ДОКЛАССИЧЕСКИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ НАУКИ
Доклассический период развития естествознания растянулся более чем на двадцать столетий. Можно выделить два очень важных этапа: античность и средние века. Исследования ученых этих времен стали предтечей становления классической науки.
Научные программы античности
Наука в современном понимании этого слова зародилась в поздней античности. Ее колыбелью стала Древняя Греция. Уже в Y - I в. до н.э. у греков достаточно хорошо была развиты математика, механика, астрономия. Сложившаяся социокультурная ситуация способствовала становлению нового мировоззрения - античной натурфилософии и создала условия для возникновения системы доказательных знаний, в основе которой лежит рациональное обоснование. Сформированный в античности аппарат логического рационального мышления представлял собой определенный алгоритм производства доказательных знаний. Являясь принципиально новым по сравнению с мифологией подходом к постижению мира, натурфилософия подводила к пониманию, что истина - не продукт догматической веры, а логически обоснованный результат созерцания и осмысления окружающей действительности. В ее недрах зародились традиции современного «европейского» научного мышления.
Главный вопрос натурфилософии: из чего все произошло. Мыслители древности выдвигали в качестве первоосновы мира четыре стихии: воду (Фалес), воздух (Анаксимен), землю и огонь (Гераклит). Одним из крупнейших в раннегреческой натурфилософии являлось учение Гераклита. По его представлениям все предметы рождаются из огня и разрушаясь, вновь превращаются в огонь. На основе представлений о превращении огня он строил свою космологию. Все в мире изменчиво, утверждал он, «в один и тот же поток нельзя войти дважды и нельзя дважды застигнуть смертную природу в одном и том же состоянии». Все изменения в мире подчинены всеобщему закону - Логосу, благодаря которому первичный Хаос превращается в упорядоченный Космос. Исследователи выделяют три научные программы античности: 1. Математическая программа Пифагора (VI в. до н.э.) и Платона (427- 348 г. до н.э.). Пифагорейской школе удалось сформулировать два важнейших тезиса, которые легли в основу всей последующей науки: - явления природы и ее законы наиболее четко и лаконично выражаются языком математики; - количественные (числовые) отношения отражают гармонию и порядок мира, симметрию его частей, правильность их объединения и ритмичность движения. 2. В основе корпускулярной(лат. corpusculum - частица) атомистической программы лежат представления эпикурейской школы (Левкипп, Демокрит, Эпикур), которые позднее были изложены древнеримским поэтом и философом-материалистом Лукрецием Каром (I в. до н.э.) в его поэме «О природе вещей». По их мнению окружающий мир состоит из некой субстанции, которая существует вечно и независимо от человека. Сегодня ее называют - «материя».
Средневековая наука
С распадом античных цивилизаций (I-II в. н.э.) рассеялась по миру их уникальная культура, а с ней и те зачатки наук, которые сформировались в натурфилософии. И лишь к середине X века, после окончательного установления христианства, сквозь тьму варварства и мракобесия начинают пробиваться ростки новой культуры. Рождаются средневековые города, а с ними и элементы демократического управления, интенсивно развиваются ремесла. В XII-XIII в. разрозненные остатки древней науки начинают собираться воедино. Переводятся на современные языки, сохранившиеся труды древнегреческих философов. Ренессанс гуманитарной культуры послужил мощным толчком к возрождению знаний античности. В недрах средневековой культуры появляются зародыши экспериментальной науки. Ее провозвестником стал Р.Бэкон (1214-1294). «Есть два способа познания: через аргументы и через опыт» - утверждал он. Занимаясь опытами, он нашел способы получения фосфора, магния, висмута, изучал оптические явления и преуспел в их объяснении. Становлению опытного естествознания во многом способствовали бурноразвивающиеся и процветающие астрология, алхимия, ятрохимия (химия ядов).
XII-XIII века - начало эпохи Возрождения, расцвет которой приходится на XIY-XY в. Она подарила человечеству такого титана как Леонардо да Винчи (1452-1519), на плечах которого сформировалась наука XVI-XVII веков. Один из лучших умов человечества, живописец и скульптор, архитектор, ученый, инженер, он изучал движение тел, трение скольжения, гидравлику, сопротивление материалов, разрабатывал проекты каналов, ирригационных систем, машин для подъема и транспортировки грузов, металлургических печей, прокатных станов, ткацких, печатных и деревообрабатывающих станков, летательных аппаратов, подводных лодок, мостов. В музеях мира хранится около 10 тысяч листов с его чертежами и проектами. Как ученый, он считал, что любой проект должен подтверждаться математическими расчетами и проходить экспериментальную проверку.
Новые понятия и термины: натурфилософия, корпускулярный, континуальный, дуализм, схоластика, ятрохимия, кинематика, гелиоцентрическая система. Ведущие идеи: - принципиальное отличие натурфилософии от других способов познания окружающего мира; - научные программы античной натурфилософии как истоки традиции современной европейской науки; - зарождение экспериментальной науки; - становление рационалистического метода исследования
Классическая наука Естествознание в «Новое время
Эпоха средневековья плавно перетекает в Новое время (XYII-XYIII в.). Это начало промышленного освоения природы и время зарождения техногенной цивилизации. Оно характеризуется интенсивной урбанизацией, невероятно быстрой индустриализацией, зарождением классической науки и укреплением ее позиций. В промышленность внедряются машины и механизмы, заменяющие физический труд человека. Строятся первые механические и паровые двигатели. В результате череды социальных революций осуществляются глубокие преобразования в обществе, происходит демократизация политических структур, в общественном сознании закрепляется идеал - образ человека, рационального, умеренного и аккуратного, одной из важнейших целей которого является получение денег и прибыли. На этом социально - культурном фоне и происходит развитие науки, она приобретает современные черты, окончательную огранку получает научный метод исследования, набирают силу процессы дифференциации и диверсификации, закладывается стру ктура естествознания.
Удовлетворение социальных потребностей общества было связано с развитием механики, которая в начале XYIII века достигла своего апогея и превратила эпоху пара и машины в «новое время». Весь ученый физический мир занимается проблемами механики: И.Ньютон (1643-1727), Х.Гюйгенс (1629-1695), Р.Гук (1635-1703).. Х.Гюйгенс, продолжая исследования Галилея, изучил колебательное движение тел и его законы. И первыми механическими часами человечество обязано тоже ему. Р.Гук изучал особенности деформации твердых тел, что имело чрезвычайно важное значение для развивающейся техники. Свою завершенность механика получила в работах И.Ньютона. Его интересы в науке разнообразны. Но основные направления исследований Ньютона - математика, механика и оптика. В 1687 году выходит его знаменитое сочинение «Математические начала натуральной философии», в котором он определяет основные понятия механики - массу, силу, количество движения, пространство, время, развивает учение Галилея об относительности движения, открывает законы динамики и следствия из них - законы сохранения.
Работы Ньютона стали фундаментом модели мира - механической картины, которая получила свою окончательную огранку к концу XVIII века благодаря работам И.Бернулли (1667-1748), Д.Бернулли (1700-1782), Л.Эйлера (1707-1783), Ж.Лагранжа (1736-1813), Ж.Д,Аламбера (1717-1783), Г.Лейбница (1646-1716) и других. Ее основные идеи: 1. Мир дискретен и представляет совокупность взаимодействующих тел, которые состоят из мельчайших корпускул - атомов. 2. Все тела находятся в вечном движении в пространстве, заполненном гипотетической упругой средой - эфиром, подобной легкому газу, благодаря которой осуществляется их дальнодействие. 3. Пустое пространство есть вместилище тел. Оно абсолютно, трехмерно, однородно и изотропно. Время абсолютно, однородно, однонаправленно и необратимо. Пространство и время не связаны между собой.
Положение тела в пространстве в любой момент времени можно указать с помощью системы отсчета и координат. Специальные преобразования позволяют перейти от одной инерциальной системы отсчета к другой.
Тела природы обладают внутренним свойством двигаться прямолинейно и равномерно, различаются массой и энергией. Взаимодействие тел носит гравитационный характер, количественно определяется законом всемирного тяготения и распространяется с бесконечно большой скоростью. Действие сил обусловливает особенности движения тел.
Энергия, импульс и момент количества движения тела могут принимать непрерывный ряд значений.
Законы сохранения обеспечивают вечность и неизменность мира, непрерывность и периодичность движения.
Все тела природы стремятся к устойчивому состоянию с минимумом энергии.
Все явления связаны жесткими причинно-следственными связями, которые предопределяются законами механики.
Законы механики универсальны и применимы к любым процессам.