, получение экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым. Такими взаимно дополнительными величинами являются, например, координаты и импульсы, кинетическая и потенциальная энергия, напряженность электромагнитного поля и число фотонов и т.п. Таким образом, с точки зрения неклассического естествознания невозможно не только однозначное, но и всеобъемлющее предсказание поведения всех физических параметров, характеризующих динамику микрообъектов. Для неклассического естествознания характерно объединение противоположных классических понятий и категорий. Например, в современной науке идеи непрерывности и дискретности уже не являются взаимоисключающими, а могут быть применены к одному и тому же объекту, в частности, к физическому полю или к микрочастице (корпускулярно-волновой дуализм). Другим примером может служить относительность одновременности: события, одновременные в одной системе отсчета, оказываются неодновременными в другой системе отсчета, движущейся относительно первой. Произошла в неклассической науке и переоценка роли опыта и теоретического мышления в движении к новым результатам. Прежде всего, была зафиксирована и осознана парадоксальность новых решений с точки зрения «здравого смысла». В классической науке такого резкого расхождения науки со здравым смыслом не было. Основным средством движения к новому знанию стало не его построение снизу, отталкиваясь от фактической, эмпирической стороны дела, а сверху. Явное предпочтение методу математической гипотезы, усложнение математической символики все чаще стали выступать средствами создания новых теоретических конструкций, связь которых с опытом оказывается не прямой и не тривиальной. Данный период характеризуется появлением огромного количества открытий, некоторые из которых просто не укладывались в головах обычных людей. Ярким примером такой сенсационной теории стала теория относительности Альберта Эйнштейна, в которой он показал взаимосвязь пространства и времени. Ранее эти понятия были разобщены. Кроме всего прочего, еще одним крупным событием явилась теория о волновых свойствах материи. Так было показано, что объекты микромира ведут себя по другому в отличие от больших тел. Например – свет это и волна и частица одновременно. Период третьей научной революции охватывает период конца 19 – начала 20 века. Может показаться, что на этом история развития естествознания остановилась, но это не так. В настоящее время мы имеем предпосылки для рождения четвертой научной революции. Это так называемые загадки, от развития которых будет зависеть по какому пути пойдет развитие современного естествознания.
Заключение Вопрос о возникновении науки и ее периодизации до сих пор вызывает много споров, демонстрируя широкий диапазон в понимании сущности науки, ее конституирующих параметров. Результатом этого являются различные, часто противоречащие друг другу выводы. Например, ряд ученых начало науки связывает с традиционными культурами Вавилона, Египта. При этом наука отождествляется со знанием вообще и с существовавшим в то время достаточно высоким уровнем технической деятельности. В соответствии с другим распространенным подходом рождение науки относят к античности, а критерием этого считают переход к рациональному знанию в отличие от рецептурных знаний догреческих цивилизаций. Многие историки датируют возникновение науки поздним европейским средневековьем (XIII - XIV вв.), когда складывалась экспериментальная традиция в естествознании. Может показаться, что на этом история развития естествознания остановилась, но это не так. В настоящее время мы имеем предпосылки для рождения четвертой научной революции. Это так называемые загадки, от развития которых будет зависеть по какому пути пойдет развитие современного естествознания.
Список использованной литературы
1. Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов – М.: «Просвещение, 1986 2. Кобзарев И.Ю. Ньютон и его времени – М.: «Знание», 1978 («Новое в жизни, науке и технике, сер. Физика», №5 1978) 3. Кун Т. Структура научных революций – М.:»Прогресс», 1977 4. Лапицкий В.В. Наука в системе культуры – Псокв, Изд-во ПОИПКРО, 1994 5. Энгельс Ф. Диалектика природы – М.: Политиздат, 1987 www.neuch.ru Реферат: История развития естествознанияСодержание
Введение Глава 1: История естествознания 1.1 Зарождение научного мышления в Древней Греции 1.2 Классическая эпоха в естествознании 1.3 Особенности неклассического естествознания Заключение Список использованной литературы
Введение
Естествознание область науки, изучающая совокупность естественных наук, взятая как целое. Наука – это не только совокупность знаний. Науке можно учить, как увлекательнейшей части человеческой истории – как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой. Естествознание появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, биологию, географию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а с развитием техники — развитие физики, химии. Начиная с эпохи Коперника история естествознания рассматривается в свете научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов природы. Этапов выделяют иногда три-четыре, иногда более десяти. Формирование наук осуществлялось очень медленно. «Принято считать, что к середине XVIII в. сформировались только четыре науки: механика, физика, математика и астрономия. Великие системы биологии, как и первые основные законы химии, пришлись на конец XVIII — начало XIX в., основные идеи геологии находились в то время в стадии формирования» «История естествознания» - актуальная тема в современном мире, поскольку, изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков, потому что именно там закладывались ее основы. Цель работы - ознакомиться с историей развития естествознания, в соответствии с поставленной целью, необходимо решить следующие задачи: рассмотреть каким образом происходило зарождение научного мышления в Древней Греции, выделить особенности неклассического естествознания. Кроме того, необходимо рассмотреть классическую эпоху в естествознании.
1. История естествознания
1.1 Зарождение научного мышления в Древней Греции
Еще на заре цивилизации люди задумывались о том как устроен Мир, какова природа окружающих их вещей, почему день сменяется ночью, как устроено “живое”. Из опыта и наблюдений были получены первые единичные сведения, которые были разрозненны и между ними человек не видел никакой связи. Поэтому для объяснения существующих явлений появились мифы и легенды. Они передавались из поколения в поколение и достаточно логично, по тем временам, объясняли устройство мира. Исходя из мифов, вначале был неорганизованный, неупорядоченный хаос. Далее появился весь видимый, упорядоченный Мир (или космос) за порядком в котором следили боги. Нельзя сказать, что начало эпохи познания началось с древней Греции, как принято считать. Наблюдение и обобщение, изобретение имели место и в более древних цивилизациях - китайской, египетской, цивилизации майя. Древние были искусными строителями, механиками (вспомним строительство пирамид) и астрономами. Но местом рождения современной западной науки принято считать Древнюю Грецию (рис. 1). Именно на этой земле буйно расцвела культура и философия, именно эта земля подарила миру огромное количество талантливых философов. Знания древних носили общий, философский характер (философия и наука о природе рассматривались как единое целое). Расцвету культуры в древней Греции немало способствовало развитие общественных и производственных отношений. Развивалась торговля, ремесло; появились денежные отношения. Еще одним видом деятельности стало так называемое философствование. Весь спектр знаний об окружающем мире, первые попытки сформировать целостную картину естествознания выразились в натурфилософии (лат. natura - природа) или философия природы. Так и называется первый этап в развитии естествознания. этап, в отличие от периода, более продолжительный отрезок времени, характеризующийся более общими, основополагающими идеями об устройстве мира.
Рис. 1 Особенности развития естествознания
Резкое изменение характера общественной жизни в европейском очаге культуры к началу I тысячелетия до н. э. было обусловлено процессами колонизации, мореплаванием, торговлей. Это изменение сопровождалось появлением большого числа нестандартных социально-значимых ситуаций, для которых бесконечная повторяемость, репродукция поведенческого стереотипа была либо вообще невозможна, либо опасна. Это способствовало тому, что греки совершили важнейший шаг в развитии общественных отношений - переход от регуляции общественной жизни обычаями, запретами, религиозными предписаниями к правовым и гражданским нормам (законам), обязательным для всех членов общества. Такой переход сопровождался рационализацией религиозно-мифологических построений и, как следствие, рационализацией мышления. Скачок греческой мысли к теоретизации объектов, отказ от рецептуальных схем знания восточных цивилизаций выразился, прежде всего, в глобальном представлении о Вселенной как упорядоченной, статичной, законосообразной системе, подчиненной вечному объективному порядку («логосу»). Найти первопричину этого порядка, аналитически выявить общие принципы, лежащие в основе всего сущего считалось главной целью ученых-философов. Многие из них искали эту первопричину в окружающем мире (вода у Фалеса, огонь у Гераклита, воздух у Анаксимена, все четыре стихии - вода, воздух, земля и огонь - у Эмпедокла), другие постулировали существование «невидимых», недоступных чувственному восприятию объектов (апейрон у Анаксимандра, эфир у Пифагора). Большое значение для развития естествознания имело атомистическое учение, возникновение которого связывают с именами Левкиппа и Демокрита. Считая все в природе состоящим из атомов и пустоты, философы-атомисты пытались таким образом преодолеть логические противоречия, связанные с бесконечной делимостью материи, с пониманием феномена движения. О том, насколько сложными были эти вопросы, говорит тот факт, что атомизм был принят далеко не всеми. Аристотель, например, отрицал существование пустоты, считая, что материя целиком заполняет пространство. Несмотря на наивный характер естественнонаучной картины мира, древнегреческими философами были сделаны многие важнейшие интеллектуальные открытия, такие как мысль о доказуемости отношений между формальными структурами, принцип дедуктивного умозаключения и другие. Непревзойденным образцом логически выводного знания для последующих столетий развития науки служила аксиоматическая геометрия Евклида. В то же время теоретическое знание древних греков развертывалось как чисто умозрительное, спекулятивное. Любое истолкование первопричины и первоначала было пронизано эстетическими оценками (например, первое по времени совпадало с понятием лучшего, совершенного). Созерцательно-логический стиль мышления практически полностью игнорировал эмпирическую сторону жизни. Можно сказать, что факт не является формой мышления греков, в то время как теория, закон таковыми являются. Даже известные достижения в прикладных областях знаний (Архимед) не позволяют говорить о развитой экспериментальной традиции греков. Следует отметить, что, развивая спекулятивно-умозрительные космологические идеи, древние греки отнюдь не покушались на божественный фундамент бытия, а учение Аристотеля, где Бог являлся «перводвигателем» Вселенной, было даже канонизировано христианской церковью в 1277 г. Это на многие столетия послужило тормозом развития естествознания. Таким образом, созерцательность, недостаточность эмпирических знаний, восполняемая силой воображения, синкретизм истины, добра и красоты не позволяют считать Древнюю Грецию точкой отсчета науки в современном смысле этого слова. Можно говорить лишь о формировании протонаучного стиля мышления и о зарождении элементов научной деятельности.
1.2 Классическая эпоха в естествознании
Процесс становления науки, начавшийся в Древней Греции, оказался весьма длительным и продолжался вплоть до XVI - XVII веков, когда наука окончательно сформировалась как самостоятельная духовная деятельность и как социальный институт. Эпоха средневековья оставила заметный след в этом процессе, прежде всего, благодаря укреплению традиций христианства. Потому что в христианском учении Бог концентрирует в себе все, что является трансцендентным, сверхъестественным. При этом природа считается познаваемой, доступной объективному анализу. В других религиозных учениях божественное неотделимо от природы, а значит, природа является принципиально непознаваемой. Кроме того, христианство является монотеистической религией, которая только и может позволить вере превратиться в систему постоянных природных законов, так как в политеистических религиях подобное истолкование природы невозможно из-за «вмешательства» со стороны враждующих друг с другом богов. Наконец, в мире нет другой монотеистической религии, догматика которой с такой решительностью отдавала бы человеку центральное место, «разрешая» ему познавать окружающий мир, заключая его в рамки эмпирических и теоретических законов, т.е. как бы заново «творить» природу. Можно сказать, что в познавательном аспекте произошла подмена Бога человеком. Следует, однако, отметить, что такой взгляд на природу, который сложился к началу XVII века, во многом объясняет ее бедственное положение в настоящее время. В частности, считалось, что внечеловеческая природа совершенно лишена субъективности: растения и животные суть «машины», не имеющие внутреннего мира, души. Отсутствие во внечеловеческой природе остатков душевной жизни сделало возможным подчинение качества количеству, долгое время являвшееся основным признаком науки. Другими словами, научный статус признавался только за выводами, выраженными в числовой, количественной форме. Считалось, что все изменения в природе, даже связанные с резкими переходами между состояниями объектов, на самом деле сводятся к непрерывным количественным изменениям каких-то параметров. В природе невозможно рождение нового качества. Закрепление самостоятельного статуса науки произошло в XVI-XVII в.в. и было связано с деятельностью целой плеяды великих ученых. Именно к этому времени математика становится универсальным языком науки, базисом аналитических исследований (Р. Декарт), а центральное место начинают занимать методологии, основанные на опытном установлении отношений между фактами и дальнейшем их обобщении индуктивными методами (Ф. Бэкон). Исходным пунктом формирующейся классической науки стала гелиоцентрическая система мира (Н. Коперник). Фундаментальное переосмысление проблемы движения и его описания позволило Г. Галилею показать эффективность применения идеализированных понятий (равномерное прямолинейное движение, материальная точка и т.д.), непосредственно не встречающихся в природе, но служащих целям создания на их основе аксиом движения. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея, принцип инерции и другие понятия непосредственно вошли в механику Ньютона, с которой и началось классическое естествознание. Наконец, нельзя не отметить важность создания огромного объема экспериментальной информации, накопленной к XVII веку, особенно в области астрономии, а также предварительной эмпирической обработки этой информации (Тихо Браге, И. Кеплер). Эта эпоха характеризуется определенными особенностями. Может показаться, что история естествознания достаточно монотонна, один период сменяет другой. Но это свойственно только первым этапам, когда происходило накопление знаний. Процесс, когда вновь полученные знания как бы приклеиваются к старым, был характерен для натурфилософии античности и преднауки средневековья. С эпохой Возрождения происходит перелом в науке. Теперь движение прогресса происходит скачками, основой которых являются новые идеи и теории, радикально меняющие взглядов на мир. Эти переломные этапы, скачки называют научными революциями. Причем это не кратковременное состояние, а изменение во взглядах, продолжающееся некоторое время. В эпоху Возрождения, период между 15 и 16 веками, произошла первая научная революция. Эту эпоху принято ассоциировать с именем Великого итальянца Леонардо да Винчи - он неоднократно говорил о несостоятельности геоцентрической системы Птолемея; он изобрел множество технических средств в механике; круг его интересов распространялся от математики и физики до анатомии и живописи. Изучение анатомии человека запрещалось церковью, однако Леонардо детально изучил ее. Да Винчи обращал внимание на необходимость использования практики, эксперимента в науке. Об этом говорят и в наше время. Геоцентрическая модель строения Вселенной, царившая в естествознании около 14 веков, была наконец заменена гелиоцентрической в 1543 году. Ее автор, польский астроном Николай Коперник, низвел Землю до уровня рядовой планеты, Солнце он поместил в центре системы и все планеты вместе с Землей двигались вокруг Солнца по круговым орбитам. Коперник предположил, что движение есть естественное свойство небесных и земных объектов, подчиненное единым законам. Это был удар по аристотелевскому “перводвигателю”, приводящему в движение Вселенную. Коперник впервые показал, что наши чувства не всегда дают нам реальную картину окружающего, и что необходимо не только наблюдать но и опытно проверять. Здесь он развил идею Платона о том, что органы чувств не всегда дают верную и полную информацию, и поэтому практика – критерий истины. Это учение подрывало устои католической церкви - если Земля не центр мироздания, значит и человек не есть венец творения, высшая цель мироздания. Все последователи Коперника были подвергнуты гонениям, а сам он избежал инквизиции в виду естественной смерти. Взгляды Коперника настолько меняли мировоззрение, что по праву их можно считать толчком к смене старой, геоцентрической картины мира на новую, гелиоцентрическую. Продолжателем идей Коперника стал Джордано Бруно - он отстаивал положения, что Вселенная бесконечна, что у нее нет центра; он говорил о наличии множества тел подобных Солнцу и окружающих его планет. Идеи Бруно еще больше подрывали устои церкви и в 1600 году он был сожжен как еретик. Продолжением идей Коперника и Бруно стали идеи Галилея, Кеплера и Ньютона в 17 - 19 веках. Этот период называют еще естествознанием нового времени. Это было время Великих географических открытий, появления новых экономических и производственных отношений. Этот период связывают с появлением новой механической картины мира. Галилей, впервые применив изобретенную им трубу, обнаружил, что у Юпитера есть спутники, что Солнце вращается вокруг своей оси и у него есть пятна, а на Луне есть горы - все это не вписывалось в теорию Аристотеля о противоположности земного и небесного и подтверждало теорию Коперника. Галилей опроверг Аристотеля и в том, что равномерное движение требует постоянной прилагаемой силы. Он также исследовал свободное падение тел и установил, что скорость не зависит от массы тела. Но главное, что Галилей дал доказательство верности учения Коперника - не только астрономические но и математические. Но также как и во времена основателей гелиоцентрической картины Вселенной, церковь не могла допустить распространения этих мыслей и перед угрозой сожжения Галилею пришлось отречься от своих мыслей. Но научную мысль уже невозможно было удержать. Включая в исследование наблюдения, анализ, рассуждения, обобщения Иоганн Кеплер в 1609 году сформулировал законы движения планет. Кроме этого Кеплер предложил теорию предсказаний солнечных и лунных затмений, уточнил величину расстояния между Землей и Солнцем. Кеплер дал толчок развитию динамики в механике. Церковь также запрещала некоторые его книги, но сам он относился к этому без сарказма: “Мне все равно, кто будет меня читать: люди нынешнего или люди будущего поколения. Разве господь Бог не дожидался 6 тысяч лет, чтобы кто-нибудь занялся созерцанием его творений”. Французский ученый Рене Декарт предложил теорию вихрей, по которой все пространство заполнено подвижным веществом, способным образовывать вихри. Эти вихри образуют потоки и вовлекают в движение все в мире. Но главная заслуга Декарта в развитии геометрии, как части математической науки (знаменитые декартовы координаты - оси абсцисс и ординат) Первая научная революция завершилась появлением трудов профессора Кембриджского университета Исаака Ньютона, где он изложил систему законов механики, всемирного тяготения; систематизировал все значительное в механике. Он сформулировал 3 закона движения и Закон Всемирного тяготения. Закон Всемирного тяготения оказал огромное влияние на развитие естествознания. Впервые открытый закон оказывался универсальным законом природы, которому подчинялось и малое и большое. В результате появления этой и предшествующих теорий сформировалась механистическая картина мира, где все можно было, как казалось, объяснить на основе простых законов. Природа представилась некой машиной и чтобы познать ее до конца необходимо просто разобрать механизм по составным частям. Кроме всего прочего Ньютон разработал требования к исследованию, что явилось сильным прорывом в методологии. Именно Ньютон, по словам Эйнштейна, указал пути мышления, экспериментального исследования и практических построений. В труде Эммануила Канта “Всеобщая естественная история и теория неба” в 1755 году была сделана попытка исторического объяснения происхождения Солнечной системы. Вначале была некая туманная масса, которая равномерно заполняла пространство (вспомним идеи Анаксимандра об апейроне). Под действием сил притяжения образовывались отдельные скопления, становившиеся центрами притяжения. В этих центрах произошла концентрация вещества и образовались все тела. В противовес механике Ньютона, это была развивающаяся модель, которую нельзя было объяснить только законами механики. Независимо от канта, французский математик Пьер Лаплас разработал и дополнил кантовскую теорию. Эта идея была потом объединена в единую космогоническую гипотезу Канта-Лапласа. Надо отметить, что в это время происходит острая борьба двух концепций - катастрофизма и эволюционизма. Они по-разному объясняют историю нашей планеты. Жорж Кювье говорил, что каждый период в истории Земли завершается мировой катастрофой. В результате гибнут растения, животные и в новых условиях появляются новые виды. Причины катастроф он не объяснял. Жан Ламарк предположил, что изменения условий окружающей Среды есть движущая сила эволюции органического мира. Организмы изменяются, а не остаются постоянными - как говорил Линней. В 30-е годы 19 века труд англичанина Чарльза Лайеля нанес сокрушительный удар по теории катастроф, он показал, что факторы изменяющие лик Земли одинаковы и сегодня и в прошлом, нежно только допустить, что Земля существует долго. Стоит отметить, что в рассматриваемый период происходит развитие капиталистических отношений, бурно развивается техника. Все это подхлестывает развитие экспериментальной науки, появление массы новых открытий в самых разных отраслях знания. Матиас Шлейден и Теодор Шванн открыли, что все организмы состоят из клеток; создав свою клеточную теорию. Этим открытием было показано единство всего органического мира. Австрийский монах Грегор Мендель, в 1866 году показал, что в основе всего живого лежат наследственные единицы или гены, в последствие. Д.И.Менделеев делает прорыв в химии, открывая периодическую систему химических элементов. Это открытие позволяет предвидеть свойства новых, еще неизвестных элементов. До этого мир представлялся как механическая система, которая функционирует по законам классической механики. В подобной механистической картине мира место было только для одного вида материи - веществу, состоящему из частиц. Исследования Майкла Фарадея показали наличие электромагнитных полей. Значит, в природе кроме вещества существует еще и поле. (Демокрит говорил, что существуют только атомы и пустота). Джеймс Максвелл продолжил эту идею и разработал математическую модель для теории Фарадея. Две этих работы Фарадея и Максвелла положили начало крушения механистической картины мира.
1.3 Особенности неклассического естествознания
В конце 19 - начале 20 века на арену выходят новые общественные отношения и экономические теории, колоссально развивается техника. В этот время, называемый третьей научной революцией, начинается новый неклассический период в естествознании. Наука проникает вглубь материи. Супруги Пьер и Мария Кюри открывают явление радиоактивности, Эрнест Резерфорд строит планетарную модель атома - но эта модель не состыковывается с положениями электромагнитной теории Максвелла и поэтому на смену ей пришла квантовая модель атома Нильса Бора, по которой, в атоме существует несколько орбит по которым движутся электроны, при переходе электрона с одной орбиты на другую происходит выделение или поглощение энергии. Подрыву классических представлений в естествознании способствовали некоторые идеи, которые зародились еще в середине XIX века, когда классическая наука находилась в зените славы. Среди этих первых неклассических идей, в первую очередь, следует отметить эволюционную теорию Ч. Дарвина. Как известно, в соответствии с этой теорией биологические процессы в природе протекают сложным, необратимым, зигзагообразным путем, который на индивидуальном уровне совершенно непредсказуем. Явно не вписывались в рамки классического детерминизма и первые попытки Дж. Максвелла и Л. Больцмана применить вероятностно-статистические методы к исследованию тепловых явлений. Г. Лоренц, А. Пуанкаре и Г. Минковский еще в конце XIX века начали развивать идеи релятивизма, подвергая критике устоявшиеся представления об абсолютном характере пространства и времени. Эти и другие революционные с точки зрения классической науки идеи привели в самом начале XX века к кризису естествознания, коренной переоценке ценностей, доставшихся от классического наследия. Научная революция, ознаменовавшая переход к неклассическому этапу в истории естествознания, в первую очередь, связана с именами двух великих ученых XX века - М. Планком и А. Эйнштейном. Первый ввел в науку представление о квантах электромагнитного поля, второй навсегда останется в истории человечества как автор специальной и общей теории относительности. Буквально в течение первой четверти века был полностью перестроен весь фундамент естествознания, который в целом остается достаточно прочным и в настоящее время. Следует иметь в виду, что решающие шаги в становлении новых представлений были сделаны в области атомной и субатомной физики, где человек попал в совершенно новую познавательную ситуацию. Те понятия (положение в пространстве, скорость, сила, траектория движения и т.п.), которые с успехом работали при объяснении поведения макроскопических природных тел, оказались неадекватными и, следовательно, непригодными для отображения явлений микромира. И причина этого заключалась в том, что исследователь непосредственно имел дело не с микрообъектами самими по себе, как он к этому привык в рамках представлений классической науки, а лишь с «проекциями» микрообъектов на макроскопические «приборы». В связи с этим в теоретический аппарат естествознания были введены понятия, которые не являются наблюдаемыми в эксперименте величинами, а лишь позволяют определить вероятность того, что соответствующие наблюдаемые величины будут иметь те или иные значения в тех или иных ситуациях. Более того, эти ненаблюдаемые теоретические объекты (например, y - функция Шредингера в квантовой механике или кварки в современной теории адронов) становятся ядром естественнонаучных представлений, именно для них записываются базовые соотношения теории. Еще одной особенностью неклассического естествознания является преобладание же упомянутого вероятностно-статистического подхода к природным явлениям и объектам, что фактически означает отказ от концепции детерминизма. Переход к статистическому описанию движения индивидуальных микрообъектов было, наверное, самым драматичным моментом в истории науки, ибо даже основоположники новой физики так и не смогли смириться с онтологической природой такого описания («Бог не играет в кости», - говорил А. Эйнштейн), считая его лишь временным, промежуточным этапом естествознания. Далеко за рамки естествознания вышла сформулированная Н. Бором и ставшая основой в неклассической физике идея дополнительности. В соответствии с этим принципом, получение экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым. Такими взаимно дополнительными величинами являются, например, координаты и импульсы, кинетическая и потенциальная энергия, напряженность электромагнитного поля и число фотонов и т.п. Таким образом, с точки зрения неклассического естествознания невозможно не только однозначное, но и всеобъемлющее предсказание поведения всех физических параметров, характеризующих динамику микрообъектов. Для неклассического естествознания характерно объединение противоположных классических понятий и категорий. Например, в современной науке идеи непрерывности и дискретности уже не являются взаимоисключающими, а могут быть применены к одному и тому же объекту, в частности, к физическому полю или к микрочастице (корпускулярно-волновой дуализм). Другим примером может служить относительность одновременности: события, одновременные в одной системе отсчета, оказываются неодновременными в другой системе отсчета, движущейся относительно первой. Произошла в неклассической науке и переоценка роли опыта и теоретического мышления в движении к новым результатам. Прежде всего, была зафиксирована и осознана парадоксальность новых решений с точки зрения «здравого смысла». В классической науке такого резкого расхождения науки со здравым смыслом не было. Основным средством движения к новому знанию стало не его построение снизу, отталкиваясь от фактической, эмпирической стороны дела, а сверху. Явное предпочтение методу математической гипотезы, усложнение математической символики все чаще стали выступать средствами создания новых теоретических конструкций, связь которых с опытом оказывается не прямой и не тривиальной. Данный период характеризуется появлением огромного количества открытий, некоторые из которых просто не укладывались в головах обычных людей. Ярким примером такой сенсационной теории стала теория относительности Альберта Эйнштейна, в которой он показал взаимосвязь пространства и времени. Ранее эти понятия были разобщены. Кроме всего прочего, еще одним крупным событием явилась теория о волновых свойствах материи. Так было показано, что объекты микромира ведут себя по другому в отличие от больших тел. Например – свет это и волна и частица одновременно. Период третьей научной революции охватывает период конца 19 – начала 20 века. Может показаться, что на этом история развития естествознания остановилась, но это не так. В настоящее время мы имеем предпосылки для рождения четвертой научной революции. Это так называемые загадки, от развития которых будет зависеть по какому пути пойдет развитие современного естествознания.
Заключение
Вопрос о возникновении науки и ее периодизации до сих пор вызывает много споров, демонстрируя широкий диапазон в понимании сущности науки, ее конституирующих параметров. Результатом этого являются различные, часто противоречащие друг другу выводы. Например, ряд ученых начало науки связывает с традиционными культурами Вавилона, Египта. При этом наука отождествляется со знанием вообще и с существовавшим в то время достаточно высоким уровнем технической деятельности. В соответствии с другим распространенным подходом рождение науки относят к античности, а критерием этого считают переход к рациональному знанию в отличие от рецептурных знаний догреческих цивилизаций. Многие историки датируют возникновение науки поздним европейским средневековьем (XIII - XIV вв.), когда складывалась экспериментальная традиция в естествознании. Может показаться, что на этом история развития естествознания остановилась, но это не так. В настоящее время мы имеем предпосылки для рождения четвертой научной революции. Это так называемые загадки, от развития которых будет зависеть по какому пути пойдет развитие современного естествознания.
Список использованной литературы
1. Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов – М.: «Просвещение, 1986 2. Кобзарев И.Ю. Ньютон и его времени – М.: «Знание», 1978 («Новое в жизни, науке и технике, сер. Физика», №5 1978) 3. Кун Т. Структура научных революций – М.:»Прогресс», 1977 4. Лапицкий В.В. Наука в системе культуры – Псокв, Изд-во ПОИПКРО, 1994 5. Энгельс Ф. Диалектика природы – М.: Политиздат, 1987 www.referatmix.ru История развития естествознания (работа 1)Содержание Введение Глава 1: История естествознания
Заключение Список использованной литературы Введение Естествознание область науки, изучающая совокупность естественных наук, взятая как целое. Наука – это не только совокупность знаний. Науке можно учить, как увлекательнейшей части человеческой истории – как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой. Естествознание появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, биологию, географию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а с развитием техники — развитие физики, химии. Начиная с эпохи Коперника история естествознания рассматривается в свете научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов природы. Этапов выделяют иногда три-четыре, иногда более десяти. Формирование наук осуществлялось очень медленно. «Принято считать, что к середине XVIII в. сформировались только четыре науки: механика, физика, математика и астрономия. Великие системы биологии, как и первые основные законы химии, пришлись на конец XVIII — начало XIX в., основные идеи геологии находились в то время в стадии формирования» «История естествознания» - актуальная тема в современном мире, поскольку, изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков, потому что именно там закладывались ее основы. Цель работы - ознакомиться с историей развития естествознания, в соответствии с поставленной целью, необходимо решить следующие задачи: рассмотреть каким образом происходило зарождение научного мышления в Древней Греции, выделить особенности неклассического естествознания. Кроме того, необходимо рассмотреть классическую эпоху в естествознании.
Еще на заре цивилизации люди задумывались о том как устроен Мир, какова природа окружающих их вещей, почему день сменяется ночью, как устроено “живое”. Из опыта и наблюдений были получены первые единичные сведения, которые были разрозненны и между ними человек не видел никакой связи. Поэтому для объяснения существующих явлений появились мифы и легенды. Они передавались из поколения в поколение и достаточно логично, по тем временам, объясняли устройство мира. Исходя из мифов, вначале был неорганизованный, неупорядоченный хаос. Далее появился весь видимый, упорядоченный Мир (или космос) за порядком в котором следили боги. Нельзя сказать, что начало эпохи познания началось с древней Греции, как принято считать. Наблюдение и обобщение, изобретение имели место и в более древних цивилизациях - китайской, египетской, цивилизации майя. Древние были искусными строителями, механиками (вспомним строительство пирамид) и астрономами. Но местом рождения современной западной науки принято считать Древнюю Грецию (рис. 1). Именно на этой земле буйно расцвела культура и философия, именно эта земля подарила миру огромное количество талантливых философов. Знания древних носили общий, философский характер (философия и наука о природе рассматривались как единое целое). Расцвету культуры в древней Греции немало способствовало развитие общественных и производственных отношений. Развивалась торговля, ремесло; появились денежные отношения. Еще одним видом деятельности стало так называемое философствование. Весь спектр знаний об окружающем мире, первые попытки сформировать целостную картину естествознания выразились в натурфилософии (лат. natura - природа) или философия природы. Так и называется первый этап в развитии естествознания. этап, в отличие от периода, более продолжительный отрезок времени, характеризующийся более общими, основополагающими идеями об устройстве мира.
Рис. 1 Особенности развития естествознания Резкое изменение характера общественной жизни в европейском очаге культуры к началу I тысячелетия до н. э. было обусловлено процессами колонизации, мореплаванием, торговлей. Это изменение сопровождалось появлением большого числа нестандартных социально-значимых ситуаций, для которых бесконечная повторяемость, репродукция поведенческого стереотипа была либо вообще невозможна, либо опасна. Это способствовало тому, что греки совершили важнейший шаг в развитии общественных отношений - переход от регуляции общественной жизни обычаями, запретами, религиозными предписаниями к правовым и гражданским нормам (законам), обязательным для всех членов общества. Такой переход сопровождался рационализацией религиозно-мифологических построений и, как следствие, рационализацией мышления. Скачок греческой мысли к теоретизации объектов, отказ от рецептуальных схем знания восточных цивилизаций выразился, прежде всего, в глобальном представлении о Вселенной как упорядоченной, статичной, законосообразной системе, подчиненной вечному объективному порядку («логосу»). Найти первопричину этого порядка, аналитически выявить общие принципы, лежащие в основе всего сущего считалось главной целью ученых-философов. Многие из них искали эту первопричину в окружающем мире (вода у Фалеса, огонь у Гераклита, воздух у Анаксимена, все четыре стихии - вода, воздух, земля и огонь - у Эмпедокла), другие постулировали существование «невидимых», недоступных чувственному восприятию объектов (апейрон у Анаксимандра, эфир у Пифагора). Большое значение для развития естествознания имело атомистическое учение, возникновение которого связывают с именами Левкиппа и Демокрита. Считая все в природе состоящим из атомов и пустоты, философы-атомисты пытались таким образом преодолеть логические противоречия, связанные с бесконечной делимостью материи, с пониманием феномена движения. О том, насколько сложными были эти вопросы, говорит тот факт, что атомизм был принят далеко не всеми. Аристотель, например, отрицал существование пустоты, считая, что материя целиком заполняет пространство. Несмотря на наивный характер естественнонаучной картины мира, древнегреческими философами были сделаны многие важнейшие интеллектуальные открытия, такие как мысль о доказуемости отношений между формальными структурами, принцип дедуктивного умозаключения и другие. Непревзойденным образцом логически выводного знания для последующих столетий развития науки служила аксиоматическая геометрия Евклида. В то же время теоретическое знание древних греков развертывалось как чисто умозрительное, спекулятивное. Любое истолкование первопричины и первоначала было пронизано эстетическими оценками (например, первое по времени совпадало с понятием лучшего, совершенного). Созерцательно-логический стиль мышления практически полностью игнорировал эмпирическую сторону жизни. Можно сказать, что факт не является формой мышления греков, в то время как теория, закон таковыми являются. Даже известные достижения в прикладных областях знаний (Архимед) не позволяют говорить о развитой экспериментальной традиции греков. Следует отметить, что, развивая спекулятивно-умозрительные космологические идеи, древние греки отнюдь не покушались на божественный фундамент бытия, а учение Аристотеля, где Бог являлся «перводвигателем» Вселенной, было даже канонизировано христианской церковью в 1277 г. Это на многие столетия послужило тормозом развития естествознания. Таким образом, созерцательность, недостаточность эмпирических знаний, восполняемая силой воображения, синкретизм истины, добра и красоты не позволяют считать Древнюю Грецию точкой отсчета науки в современном смысле этого слова. Можно говорить лишь о формировании протонаучного стиля мышления и о зарождении элементов научной деятельности.
Процесс становления науки, начавшийся в Древней Греции, оказался весьма длительным и продолжался вплоть до XVI - XVII веков, когда наука окончательно сформировалась как самостоятельная духовная деятельность и как социальный институт. Эпоха средневековья оставила заметный след в этом процессе, прежде всего, благодаря укреплению традиций христианства. Потому что в христианском учении Бог концентрирует в себе все, что является трансцендентным, сверхъестественным. При этом природа считается познаваемой, доступной объективному анализу. В других религиозных учениях божественное неотделимо от природы, а значит, природа является принципиально непознаваемой. Кроме того, христианство является монотеистической религией, которая только и может позволить вере превратиться в систему постоянных природных законов, так как в политеистических религиях подобное истолкование природы невозможно из-за «вмешательства» со стороны враждующих друг с другом богов. Наконец, в мире нет другой монотеистической религии, догматика которой с такой решительностью отдавала бы человеку центральное место, «разрешая» ему познавать окружающий мир, заключая его в рамки эмпирических и теоретических законов, т.е. как бы заново «творить» природу. Можно сказать, что в познавательном аспекте произошла подмена Бога человеком. Следует, однако, отметить, что такой взгляд на природу, который сложился к началу XVII века, во многом объясняет ее бедственное положение в настоящее время. В частности, считалось, что внечеловеческая природа совершенно лишена субъективности: растения и животные суть «машины», не имеющие внутреннего мира, души. Отсутствие во внечеловеческой природе остатков душевной жизни сделало возможным подчинение качества количеству, долгое время являвшееся основным признаком науки. Другими словами, научный статус признавался только за выводами, выраженными в числовой, количественной форме. Считалось, что все изменения в природе, даже связанные с резкими переходами между состояниями объектов, на самом деле сводятся к непрерывным количественным изменениям каких-то параметров. В природе невозможно рождение нового качества. Закрепление самостоятельного статуса науки произошло в XVI-XVII в.в. и было связано с деятельностью целой плеяды великих ученых. Именно к этому времени математика становится универсальным языком науки, базисом аналитических исследований (Р. Декарт), а центральное место начинают занимать методологии, основанные на опытном установлении отношений между фактами и дальнейшем их обобщении индуктивными методами (Ф. Бэкон). Исходным пунктом формирующейся классической науки стала гелиоцентрическая система мира (Н. Коперник). Фундаментальное переосмысление проблемы движения и его описания позволило Г. Галилею показать эффективность применения идеализированных понятий (равномерное прямолинейное движение, материальная точка и т.д.), непосредственно не встречающихся в природе, но служащих целям создания на их основе аксиом движения. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея, принцип инерции и другие понятия непосредственно вошли в механику Ньютона, с которой и началось классическое естествознание. Наконец, нельзя не отметить важность создания огромного объема экспериментальной информации, накопленной к XVII веку, особенно в области астрономии, а также предварительной эмпирической обработки этой информации (Тихо Браге, И. Кеплер). Эта эпоха характеризуется определенными особенностями. Может показаться, что история естествознания достаточно монотонна, один период сменяет другой. Но это свойственно только первым этапам, когда происходило накопление знаний. Процесс, когда вновь полученные знания как бы приклеиваются к старым, был характерен для натурфилософии античности и преднауки средневековья. С эпохой Возрождения происходит перелом в науке. Теперь движение прогресса происходит скачками, основой которых являются новые идеи и теории, радикально меняющие взглядов на мир. Эти переломные этапы, скачки называют научными революциями. Причем это не кратковременное состояние, а изменение во взглядах, продолжающееся некоторое время. В эпоху Возрождения, период между 15 и 16 веками, произошла первая научная революция. Эту эпоху принято ассоциировать с именем Великого итальянца Леонардо да Винчи - он неоднократно говорил о несостоятельности геоцентрической системы Птолемея; он изобрел множество технических средств в механике; круг его интересов распространялся от математики и физики до анатомии и живописи. Изучение анатомии человека запрещалось церковью, однако Леонардо детально изучил ее. Да Винчи обращал внимание на необходимость использования практики, эксперимента в науке. Об этом говорят и в наше время. Геоцентрическая модель строения Вселенной, царившая в естествознании около 14 веков, была наконец заменена гелиоцентрической в 1543 году. Ее автор, польский астроном Николай Коперник, низвел Землю до уровня рядовой планеты, Солнце он поместил в центре системы и все планеты вместе с Землей двигались вокруг Солнца по круговым орбитам. Коперник предположил, что движение есть естественное свойство небесных и земных объектов, подчиненное единым законам. Это был удар по аристотелевскому “перводвигателю”, приводящему в движение Вселенную. Коперник впервые показал, что наши чувства не всегда дают нам реальную картину окружающего, и что необходимо не только наблюдать но и опытно проверять. Здесь он развил идею Платона о том, что органы чувств не всегда дают верную и полную информацию, и поэтому практика – критерий истины. Это учение подрывало устои католической церкви - если Земля не центр мироздания, значит и человек не есть венец творения, высшая цель мироздания. Все последователи Коперника были подвергнуты гонениям, а сам он избежал инквизиции в виду естественной смерти. Взгляды Коперника настолько меняли мировоззрение, что по праву их можно считать толчком к смене старой, геоцентрической картины мира на новую, гелиоцентрическую. Продолжателем идей Коперника стал Джордано Бруно - он отстаивал положения, что Вселенная бесконечна, что у нее нет центра; он говорил о наличии множества тел подобных Солнцу и окружающих его планет. Идеи Бруно еще больше подрывали устои церкви и в 1600 году он был сожжен как еретик. Продолжением идей Коперника и Бруно стали идеи Галилея, Кеплера и Ньютона в 17 - 19 веках. Этот период называют еще естествознанием нового времени. Это было время Великих географических открытий, появления новых экономических и производственных отношений. Этот период связывают с появлением новой механической картины мира. Галилей, впервые применив изобретенную им трубу, обнаружил, что у Юпитера есть спутники, что Солнце вращается вокруг своей оси и у него есть пятна, а на Луне есть горы - все это не вписывалось в теорию Аристотеля о противоположности земного и небесного и подтверждало теорию Коперника. Галилей опроверг Аристотеля и в том, что равномерное движение требует постоянной прилагаемой силы. Он также исследовал свободное падение тел и установил, что скорость не зависит от массы тела. Но главное, что Галилей дал доказательство верности учения Коперника - не только астрономические но и математические. Но также как и во времена основателей гелиоцентрической картины Вселенной, церковь не могла допустить распространения этих мыслей и перед угрозой сожжения Галилею пришлось отречься от своих мыслей. Но научную мысль уже невозможно было удержать. Включая в исследование наблюдения, анализ, рассуждения, обобщения Иоганн Кеплер в 1609 году сформулировал законы движения планет. Кроме этого Кеплер предложил теорию предсказаний солнечных и лунных затмений, уточнил величину расстояния между Землей и Солнцем. Кеплер дал толчок развитию динамики в механике. Церковь также запрещала некоторые его книги, но сам он относился к этому без сарказма: “Мне все равно, кто будет меня читать: люди нынешнего или люди будущего поколения. Разве господь Бог не дожидался 6 тысяч лет, чтобы кто-нибудь занялся созерцанием его творений”. Французский ученый Рене Декарт предложил теорию вихрей, по которой все пространство заполнено подвижным веществом, способным образовывать вихри. Эти вихри образуют потоки и вовлекают в движение все в мире. Но главная заслуга Декарта в развитии геометрии, как части математической науки (знаменитые декартовы координаты - оси абсцисс и ординат) Первая научная революция завершилась появлением трудов профессора Кембриджского университета Исаака Ньютона, где он изложил систему законов механики, всемирного тяготения; систематизировал все значительное в механике. Он сформулировал 3 закона движения и Закон Всемирного тяготения. Закон Всемирного тяготения оказал огромное влияние на развитие естествознания. Впервые открытый закон оказывался универсальным законом природы, которому подчинялось и малое и большое. В результате появления этой и предшествующих теорий сформировалась механистическая картина мира, где все можно было, как казалось, объяснить на основе простых законов. Природа представилась некой машиной и чтобы познать ее до конца необходимо просто разобрать механизм по составным частям. Кроме всего прочего Ньютон разработал требования к исследованию, что явилось сильным прорывом в методологии. Именно Ньютон, по словам Эйнштейна, указал пути мышления, экспериментального исследования и практических построений. В труде Эммануила Канта “Всеобщая естественная история и теория неба” в 1755 году была сделана попытка исторического объяснения происхождения Солнечной системы. Вначале была некая туманная масса, которая равномерно заполняла пространство (вспомним идеи Анаксимандра об апейроне). Под действием сил притяжения образовывались отдельные скопления, становившиеся центрами притяжения. В этих центрах произошла концентрация вещества и образовались все тела. В противовес механике Ньютона, это была развивающаяся модель, которую нельзя было объяснить только законами механики. Независимо от канта, французский математик Пьер Лаплас разработал и дополнил кантовскую теорию. Эта идея была потом объединена в единую космогоническую гипотезу Канта-Лапласа. Надо отметить, что в это время происходит острая борьба двух концепций - катастрофизма и эволюционизма. Они по-разному объясняют историю нашей планеты. Жорж Кювье говорил, что каждый период в истории Земли завершается мировой катастрофой. В результате гибнут растения, животные и в новых условиях появляются новые виды. Причины катастроф он не объяснял. Жан Ламарк предположил, что изменения условий окружающей Среды есть движущая сила эволюции органического мира. Организмы изменяются, а не остаются постоянными - как говорил Линней. В 30-е годы 19 века труд англичанина Чарльза Лайеля нанес сокрушительный удар по теории катастроф, он показал, что факторы изменяющие лик Земли одинаковы и сегодня и в прошлом, нежно только допустить, что Земля существует долго. Стоит отметить, что в рассматриваемый период происходит развитие капиталистических отношений, бурно развивается техника. Все это подхлестывает развитие экспериментальной науки, появление массы новых открытий в самых разных отраслях знания. Матиас Шлейден и Теодор Шванн открыли, что все организмы состоят из клеток; создав свою клеточную теорию. Этим открытием было показано единство всего органического мира. Австрийский монах Грегор Мендель, в 1866 году показал, что в основе всего живого лежат наследственные единицы или гены, в последствие. Д.И.Менделеев делает прорыв в химии, открывая периодическую систему химических элементов. Это открытие позволяет предвидеть свойства новых, еще неизвестных элементов. До этого мир представлялся как механическая система, которая функционирует по законам классической механики. В подобной механистической картине мира место было только для одного вида материи - веществу, состоящему из частиц. Исследования Майкла Фарадея показали наличие электромагнитных полей. Значит, в природе кроме вещества существует еще и поле. (Демокрит говорил, что существуют только атомы и пустота). Джеймс Максвелл продолжил эту идею и разработал математическую модель для теории Фарадея. Две этих работы Фарадея и Максвелла положили начало крушения механистической картины мира. 1.3 Особенности неклассического естествознания В конце 19 - начале 20 века на арену выходят новые общественные отношения и экономические теории, колоссально развивается техника. В этот время, называемый третьей научной революцией, начинается новый неклассический период в естествознании. Наука проникает вглубь материи. Супруги Пьер и Мария Кюри открывают явление радиоактивности, Эрнест Резерфорд строит планетарную модель атома - но эта модель не состыковывается с положениями электромагнитной теории Максвелла и поэтому на смену ей пришла квантовая модель атома Нильса Бора, по которой, в атоме существует несколько орбит по которым движутся электроны, при переходе электрона с одной орбиты на другую происходит выделение или поглощение энергии. Подрыву классических представлений в естествознании способствовали некоторые идеи, которые зародились еще в середине XIX века, когда классическая наука находилась в зените славы. Среди этих первых неклассических идей, в первую очередь, следует отметить эволюционную теорию Ч. Дарвина. Как известно, в соответствии с этой теорией биологические процессы в природе протекают сложным, необратимым, зигзагообразным путем, который на индивидуальном уровне совершенно непредсказуем. Явно не вписывались в рамки классического детерминизма и первые попытки Дж. Максвелла и Л. Больцмана применить вероятностно-статистические методы к исследованию тепловых явлений. Г. Лоренц, А. Пуанкаре и Г. Минковский еще в конце XIX века начали развивать идеи релятивизма, подвергая критике устоявшиеся представления об абсолютном характере пространства и времени. Эти и другие революционные с точки зрения классической науки идеи привели в самом начале XX века к кризису естествознания, коренной переоценке ценностей, доставшихся от классического наследия. Научная революция, ознаменовавшая переход к неклассическому этапу в истории естествознания, в первую очередь, связана с именами двух великих ученых XX века - М. Планком и А. Эйнштейном. Первый ввел в науку представление о квантах электромагнитного поля, второй навсегда останется в истории человечества как автор специальной и общей теории относительности. Буквально в течение первой четверти века был полностью перестроен весь фундамент естествознания, который в целом остается достаточно прочным и в настоящее время. Следует иметь в виду, что решающие шаги в становлении новых представлений были сделаны в области атомной и субатомной физики, где человек попал в совершенно новую познавательную ситуацию. Те понятия (положение в пространстве, скорость, сила, траектория движения и т.п.), которые с успехом работали при объяснении поведения макроскопических природных тел, оказались неадекватными и, следовательно, непригодными для отображения явлений микромира. И причина этого заключалась в том, что исследователь непосредственно имел дело не с микрообъектами самими по себе, как он к этому привык в рамках представлений классической науки, а лишь с «проекциями» микрообъектов на макроскопические «приборы». В связи с этим в теоретический аппарат естествознания были введены понятия, которые не являются наблюдаемыми в эксперименте величинами, а лишь позволяют определить вероятность того, что соответствующие наблюдаемые величины будут иметь те или иные значения в тех или иных ситуациях. Более того, эти ненаблюдаемые теоретические объекты (например, - функция Шредингера в квантовой механике или кварки в современной теории адронов) становятся ядром естественнонаучных представлений, именно для них записываются базовые соотношения теории. Еще одной особенностью неклассического естествознания является преобладание же упомянутого вероятностно-статистического подхода к природным явлениям и объектам, что фактически означает отказ от концепции детерминизма. Переход к статистическому описанию движения индивидуальных микрообъектов было, наверное, самым драматичным моментом в истории науки, ибо даже основоположники новой физики так и не смогли смириться с онтологической природой такого описания («Бог не играет в кости», - говорил А. Эйнштейн), считая его лишь временным, промежуточным этапом естествознания. Далеко за рамки естествознания вышла сформулированная Н. Бором и ставшая основой в неклассической физике идея дополнительности. В соответствии с этим принципом, получение экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым. Такими взаимно дополнительными величинами являются, например, координаты и импульсы, кинетическая и потенциальная энергия, напряженность электромагнитного поля и число фотонов и т.п. Таким образом, с точки зрения неклассического естествознания невозможно не только однозначное, но и всеобъемлющее предсказание поведения всех физических параметров, характеризующих динамику микрообъектов. Для неклассического естествознания характерно объединение противоположных классических понятий и категорий. Например, в современной науке идеи непрерывности и дискретности уже не являются взаимоисключающими, а могут быть применены к одному и тому же объекту, в частности, к физическому полю или к микрочастице (корпускулярно-волновой дуализм). Другим примером может служить относительность одновременности: события, одновременные в одной системе отсчета, оказываются неодновременными в другой системе отсчета, движущейся относительно первой. Произошла в неклассической науке и переоценка роли опыта и теоретического мышления в движении к новым результатам. Прежде всего, была зафиксирована и осознана парадоксальность новых решений с точки зрения «здравого смысла». В классической науке такого резкого расхождения науки со здравым смыслом не было. Основным средством движения к новому знанию стало не его построение снизу, отталкиваясь от фактической, эмпирической стороны дела, а сверху. Явное предпочтение методу математической гипотезы, усложнение математической символики все чаще стали выступать средствами создания новых теоретических конструкций, связь которых с опытом оказывается не прямой и не тривиальной. Данный период характеризуется появлением огромного количества открытий, некоторые из которых просто не укладывались в головах обычных людей. Ярким примером такой сенсационной теории стала теория относительности Альберта Эйнштейна, в которой он показал взаимосвязь пространства и времени. Ранее эти понятия были разобщены. Кроме всего прочего, еще одним крупным событием явилась теория о волновых свойствах материи. Так было показано, что объекты микромира ведут себя по другому в отличие от больших тел. Например – свет это и волна и частица одновременно. Период третьей научной революции охватывает период конца 19 – начала 20 века. Может показаться, что на этом история развития естествознания остановилась, но это не так. В настоящее время мы имеем предпосылки для рождения четвертой научной революции. Это так называемые загадки, от развития которых будет зависеть по какому пути пойдет развитие современного естествознания. Заключение Вопрос о возникновении науки и ее периодизации до сих пор вызывает много споров, демонстрируя широкий диапазон в понимании сущности науки, ее конституирующих параметров. Результатом этого являются различные, часто противоречащие друг другу выводы. Например, ряд ученых начало науки связывает с традиционными культурами Вавилона, Египта. При этом наука отождествляется со знанием вообще и с существовавшим в то время достаточно высоким уровнем технической деятельности. В соответствии с другим распространенным подходом рождение науки относят к античности, а критерием этого считают переход к рациональному знанию в отличие от рецептурных знаний догреческих цивилизаций. Многие историки датируют возникновение науки поздним европейским средневековьем (XIII - XIV вв.), когда складывалась экспериментальная традиция в естествознании. Может показаться, что на этом история развития естествознания остановилась, но это не так. В настоящее время мы имеем предпосылки для рождения четвертой научной революции. Это так называемые загадки, от развития которых будет зависеть по какому пути пойдет развитие современного естествознания. Список использованной литературы
topref.ru Реферат - История развития естествознания Введение.История развития естествознания Введение По поводу самого понятия науки (в том числе естественных наук) среди ученых наблюдаются весьма большие расхождения. Можно указать две крайние точки зрения, находящиеся в радикальном противоречии друг с другом. Согласно одной из них, наука в собственном смысле слова родилась в Европе лишь в 16-17 вв, в период, обычно именуемый «великой научной революцией». Её возникновение связано с деятельностью таких ученых, как Галилей, Кеплер, Декарт, Ньютон и др. Именно к этому времени следует отнести рождение собственно научного метода, для которого характерно специфическое соотношение между теорией и экспериментом. Тогда же была осознана роль математизации естественных наук. Античные мыслители, строго говоря, ещё не знали эксперимента и, следовательно, не обладали подлинно научным методом: их умозаключения не могли быть подвергнуты настоящей проверке. Исключение может быть сделано, пожалуй, лишь для одной математики, которая в силу своей специфики имеет чисто умозрительный характер и потому не нуждается в эксперименте. Что же касается научного естествознания, то его в древности фактически не было; существовали лишь слабые зачатки позднейших научных дисциплин, представлявшие собой незрелые обобщения случайных наблюдений и данных практики. Глобальные же концепции древних о происхождении и устройстве мира никак не могут быть признаны наукой: в лучшем случае их следует отнести к тому, что позднее получило наименование натурфилософии (термин, имеющий явно одиозный оттенок в глазах представителей точного естествознания.)1 Другая точка зрения, прямо противоположная только что изложенной, не накладывает на понятие науки сколько-нибудь жёстких ограничений. По мнению сторонников этой точки зрения, наукой в широком смысле слова можно считать любую совокупность знаний, относящуюся к окружающему человека реальному миру. Если это так, то ни греческая, ни любая другая из известных нам исторических цивилизаций не может претендовать на то, чтобы считаться родиной науки. Вторая точка зрения превращает науку в некий внеисторический феномен. В некоторых исследованиях наука понимается как общественное явление, важнейшей характеристикой которого служит развитие собственного познания исследуемых областей.2 Однако между наукой и остальными областями человеческого познания существуют различным образом обусловленные переходы, между которыми нельзя провести точных границ. Дать определение современной науке крайне трудно. Но ещё труднее дать определение науки, если пытаться вложить в это определение и процесс её развития.3 Следует сказать о том, что естественные науки на первый взгляд представляются как науки, основная цель которых – собрание сведений об окружающей природе, описание и констатация определённых явлений, формулирование закономерностей их существования и развития, создания многочисленных теорий и гипотез. Отсюда – распространенное, но ошибочное мнение, что всегда можно точно установить, кто и когда открыл те или иные явления и факты, как они изучались, кто выдвинул, а кто опроверг те или иные теории и т.д. При более подробном изучении естественных наук формируется совсем иное представление о них. Оказывается, познание природы осуществляется в результате сложного процесса постепенного и всё более глубокого проникновения в суть явлений природы и их закономерностей; оно теснейшим образом связано со всеми сторонами деятельности человека и находится в непосредственной зависимости от практики. В истории естествознания нередки примеры, когда именно предшественники первооткрывателей не только формулировали ту или иную проблему, но и предлагали пути её решения, хотя сами были лишены такой возможности из-за несовершенства современных им конкретных методик исследования. Если брать естественные науки в их классическом понимании, то есть астрономию, физику, биологию, географию, геологию и химию, то раскрыть историю естествознания Древней Греции до сегодняшнего дня нереально даже в большой энциклопедии. Изданы тысячи книг, как по отдельным наукам, так и по истории естествознания в целом, не считая персоналий, т.е. работ, посвященных отдельным учёным и различным школам. Здесь имеются в виду такие фундаментальные науки как Даннеман Ф. История естествознания в 3х томах, М., 1932-1938г., где естественные науки рассматриваются в их развитие и взаимной связи от зачатков науки до установления принципа сохранения энергии; Таннери П. «Исторический очерк развития естествознания в Европе с 1300 по 1900г.» М-Л., 1934г. К сожалению, с этими исследованиями можно познакомиться только в центральной публичной библиотеке города. Восполнить этот пробел позволяют такие исследования как Рожанский И.Д. «Античная философия», Виргинский В.С. «Очерки истории науки и техники»4, Кирсанов В.С. «Научная революция 17 века»5, Уайтхед А. Н. «Наука и современный мир». Много интересного из истории естествознания мы находим в исследованиях по истории философии6 Так Уайтхед пишет: «Платону и Аристотелю удалось отчетливо выразить основные связи между наукой и философией. Наука и философия подвергают друг друга взаимной критике и поставляют одна другой материал для творческого воображения. Философская система должна представить разъяснение конкретного факта, от которого наука абстрагируется. Специальные науки должны найти свои принципы в конкретных фактах, представляемых философской системой. История мышления есть история ошибок и успехов в этой совместной деятельности».7 В указанной книге словацких авторов Фолты Я., Новы Л. впервые дается описание 2500 открытий в области естествознания (стр.22-344), которые расположены в хронологическом порядке. При отборе фактов они стремились показать прогресс в области естествознания, ошибочные гипотезы и даже нерешенные проблемы. Сначала отмечаются факты, дающие представления о развитии науки в целом, условиях её прогресса, методологических и философских предпосылках, а потом приводятся данные из отдельных областей математики, физики, химии, биологии и т.п. Для более наглядной демонстрации временных связей между развитием различных областей науки и общества в книге приводятся обзорные синхронистические таблицы.8 Некоторые проблемы истории естествознания поднимаются в исследованиях, проведенных по Программе «обновление гуманитарного образования в России».9 ^ Основные этапы развития естествознания. Первоначально на низших ступенях развития человечества производственная деятельность людей основывалась на эмпирических навыках и практических знаниях. Умственный и физический труд в процессе производства выполнялся непосредственно производителем. Его знания были достаточны для ведения именно того вида производства эпохи. Постепенно накапливались эмпирические навыки, опыт, практические знания превращались в задатки, элементы научных знаний сначала в области биологии, геологии, астрономии, физики, затем механики, географии и других наук. В самом начале научных знаний господствовала философия. Сейчас же, после открытия Норбертом основ управления в обществе и живой природе, которые он назвал наукой кибернетикой. Именно потом ее стали называть наукой наук. Со второй половины 90-х г.г. претендентом науки наук стали считать информатику. В древнем мире и в средневековье элементы научных знаний не являлись необходимым условием развития производительных сил. Покорение и преобразование природы осуществлялось главным образом на основе эмпирических навыков и религиозных знаний. Хотя в течение этого периода имели место отдельные научные открытия. Развитие техники и технологии на научной основе проходило пока медленно. ^ Зарождение научного мышления в Древней Греции. Развитие науки происходило всегда в конкретных экономик - исторических условиях, которые являются достигнутым этапом экономического развития, определяется производительными силами общества. Греческая цивилизация, пришедшая в начале железного века на смену Египту и Вавилону, являлась яркой страницей в экономико-историческом развитии человечества. Приблизительно с 10в. до новой эры на земле Древней Греции была создана и существовала классическая культура, оказывавшая огромное воздействие на дальнейшее развитие человечества. Деятельность и результаты древнегреческих ученых впервые в истории человечества стали отвечать тем критериям, которые определяют науку. Наука не есть просто совокупность знаний; она представляет систему знаний. Достижения греческих ученых в математике, геометрии, механике и других областях науки имеют огромное значение и до настоящего времени. Периоды развития научных знаний: 1) ионийский: 2) афинский (5- 4 вв. до нашей эры). В этот период произошло возникновение Афин, завершение войны с персами, экономический и торговый подъем. Был создан мощный флот. Наивысший расцвет получила демократия. УЧЕНЫЕ: Архимед (287-212 г. до нашей эры). Жил во время пунических войн, Разработал совершенные для того времени метательные снаряды. Но после длительной блокады Сиракузы был взят римлянами. Архимеда убили. Перед смертью он сказал: « Не трогай моих чертежей!». Он считал, что земля вращается вкруг Солнца. Будучи математиком и механиком, он решил ряд задач по вычислению площади и объема, определил число Пи как интервал (3+10/71) до 3 * 10/70. Он ввел понятие центра тяжести, разработал методы его определения для разных тел, дал математический вывод законам рычага, положил начало статике и гидростатике, выявил закон плавучести, закон о возникновении выталкивающей силы. Научные достижения Архимеда были связаны с нуждами практической деятельности. Все законы Архимеда испытывались во всей машинной технике того времени (блоки, лебедки, зубчатые передачи, военные, ирригационные машины). Евклид (3 в. до нашей эры). Родился в Александрии. Был одним из крупных математиков. Главный труд: «Начало», который привел в систему все математические достижения до того времени. Многое принадлежит не только Евклиду, но и другим ученым. «Начало» состоит из 15 книг, где даны основы математики и геометрии, способы определения площади и объема различных фигур. Дано начало теории чисел. Даны различные определения и аксиомы, излагались основы геометрии и алгебры. Созданный Евклидом метод аксиом позволил построить геометрию, носящую его имя. Платон (427-347 гг. до нашей эры). Большую часть жизни провел в Афинах, где образовал школу-академию Физика Платона включает в себя и учения о человеке, как части природы. Аристотель (384-322 гг. до нашей эры). Учение о материи и форме, принадлежащее Аристотелю, означало учение о двух началах каждой вещи. Ввел понятие материи, Форма у Аристотеля не объем предмета, а деятельное начало, заставляющее материю сделаться определенной вещью. Проблеме математики и физике посвящаются его произведения: «Метафизика», «Физика». Эти сочинения охватывают практически все области знания, Аристотелевское представление о мироздании определило развитие науки в течение двух последующих тысячелетий. Его научный авторитет был настолько высок, что превратился в тормоз для развития науки. Аристотель был великим собирателем и систематизатором знаний, накопленных во времена античности, основателем индуктивного метода и первым, который осознал необходимость систематического исчисления. Основал логику. Хотя Аристотель и принимал сферическую форму Земли, но у него была геоцентричная модель мироздания. Он достиг значительных успехов в биологии, определил способность к самообеспечению, росту и распаду, разделил зоологию на анатомию, общую физику и биологию. Демокрит (460 г. до нашей эры). Крупный материалист, разработал атомическую теорию разделил бытие и небытие. Бытие разбито пустотой на частицы - неделимые атомы. Они отличаются между собой формой, движением, величиной и весом. Чувствительно воспринимаемые качества (цвета, запахи)- субъективны. Все в мире состоит из атомов и их движения. Движение - есть природа атомов. Характер движения меняется благодаря толчку, т.е. все подчинено роковой необходимости. ^ ДВЕ ВЕРСИИ О МИРЕ: Атомы хаотично движутся во всех направлениях, сталкиваются, образуют вихри, а из них - Земля и Светило, Атомы сперва падали сверху вниз, тяжелые падали быстрее, от ударов образовались вихри и т.д. Атомизм явился завершающем механизмом во взгляде на синтез бытия и небытия. В средневековье как таковой науки не было. Ф.Бэкон (1561- 1626 гг.) «Новый органон», « О достоинстве и преумножение наук» выдвинул философскую программу о развитии естествознания, создал новую методологию изучения природы. По мнению Бэкона при расширении доступных человеку областей материального мира, при открытии новых стран, морей и континентов, небесных тел, границы интеллектуального мира не могут оставаться такими же, как они были в древности. Он подчеркивал громадное значение открытия пороха, компаса, книгопечатания, но он поставил перед собой задачу поднять теоретический уровень науки до общего уровня потребностей своей эпохи. Наука, знание, основанное на опыте должны увеличить власть человека над природой и улучшить его жизнь. В 17 веке возникает механистическое, математическое направление философии. Основоположником является французский ученый Р. Декарт. ^ Р. Декарт (1596- 1650гг.) Его мировоззрение отразило характерные особенности французской буржуазной революции 17 века. Она выдвинула принципы и теории, направленные против устоев средневековья. Декарт вел борьбу со схоластикой и раздрабливал рациональные методы познания, согласно которым главная роль в научном исследовании отводилась разуму, выступающему в качестве оценки критериев исследований. Декарт разработал план общего дедуктивно- математического метода изучения всех вопросов естествознания. Немецкий астроном И. Кеплер открыл три закона обращения планет вокруг солнца. Он утверждал, что каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равные площади. Квадраты времен обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от Солнца. Солнце, занимая один из фокусов эллиптической орбиты планеты, является источником силы движущей планеты. ^ И. Ньютон(1643-1727гг.) Законы Кеплера получили своё объяснение в механике Ньютона, в частности, в законе всемирного тяготения, Ньютон является основателем классической физики. В его главном труде «Математические начала натуральной философии» сформулированы три основных закона классической механики: 1) инерции; 2) пропорциональности, приложенной к ней силы и вызванного действием силы ускорения тела; 3) равенства действия и противодействия. Период с 1700 года и до открытия плана Эйнштейна определяется как период классического естествознания. Эйнштейн написал свою работу «Теория относительности» в 1905 году, а «Общую теорию относительности» в 1914 году. До этого периода была ноонаука, т.е. были лишь отдельные открытия выдающихся личностей. Ньютон разработал динамику солнечной системы, чем заложил основы небесной механики. Математические начала Ньютона являются краеугольным камнем (отправной пункт) всех работ по механике и классическому естествознанию в течение двух веков. Ньютон открыл дисперсию света, исследовал дифракцию и интерференцию. ^ Н. Коперник (1473-1543гг.) Открыл закон о том, что Земля не является центром мира, а входит в одну из небесных систем. Земля вращается вокруг своей оси и Солнца вместе с другими планетами - спутниками. Это учение обозначило важную историческую веху в развитии естествознания, начала новой астрономии и научного познания мира. Оно было одним из самых сокрушительных ударов по системе средневекового мировоззрения. Сочинение Коперника об обращении небесных сфер находилось под запретом католической церкви с 1616-1828гг. ^ Дж. Бруно Был на стороне Коперника. Высказал гениальную идею о существовании бескрайней Вселенной, бесчисленного множества систем, подобных нашей солнечной системе. Галилео Галилей (1564-1642 гг.). Огромное влияние на формирование нового видения мира оказали научные открытия Г. Галилея. Он подтвердил гелиоцентрическую теорию Коперника, провел первые наблюдения небесных светил в телескоп, открыл ряд новых звезд, спутников юпитера, фаз Венеры, гор на Луне, кольца Сатурна, пятна на Солнце. Это означало полный переворот представления людей о строении Вселенной. Г. Галилей написал труд «Звездный вестник», в котором он изложил результаты своих наблюдений. В 1616 году инквизиция его запретила. ИТОГ: Выдающиеся открытия Н. Коперника, Г. Галилея, И. Ньютона, И. Кеплера, Р. Декарта, Р. Боля, Р. Гука, X. Гюйгенса и других явились огромным вкладом в еще складывающуюся науку. Энгельс назвал этот период для науки - Великой эпохой, которая породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености, Именно эти ученые этого периода произведи переворот в представлениях, взглядах на многие процессы и явления в природе и в мире. Им принадлежат открытия рада законов, они создали научные теории, применили новые методы исследования. Благодаря их трудам наука освободилась от схоластики, и возникло современное естествознание. ^ 2. Классическая эпоха в естествознании Так же, как в первой части реферата, хочу сразу отметить, что используемая мной литература, позволяет проследить весь классический период в естествознании почти хронологически – от одного открытия к другому.10 Перечисление это заняло бы более сотни страниц. Например: - в 17в. началось систематическое изучение кристаллов - 1600г. вышел в свет трактат У.Гильберта «О магните, магнитных телах и о большом магните-«Земле». В нём были описаны исследования электрических и магнитных свойств тел, которые Гильберт различал между собой. В трактате содержались основные сведения о земном магнетизме: Гильберт пришел к выводу, что Земля является гигантским магнитом; - Дж. Бруно был осужден инквизицией за свои философские взгляды, обвинен в ереси и сожжен на костре; - голландский естествоиспытатель Ян Батист Ван Гельмонт провел впервые эксперименты по физиологии растений. Он пришел к выводу, что основное питание растение получает не из почвы, а из воды; - в 1604г. И. Кеплер решил первую обратную задачу касательной. Он определил кривую, исходя из свойств касательной к ней. - И. Кеплер сформулировал основные законы получения изображения с помощью линз. - в 1605г. Ф.Бекон опубликовал на английском языке трактат в двух книгах «Успехи и развитие знания божественного и человеческого», в котором указал на огромное значение наук для человечества и изложил их классификации. Этот трактат полностью вошел в изданную на латинском языке в 1623 году книгу «О достоинстве и приумножении наук».11 Характерные черты классического периода кратко описаны в некоторых учебниках по истории и философии, где подчеркивается связь между социально - экономическими процессами, развитием науки, в том числе естествознания, и новой философской картиной мира. Эти же элементы можно увидеть и у Ф. Энгельса в его «Диалектике природы». Экономическая деятельность, интересы реальной практической жизни ведут этот общественный слой («новое» дворянство и зарождающаяся буржуазия) к ориентации на действительное познание мира, в частности природы, к ориентации на познание, которое не было бы основано лишь на цитатах из Библии или на высушенном схоластикой Аристотеле, но которое опиралось бы на практический опыт. Рост социальной значимости класса, связанного с развитием хозяйственной и промышленной жизни, развитие научного, в частности естественнонаучного, познания, опирающегося на эмпирию и опыт, представляют социальную и гносеологическую основу, из которой возникла и черпала силы, как конкретная философия Бекона, так и вообще вся философия Нового времени. Для формирования естествознания Нового времени характерна ориентация на познание реальности, опирающейся на чувство. Поворот к чувственному познанию действительности приносит с собой небывалый рост фактических данных в различных областях, как формирующейся науки, так и производственной и социальной практики. Формирование естествознания в этот период связано с тенденцией познания не единичных, изолированных фактов, а определенных систем, целостностей. Ориентация на чувственность и практичность познания не являются, однако, единственной выразительной чертой формирующейся науки. Стремление к систематизации, количественный рост и усиливающаяся дифференция познания вызывают развитие теоретического мышления, не только ищущего причинно-следственного (связанного с законами) объяснения взаимосвязи между отдельными явлениями и областями явлений, но и стремящегося к созданию целостного образа мира, опирающегося на новую науку и её данные.12 Если ориентация на чувственность и практичность познания проецируется на развитие опирающейся на науку эмпирии, то стремление к выяснению взаимосвязей и взаимодействий закономерно ведет к повышению роли рационального рассмотрения, которое, однако, по своему характеру ближе, например, к Евклидовой геометрии, чем к аристотелевско-схластическому духовному созерцанию. В «Краткой истории философии» содержаться и отдельные очерки, посвященные наиболее видным естествоиспытателям. Например, Рене Декарт (1596-1650) : «Декарт был одним из тех мыслителей, кто тесно связывал развитие научного мышления и общие философские принципы. Значение развития естественных наук нельзя ограничивать лишь новыми открытиями. То новое, что приносит естествознание, есть новый способ понимания мира и самого процесса познания. Естествознание 16-17 столетий ещё не формулирует эти новые принципы познания, по крайней мере, без соответствующей степени общности. В философии Декарта уже закладываются основания новой теории света («Реферат о свете», «Диоптрика»), в которой не только обобщены, но философски разработаны и оценены все полученные к тому времени результаты нового естествознания. Декарт создал правила, гарантирующие достижение познания с высокой степенью правдоподобности. Правила он формулирует следующим образом: - не принимать никогда любую вещь за истинную, если ты её не познал как истинную с очевидностью; - избегать всякой поспешности и заинтересованности; - не включать в свои суждения ничего, кроме того, что предстало как ясное и видимое перед моим духом, чтобы не было никакой возможности сомневаться в этом; - разделить каждый из вопросов, которые следует изучить, на столько частей, сколько необходимо, чтобы эти вопросы лучше разрешить; - совершать везде такие полные расчеты и такие полные обзоры, чтобы быть уверенным в том, что ты ничего не обошел и т.д.13 Значение Декарта для развития науки и философии огромно. Кроме того, он утвердил новые принципы и метод (рациональная дедукция), он способствовал развитию ряда специальных научных дисциплин, в частности математики; является творцом аналитической геометрии; достойны внимания его труды, посвященные проблемам физики, в том числе оптики. Его идеи, относящиеся к области естественных наук, серьезнейшим образом повлияли на развитие французского естественнонаучного мышления. В учебниках по истории философии большое внимание уделяется и развитию картезианства (этот термин происходит от латинской транскрипции имени Декарта – Renatus Cartesius). В дальнейшем я обобщу эти представления как отличительную черту классического периода-«картезианский идеал науки».Кратко остановлюсь на отличительных чертах классического периода, которые отметил Ф.Энгельс. Он пишет, «что исследование природы совершалось тогда в обстановке всеобщей революции, будучи само насквозь революционно: ведь оно должно было ещё завоевывать право на существование».14 Он отмечает, что с Коперника начинает свое летоисчисление освобождение естествознания от теологии, хотя выяснение между ними отдельных взаимных претензий затянулось до наших дней. В большинстве областей приходилось начинать с самых азов. Первое место заняло элементарнейшее естествознание – механика земных и небесных тел, а наряду с ней открытие и усовершенствование математических методов.15 В конце этого периода, отмеченного именами Ньютона и Линнея, мы видим, что эти отрасли науки получили известное завершение. В основных чертах установлены были важнейшие математические методы: аналитическая геометрия-главным образом Декартом, логарифмы-Непером, дифференциальное и интегральное исчисление-Лейбницом, и, быть может, Ньютоном. Наконец, в астрономии солнечной системы Кеплер открыл законы движения планет, а Ньютон сформулировал под углом зрения общих законов движения материи. Остальные отрасли естествознания были далеки даже от такого предварительного завершения. Механика жидких и газообразных тел была в более значительной степени разработана лишь к концу указанного периода. Физика в собственном смысле слова, если не считать оптики, достигшей значительных успехов благодаря практическим потребностям астрономии, еще не вышла за пределы самых первых, начальных степеней развития. Химия только что освободилась от алхимии посредством флогистонной теории. Согласно господствовавшим в химии 18в. взглядам считалось, что процесс горения обусловлен наличием в телах, способных к горению, особого вещества – флогистона, который выделяется из таких тел во время горения. Сторонники флогистонной теории пытались приписать флогистону физически бессмысленный, отрицательный вес. Несостоятельность этой теории показал французский химик А.Лавуазье, который дал правильное объяснение процесса горения как реакции соединения горящего вещества с кислородом. О той положительной роли, которую в свое время сыграла теория флогистона, Энгельс говорит в конце «Старого предисловия к «Анти-Дюрингу».16 Геология еще не вышла из зародышевой стадии минералогии, и поэтому палеонтология совсем не могла еще существовать. Наконец, в области биологии занимались главным образом еще накоплением и первоначальной систематизацией огромного материала, как ботанического и зоологического, так и анатомического и собственно физиологического. О сравнении между собой форм жизни, об изучении их географического распространения, их климатологических и тому подобных условий существования почти еще не могло быть и речи. Здесь только ботаника зоология достигли приблизительного завершения благодаря Линнею. Но что особенно характеризует рассматриваемый период, так это-выработка своеобразного общего мировоззрения, центром которого является представление об абсолютной неизменяемости природы. Согласно этому взгляду, природа, каким бы путем она сам не возникла, оставалась всегда неизменной, пока она существует. Планеты и спутники их, однажды приведенные в движение таинственным «первым толчком», продолжали кружиться по предначертанным им эллипсам во веки веков. Звезды покоились навеки неподвижно на свих местах, удерживая друг друга в этом положении посредством «всеобщего тяготения». Земля оставалась от века или со дня своего сотворения неизменно одинаковой. В противоположность истории человечества, развивающейся во времени, истории природы приписывалось только развертывание в пространстве. В природе отрицали всякое изменение, всякое развитие. Насколько высоко естествознание первой половины 18 века поднималось над греческой древностью по объему своих познаний и даже по систематизации материала, настолько же оно уступало ей в смысле идейного овладения этим материалом, в смысле общего воззрения на природу. Наука все еще глубоко увязает в теологии. «Высшая обобщающая мысль, до которой поднялось естествознание рассматриваемого периода, это – мысль о целесообразности установленных в природе порядков, плоская Вольфовская теология, согласно которой кошки были созданы для того, чтобы пожирать мышей, мыши, чтобы быть пожираемыми кошками, а вся природа, чтобы доказывать мудрость творца»17, - пишет Ф.Энгельс. Большой материал о развитие естествознания находится в исследованиях, посвященных истории науки и техники, а также научной революции 17 века.18 Так, В.С.Кирсанов пишет, что «в прошлом столетии научная революция 17в. понималась в достаточной степени однозначно, являлась чересчур упрощенной. Коперник не проводил никаких экспериментов, Кеплер получил многие свои результаты исходя из мистического пифагорейского видения вселенной, а Галилей и Ньютон при всем понимании ценности практических результатов или в своём творчестве гораздо дальше требований непосредственной пользы в своих философских конструкциях».19 В.Кирсанов в предисловии к своей книге рассмотрел десятки различных точек зрения на роль, значение и главные составляющие науки 16-17 веков, принадлежащие крупнейшим мировым исследованиям этого вопроса. В значительной степени на основе этих данных был написан «Словарь научных биографий» - многотомная энциклопедия истории науки, созданная усилиями ученых многих стран.20 Затрагиваются и две модели развития науки: схема Т.С.Куна, согласно которой периоды так называемой нормальной науки сменяются революционными переворотами, в процессе которых происходит переход от одной парадигмы к другой (под парадигмой понимается совокупность принципов, теорий и методов, определяющих состояние и функционирование науки в периоды нормальной науки). И модель И.Лакатоса, Где центральным является понятие научно-исследовательской программы, а развитие науки происходит путем борьбы нескольких исследовательских программ, причем сама смена этих программ не рассматривается как экстраординарное событие.21 С этой точки зрения интересен «картезианский идеал науки», имея в виду под ним определенную устойчивую, воспроизводящуюся в физике, химии, математике и т.д. структуру научной рациональности. Различные его черты и варианты можно найти у Декарта, Галилея, Бекона, Ньютона, Лейбница, Канта и последующих ученых и философов. Разумеется, многое в формулировках этих мыслителей определялось теми историческими, социально-культурными, теологическими и философскими предпосылками, в рамках которых возникала и развивалась в то время наука. Каркас из этих предпосылок уже распался, но сам тип научной рациональности, сформировавшийся в то время, стал общепринятым. Даже сегодня еще рано говорить о том, что современная наука вышла за горизонт «галилеевско-ньютоновской» научности и нашла какие-то устойчивые альтернативы «картезианскому» идеалу науки. Если суммировать достаточно простым языком положения, входящие в этот идеал, то можно говорить о принципах: 1). В онтологической части картезианского идеала (говорит о том, как устроено познаваемое наукой бытие): - порядок природы стабилен и универсален, человеческий разум проникает в него с помощью столь же устойчивых и универсальных категорий мышления; - материя (телесность) инертна и принципиально отличается от сознания - активного источника или начала рациональной, самопроизвольной деятельности; - сознания (Я) заключено во внутреннем мире индивидуального тела; 2). К методологическим принципам картезианской науки относятся: - предметом науки является «общее», науки об «индивидуальном» не существует – это область интересов гуманистики и искусства; - открываемые в естествознании общие положения (законы) значимы для всех и всегда; - в естествознании эти общие положения допускают математическое выражение, к этому идеалу должны стремиться и остальные науки; - наука отдает приоритет количественным и экспериментальным методам, научное объяснения есть, прежде всего, объяснение свойств целого из свойств его частей; 3). Некоторые, пусть очень абстрактные социологические характеристики: - она нейтральна в социально-политическом плане; - она морально и эмоционально нейтральна, в ней доминируют рациональные принципы и аргументы; - субъект познания рассматривается в ней как контрагент природы, призванный контролировать и подчинять себе ход её процессов; - в плане включения в жизнь общества наука является профессиональной формой деятельности, она продукт специализированного научного сообщества.22 Объем реферата не позволяет рассмотреть особенности классического периода по отдельным направлениям естествознания, что делается в фундаментальных исследованиях, например, «Эйнштейн и философские проблемы физики 20 века». Такие главы как «Стихийная диалектика», «Эйнштейн и классическая наука», «Генезис классической физики» и др. дают общую характеристику физической науки 17-19 вв. в исторической конкретизации и последовательных этапах научной революции.23 «Естествоиспытатели 17-19 вв. оказались в противоречивой ситуации, когда, с одной стороны, над ними довлела метафизическая методология, а с другой – изучаемая действительность все больше указывала на диалектический характер объективного мира. Уже Коперник, Кеплер, Ньютон и другие естествоиспытатели руководствовались в основных своих открытиях идеей всеобщей связи и единства природы».24 ^ 3. Особенности неклассического и постнеклассического естествознания. Особенности неклассического естествознания подробно анализируется в указанной мной литературе. В кратком же реферате хочу затронуть те проблемы, которые сегодня в центре внимания естественных наук. Например, какова взаимосвязь математики с естественными науками? Почему математические теории, созданные человеческим разумом, оказались приспособленными не только к описанию реального макромира, но и к описанию невидимого таинственного микромира? Чем объяснить эти универсальные возможности, заложенные в математике? Сами математики пишут: « То, что между экспериментальными явлениями и математическими структурами существует тесная связь - , как кажется, было совершенно неожиданным образом подтверждено недавними открытиями современной физики, но нам совершенно неизвестны глубокие причины этого, и, быть может, мы их никогда не узнаем»25. Нельзя не признать, что эта странная связь иногда проявляется совершенно неожиданным образом. Почему закономерности реального мира оказываются описуемы математическими способам? Почему как утверждал еще Галилей «книга природы написана на языке математики?» Почему математика стала языком естествознания? Фримен Дайсон, например, писал, что «математика для физика – это не только инструмент, с помощью которого он может количественно описать любое явление, но и главный источник представлений и принципов, на основе которых зарождаются новые теории».26 О невозможности познания физического мира без аппарата математики писал еще Галилей: «Без языка математики мы были обречены на слепое блуждание по беспросветному лабиринту природных явлений». Взаимодействие математики и естествознания приводят к целом www.ronl.ru Реферат - История развития естествознанияИнститут Администрирования Международного Туризма Факультет — Туризма Специальность — С К С и Т Курс — 3 Реферат По дисциплине — Концепции современного естествознания На тему: «История развития Естествознания» Выполнил студент: Беленький В.В Группа: ТТТЗ-31/8СВ1-1 Москва 2009 Содержание Введение Глава. Определение понятия естествознания и его разделы Глава. История развития науки, и её зарождение Заключение Список использованной литературы Введение Естествознание как система научных знаний о природе, обществе и мышлении взятых в их взаимной связи, как единое целое, представляет собой весьма сложное явление, обладающее различными сторонами и связями, чем обусловлено его место в общественной жизни, как неотъемлемой части духовной культуры человечества. Естествознание как система научных знаний имеет: предмет и цели; то есть естественнонаучная и гуманитарные культуры, их материальные носители, взаимосвязи, внутренняя структура и генезис. При этом изучению подвергаются не только явления и закономерности общего характера, но и специфические, касающиеся отдельных сторон знания. закономерности и особенности развития; С учетом специфики предмета Естествознания, это: а) Обусловленность практикой. б) Относительная самостоятельность. в) Преемственность в развитии идей и принципов. г) Постепенность развития. д) Взаимодействие наук и взаимосвязанность всех отраслей Естествознания. е) Противоречивость в развитии. методы. Выделяют: а) Эмпирическую строну Естествознания. б) Теоретическую строну Естествознания. в) Прикладную сторону Естествознания. В мировоззренческом плане, Естествознание как система научных знаний играет фундаментальную роль, и состояние Естествознания в конкретно исторический период определяет доминирующую систему взглядов в обществе на природу, в широком смысле слова, и методы ее познания. Знания можно разделить на отрасли, в каждой из которых выделить конкретные направления познания, так познания человечества по отраслям подразделяются на: естественные (физика, химия, биология и т.д.) технические (машиностроительные, архитектурные, микроэлектроника и т.д.) социальные и гуманитарные науки (культурологические знания, социологические, политологические и т.д.) 1.Глава. Определение понятия Естествознание и его разделы Ученые и специалисты насчитывают более 170 определений понятия культура. Это свидетельствует об универсальности данного явления человеческого общества. Понятием культура обозначают и обычные явления, и сорта растений и умственные качества человека, и образ жизни, и систему положительных ценностей и так далее. Мы используем одно из определений культуры, которое связано с ее инструментальной трактовкой. Культура — это система средств человеческой деятельности, благодаря которой реализуются действия индивида, групп, человечества в их взаимодействии с природой и между собой. Эти средства создаются людьми, постоянно меняются и совершенствуются. Принято выделять три типа культуры: материальную, социальную и духовную. Естествознание как наука изучает все процессы и явления, происходившие и происходящие в реальном объективном мире, географической оболочке, космическом пространстве. Это раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке (проверке на практике) гипотез и создание теорий, описывающих природные явления и процессы. Предмет естествознания – факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача ученых обобщить эти явления и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Естествознание изучает факты и явления из области философии, астрофизики, геологии, психологии, генетики, эволюции. Естествознание подразделяется на комплекс наук, каждая из которых имеет объект своего исследования. Естествознание подразделяется: 1. фундаментальные науки; 2. прикладные науки; 3. естественные науки; 4. технические науки; 5. социальные науки; 6. гуманитарные науки. Фундаментальные науки К фундаментальным наукам относятся химия, физика, астрономия. Эти науки изучают базисную структуру мира. Физика – наука о природе. Делится на механическую, квантовую, оптическую физику, физику проводников, электричество. Химия изучает строение вещей и их структуру. Делится на два больших раздела: (органическая и неорганическая). Выделяется также физическая химия, физколлоидная химия, биохимия. Астрономия изучает строение и структуру космического пространства и подразделяется на астрофизику. Астрологию, космологию, астронавтику и космонавтику. Прикладные науки Прикладные науки изучают фундаментальные науки с практическим применением, внедрением в жизнь теоретических открытий. К прикладным наукам относятся металловедение, физика полупроводников. Естественные науки Естественные науки изучают процессы и явления девственной природы. Делятся на геологию, географию, биологию. Геология, в свою очередь, делится на динамическую геологию, историю, палеографию. География состоит из 2 больших разделов: физическая и экономическая география. Физическая география делится на земледелие, климатологию, геоморфологию, почвоведение, гидрологию. А также картографию, топографию, ландшафтоведение, географическое районирование, мониторинг. К экономической географии относят страноведение, географию населения, географию мирового хозяйства, географию транспорта, географию сферы услуг, мировую экономику, статистику, международные экономические отношения. Биология – это наука о живых организмах. Делится на ботанику, зоологию, физиологию человека и животных, анатомию, гистологию (наука о тканях), цитологию (наука о клетке), экологию (наука о взаимоотношениях человека и окружающей среды). Этологию (о поведении), эволюционное учение. Технические науки К техническим наукам относятся науки, изучающие созданные человеком приборы и предметы. К ним относятся информатика, кибернетика, синергетика. Социальные науки Это науки, изучающие правила и структуру общества, и объекты, живущие по его законам. К ним относятся социология, антропология, археология, социометрия, обществоведение. Наука «Человек и общество». Гуманитарные науки К гуманитарным относятся науки, изучающие сущность, строение и духовное состояние человека. К ним относятся философия (любовь к мудрости), история, этика, эстетика, культурология. Существуют науки, находящиеся на стыке целых блоков и разделов науки. Так, например, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических – бионика. Междисциплинарной наукой, включающей в себя общественные, и естественные. 2.Глава. История развития науки, и её зарождение Согласно основным точкам зрения наука совокупность знаний и деятельность по производству этих знаний; форма общественного сознания; социальный институт; непосредственная производительная сила общества; система профессиональной подготовки и воспроизводства кадров. Существуют различные точки отсчета развития науки: наука, как система подготовки кадров существует с середины 19 века; как непосредственная производительная сила общества – со второй половины 19 века; как институт – в новое время; как знания и деятельность по производству этих знаний – с начала человеческой культуры. Наука – это сложное многогранное общественное явление. Вне общества наука не может ни возникать, ни развиваться. Но наука появляется тогда, когда для этого создаются особые объективные условия. Четкий социальный запрос на объект знания; социальная возможность выделения отдельной группы людей, чьей главной задачей становится ответ на этот вопрос; начинавшееся разделение труда внутри этой группы; накопление знаний; навыков, познавательных приемов, которые и подготавливают процесс распространения и нового вида знания – объективных общезначимых истин науки. Совокупность условий, а также появление в культуре человеческого общества самостоятельной сферы, отвечающей критериям научности, складываются в Древней Греции в 17-18 веках до нашей эры. Именно между 7- 4 веками до нашей эры накопленные греками знания, появляются характеристики и свойства, которые позволяют говорить о греческом комплексе знаний о природе как о науке. Все науки и научные теории выражают на базе определенных научных доктрин. Образуются правовые и политические институты с принципами человеческого достоинства, защиты его прав и свобод, имущества и других интересов. --PAGE_BREAK--Люди, входящие в интеллектуальную сферу мели право выражать свои мнения и различные научные предположения и высказывания. Так появилась наука как доказательное мышление и знание. Занятиями, достойными свободного человека в Древней Греции считались политика, война, философия, искусство, наука. Наука, занятие свободного человека резко расходится с ремеслом- занятием рабов. Это был важный шаг в становлении науки. Древняя Греция с 7 века до нашей эры и греческие колонии на побережье Средиземного, Черного и Азовского морей и бассейнов их рек перестают быть аграрными государствами. Земледелие перестает быть господствующей отраслью экономики. Высокого развития достигают ремесла, торговля, денежные отношения. Строй рабовладельческой демократии становится господствующим, разворачивается борьба партий. Вводятся письменные законы, устанавливаются контакты с высококультурными соседями. В связи с этим у греков меняется тип и способ мышления, взгляды на жизнь, возникают философские идеи. Мысль у греков стала рассматриваться как объективная реальность. Греческая мысль отличается стремлением к точному познанию действительности, доказательству. Критический дух и смелость выводов. Это объясняет независимость греческой науки и мифологии, из которой они вышли. В Греции хорошо была развита мифология — различные сказания и писания о виртуальных, абстрактных, сказочных несуществующих существах, их деятельности и нравах. Миф – это многофункциональное и многослойное образование, это обобщенное отражение действительности в фантастическом виде неких одушевленных существ. Он резко отличается от понятийного мышления тем, что всегда принимается за правду, даже если не правдоподобен. Мир мифа одновременно связывает человека с двумя мирами – реальным и сакральным. (Божественным). Мифология – это форма практического духовного освоения мира. В античной Греции параллельно существуют 2 отрасли культуры: магия и наука. Это 2 параллельных способа познания мира. Эпоха античности дала и миру произведения, научные работы и философские идеологии таких ученых и философов как: Фалес, Милетский, Анпаксимандр, Анаксагор, Гераклит Эфесский, Диоген, Эпикур, Левкипп, Демокрит, Гипарк, Архимед, Пифагор, Геродот, Гиппократ, Сократ, Протагор, Питак, Периандр, Ксенон, Платон, Аристотель и др. Фалес Милетский – первый из философов античности, который поставил различные исследования и явления природы на уровень научности. Жил в г. Милеет на полуострове Малая Азия, являвшегося греческой колонией. В своих философских суждениях он выдвинул гипотезу, что причиной мироздания и всего сущего является вода. «Из воды все исходит, и в воду же возвращается» Он полагал, что все объекты, предметы и вещества материального и духовного мира живой и неживой природы когда-либо произошли из воды, и по окончании своего существования превращаются обратно в воду. Это было первое научное высказывание всего античного мира, которое заложило основу развития философии в целом и естествознания в частности. Анаксимандр – ученик Фалеса, входивший в «Милетскую школу». В своих философских суждениях возражает Фалесу, полагая, что все предметы и объекты в мире произошли из огня. Он сделал вывод, что огонь является прародителем живых и неживых тел, и что процесс образования планеты и её населения имеет внеземную природу. Анаксимен – также ученик Фалеса, представитель (милетской школы). Возражая Фалесу и Анаксимандру. Считает, что все произошло из воздуха. По его мнению, воздушная среда является неотъемлемым атрибутом физиологических процессов растений и животных, обмена веществ. Воздух необходим для конденсации воды в атмосфере при испарении и выпадении осадков. Протагор – основоположник греческой философской концепции по душе: нравственных, морально-этических качествах человека. В свои философских учениях Протагор главную роль отводил самому человеку, его роли и месту в общественной жизни. Он полагал, что только человеку присущи высшие нормы и уровни мышления, сознания, познания, любви, благородства. Человек является высшим разумным существом на планете и может судить о деяниях других по своим критериям. Человек есть мера всех вещей существующих, что существуют и не существующих, что не существуют. Гераклит Эфесский, 4-5 век до нашей эры, остров Крит, город Эфес (Средиземное море). Принадлежал к царскому роду, но по своим социальным и философским убеждениям отказался от царского трона в пользу своего брата и с группой единомышленников занимался философскими проповедями. Тем не менее, носил царскую одежду и пользовался регалиями и почестями царя. Он полагал. что все процессы и явления, все тела и судьбы бытия – непостоянны и подвергаются динамическому изменению… Он основал раздел Ф. «диалектика», изучающий стороны и качества материального мира. «Все течет, все изменяется», «Нельзя 2 раза войти в одну и ту же реку», «Ничто не вечно». Сократ – создатель еще одного ф. направления, изучающего связь и гармонию души и тела, смысл жизни в ф. понимании. Полагал. Что человек для своего морального спокойствия и становления необходимо сочетать удовлетворение материальных и духовных потребностей. Он считал, что человек должен быть гармоничен в моральном и физическом плане и одним «хлебом насущным» не удовлетворить его желания и потребности. Большую роль он отводил вопросам брака, семьи, любви и ублажения. С группой единомышленников ходил по «миру» Греции в поисках истины. В итоге был публично осужден за свои нравоучения и приговорен к смерти. В конечном счете, он испил чашу с ядом, принесенную его учениками и бросился со скалы. В эпоху античности появились в науке и философии первые научные доктрины (парадигмы). Первой научной доктриной Древней Греции стала математическая доктрина, представленная Пифагором, и позднее развитая Платоном. В её основе, как и в основе других античных доктрин, лежит представление о том, что космос – это упорядоченное выражение целого ряда первоначальных сущностей, которые можно постигать по-разному. Пифагор нашел эти сущности в числах и представил в качестве первоосновы мира. Он полагал, что все объекты и предметы бытия, материального мира, процессы и явления материальных и духовных норм состоят из чисел, цифр, математических и физических формул, математических знаков и операций. Картина мира, представленная пифагорейцами поражала своей гармонией – протяженный мир тел, подчиненный законам геометрии, движению небесных тел по математическим законам, законам прекрасно устроенного человеческого тела и т.д. Этими доводами он заявил, что ум человека – это не просто зеркало, пассивно отражающее природу, он накладывает свой отпечаток на мир, активно формируя его картину. Свое отношение и завершение математическая доктрина получила в философии Платона, который нарисовал грандиозную картину истинного мира – мира идей представляющую собой иерархически упорядоченную структуру. Эта доктрина заложили основы развития естествознания, опираясь не на материальные стороны вещества (как этот было при Гераклите), а на числовые закономерности бытия. 1. Согласно этой доктрине: Мир – упорядоченный космос, чей порядок сродни порядку внутри человеческого разума. Следовательно, возможен рациональный анализ эмпирического мира. Упорядоченность космоса является следствием существования некоего всепроникающего разума, наделившего природу назначение и целью. Второй научной доктриной античности, оказавшей громадное влияние на все последующее развитие науки, стал атомизм. Он стал итогом развития греческой философской традиции. В её основе лежит представление о том, что все предметы и объекты бытия, материального мира состоят из мельчайших микроскопических неделимых частиц – атомов ( с гр. неделимый). Своими корнями атомизм уходит в ионийскую физику и философию элеатов. Проблемы бытия и не бытия, существования и возникновения, множества и числа, делимости и качества – все эти проблемы, затронутые предыдущими школами, нашли свое отражение в системе атомизма. Основателями его стали Левкипп и Демокрит. Согласно этой доктрине, начало всего сущего – это неделимые частицы – атомы и пустота. Ничто не возникает из несуществующего и не уходит в небытие. Возникновение вещей есть соединение атомов, а уничтожение – распадение на части. Атомизм является физической доктриной, только по Демокриту д. объяснить явления физического мира. Причины естественных явлений безличны и имеют физическую природу, их следует искать в земном мире. Познание мира идет путем сочетания чувств, опыта и его рационального преобразования. Атомизм является физической программой и служит инструментом объяснения многочисленных процессов и явлений природы, проходящих на микроуровне. Доктрина Аристотеля стала третьей научной доктриной античности. Она возникла на переломе эпох. С одной стороны она близка к античной классике, с её стремлением к целостному философскому осмыслению действительности., с другой стороны в ней отчетливо проявляются традиции афинской и эллинской школ. Аристотель возражал Пифагору, Демокриту, Платону, одновременно отказываясь от материальных и атомистических идей, пытаясь найти третий путь. Он понимал, что миропонимание должно происходить путем чувственного познания и логического осмысления. Аристотель предлагает 4 причины бытия: формальную, материальную. Действующую и целевую. Он создал раздел философии «Метафизика». Этот раздел философии изучает особенности духовного мира, морального и этического путем осмысления сознанием или логикой. В метафизике Аристотель воссоздает мир как целостное естественно возникшее образование, имеющее причины в себе самом. Заслугой Аристотеля является написание его знаменитого «Органона» — трактата по логике, поставившего науку на прочный фундамент логически обоснованного мышления. Он, кроме того, систематизировал накопленные к этому времени научные знания. Аристотель был крупнейшим ученым и философом античного мира, занимался вопросами политологии правоведения. экономики и торговли. астрофизики. географии и геологии. ботаники и зоологи. физиологи и эволюции. Он дал характеристику и описал известные к тому времени 500 видов растений и животных, расположив их в иерархический таксономический ряд по порядку, согласно уровню организации. Кроме того, Аристотель является основоположником многих перечисленных выше наук. Естествознание в средние века Эпоха Средневековья берет свое начало в 478 году нашей эры с момента завоевания немецкими варварами Рима и падения римской империи. Продолжалась более 1000 лет закончилась в середине 15 века. Во времена Средневековья любое занятие наукой и естествознанием было запрещено под страхом смерти. Святая инквизиция обвиняла в еретичестве и колдовстве всех, кто занимался наукой. Сотни людей были сожжены на костре, уничтожены сотни тонн античной научной литературы. Заключение На всем протяжении своего существования Человек изучает окружающий его мир. Будучи мыслящим существом, Человек, как в отдаленном прошлом, так и сейчас, не мог и не может ограничиваться тем, что ему непосредственно дано на уровне его повседневной практической деятельности, и всегда стремится выйти за ее пределы. Характерно то, что познание окружающего мира человеком началось с космогонических размышлений. Именно тогда на заре умственной деятельности и возникла мысль о «начале всех начал». История не знает ни одного народа, который рано или поздно в той или иной форме не задался этим вопросом и не пытался бы ответить на него. Ответы, конечно, были разными, в зависимости от уровня духовного развития данного народа. Развитие человеческой мысли, научно-технический прогресс позволили продвинуться в разрешении вопроса о возникновении Вселенной от мифологического мышления к построению научных теорий. За истекшее столетие наука о Вселенной добралась до самых верхних этажей структурной организации материи — галактик, их скоплений и сверхскоплений. Современная космология активно взялась за проблему происхождения (формирования) этих космических образований. Слово естествознание представляет из себя сочетание двух слов: естество (природа) и знание. В настоящее время под естествознанием подразумевается в основном точное знание о том, что в природе, во Вселенной действительно есть или по крайней мере возможно. Первоначально к физике Аристотель относил проблемы устройства, происхождения, организации всего, что есть во Вселенной, даже жизни. Само слово физика, греческое по происхождению, близко к русскому слову природа. Таким образом, первоначально естествознание называлось физикой. В своем развитии наука прошла четыре стадии развития. На первой стадии формулировались общие представления о природе, окружающем мире как о чем-то целом. В этой стадии произошло развитие натурфилософии (философии природы) ставшей вместилищем идей и догадок, которые к 13-15 векам стали зачатками естественных наук. В 15-17 веках последовала аналитическая стадия — мысленное расчленение и выделение частностей, превратившая физику, астрономию, химию, биологию действительно в науки. Позднее, ближе к нашему времени, наступила синтетическая стадия изучения природы, характеризуемая воссозданием целостной картины мира на основе ранее познанных частностей. Сегодня пришло время обосновать не только принципиальную целостность всего естествознания, но пояснить, почему именно физика, химия и биология стали основными и самостоятельными разделами науки о природе. Т.е. в настоящее время осуществляется целостная интегрально — дифференциальная стадия развития естествознания, как единой науки о природе. Список использованной литературы Горелов А.А. «Концепция современного естествознания» Москва, «Центр», 2007г. Горелов А.А. «Концепция современного естествознания» Москва, «Владас», 2000г. Грушевская Т.Г. «Концепция современного естествознания» Москва, «Высшая школа», 2008г. Карпенков «Концепция современного естествознания» Москва, «Высшая школа», 1996-2003г. Найдыш «Концепция современного естествознания» Москва, «Гайдарики», 2000-2003г. www.ronl.ru Реферат - 2. Основные этапы развития естествознания2. Основные этапы развития естествознания2.1. Современный подход к периодизации естествознания Вопрос о возникновении науки и ее периодизации до сих пор вызывает много споров, демонстрируя широкий диапазон в понимании сущности науки, ее конституирующих параметров. Результатом этого являются различные, часто противоречащие друг другу выводы. Например, ряд ученых начало науки связывает с традиционными культурами Вавилона, Египта. При этом наука отождествляется со знанием вообще и с существовавшим в то время достаточно высоким уровнем технической деятельности. В соответствии с другим распространенным подходом рождение науки относят к античности, а критерием этого считают переход к рациональному знанию в отличие от рецептурных знаний догреческих цивилизаций. Многие историки датируют возникновение науки поздним европейским средневековьем (XIII - XIV вв.), когда складывалась экспериментальная традиция в естествознании. Наконец, в российской философии и истории генезис науки обычно относят к XVI - XVII вв. Этот подход наглядно демонстрирует рис. 2.1, где по горизонтальной оси отложено время, а нулевой отсчет соответствует началу новой эры (Р. Х. - Рождество Христово). Рассмотрим более подробно аргументацию такого подхода и особенности каждого этапа. Рис. 2.1 Основные периоды в истории естествознания ^ 2. 2. Познавательная деятельность в синкретических культурах древнего мира Аксиологическая многомерность человеческой культуры сложилась не сразу. На ранних исторических этапах отражение внешнего мира в сознании человека было цельным, нерасчлененным, синкретичным. Вследствие этого отдельные компоненты культуры (религия, искусство, наука и другие) не только не были отделены друг от друга, но и вообще не существовали как самостоятельные специфические формы человеческого бытия. В процессе развития такой синкретической культуры происходило формирование сакрального ядра, представлявшего собой религиозное мировоззрение, пронизывавшего и полностью подчинявшего себе все проявления человеческой жизни, в том числе и процессы накопления и использования знаний. Подобные религиозно-культурные комплексы типичны для государств древнего мира (Египет, Вавилон, Персия, Китай, Индия), где в отдельных областях эмпирического знания и практической деятельности были достигнуты впечатляющие успехи. Однако, несмотря на эти успехи, говорить о возникновении науки именно на этой ступени развития человечества нельзя. Дело в том, что деятельность человека, направленная на познание окружающего мира и своего места в нем, ориентировалась в то время не на объективную истину (как того требует наука), а на достижение сакрально-религиозных целей, в частности, на нормативную регуляцию поведения человека в общине. Исторически это было связано с тем, что человек, сравнительно недавно выделившийся из животного мира, еще не обладал достаточно гибкой психикой, обеспечивающей саморегуляцию организма в сложных, быстроменяющихся условиях жизни. Поэтому оптимальными для человеческого существования в то время были медленное течение жизни, ее повторяемость, цикличность, при которых человеческие реакции, во многом еще инстинктивные, не требовали глубокого анализа ситуаций. Жизнь древнего человека была в основном ориентирована на традицию, обеспечивающую преемственность между культурами многих поколений. Такие культуры были чрезвычайно прочными, так как контроль за поведением человека осуществлялся через системы запретов, исполнение обрядов, ограничений, религиозных культов. В этих условиях знание, функционирующее обычно в ритуально-мифологической форме, оказывалось не столько описанием объективных связей между явлениями, сколько наставлением, рецептом того, что и как надо сделать для достижения желаемого блага. Характерно, что в мифологическом пространстве-времени основное значение для человеческого ума имели не длительность, направленность и необратимость, а повторяемость и одновременность, самотождественность и бесконечность. Организация всех событий и действий в таком мифологическом бытии не связана с вычленением причинно-следственных связей (что произойдет лишь в Древней Греции), а направлена, прежде всего, на максимальную близость ритуальному архетипу1 . Таким образом, несмотря на непреходящий вклад в историю человеческой культуры, познавательная деятельность в древних (догреческих) цивилизациях не была соединена с навыками концептуализма и носила рецептурный, подчиненный религиозным целям и функциям характер. Следует отметить, что синкретизм духовного бытия сохранился в ряде регионов мира, особенно в культурах Востока, вплоть до Нового времени, препятствуя дифференциации форм духовной деятельности и, следовательно, возникновению науки как специфического компонента культуры. Условия для начала такой дифференциации сложились во вполне определенном месте (Древняя Греция) и во вполне определенное время (середина I тысячелетия до н. э.), когда произошел феномен «эллинского чуда». ^ 2. 3. Зарождение научного мышления в Древней Греции Резкое изменение характера общественной жизни в европейском очаге культуры к началу I тысячелетия до н. э. было обусловлено процессами колонизации, мореплаванием, торговлей. Это изменение сопровождалось появлением большого числа нестандартных социально-значимых ситуаций, для которых бесконечная повторяемость, репродукция поведенческого стереотипа была либо вообще невозможна, либо опасна. Это способствовало тому, что греки совершили важнейший шаг в развитии общественных отношений - переход от регуляции общественной жизни обычаями, запретами, религиозными предписаниями к правовым и гражданским нормам (законам), обязательным для всех членов общества. Такой переход сопровождался рационализацией религиозно-мифологических построений и, как следствие, рационализацией мышления. Ключом к познанию действительного положения вещей становится не миф или ритуал, а теоретическое знание («эпистема»). Скачок греческой мысли к теоретизации объектов, отказ от рецептуальных схем знания восточных цивилизаций выразился, прежде всего, в глобальном представлении о Вселенной как упорядоченной, статичной, законосообразной системе, подчиненной вечному объективному порядку («логосу»). Найти первопричину этого порядка, аналитически выявить общие принципы, лежащие в основе всего сущего считалось главной целью ученых-философов. Многие из них искали эту первопричину в окружающем мире (вода у Фалеса, огонь у Гераклита, воздух у Анаксимена, все четыре стихии - вода, воздух, земля и огонь - у Эмпедокла), другие постулировали существование «невидимых», недоступных чувственному восприятию объектов (апейрон у Анаксимандра, эфир у Пифагора). Большое значение для развития естествознания имело атомистическое учение, возникновение которого связывают с именами Левкиппа и Демокрита. Считая все в природе состоящим из атомов и пустоты, философы-атомисты пытались таким образом преодолеть логические противоречия, связанные с бесконечной делимостью материи, с пониманием феномена движения. О том, насколько сложными были эти вопросы, говорит тот факт, что атомизм был принят далеко не всеми. Аристотель, например, отрицал существование пустоты, считая, что материя целиком заполняет пространство. Несмотря на наивный характер естественнонаучной картины мира, древнегреческими философами были сделаны многие важнейшие интеллектуальные открытия, такие как мысль о доказуемости отношений между формальными структурами, принцип дедуктивного умозаключения и другие. Непревзойденным образцом логически выводного знания для последующих столетий развития науки служила аксиоматическая геометрия Евклида. В то же время теоретическое знание древних греков развертывалось как чисто умозрительное, спекулятивное. Любое истолкование первопричины и первоначала было пронизано эстетическими оценками (например, первое по времени совпадало с понятием лучшего, совершенного). Созерцательно-логический стиль мышления практически полностью игнорировал эмпирическую сторону жизни. Можно сказать, что факт не является формой мышления греков, в то время как теория, закон таковыми являются. Даже известные достижения в прикладных областях знаний (Архимед) не позволяют говорить о развитой экспериментальной традиции греков. Следует отметить, что, развивая спекулятивно-умозрительные космологические идеи, древние греки отнюдь не покушались на божественный фундамент бытия, а учение Аристотеля, где Бог являлся «перводвигателем» Вселенной, было даже канонизировано христианской церковью в 1277 г. Это на многие столетия послужило тормозом развития естествознания. Таким образом, созерцательность, недостаточность эмпирических знаний, восполняемая силой воображения, синкретизм истины, добра и красоты не позволяют считать Древнюю Грецию точкой отсчета науки в современном смысле этого слова. Можно говорить лишь о формировании протонаучного стиля мышления и о зарождении элементов научной деятельности. ^ 2. 4. На пути к классической науке Процесс становления науки, начавшийся в Древней Греции, оказался весьма длительным и продолжался вплоть до XVI - XVII веков, когда наука окончательно сформировалась как самостоятельная духовная деятельность и как социальный институт. Эпоха средневековья оставила заметный след в этом процессе, прежде всего, благодаря укреплению традиций христианства. Почему именно христианская религия стала «колыбелью» современной науки? Во-первых, в христианском учении Бог концентрирует в себе все, что является трансцендентным, сверхъестественным. При этом природа считается познаваемой, доступной объективному анализу. Для сравнения вспомним, что в других религиозных учениях божественное неотделимо от природы, а значит, природа является принципиально непознаваемой1. Во-вторых, христианство является монотеистической религией, которая только и может позволить вере превратиться в систему постоянных природных законов, так как в политеистических религиях подобное истолкование природы невозможно из-за «вмешательства» со стороны враждующих друг с другом богов. Наконец, в-третьих, в мире нет другой монотеистической религии, догматика которой с такой решительностью отдавала бы человеку центральное место, «разрешая» ему познавать окружающий мир, заключая его в рамки эмпирических и теоретических законов, т.е. как бы заново «творить» природу. Можно сказать, что в познавательном аспекте произошла подмена Бога человеком. Следует, однако, отметить, что такой взгляд на природу, который сложился к началу XVII века, во многом объясняет ее бедственное положение в настоящее время. В частности, считалось, что внечеловеческая природа совершенно лишена субъективности: растения и животные суть «машины», не имеющие внутреннего мира, души. В результате, во-первых, были преодолены все этические сомнения по поводу возможности проведения опытов над животными: если животное есть «машина», то вивисекция (вскрытие живого организма) ничем не отличается от разборки часов. Во-вторых, отсутствие во внечеловеческой природе остатков душевной жизни сделало возможным подчинение качества количеству, долгое время являвшееся основным признаком науки. Другими словами, научный статус признавался только за выводами, выраженными в числовой, количественной форме. Считалось, что все изменения в природе, даже связанные с резкими переходами между состояниями объектов, на самом деле сводятся к непрерывным количественным изменениям каких-то параметров. В природе невозможно рождение нового качества! Наконец, в-третьих, лишенная субъективности, природа детелеологизируется1. Закрепление самостоятельного статуса науки произошло в XVI-XVII в.в. и было связано с деятельностью целой плеяды великих ученых. Именно к этому времени математика становится универсальным языком науки, базисом аналитических исследований (Р. Декарт), а центральное место начинают занимать методологии, основанные на опытном установлении отношений между фактами и дальнейшем их обобщении индуктивными методами (Ф. Бэкон). Исходным пунктом формирующейся классической науки стала гелиоцентрическая система мира (Н. Коперник). Фундаментальное переосмысление проблемы движения и его описания позволило Г. Галилею показать эффективность применения идеализированных понятий (равномерное прямолинейное движение, материальная точка и т.д.), непосредственно не встречающихся в природе, но служащих целям создания на их основе аксиом движения. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея, принцип инерции и другие понятия непосредственно вошли в механику Ньютона, с которой и началось классическое естествознание. Наконец, нельзя не отметить важность создания огромного объема экспериментальной информации, накопленной к XVII веку, особенно в области астрономии, а также предварительной эмпирической обработки этой информации (Тихо Браге, И. Кеплер). ^ 2. 5. Классический период в истории естествознания Начало первого - классического - периода в истории науки обычно связывают с именем И. Ньютона. Велик вклад Ньютона и в математику, и в оптику, однако, фундаментом классического естествознания стала созданная им механика, которая не только навела порядок в огромном эмпирическом материале, накопленном многими поколениями ученых, но и дала в руки людей мощный инструмент однозначного предсказания будущего в широкой области объектов и явлений природы. Причины перемещения тел в пространстве, закономерности этих перемещений, способы их адекватного описания всегда были в центре внимания человека, так как непосредственно касались наиболее близкой религиозному сознанию области естествознания, а именно - движения небесных тел. Поиск закономерностей этих движений был для человека не столько связан с удовлетворением научной любознательности, сколько преследовал глубокую религиозно-философскую цель: познать смысл бытия. Поэтому такое значение во все времена уделялось астрономическим наблюдениям, тщательной фиксации мельчайших подробностей в поведении небесных тел, интерпретации повторяющихся событий. Одним из величайших достижений на этом поприще стали эмпирические законы И. Кеплера1, которые убедительно показали существование порядка в движении планет Солнечной системы. Решающий же шаг в понимании причин этого порядка был сделан И. Ньютоном. Созданная им классическая механика в чрезвычайно лаконичной форме обобщила весь предшествующий опыт человечества в изучении движений. Оказалось, что все многообразие перемещений макроскопических тел в пространстве может быть описано всего лишь двумя законами: законом инерции (F = ma) и законом всемирного тяготения (F = Gm1m2 / r2). И не только законы Кеплера, относящиеся к Солнечной системе, оказались следствием законов Ньютона, но и все наблюдаемые человеком в естественных условиях перемещения тел стали доступными аналитическому расчету. Точность, с которой такие расчеты позволяли делать предсказания, удовлетворяли любые запросы. Сильнейшее впечатление на людей произвело обнаружение в 1846 году ранее неизвестной планеты Нептун, положение которой было рассчитано заранее на основании уравнений Ньютона (Адамс и Леверье). К середине XIX века авторитет классической механики возрос настолько, что она стала считаться эталоном научного подхода в естествознании. Широта охвата явлений природы, однозначная определенность (детерминизм) выводов, характерные для механики Ньютона, были настолько убедительны, что сформировалось своеобразное мировоззрение, в соответствии с которым механистический подход следует применять ко всем явлениям природы, включая физиологические и социальные, и что надо только определить начальные условия, чтобы проследить эволюцию природы во всем ее многообразии. Это мировоззрение часто называют «детерминизмом Лапласа», в память о великом французском ученом П-С. Лапласе, внесшем большой вклад в небесную механику, физику и математику. Очень образно об этом сказал сам Лаплас: «Ум, которому были бы известны для какого-либо момента времени все силы, одушевляющие природу, обнял бы в одной формуле движение величайших тел Вселенной наравне с движением атомов. И будущее, также как и прошедшее предстало бы перед его взором». Однако, эта программа - сведение всех природных явлений к механическому движению под действием сил - оказалась не реализованной, прежде всего, из-за проблем с описанием световых, электрических и магнитных явлений. Во второй половине XIX века стало ясно, что материальный мир не сводится только к механическим перемещениям вещества. Еще одной формой существования материи было признано электромагнитное поле, наиболее полную теорию которого создал Дж.К. Максвелл. После этого, в конце XIX в., большинство ученых считало, что создание полной и окончательной естественнонаучной картины мира практически завершено. Все явления природы, в соответствии с этой картиной мира, являются следствием электромагнитных и гравитационных взаимодействий между зарядами и массами, которые приводят к однозначному, полностью определенному начальными условиями поведению тел (концепция детерминизма). Критериями истинности в такой картине мира являются, с одной стороны, эксперимент («практика - критерий истины»), а с другой стороны - однозначный логический вывод (с XVII века, как правило, математический) из более общих посылок (дедукция). Отметим здесь также, что одним из главных методологических принципов классического естествознания являлась независимость объективных процессов в природе от субъекта познания, отделенность объекта от средств познания. ^ 2. 6. Неклассические идеи в естествознании Подрыву классических представлений в естествознании способствовали некоторые идеи, которые зародились еще в середине XIX века, когда классическая наука находилась в зените славы. Среди этих первых неклассических идей, в первую очередь, следует отметить эволюционную теорию Ч. Дарвина. Как известно, в соответствии с этой теорией биологические процессы в природе протекают сложным, необратимым, зигзагообразным путем, который на индивидуальном уровне совершенно непредсказуем. Явно не вписывались в рамки классического детерминизма и первые попытки Дж. Максвелла и Л. Больцмана применить вероятностно-статистические методы к исследованию тепловых явлений. Г. Лоренц, А. Пуанкаре и Г. Минковский еще в конце XIX века начали развивать идеи релятивизма, подвергая критике устоявшиеся представления об абсолютном характере пространства и времени. Эти и другие революционные с точки зрения классической науки идеи привели в самом начале XX века к кризису естествознания, коренной переоценке ценностей, доставшихся от классического наследия. Научная революция, ознаменовавшая переход к неклассическому этапу в истории естествознания, в первую очередь, связана с именами двух великих ученых XX века - М. Планком и А. Эйнштейном. Первый ввел в науку представление о квантах электромагнитного поля, второй навсегда останется в истории человечества как автор специальной и общей теории относительности. Буквально в течение первой четверти века был полностью перестроен весь фундамент естествознания, который в целом остается достаточно прочным и в настоящее время. Что же принципиально нового в понимании природы принесло с собой неклассическое естествознание? 1. Прежде всего, следует иметь в виду, что решающие шаги в становлении новых представлений были сделаны в области атомной и субатомной физики, где человек попал в совершенно новую познавательную ситуацию. Те понятия (положение в пространстве, скорость, сила, траектория движения и т.п.), которые с успехом работали при объяснении поведения макроскопических природных тел, оказались неадекватными и, следовательно, непригодными для отображения явлений микромира. И причина этого заключалась в том, что исследователь непосредственно имел дело не с микрообъектами самими по себе, как он к этому привык в рамках представлений классической науки, а лишь с «проекциями» микрообъектов на макроскопические «приборы». В связи с этим в теоретический аппарат естествознания были введены понятия, которые не являются наблюдаемыми в эксперименте величинами, а лишь позволяют определить вероятность того, что соответствующие наблюдаемые величины будут иметь те или иные значения в тех или иных ситуациях. Более того, эти ненаблюдаемые теоретические объекты (например, - функция Шредингера в квантовой механике или кварки в современной теории адронов) становятся ядром естественнонаучных представлений, именно для них записываются базовые соотношения теории. 2. Второй особенностью неклассического естествознания является преобладание же упомянутого вероятностно-статистического подхода к природным явлениям и объектам, что фактически означает отказ от концепции детерминизма. Переход к статистическому описанию движения индивидуальных микрообъектов было, наверное, самым драматичным моментом в истории науки, ибо даже основоположники новой физики так и не смогли смириться с онтологической природой такого описания («Бог не играет в кости», - говорил А. Эйнштейн), считая его лишь временным, промежуточным этапом естествознания. 3. Далеко за рамки естествознания вышла сформулированная Н. Бором и ставшая основой в неклассической физике идея дополнительности. В соответствии с этим принципом, получение экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым. Такими взаимно дополнительными величинами являются, например, координаты и импульсы, кинетическая и потенциальная энергия, напряженность электромагнитного поля и число фотонов и т.п. Таким образом, с точки зрения неклассического естествознания невозможно не только однозначное, но и всеобъемлющее предсказание поведения всех физических параметров, характеризующих динамику микрообъектов. 4. Для неклассического естествознания характерно объединение противоположных классических понятий и категорий. Например, в современной науке идеи непрерывности и дискретности уже не являются взаимоисключающими, а могут быть применены к одному и тому же объекту, в частности, к физическому полю или к микрочастице (корпускулярно-волновой дуализм). Другим примером может служить относительность одновременности: события, одновременные в одной системе отсчета, оказываются неодновременными в другой системе отсчета, движущейся относительно первой. 5. Произошла в неклассической науке и переоценка роли опыта и теоретического мышления в движении к новым результатам. Прежде всего, была зафиксирована и осознана парадоксальность новых решений с точки зрения «здравого смысла». В классической науке такого резкого расхождения науки со здравым смыслом не было. Основным средством движения к новому знанию стало не его построение снизу, отталкиваясь от фактической, эмпирической стороны дела, а сверху. Явное предпочтение методу математической гипотезы, усложнение математической символики все чаще стали выступать средствами создания новых теоретических конструкций, связь которых с опытом оказывается не прямой и не тривиальной. ^ 2. 7. Особенности современного естествознания Естествознание конца XX века характеризуется рядом специфических черт, которые позволяют говорить об уже начавшемся повороте к новому этапу его развития. Этот этап, получивший название постнеклассического (или неонеклассического), был вызван не столько проблемами физики «переднего края» (микромир, космос), сколько острой необходимостью понять сложные экономические, социально-политические, общественные процессы, инициированные научно-техническим прогрессом. Ввиду того, что последствия этого прогресса оказались далеко не однозначными, более того, начали угрожать человечеству (ядерная, экологическая катастрофа, деградация культуры и человеческой психики), потребовалась научно обоснованная реакция общества на эти негативные последствия. Для выполнения этого социального «заказа», наука должна была перейти к изучению больших и очень сложных систем, какими являются человек, биосфера, общество и т.п. Для анализа таких систем ученым пришлось отказаться от аналитического подхода к изучаемым объектам, основанного на все большем и большем «погружении» в глубь его структуры. Основными методами исследования становятся синтетические методы, концентрирующие внимание на специфических особенностях поведения сложных саморазвивающихся систем, пронизанных многочисленными нелинейными обратными связями между подсистемами. Именно эти обратные связи обусловливают индивидуальную неповторимость эволюции сложных систем. Одним из первых применил такой синтетический метод основоположник кибернетики Н. Винер. Развития системного подхода и его применение к сложноструктурированным объектам привело, в конце концов, к созданию нового направления в естествознании - синергетике, в основу которой были положены работы Германа Хакена, Ильи Пригожина и других. Синергетика изучает поведение способных к самоорганизации сложных систем, находящихся вдали от состояния теплового равновесия и интенсивно обменивающихся энергией с окружающей средой. При определенных условиях поведение таких систем резко отличается от поведения обычных физических объектов, изучаемых в равновесной термодинамике. В частности, такие сложные системы начинают развиваться в направлении усложнения своей структуры, причем «траектории» такого развития могут раздваиваться (в точках бифуркации), вследствие чего развитие системы становится непредсказуемым, зависящим от собственной предыстории. Если классическая и неклассическая наука занималась в основном изучением непрерывно протекающих процессов, достаточно плавных переходов между состояниями рассматриваемых объектов, то постнеклассическая наука начинает в первую очередь интересоваться вопросами возникновения новых качеств, связанных с переходом на более высокие уровни структурной организации. В связи с этим можно говорить о повороте от науки «существующего» к науке «возникающего», повороте от «бытия» к «становлению». Эволюционная наука постепенно переходит от индуктивно-эмпирического к дедуктивно-теоретическому уровню познания. Однако особенность современного естествознания заключается не только в формировании единого взгляда на процессы в природе. Изменяется роль естествознания и науки в целом. «Планетарные» возможности человека сейчас таковы, что процесс познания природы уже нельзя считать актом «бесстрастного» наблюдения за чем-то внешним по отношению к наблюдателю. В связи с этим впервые за всю историю человечества встает вопрос о «цене» знания, которая не должна быть столь «высокой», чтобы полученное знание привело бы человеческий род к гибели. Другими словами, «истина» перестает быть самодовлеющей категорией науки («Не ищи в науке только истину и не пользуйся ею во зло или ради корысти», - говорил академик Д.С. Лихачев). Если апофеозом классической и неклассической науки была законосообразная истина и рациональным считалось только то, что ведет к ней, то в постнеклассической науке возникает новая идеология рациональности: рационально то, что ведет к выживанию. Такую идеологию можно было бы назвать гуманитарным антропоморфизмом. ^ 2. 8. История естествознания как смена научных парадигм1 Вплоть до последнего времени развитие науки обычно рассматривалось как постепенный процесс накопления знаний, при котором факты, теории, методы исследований слагаются во все возрастающей запас достижений. Однако, то, что далеко не все из прошлого науки выдерживает испытание временем и сохраняет актуальность, свидетельствует не столько о монотонном накоплении, сколько о постоянном переосмыслении накапливаемой информации, ревизии достигнутых результатов, смене приоритетов и направлений научного поиска. Понимание этого привело в начале 60-х годов нашего века к появлению нового подхода к вопросу о сущности и закономерностях прогресса в науке, который базируется на представлении о скачкообразной смене основных концептуальных схем, моделей постановки проблем и их решений - того, что обычно понимают под термином парадигма. Автор этого подхода, американский историк и философ Т. Кун, впервые обратил внимание на чередование определенных фаз познавательной активности, которые характерны как для узких областей знания, так и для целых направления в науке. Большая часть исторического времени приходится, по его мнению, на период «нормальной» науки, которая представляет собой в высшей степени кумулятивный (накопительный) процесс, направленный на постоянное расширение научного знания и его уточнение в рамках общепринятой парадигмы. Образно выражаясь, на этом этапе природу как бы пытаются «втиснуть» в парадигму как в заранее сколоченную и довольно тесную «коробку». Другими словами, парадигма является для «нормальной» науки и критерием истины, и критерием научности, и критерием значимости, в соответствии с которым определяются приоритетные направления исследований. Все, что не вписывается в парадигму, объявляется ненаучным и не заслуживающим внимания членов научного сообщества. В качестве примеров можно упомянуть корпускулярную парадигму в ньютоновской оптике (свет - поток частиц) и впоследствии сменившую ее волновую парадигму в классической теории электромагнетизма (свет - волна). По мере углубления и расширения фронта научных исследований в рамках «нормальной» науки, совершенствования научных средств и методов, в поле зрения ученых все чаще попадают факты, не вписывающиеся в общепринятую парадигму. Если в начале эти факты («аномалии») после попыток «привязать» их к парадигме, объявляются неактуальными (иногда их даже лишают статуса научности1), то после того, как информация об «аномалиях» набирает «критическую массу», происходит научная революция, сопровождающаяся не просто уточнением или переосмыслением старой парадигмы, а переходом на новую парадигму, для которой характерен принципиально новый взгляд на природу. В этом смысле, например, ньютоновская масса m0 не является просто предельным значением релятивистской массы m = m0 / , при v 0, как об этом пишут в учебниках физики. Гораздо важнее то, что ньютоновская механика построена на концепции постоянной массы тел, в то время как в эйнштейновской теории относительности масса тела изменяется при изменении скорости движения. Таким образом, в результате научной революции происходит не столько скачок на более высокий уровень знания (хотя и это имеет место), сколько перестройка самих взглядов на проблему, «реструктуризация» научной информации. После этого вновь наступает кумулятивный период «нормальной» науки, но уже в рамках новой парадигмы. Описанный процесс очень напоминает эволюцию во времени сложных самоорганизующихся систем, находящихся вдали от состояния теплового равновесия, которые изучаются синергетикой. Поведение таких систем также характеризуется периодом «накопления» неустойчивостей, в результате чего в определенные моменты (точки бифуркаций) происходит скачкообразная, «катастрофическая» смена структуры, причем какая из возможных структур реализуется - предсказать невозможно. Следует отметить, что рассмотренный подход к динамике научного знания пока еще находится в стадии развития и имеет немало критиков. В частности, до сих пор нет единого мнения о том, с какого «минимального» уровня (наука в целом, разделы науки, области знания, отдельные научные проблемы) уместно вводить понятие парадигмы. Например, относится ли флогистонная и кислородная теория горения к разным химико-физическим концепциям или же эти теории принадлежат к разным парадигмам (как считает Т. Кун). Так или иначе, одна из существующих точек зрения заключается в предельно широком толковании термина парадигма как концептуального и методологического базиса науки. В соответствии с этой точкой зрения за всю историю естествознания существовали две глобальные концептуально-методологические конструкции, две парадигмы: ньютоновская и эволюционная. В соответствии с первой природа в целом качественно не развивается, а все изменения связаны лишь с количественными характеристиками существующих материальных связей. Наиболее категорично ньютоновская парадигма проявляет себя в динамических теориях, описывающих однозначное, строго определенное начальными условиями поведение объектов. Но даже в статистических теориях, где описание динамики поведения носит вероятностный характер, однозначность и определенность в поведении рассматриваемых объектов остается, правда, относится она уже не к самим объектам, а к средним значениям, средним отклонениям и другим параметрам, описывающим случайные величины. Очевидно, вплоть до настоящего времени ньютоновская парадигма была характерна для физики, химии и других разделов естествознания, изучающих фундаментальные явления в сравнительно низкоорганизованных структурах. Иной подход к явлениям природы характерен для эволюционной парадигмы. В соответствии с ней динамика процессов в природе имеет непредсказуемый, уникальный характер. Это, конечно, не исключает существования определенных закономерностей поведения, но эти закономерности проявляются скорее как тенденции развития, чем как однозначная зависимость от начальных условий. Кроме того, в соответствии с эволюционной парадигмой изменения в природе могут приводить к появлению качественно новых объектов (например, рождение звезды из газо-пылевого облака или рождение человека), обладающих свойствами, которые полностью отсутствовали у структурных единиц, образующих эти объекты. Такое поведение, в первую очередь, характерно для космических, биологических, социальных процессов. Можно сказать, что ньютоновская парадигма воспринимает природу как «мир существующий», а эволюционная парадигма - как «мир возникающий». Если еще совсем недавно казалось, что только ньютоновская парадигма удовлетворяет критериям научности, то сейчас можно с уверенностью сказать, что эволюционная парадигма является столь же фундаментальным взглядом на материальный мир. ^ Вопросы для самопроверки: Когда произошло окончательное становление науки как самостоятельного компонента духовной культуры? Почему именно в Древней Греции начался процесс зарождения элементов научного мышления? Какую роль сыграла христианская религия в истории естествознания? Какая физическая картина мира сформировалась к концу классического этапа развития естествознания? Чем был вызван и в чем заключался революционный переход к неклассическому естествознанию? Какие особенности отличают неклассическое естествознание от предшествующего ему классического подхода к Природе? Какие проблемы обусловили переход к постнеклассическому этапу в науке? Что такое пар www.ronl.ru |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|