
- •В. А. Игнатова концепции современного естествознания Учебное пособие
- •Предисловие
- •I. Методические материалы к самостоятельному изучению дисциплины программа курса «концепции современного естествознания» Пояснительная записка
- •Содержание дисциплины
- •Естествознание - система наук о природе
- •2 Естественнонаучная картина мира
- •3.Основополагающие концепции современного естествознания
- •4. Некоторые приложения концепций современного естествознания
- •Тематический план изучения дисциплины
- •Темы практических занятий
- •Тема 1. Естественнонаучная картина мира
- •Вопросы, выносимые на обсуждение
- •Литература для подготовки к занятию
- •Тема 2. Основополагающие концепции современного естествознания
- •Вопросы, выносимые на обсуждение
- •Литература для подготовки к занятию
- •Методические указания по самостоятельному изучению теоретической части дисциплины
- •Методические указания по подготовке к практическим занятиям
- •Методические указания по подготовке к текущему контролю знаний и итоговой аттестации (экзамен или зачет)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тесты для самоконтроля
- •2. Слово «концепция» пришло из:
- •3. Принцип соответствия утверждает:
- •Критерии итоговой аттестации
- •Вопросы для размышления и творческие задания
- •Тематика контрольных работ
- •Основополагающие концепции современного естествознания
- •Системный подход к описанию окружающего мира
- •Самоорганизация и эволюция Земли
- •Перечень вопросов к итоговой аттестации
- •Ключи к тестам
- •Учебники и учебные пособия для подготовки к итоговой аттестации
- •Дополнительная литература
- •II. Теоретическая часть
- •1. Естествознание - система наук о природе
- •1.1. Природа и способы ее постижения
- •1.1.1 Природа как целостная система
- •1.1.2. Человек как познающий субъект природы
- •1.1.3. Мифология, религия, искусство, наука как компоненты культуры и способы постижения природы
- •1.1.4 Познание, мировоззрение и картина мира
- •1.1.5 Мировоззрение и культура
- •1.2 Наука и научный метод познания
- •Наука как компонент культуры
- •Наука как способ объективного познания
- •1.2.1 Наука как компонент культуры
- •1.2.2 Наука как способ объективного познания
- •1.2.3 Динамика научного познания
- •1.2.4. Научная картина мира
- •1.3 Естествознание в системе науки
- •1.3.1 Дифференциация наук
- •1.3.2 Естествознание как иерархия наук о природе
- •1.3.3. Естествознание и социальная жизнь общества
- •1.3.4 Проблема интеграции естественнонаучного и гуманитарного знания
- •2. Естественнонаучная картина мира
- •2.1 Структура естественнонаучной картины мира
- •1. Составляющие естественнонаучной картины мира
- •Фундаментальные понятия естествознания
- •2.1.1 Составляющие естественнонаучной картины мира
- •2.1.2 Фундаментальные понятия естествознания
- •1. Материя и формы ее существования: вещество и поле
- •2. Атрибуты материи: отражение и движение
- •3. Пространство и время
- •2.1.3 Фундаментальные законы природы и основополагающие принципы естествознания
- •1.Фундаментальные законы природы
- •2. Основополагающие принципы естествознания
- •2.2. Эволюция естествознания
- •Доклассический период развития науки
- •Классическая наука
- •Неклассическая наука
- •2.2.1 Доклассический период развития науки
- •1. Научные программы античности
- •2. Средневековая наука
- •2.2.2. Классическая наука
- •1.Естествознание в «Новое время»
- •2. Естествознание XIX века
- •3. Кризис классической науки
- •2.2.3 Неклассическая наука
- •1. Релятивистская картина мира
- •2. Квантово-полевая картина мира
- •3. Строение материи и физика элементарных частиц
- •4. Соотношение классической, релятивистской и квантовой картин
- •5. Постнеклассическая наука
- •3. Основополагающие концепции современного естествознания
- •3. 1 Элементы теории систем
- •3. 1. 1 Системный подход к описанию окружающего мира
- •3. 1. 2 Классификации социоприродных систем
- •3. 1. 3 Свойства открытых систем
- •3. 1. 4 Системная модель мира
- •3. 2 Самоорганизация и эволюция сложных систем, далеких от равновесия
- •Общие представления
- •Роль случайного в поведении сложных систем
- •Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •3. 2. 1 Общие представления
- •3. 2. 2 Роль случайного в поведении сложных систем
- •3. 2. 3 Элементы теории самоорганизации систем
- •1. Фазовое пространство и фазовые траектории
- •2. Точка бифуркации
- •3. Фракталы и аттракторы
- •4. Сценарий самоорганизации сложных систем
- •3. 2. 4 Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •1. Синергетическая картина мира
- •2. Универсальный эволюционизм
- •3. 3 Элементы теории управления
- •1. Самоорганизация и организация
- •Контур с обратной связью
- •Управленческая деятельность
- •3. 3. 1 Самоорганизация и организация
- •3.3.2. Контур с обратной связью
- •3.3.3. Управленческая деятельность
- •3. 4 Некоторые приложения концепций современного естествознания
- •3. 4. 1 Самоорганизация и эволюция вселенной
- •1. Структура Вселенной
- •2. Гипотеза Большого Взрыва
- •3. Образование галактик
- •4. Химическая эволюция
- •5. Будущее Вселенной
- •3. 4. 2 Эволюция звезд и звездно-планетных систем
- •1. Эволюция звезд
- •2. Солнце
- •3. Планеты Солнечной системы
- •3. 4. 3 Самоорганизация и эволюция земли
- •1. Общая характеристика планеты
- •2. Физические оболочки Земли
- •3. Геосфера
- •4. Биосфера
- •3. 4. 4 Самоорганизация и эволюция живого вещества
- •1. Общие представления
- •2. Гипотезы о происхождении жизни на Земле
- •3. Биологическая эволюция и концепция генетики
- •4. Антропный принцип и проблемы происхождения жизни
- •3. 4. 5 Самоорганизация и антропогенез
- •1. Природа человека
- •2. Современные представления о происхождении и эволюции человека
- •3. Эволюция головного мозга и развитие психики
- •Генетическая программа человека и природа интеллектуальных способностей
- •3. 4. 6 Самоорганизация, организация и социогенез
- •1. Краткий исторический экскурс
- •2. Системно-синергетический подход к описанию социальных систем
- •3. Антропосоциогенез и формирование глобальных экологических проблем
- •4. Новые цивилизационные модели и перспективы человека
- •Заключение
- •Глоссарий
3. Кризис классической науки
Однако на пути построения единой естественнонаучной картины мира появились некоторые препятствия. И связаны они были в первую очередь с наукой, позволившей раздвинуть горизонты познания в микро- и мегамир - оптикой, и появлением экспериментальных фактов, которые классическая физика не могла объяснить. Свет всегда был загадкой для науки. В представлениях XVII-XVIII веков поддерживалось две гипотезы о его природе: свет - есть поток особых световых корпускул (Ньютон), и свет - есть поток волн (Гюйгенс). Но так как авторитет Ньютона в те времена был непререкаем, господствовала первая гипотеза. В начале XIX века опыты Т.Юнга (1773-1829) и О.Френеля (1788-1827) по интерференции и дифракции утвердили представления о волновой природе света. Теоретическое обоснование эта точка зрения получила в классической электродинамике Максвелла. Однако такие явления как излучение нагретых тел, фотоэффект, закономерности в спектрах атомов металлов не вписывались в ее рамки. Наука никак не могла найти теоретического обоснования периодического закона Д.И.Менделеева. В конце XIX века потерпела окончательное поражение теория мирового эфира. Скорость света оказалась постоянной и не зависящей ни от эфира, ни от скорости движения источника.
Классическая наука оказалась бессильной в объяснении природы рентгеновских лучей (1895), радиоактивности (1896) и электрона (1897). При исследовании радиоактивности обнаружилось невыполнение закона сохранения массы. В астрономии появился ряд фактов, противоречащих представлению о стационарности Вселенной. Американский астроном П.Ловелл (1855-1916), используя методы спектроскопии, заметил разбегание галактик и измерил скорости некоторых из них, однако наука XIX века не смогла дать объяснения этим фактам.
Нуждался в ревизии ряд гносеологических позиций классической науки. Как известно, она рассматривает поведение закрытых систем. Но рассмотрение любого объекта или системы в отрыве от их взаимосвязей с другими объектами или системами весьма условно. Исследуемая система всегда всего лишь часть некой другой, более сложной. Невзрачную роль «постороннего наблюдателя» классическая наука отводит и самому экспериментатору. Он, находясь за пределами исследуемой им системы, безучастно фиксирует, происходящие в ней события. Но в реальности, являясь частью сложной системы «наблюдатель-объект», он своим вмешательством безусловно оказывает влияние на последние.
Философский анализ сложившейся ситуации был дан в книге В.Ленина (1870-1924) «Материализм и эмпириокритицизм» (1909), в которой он отмечал, что сущность кризиса классической науки заключается в кризисе познания материи. Он пишет: «Сущность вещей или «субстанция» тоже относительны; они выражают только углубление человеческого познания объектов, и если вчера углубление этого познания не шло дальше атома, сегодня - дальше электрона и эфира, то диалектический материализм настаивает на временном, относительном, приблизительном характере всех этих вех познания природы прогрессирующей наукой человека. Электрон также неисчерпаем, как и атом, природа бесконечна... Все грани в природе условны, относительны, подвижны, выражают приближение нашего ума к познанию материи... Ум человеческий открыл много диковинного в природе и откроет еще больше, увеличивая тем свою власть над ней, но это не значит, чтобы природа была созданием нашего ума...». И в самом деле, не природа-создание нашего ума, а те модели природы, которые строит человек для ее объяснения. С углублением познания они усложняются и все же весьма приближенно описывают самое природу.
Для разрешения кризиса и истолкования новых явлений и фактов нужны были новые гипотезы, идеи и теории. И такие идеи появились. Это, прежде всего, гипотеза М.Планка (1858-1947) о квантах, с принятием которой наступил новый виток в развитии корпускулярно-волнового дуализма, идеи А.Эйнштейна (1879-1955) о природе пространства и времени, идеи Э.Резерфорда (1871-1937) и Н.Бора (1885-1962) о строении атома. Исход кризиса завершился рождением основополагающих для ХХ века парадигм - специальной и общей теории относительности, квантовой механики и построением квантово-релятивистской картины мира. Принятие их научным сообществом было связано с ломкой сложившихся в рамках механицизма традиционных стереотипов мышления, разработкой новых образцов мышления и новых мировоззренческих подходов к описанию реальности. В этом и заключалась крупнейшая по своим масштабам революция в естествознании на рубеже XIX - XX веков.
Ведущие идеи:
- научно-техническая революция и построение механической картины мира;
- становление классического детерминизма;
- влияние успехов физики на развитие других областей естествознания;
- становление тепловой и электромагнитной картин мира;
- выход на новый уровень исследований по химии и биологии;
- завершение классической науки;
- становление представлений о фундаментальности случайного и вероятностном характере причинно-следственных отношений.