- •Концепции современного естествознания
- •100 Экзаменационных ответов
- •Под редакцией профессора си. Самыгина
- •1. Предмет учебной дисциплины
- •Раздел I
- •2. Чем объясняется всеобщий характер законов природы?
- •3. Проблема двух культур — естественнонаучной и гуманитарной
- •5. Естественнонаучные картины мира
- •Раздел II История естествознания
- •6. Возникновение классической науки
- •7. Механистическая картина мира
- •8. Предпосылки научной революциив естествознании на рубежеXix—XX вв.
- •9. Специфика неклассического естествознания
- •10. Особенности развитияестествознания в современных
- •Раздел III Элементы современной физики
- •11. Роль концепции научной парадигмы при анализе развития естествознания
- •12. В чем преимущества концепции научно-исследовательских программ при анализе динамики развития науки?
- •13. Содержание понятия физической исследовательской программы
- •14. Какие типы физическихисследовательских программ имениместо в ходе развитияестествознания?
- •15. Основные концепциимеханистической исследовательскойпрограммы
- •1. Концепция использования математики как языка физической науки.
- •2. Концепция пространственно-временных отношений в природе.
- •5. Детерминированность поведения физического объекта (строгая, однозначная причинно-следственная связь между конкретными состояниями объекта). Обратимость всех физических процессов.
- •17. Отличия инерциальныхи неинерциальных систем отсчета. Принцип инерции
- •18. Принцип относительности Галилея
- •19. Понятие состояния физическойсистемы.
- •20. «Лапласовский» детерминизм
- •С философской точки зрения
- •Взаимоотношения категорий
- •Необходимости и случайности
- •21. Основные принципы
- •22. Сформулируйте принцип
- •Дальнедействия и принцип
- •Близкодействия. Роль концепции
- •Эфира в формировании понятия поля
- •23. Предпосылки возникновения специальной теории относительности Эйнштейна
- •24 Постулаты специальной теории относительности. Выводы из анализа преобразований Лоренца
- •1. Принцип относительности: все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
- •2. Принцип постоянства скорости света: скорость света в пустоте одинакова во всех инерциальных системах отсчета и не зависит от движения источников и приемников света.
- •25. Содержание трансдисциплинарныхконцепций релятивистской исследовательской программы
- •26. Мотивы создания общей теории относительности. Концепцияинвариантности как трансдисциплинарная идея естествознания
- •27. Теорема Нетер. Законы сохранения
- •28. Закон сохранения энергии
- •В макроскопических процессах.
- •Способы передачи энергии от одного
- •Макроскопического тепа другому
- •29. Концепция вероятностного детерминизма в статистической физике
- •30. Концепция необратимости. Понятие энтропии. Второй закон термодинамики
- •31. Проблема menловой смерти Вселенной
- •32. В чем смысл флуктуационной гипотезы, высказанной п. Больцманом?
- •33. Развитие взглядов на природу света. Форму па Планка
- •34. Фотон и его характеристики
- •35. Гипотеза де Бройля. Волновые
- •Свойства вещества. Корпускулярно-
- •Волновой дуализм природы
- •Микрообъекта
- •36. Принцип неопределенностей Гейзенберга
- •37. Принцип дополнительности Бора
- •38. Концепция неопределенности
- •39. Парадокс Эйнштейна—Подольского - Розена
- •40. Состояние квантово-механической
- •И статистическими закономерностями квантовой механики
- •41. Релятивистская квантовая физика. Античастицы и виртуальныечастицы
- •42. Физический вакуум в квантовой теории поля
- •43. Концепции, нежащие в основе
- •44. Структурные единицы материи.
- •Элементарные частицы: частицы
- •Вещества, калибровочные кванты
- •Попей и скалярные хиггс-бозоны
- •45. Единая калибровочная природа различных типов физических взаимодействий
- •46. Спонтанное нарушение симметриивакуума
- •47. Концепция вакуума в структуре
- •Современной науки. Инфляционные
- •Сценарии развития Вселенной
- •В современной космологии
- •48. Антропный принцип
- •И диалектическая концепция
- •Взаимопревращения материи
- •И сознания
- •Раздел IV Химия в системе естественных наук
- •49. Каковы место и роль химии в современной цивилизации?
- •50. Какие науки составляют фундаментальные основы современной химии?
- •51. В чем состоит особенность и двуединая задача современной химии?
- •52. Каковы концептуальные уровни современной химии?
- •53. Что есть понятия «химический элемент» и «химическое соединение» с точки зрения современности?
- •54. Что привнесло в развитие химии учение о химических процессах?
- •55. Эволюционная концепция в химии. Почему эволюционную химию можно назвать «предбиологией»?
- •56. В чем сущность химической эволюции и чем она заканчивается?
- •Раздел V Возникновение и эволюция жизни
- •57. Многогранность живого
- •58. Триединство концептуальных уровней познания в современной биологии
- •59. Структурные уровни организации живых систем
- •60. Развитие современной концепции биохимического единства всего живого
- •61. За счет чего функционирует энергетика живого?
- •62. Особенности термодинамики, самоорганизации и информационного обмена в живых системах
- •63. Роль генетического материала в воспроизводстве и эволюции живых организмов
- •64. Какие научные факты обосновывают эволюционность живого?
- •65. Исторически сформированные концепции происхождения жизни
- •66. Особенность условий на раннейЗемле
- •67. Принципы биологической эволюции
- •Раздел VI Физиология
- •68. Основные концепции современной физиологии
- •69. Кровь
- •70. Система кровообращения
- •71. Лимфатическая система
- •72. Дыхательная система
- •73. Пищеварительная система
- •74. Обмен веществ и энергии
- •75. Физиология выделения
- •76. Железы внутренней секреции
- •77. Нервная система
- •78. Вегетативная нервная система
- •79. Высшая нервная деятельность
- •Раздел VII
- •81. Роль естественного отбора
- •И социальных факторов в эволюции
- •Человека как комплексном процессе
- •Антропосоциогенеза
- •82. Как современная наука определяет природу и сущность человека?
- •83. Что свидетельствует о сложности и многомерности внутреннего мира человека?
- •84. Истоки человеческой морали и этики
- •85. Какие запреты у биовидов считаются важнейшими?
- •86. Сравнительный анализ социальных структур и социального поведения животных и человека
- •87. Чем определяются мотивации человеческого поведения?
- •88. Гуманистические позиции биоэтики
- •89. Представляет пи опасность клонирование человека?
- •90. Какие факторы приводят к потере здоровья отдельного человека и популяции?
- •91. Что дают современные мировоззренческие знания дня понимания природы здоровья?
- •92. Основа организации и устойчивости биосферы
- •93. Эволюция биосферы
Раздел I
Естествознание как особая форма знания
2. Чем объясняется всеобщий характер законов природы?
Все, что окружает человека, есть материя в самых разных формах ее проявления. Вся совокупность проявлений материи образует единую систему — Вселенную. Потребовались тысячелетия, чтобы человек смог научно осмыслить свое бытие в глобальном масштабе. Это привело на современном этапе развития научного знания к представлению о глобальном единстве материального мира.
В больших масштабах структуру Вселенной можно представить как некое собрание галактик, а ее микроструктуру — как совокупность атомов. В недрах строения вещества Вселенная представляет собой набор квантовых полей. Звезды очень похожи на Солнце. «Земной» атом совершенно неотличим от атома вблизи пределов наблюдаемой части Вселенной. Физические процессы, происходящие в отдаленных друг от друга областях Космоса, идентичны. Взаимодействия и законы, их описывающие, оказываются универсальными. Ближний Космос, включающий нашу Галактику, является типичным образцом Вселенной в целом. Это утверждение называется космологическим принципом. Различные элементы материального мира образуют единую систему, и процессы, протекающие в ней, описываются едиными фундаментальными законами.
Если Вселенная — единое целое, то она и развивается, эволюционирует как целое. На определенном этапе в ней появляются структуры, способные познавать саму Вселенную. Таким инструментом самопознания (вполне вероятно, что не уникальным, а одним из возможных) является человек. И все, что доступно нашему наблюдению, в том числе и развитие общества, и мы сами — всего лишь составные части Вселенной, этапы ее эволюции. На каждом этапе развития основные закономерности поведения любых подсистем имеют связь со всей системой — Вселенной, с ее общей эволюцией.
Мир един, в нем «все связано со всем», нет каких-то изолированных подсистем, в которых течет своя, автономная «жизнь». Законы материального мира обладают единством на фундаментальном уровне. Поэтому, изучая какое-либо одно явление, получают, часто не подозревая об этом, косвенные знания о целом ряде других. В процессе развития науки постоянно обнаруживаются все новые взаимосвязи, казалось бы, независимых явлений. Всеохватность взаимосвязей в мире подмечали помимо ученых и люди искусства. Это прекрасно выражено, например, в строках поэта XIX в. Френсиса Томпсона:
Все сущее во все века Без счета верст Невидимый связует мост, И не сорвать тебе цветка, Не стронув звезд.
3. Проблема двух культур — естественнонаучной и гуманитарной
В последние десятилетия факт существенного различия двух основных типов современной культуры — культуры естественнонаучной и культуры гуманитарной, социогуманитарной — стал как бы самоочевидным, проявляясь в споре «физиков» и «лириков», сухих «технарей» и эмоциональных гуманитариев. Время показало, что за внешними вполне видимыми каждому размышляющему человеку различиями двух культур, различиями естественной и гуманитарной наук скрываются и существенные отличия в методологии их подхода к изучаемым явлениям, в наборе типичных методов исследования. И это не случайно, ибо естествознание исследует Вселенную, Космос, нашу Землю в единстве их разных подсистем с доминированием в них неких объективных, независимых или относительно малозависимых от человека и общества связей, а гуманитарное знание прямо включает в себя человеческий фактор, различные человеческие сообщества, в ситуации многообразия интересов и стремлений субъектов. Поэтому механическое заимствование одним блоком наук методологии и системы методов другого блока наук оказывается просто ошибочным.
Исторически первые зачатки реалистического естественнонаучного и социогуманитарного знания возникли в древности примерно в одно и то же время в недрах религиозных и мифологических картин мира. Поиски реальной научной основы сначала выявились у знания естественнонаучного, что было связано с достаточно проявленным «социальным заказом» древних обществ, четкой социальной потребностью в развитии основ физики, механики, астрономии, математики, градостроительства и некоторых других направлений естественной науки. Вместе с тем и здесь долгие столетия реалистическое, строго научное знание было неразрывно сплетено со знанием нереалистическим, произволом фантазии, что особенно четко проявилось в многообразных натурфилософских концепциях. В свою очередь в сфере социогуманитарного знания элементы научного подхода в этот исторический период были, безусловно подавлены разнообразными утопическими проектами.
Именно естествознание постепенно стало первой формой строгого и развернутого научного знания. Произошло это в Западной Европе в XVII—XVIII вв., когда деятели науки стали выстраивать свой исследовательский материал на основе четких правил, последовательно разграничивая научные и ненаучные методы подхода к реальности. С большим запаздыванием, лишь в первой половине XIX в., на научную почву начало становиться и социогуманитарное знание, во многом перенимая первое время методологию и комплекс методов у более развитого естествознания. Позже всех (примерно в последней трети XIX в.) на строгие научные рельсы стали и технические науки, занимающие промежуточное место между естественнонаучным и социогуманитарным знанием.
Разумеется, при всем тяготении социогуманитарного знания к стандартам и нормам знания естественнонаучного большинство гуманитариев всегда прекрасно понимало, что простое механическое заимствование их науками достижений естественной науки оказывается в принципе невозможным вследствие кардинальных отличий самих объектов и предметов этих наук. В то же время многообразное заимствование нетрудно было видеть и в массивной математизации социогуманитарного знания; и в стремлении к фундаментализации такого знания (т.е. в поисках каких-то жестких единых основ построения социогуманитарного знания); и в явных и скрытых попытках смягчить реальное влияние множества действующих субъектов с их особыми интересами на сам процесс социального развития. Еще в первой половине XIX в. в науке четко выявилось позитивистское направление, родоначальником разработки которого стал француз О. Конт (1798—1857), пытавшееся нормы и стандарты естественнонаучного знания утвердить в качестве всеобщего основания любой науки, любого позитивного знания, в том числе и социогуманитарного.
Отголоски такого подхода нашли свое отражение и в марксизме. В советский период подобное тяготение социогуманитарного знания к естественнонаучному ярко проявилось, в частности, в засилье экономматематических исследований, где скудость гуманитарных постановок задач старательно прикрывалась массивными и разнообразными математическими моделями. Думается, что малая реальная социальная результативность внедрения этих моделей в практику не случайна — ведь при таком подходе терялась сама специфика социогуманитарного знания.
Характерно, что сегодня наблюдается достаточно проявленное встречное движение, взаимное сближение естественнонаучного, технического и социогуманитарного знания. Основой этого принципиального сближения, интеграции основных ветвей научного знания выступает процесс гуманизации науки. Следует отметить, что именно социогуманитарные науки становятся лидерами такой интеграции, а социальные технологии — главными технологиями XXI в. Наука все более лишается налета абстрактности, удаленности от непосредственных человеческих целей и ценностей, и все более непосредственно ставит социально ориентированные задачи, связанные с решением проблем роста уровня и качества жизни населения, улучшением среды обитания человеческих сообществ, выяснением физических и духовных возможностей человека, созданием человекоцентристских вместо машиноцентристских производственных комплексов.
Для продуктивного решения таких социально значимых задач уже сейчас в развитых странах мира создаются комплексные научные группы, объединяющие ученых самых разных специальностей, где все большую роль играют экологи, социологи, психологи, культурологи, юристы и т.п. Влияние этих специалистов становится все более веским, а порой и определяющим, при сравнении вариантов решения и выработке новых стратегий роста. Не технократические и узкоэкономические критерии социальной результативности являются в этих условиях доминирующими, а критерии человекоориентированные, реально гуманистические. Для продуктивной реализации такого подхода необходим не только определенный уровень общего богатства общества, но и опыт подобных решений, зрелость демократических механизмов контроля за деятельностью всех звеньев социальной системы, возможность внесения мобильных корректив в управленческие решения. Как только теряется социальная бдительность в контроле за процессом решения подобного рода вопросов, так с неизбежностью акценты смещаются на более привычные технократические и экономические параметры.
Поэтому синтез двух культур — естественнонаучной и гуманитарной — требует постоянного и целенаправленного социального контроля, объединения усилий всех демократических сил.
4. Методология и методы естественнонаучного познания
Любое естественнонаучное исследование осуществляется с использованием определенной методологии и с помощью набора конкретных методов. Под методологией обычно понимают систему принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности, а также учение об этой системе. Методологию отличают повышенное внимание к конкретным методам достижения истинного и практически эффективного знания, а также направленность на внутренние механизмы, логику движения и организацию знания.
Методология как общая теория метода исторически формировалась в связи с необходимостью обобщения и дальнейшей разработки всех методов и приемов познавательного процесса. Она тесно связана с самими опорными философскими принципами, прямо и косвенно положенными в основу анализа. В связи с этим у разных групп деятелей науки в соответствующие исторические периоды можно видеть особые методологические установки, принципы и нормы подхода кобъектам науки.
Метод — это совокупность способов, с помощью которых достигается цель. В истории естествознания проблема методов научного познания возникает уже в древности, но особенно остро ставится в Новое время, в период поиска оптимального метода научного познания. В современном естествознании эти разнообразные методы разграничивают по особым основаниям. Прежде всего, выделяют те, которые используются на разных уровнях научного исследования — эмпирическом и теоретическом. Так, на исходном эмпирическом уровне исследования обычно выделяют следующие методы:
наблюдение — целенаправленное и организованное восприятие внешнего мира, доставляющее первичный материал для научного исследования;
эксперимент — исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования;
описание — фиксирование данных наблюдения или эксперимента с помощью определенных систем обозначений;
измерение — определение основных характеристик объектов с помощью
соответствующих измерительных приборов.
Используя такие методы, ученые накапливают первичный эмпирический материал, который требует дальнейшей обработки и обобщения, что осуществляется уже на теоретическом уровне анализа.
Теоретическими методами являются:
формализация — отображение результатов мышления в точных понятиях или утверждениях;
аксиоматизация — построение теорий на основе неких аксиом (утверждений, не требующих доказательства своей истинности);
гипотетико-дедуктивный метод — выдвижение некоторых утверждений в качестве гипотез и проверка этих гипотез с помощью фактов.
Выделяют также всеобщие, общенаучные и конкретно-научные методы. Среди них особый интерес представляют всеобщие методы. К ним обычно относят следующие:
анализ и синтез — процессы мысленного или фактического разложения целого на составные части и воссоединения целого из частей;
индукция и дедукция — движение от частного к общему, от единичных фактов к общим положениям, и, напротив, движение от общего к частному, от одних утверждений к другим на основе законов логики;
абстрагирование — отвлечение от неких несущественных в данном контексте свойств и отношений изучаемого явления;
обобщение — логический процесс перехода от единичного к общему, от менее общего к более общему знанию;
аналогия — прием познания, с помощью которого обнаруживают сходство нетождественных объектов в некоторых значимых сторонах и отношениях;
моделирование — воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте, специально созданном для их изучения;
классификация — разделение всех изучаемых предметов на какие-то группы в соответствии со значимыми для данного исследования признаками.
Как видим, в современных естественнонаучных исследованиях используются самые разные методы и методологические приемы. Важно подчеркнуть, что вопросы методологии естественнонаучного анализа и совокупности, используемых в естествознании методов не выступают застывшими, раз и навсегда данными. Напротив, в разные исторические периоды и в разных научных контекстах на первый план выходят различные методологические принципы и разные группы методов. Отчасти это зависит от предпочтений конкретных исследователей, но в большей мере все-таки от существа стоящих перед исследователем задач, от специфики самих объектов
анализа.
Положение резко меняется в ходе научных революций, время от времени происходящих в естествознании. В ходе таких революций меняется сама «парадигма» науки по выражению американского историка науки Т. Куна (1922—1996), то есть совокупность убеждений, ценностей, норм и технических средств, принятых научным сообществом и обеспечивающих существование научной традиции. Например, к парадигмам, по мнению Т. Куна, можно отнести аристотелевскую динамику, птолемеевскую астрономию, ньютоновскую механику.
Периоды спокойного, нормального развития науки исторически сменяются особыми «скачками», приводящими к смене господствующих парадигм. В результате перед учеными встают сложные задачи верного выбора научной парадигмы, а в ряде случаев и умения использовать разные наборы методологических программ и методов. И это вовсе не проявление «методологического анархизма», беспринципности ученых, как считали ранее некоторые борцы за чистоту научной методологии, а скорее — стремление современных ученых использовать весь разнообразный арсенал действенных научных методов. Разумеется, при этом всегда остается проблема корректности и обоснованности использования учеными конкретных групп методов в рамках данного исследования.