Оглавление
Введение………………………………………………………………………………...4
1.Методология науки естествознания……………………………………………….5
1.1. Классификация наук по предмету исследования. Содержание понятия естествознания………………………………………………………………………….5
1.2. Природа, как единый объект исследования естествознания……….……….6
1.3 Тенденции развития современного естествознания……………...…………. 6
1.4. Структура естественнонаучного познания……………………………………7
1.5. Модели и закономерности развития естествознания………………………...7
2. Этапы развития естествознания………………………………………………….8
2.1. Понятие естественнонаучной картины мира………………………………….8
2.2. Античная наука…………………………………………………………………....9
2.3. Новое время - эпоха создания естествознания (XVI -XVIII вв.н.э.)……..12
2.3.1. Физика и классическая механика…………………………………………...13
2.3.2. Механика Галилея……………………………………………………………..14
2.3.3 Физическая теория И. Ньютона……………………………………………...16
2.3.4. Следствия механики Галилея –Ньютона…………………………………...17
2.3.5. Физическая теория И. Ньютона……………………………………………...17
3. Электромагнитная картина мира…………………………………………….....20
3.1. Кратко об истории изучения магнетизма…………………………………….20
3.2. Исследование электрической силы…………………………………………....22
3.3. Понятие физического поля……………………………………………………..23
3.4. Основные понятия и принципы электромагнетизма……………………….24
3.5. Специальная теория относительности (СТО)………………………………..26
3.6. Следствия ОТО…………………………………………………………………...27 4.0Основные представления и принципы квантово-полевой картины Мира.31
4.1. Основные открытия в физике на рубеже XIX – XX вв……………………..31
4.2. Гипотеза М. Планка……………………………………………………………..33
4.3. Квантовая механика……………………………………………………………..35
4.4. Современная квантовая теория………………………………………………..38
4.5. Протонно-нейтронная модель атома………………………………………….40
4.6. Модели объяснения сил физического взаимодействия в атоме…………...42
4.7. Фундаментальные взаимодействия и силы в природе……………………..47
5. Современные концепции происхождения Вселенной………………………...48
5.1. Модели и концепции происхождения Вселенной…………………………....48
5.2. Нерелятивистские модели эволюции Вселенной…………………………....49
5.3. Релятивистские модели Вселенной……………………………………………53
6. Современные концепции химии………………………………………………....60
6.1. Предмет познания химической науки и ее проблемы………………………60
6.2. Методы и концепции познания в химии……………………………………...61
6.3. Проблемы элементарного и молекулярного состава и их решение………62
6.4.Проблемы и решения на уровне структурной химии……………………….63
6.5. Учение о химических процессах……………………………………………….63
6.6. Эволюционная химия…………………………………………………………...64
6.6.1. пути освоения каталитического опыта живой природы………………....64
6.6.2. Решение проблемы самоорганизации предбиологических систем……...65
6.6.3 Общая теория химической эволюции и биогенеза А.П.Руденко………....65
7. Особенности биологического уровня организации материи………………...65
7.1. Предмет биологии………………………………………………………………..66
7.2. Сущность живого………………………………………………………………...67
7.3. Структурные уровни живого…………………………………………………...68
7.3.1. Молекулярный уровень……………………………………………………....69
7.3.2. Клеточный и субклеточный уровни………………………………………..74
7.3.3. Организменный и органно-тканевый уровни……………………………..75
7.3.4. Популяционно-видовой……………………………………………………….78
7.3.5. Уровень биогеоценозов………………………………………………………..79
7.4. Концепции происхождения жизни……………………………………………..80
8. Биосфера, климат и строение земли……………………………………………...87
8.1. Планета Земля -третья планета Солнечной системы……………………….87
8.2. Концепции и теории происхождения и эволюции Земли…………………...92
8.3. Теория литосферных плит………………………………………………………95
8.4. Гипотезы образования Земли…………………………………………………...96
8.5. Концепция происхождения Луны………………………………………………96
8.6. Климат Земли……………………………………………………………………..97
Список литературы…………………………………………………………………...99
Введение
Научное естествознание, будучи сложнейшей совокупностью наук о природе, является одним из важнейших достижений человечества. Выработанные в процессе длительной эволюции способы, методы и приемы познания позволяют овладеть современной естественнонаучной картиной мира, синтезировать в единое целое так называемые гуманитарную и естественнонаучную культуры. К первой относятся философия, история, литература, искусство, религия... Ко второй - физика, химия, биология, география...
Одной из основных проблем, с которыми приходится иметь дело любому человеку на протяжении всей жизни, является проблема взаимопонимания. Оказывается чрезвычайно сложным поставить себя на место другого человека, понять ход его мысли, понять его ассоциации. Поэтому неслучайным является включение гуманитарных дисциплин в программы естественнонаучных и технических ВУЗов, поэтому так же важно сообщить гуманитариям основные сведения из естественных наук, показать, что привлекает внимание "естественников" и дать понять особенности хода мысли этих "естественников", основанного на концепциях современного естествознания.
Усвоение, даже в общем виде, основных принципов и методов исследования, применяемых в современном естествознании, дает возможность формировать у будущих специалистов естественнонаучный способ мышления. Целостное мировоззрение. Что поможет им лучше овладеть профессией.
Многие исследования в области естествознания приобретают значение общенаучных и широко применяются в общественных и гуманитарных областях знаний. Основы универсального эволюционизма, системного метода, синергетики, иерархичности, антропогенного и других принципов исследования способствуют более эффективному их изучению.
Картина мира, рисуемая современным естествознанием, необыкновенно сложна и проста одновременно. Сложна, так как включает в себя не согласующиеся со здравым смыслом классических научных представлений идеи корпускулярно-волнового дуализма квантовых объектов, внутренней структуры вакуума, виртуальных частиц и др.
Проста, по ведущим построениям и организации современного научного знания (системность, глобальный эволюционизм, самоорганизация, историчность).
Так, эффект системности обнаруживается в появлении у целостной системы новых свойств, возникающих в результате взаимодействия ее элементов (атомы водорода и кислорода после объединения образуют молекулы воды с совершенно иными свойствами). Другой важной характеристикой системной организации является иерархичность, субординация – последовательное включение систем нижних уровней в системы все более высоких уровней.
Системный способ объединения элементов любой системы выражает их принципиальное единство: каждый элемент любой системы связан со всеми элементами всех возможных систем ( например, человек – биосфера – планета Земля – Солнечная система – галактика и т.д.). В связи с этим особую актуальность приобретает проблема соотношения части и целого.
Всякая система характеризуется особыми целостными, интегративными свойствами, которых нет у ее компонентов. Отсюда попытки понять целое путем сведения его к анализу частей оказываются несостоятельными, так как игнорируется синтез, который играет решающую роль в возникновении системы. Наиболее актуальными эти вопросы становятся при рассмотрении социальных систем, внутреннего духовного мира человека.
Понимание места и роли человека в целостном процессе развития общества, влияния общества на разных уровнях своей иерархии на формирование самого человека, учет особенностей всех взаимосвязей, использование современных научных методов, позволяет молодым специалистам правильно и продуктивно применять свои знания при решении профессиональных задач.
Поскольку современное естествознание носит плюралистический характер, поскольку искать абсолютные истины и применять категорические суждения в науке – дело и бесполезное, и вредное. Естествознание стремится отразить объективные особенности развивающегося мира, незавершенность и открытость процесса решения проблем современности.
Методология науки естествознание.
1.1. Классификация наук по предмету исследования. Содержание понятия естествознания.
По предмету исследования все науки делятся на естественные, гуманитарные и технические.
Рис. 1. Классификация наук
Естествознание — это наука о Природе как единой целостности.
Естествознание — это совокупность наук о Природе, рассматриваемых как единое целое.
Естествознание является важнейшим разделом современной науки. Единство, целостность естествознанию придает лежащий в основе всех естественных наук естественнонаучный метод.
Гуманитарные науки — это науки, изучающие законы развития общества и человека как социального, духовного существа. К ним относятся история, право, экономика и другие аналогичные науки. В отличие, например, от биологии, где человек рассматривается как биологический вид, в гуманитарных науках речь идет о человеке как творческом, духовном существе.
Технические науки — это знания, которые необходимы человеку для создания так называемой «второй природы», мира зданий, сооружений, коммуникаций, искусственных источников энергии и т. д. К техническим наукам относятся космонавтика, электроника, энергетика и ряд других аналогичных наук. В технических науках в большей степени проявляется взаимосвязь естествознания и гуманитарных наук. Создаваемые на основе знаний технических наук системы учитывают знания из области гуманитарных и естественных наук. Во всех науках, о которых говорилось выше, наблюдается специализация и интеграция. Специализация характеризует глубокое изучение отдельных сторон, свойств исследуемого объекта, явления, процесса. Например, юрист может посвятить всю свою жизнь исследованию проблем развития уголовного права. Интеграция характеризует процесс объединения специализированных знаний из различных научных дисциплин. Сегодня наблюдается общий процесс интеграции естествознания.
Природа, как единый объект исследования естествознания.
Естествознание традиционно подразделяют на физику, химию, биологию, астрономию, геологию и др. Физики имеют дело не только со всевозможными материальными телами, но и с материей вообще. Химия изучает различные вещества. Предмет исследования биологии – живые организмы. Астрономия – наука о Вселенной. Она изучает движение небесных тел, их природу, происхождение и развитие. Важнейшими разделами астрономии являются космология и космогония.
Физика, химия, биология как важнейшие части естествознания отличаются друг от друга по изучаемым формам движения материи (физической, химической, биологической).
Следует отметить, что такое деление условно. Дело в том, что сама Природа едина, она не знает наук, изобретенных человечеством для ее познания. Очень часто в центре исследования самых разнообразных естественных наук стоит всего одно какое-нибудь природное явление, которое изучается с разных точек зрения, с позиций разных естественных наук. Каждая из наук может «поставлять» лишь часть специальных знаний об изучаемом сложном явлении. Истинное же знание об изучаемом предмете как едином целом может быть получено при объединении этих специальных представлений, поиске точек пересечения разных наук, установления взаимосвязи между отдельными открытиями и поиске первоначальных причин явления.
Единство объектов исследования приводит к тому, что появляются новые междисциплинарные науки. Междисциплинарные науки это новые науки , стоящие на стыке нескольких традиционных естественных наук. Среди них – биофизика, физическая химия, физико-химическая биология, геохимия и т.д
Тенденции развития современного естествознания.
Интеграция науки, появление новых смежных дисциплин в естествознании – все это знаменует собой нынешний этап развития науки. С точки зрения истории науки человечество в своем познании Природы прошло три стадии и вступает в четвертую.
На первой из них сформировались общие представления об окружающем мире как о чем-то целом, едином. Появилась так называемая натурфилософия, которая была вместилищем идей и догадок. Так продолжалось до XV столетия.
С XV-XVI веков началась аналитическая стадия, т.е. расчленение и выделение частностей, приведших к возникновению и развитию физики, химии и биологии, а также целого ряда других, более частных естественных наук.
Наконец, в настоящее время делаются попытки обосновать принципиальную целостность всего естествознания и ответить на вопрос: почему именно физика, химия, биология и психология стали основными и как бы самостоятельными разделами науки о Природе?
Происходит также и дифференциация науки, т.е. создание узких областей какой-либо науки, однако, общая тенденция, характерная для современного естествознания, тенденция интеграции наук. Поэтому последнюю стадию
(четвертую) начинающую осуществляться, называют интегрально-дифференциальной. В настоящее время нет ни одной области естественнонаучных исследований, которые относились бы исключительно к физике, химии или биологии в чистом виде. Все эти науки «пронизаны» общими для них законами Природы.
Структура естественнонаучного познания.
Большую роль в научном познании играет научный метод. Метод – это совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Метод оптимизирует деятельность человека, позволяет выполнять ее наиболее рациональными способами. Понятие методов тесно связано с понятие методологии.
Методология – наука о закономерностях, которым подчиняется метод, о происхождении, сущности методов, их эффективности.
Научный метод – это способ организации средств познания для достижения научной истины. Он рационализирует и оптимизирует научное знание. Научный метод выступает и как форма опосредования познания и практики, так как объединяет теорию и практику, аккумулируя обобщенный практикой исторический опыт познания мира. Такой опыт и позволяет методу направлять процесс познания построение научных теорий.
В естествознании используются разные приемы и методы познания: наблюдение, описание, измерение, эксперимент, индукция, дедукция, анализ, синтез и т.д. Обычно методы подразделяют на эмпирические и теоретические.
К эмпирическим относятся: наблюдение, эксперимент, описание, измерение. На эмпирическом уровне познания складываются основные формы знания – научный факт и закон. Закон – это высшая цель эмпирического уровня познания. Он отражает устойчивое, повторяющееся в явлении.
К теоретическим методам относятся все способы организации знания, которые обеспечивают создание, построение и разработку научной теории. Сюда относится теория, ее элементы и составные части: абстракции, идеализации, мысленное моделирование, гипотезы и т.д. Теория – высшая форма познания. Она позволяет получать знания об объекте не вступая с ним в непосредственный контакт.
Для понимания единства естественнонаучного и гуманитарного знания особое значение имеют междисциплинарные методы исследования. Речь идет о системном методе, концепции самоорганизации и общей теории информации.
Системы, встречающиеся в природе и обществе, имеют разное строение и характеризуются различными признаками. Среди них следует выделить иерархически организованные системы, которые содержат в своем составе подсистемы разной степени общности и автономности.
Для понимания процессов эволюции исключительно важное значение приобретают исследования, проводимые в рамках новой концепции самоорганизации, которая была названа синергетикой. Результаты, полученные в этой области, показывают, что при наличии определенных условий процессы самоорганизации могут происходить и в системах неорганической природы, что раннее отрицалось. Опираясь на эту концепцию, можно весь мир рассматривать как самоорганизующуюся гиперсистему, что позволит лучше понять современную естественнонаучную картину.