- •Раздел 1.Биология как наука
- •1.1.1.Определение науки
- •1.1.2.Формы научного знания Научный факт
- •Научная гипотеза
- •Научная теория
- •1.1.3.Научный метод
- •Философские методы
- •Общенаучные методы
- •Методы эмпирического исследования
- •Методы теоретического познания
- •Общелогические методы и приемы исследования
- •1.1.4.Научно-исследовательская деятельность Типы научных исследований
- •Общая характеристика и этапы нир
- •1.2. Развитие научного познания
- •1.2.1.Античность (≈ -V – IV)
- •1.2.2.Средневековье (≈ V – XIV)
- •1.2.3.Возрождение (≈ XIV – XVIII)
- •1.2.4.Просвещение (≈ XVIII – XIX).
- •1.2.5.Новейшее время (≈ XX – XXI)
1.2.5.Новейшее время (≈ XX – XXI)
XX век сопровождался упадком европейского доминирования в связи с опустошительными Первой и Второй мировой войнами. Первая мировая война между странами Антанты и Четверного союза привела к концу 4 империй: Германской, Российской, Османской и Австро-Венгерской. Великая Октябрьская Социалистическая Революция и развитие СССР послужили причиной (?) формирования двухполюсной системы мира и предпосылкой холодной войны. Вторая мировая война обострила эти противоречия. После окончания Второй мировой войны была образована Организация объединённых наций в утопической надежде на то, что она сможет разрешать конфликты между нациями и предотвращать будущие войны. [Википедия].
В этот период формируется неклассический тип научной рациональности. Его черты: сосуществование альтернативных концепций, усложнение научных представлений о мире, допущение вероятностных, парадоксальных явлений, смирение с неустранимостью субъекта в изучаемых процессах, допущение отсутствия однозначной связи теории и реальности; наука начинает определять развитие техники. Происходит принципиальный отказ от центризма, отрицание наличия какого-либо центра у Вселенной. Идея исторической изменчивости научного знания, относительной истинности вырабатываемых в науке онтологических принципов соединялась с новыми представлениями об активности субъекта познания. Он рассматривался уже не как дистанцированный от изучаемого мира, а как находящийся внутри него, детерминированный им. Возникает понимание того обстоятельства, что ответы природы на наши вопросы определяются не только устройством самой природы, но и способом нашей постановки вопросов, способом, который зависит от исторического развития средств и методов познавательной деятельности. На этой основе вырастало новое понимание категорий истины, объективности, факта, теории, объяснения. Причинность не может быть сведена только к ее лапласовской формулировке – возникает понятие «вероятностной причинности», которое расширяет смысл традиционного понимания данной категории. Новым содержанием наполняется категория объекта: он рассматривается уже не как себетождественная вещь (тело), а как процесс, воспроизводящий некоторые устойчивые состояния и изменчивый в ряде других характеристик [http://vsempomogu.ru/kse/365-16.html].
В результате изменения методологии и накопления данных в науке происходит третья революция, которая охватывает период с конца XIX до середины ХХ в. связана со становлением неклассического естествознания, и квантово-механической картины мира. В эту эпоху происходит своеобразная цепная реакция революционных перемен в различных областях знания: в физике это выразилось в открытии делимости атома, становлении релятивистской (1907–1916) и квантовой теорий; в космологии были сформированы модели нестационарной эволюционирующей Вселенной; в химии возникла квантовая химия, фактически стёршая грань между физикой и химией; в биологии становление генетики; возникли новые синтетические научные направления (бионика, кибернетика, синергетика).
Во второй половине XX в. появились перспективы заката истории человечества, ускоряемого неуправляемыми глобальными угрозами, такими как: распространение ядерных вооружений, парниковый эффект и другие формы разрушения окружающей среды, международные конфликты, истощение природных ресурсов, быстро распространяющиеся эпидемии (например, ВИЧ). В 1991 г. Советский Союз распался, оставив в одиночестве США, как государство, владеющее титулом «сверхдержава». В конце XX – начале XXI в. мир, всё в большей степени взаимозависимый, столкнулся с угрозой, которая может быть предотвращена только общими усилиями. Некоторые учёные связывают её с переходом к планетарной фазе цивилизации. Всё больше и больше кажется, что мир должен либо исчезнуть, либо выжить как единое целое. Этот же век принёс невиданный прогресс в технологии, значительный рост продолжительности жизни и повышение жизненных стандартов для большей части человечества. Произошла глобализация – резко возрос торговый и культурный обмен [Википедия].
В науке в конце XX – начале XXI в. происходит четвертая глобальная революция. В ходе нее рождается новая постнеклассическая наука. Это период информации и глобализации: исследования космоса вышли за пределы Солнечной системы; была открыта структура ДНК, созданы антибиотики, разработаны генетически модифицированные организмы, с секвенированием генома человека и других животных связывают надежды на прорыв в области лечения множества заболеваний. Интенсивно развиваются нейробиология, экология, генетика, биоэтика. Для постнеклассического типа научной рациональности характерны понимание крайней сложности исследуемых процессов, использование междисциплинарных подходов, комплексное использованием многих методов исследования.
Для этого этапа развития естествознания характерно интенсивное применение научных знаний во всех сферах социальной жизни. Изменяется характер научной деятельности. Он определяется революцией в средствах хранения и получения знаний (компьютеризация науки, появление сложных и дорогостоящих приборных комплексов, которые обслуживают исследовательские коллективы и функционируют аналогично средствам промышленного производства). Наряду с дисциплинарными исследованиями на передний план все более выдвигаются междисциплинарные и проблемно-ориентированные формы исследовательской деятельности. Объектами современных междисциплинарных исследований все чаще становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием. Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта даже по сравнению с саморегулирующимися системами. Последние выступают особым состоянием динамики исторического объекта, своеобразным срезом, устойчивой стадией его эволюции. Сама же историческая эволюция характеризуется переходом от одной относительно устойчивой системы к другой системе с новой уровневой организацией элементов и самоорганизацией. Исторически развивающаяся система формирует с течением времени все новые уровни своей организации, причем возникновение каждого нового уровня оказывает воздействие на ранее сформировавшиеся, меняя связи и композицию их элементов (например, ЦНС). В естествознании первыми фундаментальными науками, столкнувшимися с необходимостью учитывать особенности исторически развивающихся систем, были биология, астрономия и науки о Земле. В них сформировались картины реальности, включающие идею историзма и представления об уникальных развивающихся объектах (биосфера, Метагалактика, Земля как система взаимодействия геологических, биологических и техногенных процессов). В последние десятилетия на этот путь вступила физика. Представление об исторической эволюции физических объектов постепенно входит в картину физической реальности, с одной стороны, через развитие современной космологии (идея «Большого взрыва» и становления различных видов физических объектов в процессе исторического развития Метагалактики), а с другой - благодаря разработке идей термодинамики неравновесных процессов и синергетики.
Начинает шире внедряться идеал исторической реконструкции, которая выступает особым типом теоретического знания, ранее применявшимся преимущественно в гуманитарных науках (истории, археологии, историческом языкознании). Образцы такого подхода можно обнаружить не только в дисциплинах, традиционно изучающих эволюционные объекты (биология, геология), но и в современной космологии и астрофизике: современные модели, описывающие развитие Метагалактики, могут быть расценены как исторические реконструкции, посредством которых воспроизводятся основные этапы эволюции этого уникального исторически развивающегося объекта. Для уникальных развивающихся систем требуется особая стратегия экспериментального исследования. Их эмпирический анализ осуществляется чаще всего методом вычислительного эксперимента на ЭВМ, что позволяет выявить разнообразие возможных структур, которые способна породить система.
Среди исторически развивающихся систем современной науки особое место занимают природные комплексы, в которые включен в качестве компонента сам человек. Примерами таких «человекоразмерных» комплексов могут служить медико-биологические объекты, объекты экологии, включая биосферу в целом (глобальная экология), объекты биотехнологии (в первую очередь генетической инженерии), системы «человек - машина» (включая сложные информационные комплексы и системы искусственного интеллекта). При изучении «человекоразмерных» объектов поиск истины оказывается связанным с определением стратегии и возможных направлений преобразования такого объекта, что непосредственно затрагивает гуманистические ценности. С системами такого типа нельзя свободно экспериментировать. В процессе их исследования и практического освоения особую роль начинает играть знание запретов на некоторые стратегии, потенциально содержащие в себе катастрофические последствия.
В этой связи трансформируется идеал ценностно-нейтрального исследования. Объективно истинное объяснение и описание применительно к «человекоразмерным» объектам не только допускает, но и предполагает включение аксиологических факторов в состав объясняющих положений. Возникает необходимость экспликации (выявления) связей фундаментальных внутринаучных ценностей (поиск истины, рост знаний) с вненаучными ценностями общесоциального характера. В современных программно-ориентированных исследованиях эта экспликация осуществляется при социальной экспертизе программ. Вместе с тем в ходе самой исследовательской деятельности с человекоразмерными объектами исследователю приходится решать ряд проблем этического характера, определяя границы возможного вмешательства в объект. Внутренняя этика науки, стимулирующая поиск истины и ориентацию на приращение нового знания, постоянно соотносится в этих условиях с общегуманистическими принципами и ценностями. Развитие всех этих новых методологических установок и представлений об исследуемых объектах приводит к существенной модернизации философских оснований науки.
Научное познание начинает рассматриваться в контексте социальных условий его бытия и его социальных последствий, как особая часть жизни общества, детерминируемая на каждом этапе своего развития общим состоянием культуры данной исторической эпохи, ее ценностными ориентациями и мировоззренческими установками. Осмысливается историческая изменчивость не только онтологических постулатов, но и самих идеалов и норм познания. Соответственно развивается и обогащается содержание категорий «теория», «метод», «факт», «обоснование», «объяснение».
В
онтологической составляющей философских
оснований науки начинает доминировать
«категориальная матрица», обеспечивающая
понимание и познание развивающихся
объектов. Возникают новые понимания
категорий пространства и времени (учет
исторического времени системы, иерархии
пространственно-временных форм),
категорий возможности и действительности
(идея множества потенциально возможных
линий развития в точках бифуркации),
категории детерминации (предшествующая
история определяет избирательное
реагирование системы на внешние
воздействия) [http://vsempomogu.ru/kse/365-16.html].
1 Деятельность – целенаправленная активность человека. В соответствии с целью выделяют всего 3 ее разновидности: игровая, учебная, профессиональная (трудовая).
2 Так, все физики принимают начала термодинамики, теорию относительности и квантовую теорию; все биологи принимают теорию эволюции Дарвина и законы Менделя; химики соглашаются с периодическим законом Менделеева и т.п.
3 Другими формами познания являются искусство, религия и философия.
4 Последнее условие нельзя абсолютизировать, иначе оно станет тормозом для развития науки.
5 Например, в течение длительного времени теории ботаники и зоологии описывали и классифицировали виды растений и животных; таблица химических элементов Д.И.Менделеева представляла собой систематическое описание и классификацию элементов.
6 Известный пример: в течение многих столетий утверждение «Все лебеди белы» считалось несомненной истиной. Однако, открыв Австралию, европейцы встретили там черных лебедей.
7 От рассматриваемого понятия метода следует отграничивать понятия техники, процедуры и методики научного исследования. Под техникой исследования понимают совокупность специальных приемов для использования того или иного метода, а под процедурой исследования – определенную последовательность действий, способ организации исследования. Методика – это совокупность конкретных приемов исследования.
8 Во времена Герона Александрийского (I в.н.э.) было замечено, что воздух расширяется, когда становится более теплым. Галилей развил мысль Герона и создал термоскоп – трубку с шариком на конце. Открытый конец трубки помещался в жидкость. Столбик жидкости в трубке опускался при согревании и расширении воздуха в шарике. Таким образом, изменение состояний тепла редуцируется к измерению длины столбика жидкости, и метрическое понятие температуры возникает как интерпретация теплоты в линейных мерах. Дальнейшая работа была проделана членами Флорентийской Академии опыта, и позже – Фаренгейтом, Реомюром и Цельсием, которые придали термометру его современный вид.
9 Так, при введении количественного понятия температуры были использованы различные предположения теоретического характера: что температура тела связана с его объемом; что объем тела изменяется прямо пропорционально изменению степени нагретости тела; что базисные точки шкалы соответствуют некоторой постоянной температуре и т.п.
10 Идея о том, что свет производит давление на освещаемые тела, была высказана И.Кеплером в XVII веке. Эта идея получила теоретическое обоснование и развитие в корпускулярной теории света И.Ньютона и волновой теории Х.Гюйгенса. В 1873 г. создатель электромагнитной теории Дж. К. Максвелл вычислил величину светового давления. Экспериментально его рассчеты подтвердил П.Н. Лебедев в 1907–1910 г. Трудности, связанные с исключением всех побочных эффектов, были в данном случае столь велики, что на их преодоление у Лебедева ушло более трех лет. Цель эксперимента, которая, с точки зрения теории, состояла в обнаружении и измерении светового давления, непосредственно ставилась как обнаружение и измерение закручивания освещаемого подвеса с зеркальным и черным "крылышком". Непосредственный результат эксперимента состоял в обосновании эмпирического суждения: "Подвес закручивается". Теоретическое осмысление эмпирического результата позволило сформулировать и такой результат: "Световое давление существует".
11 Биолог, статистик и физик выиграли Грант $100 000 на разработку способа предсказания победителя на скачках. Пришло время отчитываться. Биолог разработал таблицу, по которой можно предсказать коня-победителя, зная физические данные коней. Статистик построил регрессию, по которой можно предсказать коня-победителя, зная результаты предыдущих забегов. Физик построил модель для оценки скорости пробега сферического коня в вакууме и попросил еще $1 000 000 на "эмпирическую интерпретацию теоретических величин".
12 Гипотеза (от греч. hypothesis основание, предположение) – научное предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо явления и требующее проверки на опыте, а также теоретического обоснования для того, чтобы стать достоверной научной теорией.
13 Научная теория (от греч. theoria наблюдение, исследование) – сложное многоаспектное явление, которое включает: 1) обобщение опыта, общественной практики, отражающее объективные закономерности развития природы и общества; 2) совокупность обобщенных положений, образующих какую-либо науку или ее раздел.
14 При выборе темы важно уметь отличать научные проблемы от псевдопроблем (мнимых, ложных проблем), связанных обычно с недостаточной информированностью научных работников.
15 … например, субъективный фактор (внутренние условия). Любой из участников испытания, невольно или преднамеренно, может исказить данные и повлиять тем самым на результат исследования.
16 «Ибо природа совершает переход от безжизненных объектов к животным с такой плавной последовательностью, поместив между ними существа, которые живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва можно заметить различия» (Аристотель).
17 Долгое время считалось, что за вскрытие трупов, при котором однажды погиб человек, находившийся в летаргии, Везалий был приговорён к смерти, но, благодаря заступничеству испанского короля Филиппа II, ее заменили паломничеством. Современные историки считают этот рассказ выдумкой [Википедия].
18 Систематическая средневековая философия, сконцентрированная вокруг университетов и представляющая собой синтез христианского (католического) богословия и логики Аристотеля.
19 “Ты заставишь своего ученика срисовывать эти великолепные бедренные кости... Когда ты нарисуешь и хорошо закрепишь эти кости в твоей памяти, то начнешь рисовать ту, которая помещается между двух бедер; она прекрасна и называется крестец... Затем ты будешь изучать спинной хребет, который называют позвоночным столбом. Он опирается на крестец и составлен из двадцати четырех костей, называемых позвонками... Тебе доставит удовольствие рисовать эти кости, ибо они великолепны.” (Бенвенуто Челлини)
20 «На африканских берегах водится множество обезьян, которые подражаниями человеческим движениям доставляют великое удовольствие знатным особам». (Пигафетти, 1598)
21 Интересно, что дед Чарльза Дарвина – Эразм Дарвин (врач, натуралист, изобретатель и поэт), – был основателем ряда из них: Философского общества Дерби, Личфилдского ботанического общества, Лунного общества.
22 Имерсионный метод микроскопического наблюдения – это введение между объективом микроскопа и рассматриваемым объектом жидкости (чаще масла) для усиления яркости, расширения пределов увеличения, снижения аберраций. Оптические параметры объектива связаны с показателем преломления иммерсионной жидкости, который, естественно, отличается от такового воздушной среды. Поэтому иммерсионные объективы обычно не используют «всухую». Интересно, что впервые об использовании иммерсионных жидкостей в микроскопии упоминал еще Р. Гук в «Микрографии» (1678 г.)
23 Микротом – инструмент для приготовления срезов биологической ткани для оптической микроскопии толщиной 1-50 микрон или даже 10-100 нм (ультрамикротом). Обычно образец ткани после предварительной подготовки заливается в парафин или моментально замораживается при -78 – -196 С (для удаления из ткани воды, которая вызывает разрушение образца), после чего закрепляется в микротоме (или криомикротоме) и режется металлическим, стеклянными или алмазным ножом.
24 Академик Петербургской академии наук, президент Русского энтомологического общества, один из основателей Русского географического общества.
25 Автор гуморальной теории иммунитета, оспариваемой Мечниковым и принесшей Нобелевскую своему автору в 1908 .
26 В противоположность Линнею, отстаивавшему в своей классификации мысль о постоянстве видов, Бюффон высказывал прогрессивные идеи об изменяемости видов под влиянием условий среды (климата, питания и т.д.).
27 Величайшие его заслуги относятся к области сравнительной анатомии. Любимым предметом его изучения была естественная история человека, и он первый установил деление на 5 человеческих рас. Всемирною известностью пользуются его коллекции черепов (1790–1828), заложившие основу краниологии.
28
