Исторические этапы становления естествознания.

- Донаучный этап развития. 1. Первый этап – натурфилософический или античный. 2. Второй этап – эмпирический или аналитический. 3. Третий этап – синтетический или современный. 4. Четвертый этап – интегральный.

1. Первый этап – натурфилософический или античный. Заложены первоосновы научно-теоретического метода познания мира (доказательность, аргументированность) и разделения наук; – Стихийно-материалистические и/или телеологические воззрения на структуру и развитие органического мира; – Доминирование взглядов об истоках многообразия вещей и явлений из некой первоматерии; – Сформулирована идея естественного происхождения живого, вечности, неизменности и неуничтожимости мира; – Представлены первичные теории атомистического строения вещества и сформулированы космологические идеи строения мира. ПРЕДСТАВИТЕЛИ: Фалес, Анаксимен, Анаксимандр, Гераклит, Демокрит, Аристарх Самосский, Птолемей, Платон, Аристотель и др.

2. Второй этап – эмпирический или аналитический. – Преобладание эмпирических знаний над теоретическими; – Тенденция к возрастающей дифференциации естественных наук на более узкие специализированные области научного познания; – Установление статичности, неизменности природных явлений во времени, вне эволюции и вне связи их друг с другом; – Отсутствие систематизации научных знаний, целостности в понимании природных явлений и эволюционизма в их развитии. ПРЕДСТАВИТЕЛИ: Ф. Бэкон, Н. Коперник, И. Кеплер, Г. Галилей, И. Ньютон, Р. Декарт и др.

3. Третий этап – синтетический или современный. 4. Четвертый этап – интегральный.

– Диалектическо-материалистическое понимание окружающего мира; – Синтез эмпирического и теоретического познания; – Формирование целостности, структурированности познания и принципов эволюционизма – Создание современной научной картины мира. ПРЕДСТАВИТЕЛИ: М.В. Ломоносов, А.М. Бутлеров, Д.И. Менделеев, Н. Карно, Г. Гельмгольц, Р. Клаузис, У. Томсон, М.Фарадей, Дж.К. Максвелл, Т. Шванн, М. Шлейден, Я.Э. Пуркинье, К. Линней, Ч. Дарвин, Мальпиги, Гарвей, А. Левенгук, А. Беккерель, В. Рентген, С. Кюри и П. Кюри, М. Планк и др.

Научная картина мира – теоретизированная система научного понимания внешнего мира, включающая особую форму систематизации знаний, качественное их обобщение и мировоззренческо-методологический синтез различных научных теорий.

Классификация НКМ

Согласно научным областям	Согласно научным воззрениям	Согласно физическим постулатам
Физическая Биологическая Химическая Астрономическая и т.д.	Термодинамическая Эволюционистская Системная Информационно-кибернетическая Синергетическая и т.д.	Механистическая Атомистическая Электромагнитная Релятивистская Квантово-механическая

• Само понятие «научная картина мира появилось в естествознании и философии в конце 19 в., однако специальный, углубленный анализ его содержания стал проводиться с 60-х годов 20 века. И, тем не менее, до сих пор однозначное толкование этого понятия не достигнуто. Дело в том, что само это понятие несколько размыто, занимает промежуточное положение между философским и естественнонаучным отражением тенденций развития научного познания. Так существуют общенаучные картины мира и картины мира с точки зрения отдельных наук, например, физическая, биологическая…, или с точки зрения каких-либо господствующих методов, стилей мышления - вероятностно-статистическая, эволюционистская, системная, информационно-кибернетическая, синергетическая и т.п. картины мира. В то же время, можно дать следующие объяснение понятия научной картины мира. (НКМ).

• Научная картина мира включает в себя важнейшие достижения науки, создающие определенное понимание мира и места человека в нем. В нее не входят более частные сведения о свойствах различных природных систем, о деталях самого познавательного процесса. При этом НКМ не является совокупностью общих знаний, а представляет собой целостную систему представлений об общих свойствах, сферах, уровнях и закономерностях природы, формируя, таким образом, мировоззрение человека.

• В отличие от строгих теорий НКМ обладает необходимой наглядностью, характеризуется сочетанием абстрактно-теоретических знаний и образов, создаваемых с помощью моделей.

• Особенности различных картин мира выражаются в присущих им парадигмах.

• Парадигма (<греч. – пример, образец) – совокупность определенных стереотипов в понимании объективных процессов, а также способов их познания и интерпретации.

• Таким образом, можно дать следующее определение НКМ.

• НКМ – это особая форма систематизации знаний, преимущественно качественное их обобщение, мировоззренческий синтез различных научных теорий.

Специфика естественных, гуманитарных, математических наук

Уровень науки	Естествознание	Гуманитаристика	Математика
Высказывания (лингвистический уровень)	Предложения о явлениях природы и чувствах, фиксирующих положение дел	Предложения о поступках людей, их ценностях и чувствах
Мысли (когнитивный уровень)	Понятия (описательные)	Ценности
Чувства (перцептуальный уровень)	Чувства, фиксирующие положение дел	Эмоции, связанные с поступками
Изучаемые явления	Природные явления	Поступки людей

Некоторые этапы развития естествознания.

Основные представления натурфилософии.

Древнегреческая натурфилософия была основана на концепции единства всего сущего, то есть 1) на идее о происхождении всех вещей из какого-то единого начала (например, воздуха, воды, огня и т. п.) и 2) на идее о всеобщей одушевленности материи. Натурфилософия (философия природы) отличалась непосредственным созерцанием окружающего мира как единого целого и умозрительными выводами из этого созерцания.

Механистическая картина Мира

(механистическая концепция)

Механистическая концепция берет свое начало примерно с конца XVI в. и связана с именами таких естествоиспытателей и ученых, как Леонардо да Винчи (1452-1512) – художник и естествоиспытатель, Николай Коперник (1473-1543) - польский астроном (создал гелиоцентрическую картину Мира), Джордано Бруно (1548-1600) – итальянский естествоиспытатель (создал учение о множественности миров, отрицал наличие центра Вселенной, отстаивал тезис о бесконечности Вселенной).

Но все же создание этой концепции в наибольшей степени связано с именами Галилео Галилей (1564-1642) – основоположником экспериментального метода исследования природы (он заложил основы механистического естествознания и доказал справедливость гелиоцентрической системы), Иоганн Кеплер (1571-1630) – немецким математиком и астрономом, который установил три закона движения планет относительно Солнца, и Исаак Ньютон (1643-1727) – физиком и математиком. Основные законы динамики (движения) и закон всемирного тяготения Ньютон сформулировал в своей монографии «Математические начала натуральной философии» (1687), которая явилась фактическим завершением построения механистической концепции. И. Ньютон является создателем классической механики.

В настоящее время предметом изучения классической механики являются движения любых материальных тел (кроме элементарных частиц), совершаемые со скоростями, много меньшими скорости света.

Характерные особенности механистической картины Мира:

1) Для описания механического движения необходимо и достаточно знать координаты тела, его скорость и уравнение его движения в некоторый момент времени. При этих условиях можно всегда точно определить положение тела в любой другой момент времени (то есть как в прошлом, так и в будущем).

2) Большинство закономерностей, наблюдаемых в природе, могут быть сведены к механическому движению, а всю окружающую человека среду можно представить глобальной системой, будущее состояние которой может быть однозначно определено ее предшествующим состоянием.

3) Движение представляет собой простое механическое перемещение, а законы движения являются фундаментальными законами мироздания.

4) Тела движутся равномерно и прямолинейно, а причиной отклонения от такого движения является действие на них внешней силы, которая связана с одним из свойств движения тела, называемым инерцией.

5) Взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, то есть воздействие может передаваться в пустом пространстве и с бесконечно большой скоростью; это проявляется в так называемом принципе дальнодействия. Принцип дальнодействия, который впервые ввел Декарт (1596-1650), означает, что если одно тело действует на другое, то это второе тело испытывает воздействие в тот же момент. Причем гравитационное взаимодействие макротел, то есть притяжение, относительно слабое (в энергетическом отношении) и его часто трудно измерить.

6) Все механические процессы подчиняются принципу детерминизма (причинности), то есть из картины Мира исключается случайность.

7) Механистической концепции соответствует дискретная (или корпускулярная) модель реальности. Это означает, что материя представляет собой вещественную субстанцию, состоящую из атомов или корпускул, которые абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы и характеризуются наличием массы.

8) Пространство трехмерно, постоянно и не зависит от свойств материи; время также не зависит ни от пространства, ни от материи; пространство и время непосредственно не связаны с движением тел, то есть имеют абсолютный характер.

9) И макромир, и микромир подчиняются одним и тем же механическим законам, что также означает универсальность механистической концепции.

Электромагнитная картина Мира

(электромагнитная концепция)

Электрические и магнитные явления были известны давно, еще в древние века. Однако взаимосвязь между этими физическими явлениями была установлена только в XIX веке в результате работ таких естествоиспытателей, как датчанин Эрстед (1777-1851) и англичане М. Фарадей (1791-1867) и Дж. Максвелл (1831-1879) и др. –создатели классической электродинамики.

Особенности электромагнитной концепции можно охарактеризовать следующим образом.

1) Электромагнитные представления позволили предложить полевую (или непрерывную) модель реальности. Это означало, что:

• материя – это единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами, являющимися электрическими зарядами и волновыми движениями в этом поле;

• окружающая природная среда – это электродинамическая система, построенная из электрически заряженных частиц, которые взаимодействуют между собой посредством электромагнитного поля.

2) Возникновение (или изменение) электрического поля ведет к появлению (или к изменению) магнитного поля, и наоборот.

3) Передача энергии полем происходит от точки к точке непрерывно и с конечной скоростью, что проявляется в принципе близкодействия: взаимодействие электрических зарядов происходит не мгновенно, то есть каждая электрически заряженная частица создает электрическое поле, действующее на другие частицы не в тот же момент, а спустя некоторое время. Таким образом, взаимодействие передается через посредника, которым является электромагнитное поле, что и выражается в принципе близкодействия.

4) Движение представляет собой распространение колебаний в пространстве и во времени, которые описываются законами электродинамики.

5) Вся окружающая человека среда пронизана электромагнитными волнами, свойства которых обусловлены диапазонами их длин и частот.

6) Электромагнитная концепция предполагает относительность пространства и времени, так как они непосредственно связаны с процессами, происходящими в электромагнитном поле.

Краткая характеристика основ современной естественнонаучной картины Мира

Естественнонаучная картина Мира представляет собой единую и целостную систему принципов, правил и законов, которым подчиняется поведение объектов природы и в соответствии с которыми происходят различные процессы, явления и изменения свойств материальных объектов.

Современная естественнонаучная картина Мира построена на результатах исследований математических, физических, химических, биологических наук и наук о Земле, получивших наиболее глубокое развитие в ХХ столетии и которые схематично можно охарактеризовать следующим образом.

1) Теоретические и экспериментальные исследования строения вещества (в основном открытие электрона, ядра атома и элементарных частиц; строение атомов и молекул, их физико-химические свойства).

2) Создание специальной и общей теории относительности Эйнштейна (представления об относительном характере пространства и времени, а также об относительном характере всех видов движения; установление связи между свойствами движущихся материальных тел и скоростью их движения; установление взаимосвязи между энергией и массой физической системы, а также зависимости свойств пространства от наличия в нем физических систем).

3) Создание квантовой механики и развитие квантовых представлений в разных направлениях физических и химических наук (квантовая электродинамика, квантовая оптика и спектроскопия, квантовая теория твердого тела, квантовая химия), создание на их основе новых методов и приборов, например, квантовых оптических генераторов – лазеров и мазеров и т. д.

4) Разработка концепции непрерывно-дискретных (непрерывно-корпускулярных) свойств материи, включая современную теорию строения атома и теорию корпускулярно-волнового дуализма света и микрочастиц, создание на их основе принципиально новых физических методов исследования (кристаллография, электронография, нейтронография).

5) Развитие учения о химических процессах; создание теории цепных химических реакций; установление связи между кинетикой, строением, реакционной способностью и свойствами исходных реагентов и конечных продуктов; создание и развитие теории и практики химии и физики высокомолекулярных соединений.

6) Открытие явления радиоактивности и построение теории цепных ядерных и термоядерных реакций (ядерные установки, атомные электростанции, атомное и водородное оружие и т. п.).

7) Развитие методов теоретической и прикладной математики (кибернетика, электронно-вычислительные машины, компьютеры, новые информационные технологии).

8) Развитие биологических наук (молекулярная, генетическая, эволюционная и космическая биология; изучение свойств, строения, структуры и функций биополимеров; установление механизма процессов обмена веществ и передачи наследственной информации; создание новых биотехнологий и методов генной инженерии; термодинамическая теория эволюции живых существ и т. д.).

9) Наука об окружающей природной среде (законы, принципы и правила общей и прикладной экологии; разработка концепции единства неживой и живой природы).

10) Новые теоретические исследования и экспериментальные данные в области изучения Земли (модели происхождения Земли, методы определения ее строения и возраста, особенности механизма эволюции Земли).

11) Создание принципиально нового междисциплинарного научного направления – синергетики, в основе которого лежит принцип самоорганизации в неживой и живой природе.

Терминология и пр.

Концепция – определенный способ понимания, основная точка зрения.

Есть несколько определений науки:

Наука - сфера деятельности человека, функция которой состоит в выработке и систематизации объективных знаний о действительности.

Наука – особая система знаний, включающая в себя методы познания мира и способы мышления (умозаключения, концепции, законы), развивающиеся как по мере развития самой науки, так и всей человеческой цивилизации

Цель науки – благоденствие человечеству (Г. Лейбниц) (1646-1716 г.г.)

Задачи науки– формирование теоретической и методической основ для практической деятельности людей и развития материального производства

(Ф. Бэкон)(1561-1626 г.г.)

Функции науки:

- теоретико-познавательная;

- логическая;

- методологическая;

- практическая;

- мировоззренческая

Формы познания окружающего мира

Обыденное знание	Научное знание
– неспециализированная познавательная деятельность человека в процессе его жизнедеятельности, продуктом которой является жизненно-практический опыт	– вид познавательной деятельности, включающий постоянно развивающиеся системы знаний, связанные с открытием новых законов и научных теорий
1. Объект рассматривает в совокупности	1. Объект рассматривается на эмпирическом и теоретическом уровнях
2. Для фиксации объектов и их состояний использует средства естественного (разговорного) языка	2. Для фиксации объектов и их состояний разрабатывает комплекс специфических терминов
3. В процессе познания применяет обычные методы: созерцание, умозаключения и выводы	3. В процессе познания использует специальные средства
4. Достоверность полученных знаний устанавливает только опытническо-практической деятельностью (производством)	4. Достоверность полученных знаний устанавливается специфическими средствами проверки на истинность (эксперимент, модели)
5. Не требует особой подготовки	5. Требует особой теоретической, практической, методологической подготовки

Важнейшие черты научных знаний

1. Новизна 2. Незавершенность 3. Объективность 4. Эмпирическая и теоретическая воспроизводимость 5. Согласованность и целостность 6. Внутренняя непротиворечивость и внешняя оправданность 7. Операциональность 8. Общедоступность и универсальность

Основные способы научного познания

Эмпирическое познание	Теоретическое познание
Предмет – реальные объекты мира, процессы, явления, события, происходящие в них Средства – непосредственное взаимодействие исследователя с изучаемым объектом в форме наблюдения или эксперимента Результат – простые причинные и необходимые связи	Предмет – идеализированные модели Средства – мысленные эксперименты и логические выводы Результат – сложные существенные и закономерные связи

Методология – это область знания, занимающаяся изучением методов, оценкой их эффективности, сущности и применимости в процессе научного исследования

Первая группа методов – всеобщие методы: метафизический и диалектический

Вторая группа методов – общенаучные методы: эмпирические и теоретические

Третья группа методов – частнонаучные

Всеобщие методы познания: метафизические и диалектические

Анализ/Синтез

Анализ (от греч. – разложение) – расчленение предмета или явления на его составные, простые части.

Синтез (от греч. – соединение, составление) – соединение частей предмета или явления в целое, рассмотрение предмета в единстве

Индукция/Дедукция

Индукция от лат. «induction» – наведение – способ рассуждения от частного к общему, от фактов к обобщению

Дедукция (от лат. «deductio» – выведение) – способ рассуждения от общего к частному, от общих положений к частным выводам

Общенаучные методы познания

Эмпирические

Наблюдение – целенаправленное, организованное восприятие предметов и явлений Сравнение – выявление сходства и различий в изучаемых объектах Измерение – определение численного значения величины посредством единиц измерения

Эксперимент – преобразующее воздействие на изучаемый объект Моделирование – изучение объекта в искусственных условиях (моделях)

Теоретические

Исторический метод – описание фактической истории развития объекта Логический метод – мысленная реконструкция истории развития объекта Абстрагирование – мысленная фиксация одного из качественных свойств изучаемого объекта

Идеализация – формирование некой абстракции, фантазии и воображения, фиксирующих свойства объекта