143

«Естественнонаучная картина мира»

1 ВВЕДЕНИЕ

1. Основные цели предмета «Естественнонаучная картина мира»

2. Задачи изучения предмета «Естественнонаучная картина мира»:

1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ КАК ОТРАСЛЬ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

2. ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

   1. Элементы и структура научного познания

   2. Естественные и гуманитарные науки

   3. Вненаучные знания. Паранаука и мистицизм

   4. О роли математики в естествознании

   5. Принципы, нормы и критерии научности

   6. Научные революции

3. ЭВОЛЮЦИЯ НАУЧНОГО МЕТОДА И ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

   1. История развития естествознания

   2. Зарождение научных знаний

   3. Натурфилософский этап естествознания

   4. Естествознание в средние века

   5. Естествознание в Новое время (XVII-XVIII вв.)

   6. Молекулярная физика и теплота в XVIII столетии

   7. Оптика

   8. Электричество и магнетизм

4. 5 Развитие основных направлений физики в XIX в.

   1. Естествознание в XIX и XX веках

   2. Развитие волновой оптики в первой половине XIX столетия

   3. Электромагнетизм

   4. Возникновение и развитие термодинамики. Карно

   5. Открытие закона сохранения и превращения энергии.

   6. Создание лабораторий

   7. Второе начало термодинамики

   8. Механическая теория тепла и атомистика

   9. Возникновение и развитие теории электромагнитного поля

5. 6. Основные направления научной революции в физике XX в.

   1. Электродинамика движущихся сред и электронная теория

   2. Теория относительности Эйнштейна

   3. Критика механики Ньютона и геометрии Евклида

   4. Дальнейшее развитие теории относительности

   5. Макромир. Механическая картина мира. Представления о структуре и уровнях строения материи. Концепция о двух видах материи

6. Микромир. Квантово-полевая картина мира

   1. Атомная физика

   2. Квантовая механика

   3. Корпускулярно-волновой дуализм

   4. Время

7. Концепции глобального эволюционизма и самоорганизации материи

   1. Глобальный эволюционизм как интегративное исследование природных процессов

   2. Открытия, свидетельствующие о глобальной эволюции материи

   3. Теория самоорганизации – синергетика

   4. Закрытые и открытые макросистемы. Эволюционизм «принципа возрастания энтропии»

   5. Точка бифуркации. Случайность и закономерность в неравновесных системах

   6. Геометрии пространства

   7. Многомерность пространства

   8. Четырехмерное пространство

   9. Фрактальное пространство

   10. Современные космологические концепции

   11. Ньютоновская и эйнштейновская космологические модели Вселенной

   12. Фридмановские модели Вселенной

   13. Модель горячей Вселенной или Большого Взрыва

   14. Модель горячей Вселенной

   15. Холодная Вселенная

   16. Модель раздувающейся (инфляционной) Вселенной

   17. Современная естественнонаучная картина мира

   18. Общие контуры эволюции Вселенной и принципы ее построения

   19. Антропный принцип в космологии

1 Введение

Человек не может считаться образованным, если он не проявляет интереса к естественным наукам. Дело в том, что наука – это одно из наиболее важных духовных движений наших дней. Тот, кто не пытается понять это движение, выталкивает себя из этого наиболее знаменательного явления в истории человеческой деятельности ... И не может быть истории идей, которая исключала бы историю научных идей» (К. Поппер. Открытое общество и его враги. Т. 2, М., 1991, с.327-328).

Цель изучения предмета «Естественнонаучная картина мира» – знакомство с неотъемлемым компонентом человеческой культуры – естествознанием, а также формирование естественнонаучного стиля мышления и целостного мировоззрения. Это связано, прежде всего, с тем, что рациональный естественнонаучный метод проникает в гуманитарную и общественную сферы, участвуя в формировании сознания человека и общества, и вместе с этим приобретает все более универсальный язык. В то же время экономические и политические структуры государства нуждаются в развитии науки и активно используют ее достижения (ежедневно мы слышим такие слова как «нанотехнологии», «инновации» «безотходное производство», «глобальный экологический кризис»).

Развивающаяся в настоящее время тенденция гармоничного синтеза двух традиционно противостоящих компонентов культуры – естественнонаучного и гуманитарного, созвучна потребности общества в целостном и обобщенном мировоззрении, что подчеркивает актуальность предлагаемого предмета. Удивительные возможности синтеза фундаментальных знаний и результатов междисциплинарных разработок, заложенных в основе естественнонаучной картины мира, связаны с применением единой эволюционно-синергетической парадигмы, способной объединить два типа человеческой культуры. В рамках данного предмета существует возможность отражения объективной закономерности развития научного знания, неизбежности смены типов научной рациональности и парадигм естествознания, объяснения потребности в целостной культуре.

Кроме того, знакомство специалиста любой области человеческого деятельности с историей, содержанием и эволюцией естественнонаучной картины мира будет способствовать правильному истолкованию природных явлений и процессов; отстранению от приобретающих в последнее время популярность псевдонаучных видов знаний: астрологии, уфологии, парапсихологии, биоэнергетики, нетрадиционной медицины, эзотерики (которые насаждаются некоторыми средствами массовой информации); пониманию и критической оценке псевдонаучных и околонаучных представлений, стремлению к познанию окружающего мира на основе рациональных естественнонаучных методов. Особенно важно это в условиях очередной мифологизации массового сознания, возрождением и популяризацией креационизма, астрологии, мистицизма, магии, расцветом псевдонаучных учений, которые ставят под сомнение возможности, достижения и представления современной научной картины мира. Этому способствует также появление в средствах массовой информации различных «страшилок», например, об опасности Большого Адронного коллайдера, генетически модифицированных продуктов, приближающемся «конце света», которые призваны в первую очередь повысить рейтинги самих СМИ. В связи с этим особое значение имеет утверждение научно-рационального отношения к действительности, на котором должна строиться наша цивилизация.

Попытаемся разобраться, что составляет содержательную сторону предмета «естественнонаучная картина мира». Научная картина мира формируется на основе передовых достижений естественных, технических, общественных и гуманитарных наук. Однако ее ключевые положения связаны, прежде всего, с естествознанием.

«путеводной звездой» для современного человека должны быть слова, сказанные, американским физиком Исидор Раби (1898-1988): «физика составляет сердцевину гуманитарного образования нашего времени».

Целостная научная картина мира складывается путем обобщения достоверных знаний о природе, полученных в рамках отдельных естественных наук: физики, астрономии, геологии, химии, биологии, экологии и др. История науки свидетельствует, что формирование мировоззрения человека, его места и роли в окружающем мире происходит именно при изучении основ естествознания, когда человек осознает существование сложного материального мира, его невообразимых масштабов и начинает представлять все многообразие и сложность процессов, происходящих в живой и неживой природе. Построение и утверждение в научной среде и широкое признание астрономической картины мира (места нашей планеты и Солнечной системы во Вселенной), а позднее физической, химической и эволюционно-биологической позволило создать единую модель строения материального мира, его происхождения и эволюции.

Современная естественнонаучная картина мира

Развитие физики показывает, что происходит непрерывное движение от понимания отдельных, частных проблем ко все более общим законам природы. В шутку можно сказать, что Ньютон внес «новый тон» (new tone) в описание динамических законов природы, тем самым оправдывая свою знаменитую фамилию Newton. А то, что фундаментальные законы природы должны представлять нечто единое и незыблемое или краеугольный камень – на это обратил внимание А. Эйнштейн, оправдывая, словно по воле Провидения, свою столь же знаменитую фамилию Einstein. Современную постнеклассическую физику отличает то, что она подмечает в каждом шаге развития физики как бы упрощение ее законов и теорий в сторону их фундаментальности. Это исторически подтвердил еще в XIV в. францисканский монах и философ У. Оккам формулировкой принципа с названием «бритва Оккама»: «Чем ближе мы находимся к некоторой истине, тем проще оказываются законы, выражающие эту истину» или «не приумножай сущностей сверх необходимого».

Современная естественнонаучная картина мира на основе физических представлений «физики существующего» отличается более фундаментальным уровнем рассмотрения явлений природы.

Сформулирована концепция атомистического строения материи – все сущее состоит из 12 фундаментальных фермионов (частиц): 6 кварков различных ароматов и цветов и 6 лептонов с различными лептонными зарядами.

Все многообразие природных явлений сводится к четырем видам фундаментальных взаимодействий – гравитационному, сильному, слабому и электромагнитному. Считается, что в окрестностях точки Большого Взрыва при Т > 1032К эти взаимодействия были объединены.

Существующий мир (природа, социум и обществ в целом) основан на фундаментальном вероятностном принципе обобщения закономерностей, вытекающем из квантовой физики.

Объекты материального мира рассматриваются как открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой веществом, энергией, информацией. Для них характерны разнообразие, неустойчивости эволюции, нелинейные соотношения, процессы самоорганизации.

Нелинейность стала фактором присущим всем процессам и явлениям живой и неживой природы и общества.

Идея единства (подчинения единым фундаментальным законам природы) жизни природы, Земли, Вселенной, физической и духовной жизни человека, жизни и эволюции общества рассматривается на основе идеи В. Вернадского о ноосфере как симбиозе человечества и остальной природы, обеспечивающей их коэволюцию, взаимодействие и способ существования.

Современная естественнонаучная картина мира дополняется и преобразуется синергетической картиной мира, объясняющей с единых позиций большинство глобальных процессов, используя нелинейность связей в различных моделях и системах. Постнеклассическое естествознание рассматривает материальный мир как процесс, который в синергетической картине мира представляется глобальной иерархической самоорганизующейся системой.

На фундаментальном уровне природа едина. Н.Н. Моисеев писал: «Очень многое не ясно и скрыто от нашего взора. Тем не менее, сейчас перед нами развертывается грандиозная гипотетическая картина процесса самоорганизации материи от Большого Взрыва до настоящего времени, когда материя познает себя, когда ей присущ Разум, способный обеспечить ее целенаправленное развитие».И не случайно, фундаментальная теоретическая физика подошла к разработке концепций, в которых объективно существующий мир уже не исчерпывается материальным миром, еще су ществует, так называемая реальность высшего порядка, определяющая структуру и эволюцию материального мира.