Музей Черномырдина3. Естественнонаучная картина мира и ее роль в мировоззрении человека. Естественнонаучная картина
Естественнонаучная картина мира | Кинезиолог
Естественнонаучная картина мира
Цель естествознания — познание окружающего нас мира и формирование непротиворечивых умозрительных моделей объектов нашего познания. Построенные модели доказывают свою адекватность реальности тем, что позволяют нам более эффективно пользоваться этой реальностью в своих интересах. Поэтому конечная цель естествознания - наиболее эффективное использование мира в интересах человека.
Совершенно очевидно, что подобная задача никогда не будет до конца выполненной, так как наши модели никогда не смогут полностью отразить реальность, поскольку являются лишь её моделями.
Тем не менее, научное знание всегда стремится быть максимально системным, полным и целостным. И поэтому естествознание стремится к созданию системной общей естественнонаучной картины мира, где определенным образом взаимоувязаны все основные положения и разделы естествознания.
Естественнонаучная картина мира - это система важнейших принципов и законов, лежащих в основе функционирования и развития мира Природы, проверенные и доказанные представления об устройстве мира.
В описании такой картины мира, как правило, используются понятные современникам аналогии и символика. Но с течением времени по мере обнаружения новых научных фактов естественнонаучная картина мира меняется, чтобы соответствовать новому уровню развития естественных наук. В формировании такой обобщенной картины мира наиболее важное значение приобретают концепции и теории, наиболее развитые в конкретный исторический период, пришедшие из наиболее развитых отраслей естествознания. В то же время некоторые другие разделы естественнонаучного знания могут оставаться или вообще невостребованными, или малопроявленными, второстепенными.
Так, в античности сформировалась специфическая картина мира, разграничивающая совершенный небесный Космос и несовершенный земной мир. При этом Космос обозначал, например, у древних греков всякую упорядоченность, согласованность, совершенство, в противовес неупорядоченному, несовершенному Хаосу. Человек представал при этом, с одной стороны, как микрокосмос, порождаемый макрокосмосом, Вселенной, а с другой, — как безвольная игрушка в руках богов и Природы. Вселенная, природный мир совершают некий кругооборот своего движения, символизируя цикличность, повторяемость всех природных процессов и явлений. Ведущая роль в такой картине мира принадлежала астрономии, математике, мифологии. В ней активно использовались понятные людям античности символы — колесо, огонь, лук и стрелы, колесница. Разумеется, подобная картина мира еще не может быть названа научной, поскольку сочетает элементы научных представлений с религиозными и мифологическими. Положение существенно меняется, например, в условиях европейского Возрождения, отражая изменения общих представлений во взглядах на мир и место человека в нем. Мыслители этой эпохи стремились объяснить существование единого бесконечного материального мира из него самого, независимо от деятельности внешней потусторонней силы — божества, — понимая его как мир, подчиняющийся единому закону причинно-следственной связи. Развивались атомистические представления о строении материи, а также пантеистические идеи, суть которых в отождествлении Бога и Природы, в растворении Бога в Природе. А движущая сила рассматривалось как неотделимое от материи разумное начало — мировая душа, архей — активная жизненная сила, вечный божественный разум. Как видим, и в этой картине мира еще не очень явно выделено научное начало, и научные представления причудливо переплетаются с вненаучными — магическими, эзотерическими.
kineziolog.su
2. ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
делимости материи и поиском первокирпичиков Мироздания (атомы, эле- ментарные частицы, кварки) и пределами познаваемости мира. Сегодня в науке вызревает новый подход, связанный с переходом от изучения строения объектов к изучению их взаимосвязей и взаимодействий, ибо различные формы собираются не только из частей, но и из их отношений. Истоки его лежат в идеях синергетики.
Становление новых познавательных моделей в ХХ веке, главным обра- зомквантово-релятивистскойи синергетической, привело к переосмыслению идей и постулатов классического рационализма, и прежде всего, пониманию неоднозначности, многовариантности, нелинейности и стохастичности разви- тия мира и всех его подсистем.
Современная синергетическая картина мира основывается на идеях универсального эволюционизма и рисует мир как иерархию взаимосвязанных развивающихся систем. В рамках этой картины, возможно, описать механиз- мы развития природных, социальных, культурных, научных, абстрактных и других систем, исходя из единых позиций. Ее идеи составляют базиспост-
неклассической науки.
Новые понятия и термины: классический, неклассический, постне- классический.
Ведущие идеи:
-естественнонаучная картина мира как система научных знаний и пред- ставлений о мире, познавательных моделей и методов, которые сформи- ровались на том или ином этапекультурно-историческогоразвития об- щества;
-физическая картина мира как базис ЕНКМ;
-эволюция ФКМ и ее влияние на другие области естествознания.
2.1.2 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Впроцессе развития естествознания и взаимодействия его с философией
ииными областями познания сложился ряд понятий, которые считаются фундаментальными: материя, отражение, взаимодействие, движение, про- странство, время и другие.
1.Материя и формы ее существования: вещество и поле
Врамках современных научных представлений материя (лат. materia),
есть основа всего множества существующих в мире объектов и систем, всех их свойств, связей и форм. Через нее проявляется родство всего сущего. В философии- это одна из основополагающих категорий, которая используется для обозначения«объективной реальности, которая.... отображается нашими ощущениями, существует независимо от них» (В.Ленин)
Материя - это объективная реальность, данная нам в ощущениях и существующая независимо от нашего сознания.
Важнейшими свойствами материи, которые появились на определен- ном этапе ее эволюции и которые проявляется лишь у самой высокооргани- зованной ее части- человека являются разум и сознание. На протяжении все-
studfiles.net
Естественнонаучная картина мира — Мегаобучалка
Представления о свойствах и закономерностях окружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период дают конкретные науки, изучающие определенные области явлений и процессов природы. Поскольку природа есть нечто единое целое, постольку и знания о ней должны иметь целостный характер, т.е. представлять собой определенную систему. Такую общую совокупность научных знаний о природе издавна называют учением о природе или естествознанием.
Раньше в естествознание входили все сравнительно немногочисленные знания, которые были известны о природе, но уже с эпохи Возрождения возникают и обособляются отдельные его отрасли и дисциплины, т.е. начинается процесс дифференциации естественнонаучного знания. Ясно, что не все знания являются одинаково важными для понимания природы.
Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие естественнонаучной картины мира, под которой подразумевают систему важнейших понятий, принципов и фундаментальных законов, лежащих в основе понимания окружающей нас природы. Сам термин «картина мира» указывает на то, что речь здесь идет не о части или фрагменте мира, а о целостной концепции природы. Как правило, в формировании такой картины природы наибольшее значение приобретают фундаментальные понятия и законы наиболее развитых отраслей естествознания, которые в определенный исторический период выдвигаются в качестве основополагающей науки или лидера естествознания. Не подлежит сомнению, что фундаментальные науки оказывают свое влияние на представления о мире других наук и ученых определенной эпохи. Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картины природы. В действительности такая картина возникает как результат синтеза
фундаментальных открытий и законов разных отраслей и дисциплин естествознания.
2.1. Концепции естествознания и научная картина природы
Важнейшие концепции естествознания служат основой научных представлений об общей картине природы, поскольку в них формулируются фундаментальные понятия, принципы и законы естествознания в каждую историческую эпоху его развития. Именно они составляют научную основу картины природы в целом и поэтому в значительной степени определяют научный климат эпохи. В теснейшем взаимодействии с развитием наук о природе, начиная с XVII в., развивалась математика, которая создала для тогдашнего естествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное и интегральное исчисления, а также дальнейшие их ответвления.
Цементирующей основой картины природы и мира в целом служили мировоззренческие и философские идеи о строении мироздания, законы его изменения и развития. Человек всегда стремился понять окружающий его мир и свое место в нем. Поэтому уже на ранних этапах цивилизации возникают мифологические и религиозные представления о мире, которые со временем вытесняются научными взглядами на него.
Однако без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Человек не только природное существо, он теснейшими узами связан с обществом, в котором протекает вся его деятельность. Фундаментальные понятия и принципы жизнедеятельности общества составляют вторую, дополнительную часть целостной научной картины мира. Поэтому следует различать естественнонаучную картину природы, которая составляет первую часть общей картины мира и формируется из результатов исследований и достижений наук о природе. Общая же научная картина мира представляет собой синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания и обществознания.
Наша книга посвящена концепциям естествознания, и поэтому мы будем рассматривать, какое влияние эти концепции оказывали на формирование научной картины природы в процессе исторического развития естествознания. Однако еще до появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали
в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнегреческим мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в Античности назывался космосом, произошел из неупорядоченного хаоса. Эти идеи перекликаются с идеями, которые в рамках теории образования диссипативных структур в наше время развивает И. Пригожин со своими сотрудниками. Примечательно, что свою книгу, написанную вместе с И. Стенгерс, он назвал «Порядок из хаоса».
В древнегреческой натурфилософии такие взгляды нашли свое отражение в учениях ряда философов, в том числе и наиболее выдающихся. Так, в частности, у Аристотеля (384—322 до н.э.) мы находим деление мира на совершенный небесный космос и несовершенный земной мир. Сам термин «космос» обозначал у древних греков любую упорядоченность, совершенство, гармонию, согласованность. Именно совершенство, гармония и организованность приписывались небесному миру.
В дальнейшем на смену мифологическим и натурфилософским взглядам приходят представления, основанные на наблюдении реальных явлений и процессов природы, опирающиеся на здравый смысл. Именно из них возникает, по сути дела, стихийно-эмпирическая картина мира, которая в значительной мере носит индивидуальный, личностный характер, так как связана с непосредственным жизненным опытом конкретного индивида, его ощущениями, восприятиями, их объяснением и пониманием. В то же время такая картина мира существенно отличается как от мифологической, так и от натурфилософской картины потому, что она основывается на реальных, а не на мифических и придуманных фактах.
С появлением экспериментального естествознания и научной астрономии новые общие взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводах естественных наук своего времени и поэтому стали называться естественнонаучной картиной мира.
Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпирической картины конкретного субъекта? Почему наука вынуждена была строить свою картину мира? В чем состоит преимущество научной картины мира?
Ответ на эти вопросы мы найдем у классиков естествознания, которые анализировали это понятие в своих трудах. Наиболее ясный ответ дал А. Эйнштейн.
«Человек, — пишет он, — стремится каким-то адекватным способом создать в себе простую и ясную картину мира для того, чтобы в известной степени заменить этот мир созданной таким образом картиной. Этим занимается художник, поэт, теоретизирующий философ и
естествоиспытатель, каждый по-своему. На эту картину и ее оформление человек переносит центр тяжести своей духовной жизни, чтобы в ней обрести покой и уверенность, которые он не может найти в слишком тесном головокружительном круговороте собственной жизни»1.
Картина мира у любого человека слишком индивидуальна, поскольку она основана на собственном опыте, личных впечатлениях и ощущениях. Естествознание, как и наука в целом, стремится найти объективные, не зависящие от индивидуального субъекта закономерности природы. Поэтому в науке приходится абстрагироваться от личных ощущений и представлений и построить такую систему знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь. Ясно, однако, что не всякая система знаний представляет собой картину природы. Для этого необходимо, во-первых, чтобы эта система отображала наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы; во-вторых, все такие свойства должны рассматриваться в рамках единой, целостной картины, так как никакой отдельный фундаментальный закон естествознания не составляет еще картины природы; в-третьих, естественнонаучная картина мира должна быть такой общей теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о мире; в-четвертых, научную картину мира следует постоянно соотносить и сверять как с самой природой, так и с изменением фундаментальных знаний о ней.
Первые научные картины природы возникли в рамках отдельных естественнонаучных дисциплин, и прежде всего занимавших лидирующее положение в науке своего времени. В XVII—XVIII вв. такое положение занимала механика, а во второй половине XIX в. такой наукой, несомненно, считалась физика, которая включала в свой состав также термодинамику и теорию электромагнетизма. Поэтому идею о необходимости создания физической картины мира предложили выдающиеся физики того времени Г. Герц и М. Планк.
Сам термин «научная картина мира» применительно к физике ввел Герц (1857—1894), который понимал под ней внутренний образ мира, который складывается у ученого в результате исследования внешнего, объективного мира. Если такой образ адекватно отображает реальные связи и закономерности внешнего мира, то и логические связи между понятиями и суждениями научной картины должны соответствовать объективным закономерностям внешнего мира. Как подчеркивал Герц, логические связи между представлениями внутреннего образа
1Эйнштейн Л. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 2. М., 1967. С. 136.
внешнего мира должны быть «образами естественно необходимых следствий отображаемых предметов».
Более подробный анализ научной картины мира мы находим в высказываниях М. Планка, которые опубликованы в его книге «Единство физической картины мира». Как и позднее Эйнштейн, Планк указывал, что научная картина мира создается для того, чтобы получить целостное представление об изучаемом внешнем мире. Такое представление должно быть очищено от антропоморфных, связанных с человеком впечатлений и ощущений. Однако в результате отвлечения от таких конкретных ощущений полученный образ мира выглядит «гораздо более бледным, сухим и лишенным непосредственной наглядности по сравнению с пестрым, красочным великолепием первоначальной картины, которая возникла из разнообразных потребностей человеческой жизни и несла на себе отпечаток всех специфических ощущений»1.
В чем же тогда заключается преимущество научной картины перед непосредственным живым созерцанием внешнего мира, на котором основана, по сути дела, практическая картина мира, создаваемая каждым человеком на основе своего жизненного опыта? Планк считает, что преимущество научной картины мира, благодаря которому она вытеснит все прежние картины, состоит в ее «единстве — единстве по отношению ко всем исследователям, всем народностям, всем культурам»2. Следовательно, она имеет объективный характер, и поэтому ее цель «состоит не в полном приспособлении наших мыслей к нашим ощущениям, а в полном освобождении физической картины мира от индивидуальности творческого ума»3.
Разумеется, без творческой деятельности ученого, его воображения и интуиции, невозможно создание картины мира, но в окончательном виде эта картина не должна содержать каких-либо ссылок на индивидуальные особенности исследователя. Именно поэтому Планк подчеркивает общность полученной картины мира, возможность ее использования учеными разных народов и культур. Эту же мысль более подробно развивает и обосновывает в своих работах Эйнштейн.
Наконец, нельзя не отметить, что и Планк и Эйнштейн обращали внимание на то, что научная картина мира любой науки имеет, с одной стороны, ограниченный характер, поскольку она определена предметом конкретной науки. С другой стороны, такая картина относительна в силу исторически ограниченного характера самого процесса человеческо-
1Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966. С. 44.
2 Там же.
3 Там же. С. 49.
го познания. Поэтому построение ее в окончательном, завершенном виде они считали недостижимой целью. В применении к физике такой взгляд на картину мира подробно обосновывает А. Эйнштейн.
«Какое место, — спрашивает он, — занимает картина мира физиков-теоретиков среди всех возможных таких картин? Благодаря использованию языка математики, эта картина удовлетворяет высоким требованиям в отношении строгости и точности выражения взаимозависимостей. Но зато физик вынужден сильно ограничивать свой предмет, довольствуясь изображением наиболее простых, доступных нашему опыту явлений, тогда как все сложные явления не могут быть воссозданы человеческим умом с той точностью, которые необходимы физику-теоретику. Высшая аккуратность, ясность и уверенность — за счет полноты. Но какую прелесть может иметь охват такого небольшого среза природы, если наиболее тонкое и сложное малодушно оставляется в стороне? Заслуживает ли результат столь скромного занятия гордого названия «картины мира»? Я думаю — да, ибо общие положения, лежащие в основе мысленных построений теоретической физики, претендуют быть действительными для всех происходящих в природе событий»1.
По мере развития науки и практики в научную картину мира будут вноситься изменения, исправления и улучшения, но эта картина никогда не обретет характера абсолютной истины.
Анализируя физическую картину мира, Г. Герц, М. Планк, А. Эйнштейн и другие ученые подчеркивали, таким образом, ее общий, целостный и относительный характер. Чтобы яснее понять сущность картины мира, которую создает любая наука, следует сравнить ее с какой-либо общей ее теорией. Хотя такая теория тоже дает общее, целостное, относительно верное отображение конкретной области реального мира, но по отношению к картине мира соответствующей науки она будет представлять лишь фрагмент, часть этой обшей картины. Приблизительно такое же соотношение существует между картиной мира отдельной науки о природе и естественнонаучной картиной мира в целом. В сравнении с картиной отдельной науки естественнонаучная картина мира отображает не какую либо часть или фрагмент исследуемой области природы, а всю природу в целом. Правда, при своем формировании она опирается на общие концепции, фундаментальные понятия, принципы и теории лидирующей в определенный период истории естествознания науки, т.е. на определенную парадигму.
Все эти соображения говорят о тесной взаимосвязи научной картины природы, создаваемой отдельными фундаментальными науками
1Эйнштейн А. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 4. М., 1967. С. 40.
естествознания, с основными их концепциями. Первоначально такие картины отдельных областей природы возникали в рамках частных наук, таких, как физика, химия, биология и другие. В дальнейшем в результате обобщения результатов их исследования и созданных концепций с позиций лидирующей в данный период времени науки возникала общая естественнонаучная картина природы. Отсюда становится ясным, какую важную роль играют концепции естествознания в формировании научной картины мира. В связи с этим необходимо выявить роль концепций и парадигм в становлении этой картины.
В науке термин «концепция» используется обычно для обозначения системы понятий и принципов, в частности при объяснении определенного круга явлений и процессов. Такие концепции могут заметно отличаться друг от друга как по глубине раскрытия сущности явлений, так и по широте их применения. Как правило, в начале для объяснения применяются феноменологические концепции, основанные на непосредственном описании изучаемых явлений, или феноменов, откуда происходит название самой этой концепции. В дальнейшем обращаются к различным теоретическим концепциям, которые раскрывают внутренние механизмы протекания явлений и опираются на абстрактные понятия и принципы. Так, например, при объяснении оптических явлений сначала появилась феноменологическая концепция, которая описывала простейшие явления прямолинейного распространения света, его отражения и преломления. Но она не касалась вопросов о природе света и не пыталась объяснить, почему световые лучи распространяются по прямой линии или угол отражения равен углу падения луча. Первой концепцией, которая попыталась это объяснить, была корпускулярная концепция, поддержанная Ньютоном. Она рассматривала свет как движение мельчайших корпускул света и удовлетворительно объясняла все простейшие эмпирические законы световых явлений. Однако корпускулярная концепция оказалась не в состоянии объяснить явления интерференции и дифракции света. Поэтому она была вынуждена уступить место новой, волновой концепции, которая рассматривала свет как волновое движение, подобное движению волн на поверхности воды. Эта концепция сумела объяснить интерференцию света посредством взаимодействия световых волн (их наложения друг на друга), а дифракцию — огибанием световыми волнами препятствий. Однако слабым местом волновой концепции было допущение о существовании светового эфира, упругой специфической среды, поперечными колебаниями которой объяснялось распространение световых волн. Впоследствии благодаря созданию Дж. Максвеллом теории электромагнетизма исчезла необходимость в обращении к световому
эфиру, а сами оптические явления стали рассматриваться как особый вид электромагнитных колебаний. Установление взаимосвязи между электрическими, магнитными и световыми явлениями способствовало объединению их в рамках единой электромагнитной концепции. Эта концепция в конечном итоге способствовала формированию новой электромагнитной картины природы, которая показала, что наряду с веществом в мире существует также электромагнитное поле.
Этот краткий экскурс в историю физики ясно показывает, как происходит формирование теорий, научных концепций и картин природы, создаваемых отдельными науками. То же самое можно было бы проиллюстрировать на примере химии и биологии.
Таким образом, построение картины природы в отдельной науке проходит ряд последовательных стадий. Сначала для объяснения наблюдаемых явлений создаются простейшие понятия и эмпирические законы. Затем открываются законы и теории, с помощью которых пытаются объяснить сущность наблюдаемых явлений и эмпирических законов. В дальнейшем возникают фундаментальные теории или концепции, которые могут стать картиной природы, создаваемой отдельной наукой. Диалектический синтез картин природы отдельных наук приводит к формированию целостной естественнонаучной картины мира. Вполне понятно, что никакая отдельная научная теория не может претендовать на роль научной картины природы. Больше всего на эту роль могут претендовать фундаментальные понятия и теории, которые формулируются в концепциях и парадигмах Науки. Как и концепции естествознания, научные парадигмы выступают в качестве ведущих теорий конкретных наук и образцов исследования частных проблем. В рамках научной картины мира они должны приобрести форму принципов, имеющих мировоззренческий и философский характер. Именно такой характер имеет, например, понятие электромагнитного поля, которое дополнило понятие вещества, безраздельно господствовавшее в механистической картине природы.
Поэтому задача парадигм и концепций скорее методологическая, чем мировоззренческая и философская. Тем не менее любые парадигмы и концепции науки играют важнейшую роль в становлении научной картины мира. Именно они отображают наиболее существенные и общие свойства и отношения отдельных областей научного познания. Так, например, концепции естествознания выражают специфические понятия и закономерности отдельных областей естественных наук, а концепции обществознания — общественных наук.
Таким образом, чтобы получить ясное представление о научной картине той или иной области природы, изучаемой соответствующей
естественной наукой, необходимо изучить ту систему основных понятий и законов, на которые она опирается. Именно эта система включает в свой состав важнейшие понятия, фундаментальные законы и принципы соответствующей науки. Исторически так в основном и происходило: сначала возникали конкретные научные парадигмы и концепции, потом научные картины отдельных наук, а затем и целых отраслей естествознания.
В процессе эволюции и прогресса научного познания происходит смена старых понятий новыми понятиями, менее общих теорий более общими и фундаментальными теориями. А это со временем неизбежно приводит к смене научных картин мира, но при этом продолжает действовать принцип преемственности, общий для развития всего научного знания. Старая картина мира не отбрасывается целиком, а продолжает сохранять свое значение, уточняются только границы ее применимости. Электромагнитная картина мира не отвергла механистическую картину мира, а уточнила область ее применения. Аналогично этому квантово-релятивистская картина не отбросила электромагнитную картину, а указала пределы ее применимости.
Кроме того, становление картины мира, как отмечено выше, тесно связано с философскими категориями и научным мировоззрением в целом.
2.2. Связь научной картины мира с мировоззрением и философией
Человек живет не только в природной среде, но и в обществе, и поэтому его взгляд на мир не ограничивается представлениями о природе, но также включает его мнения об общественном устройстве, его законах и порядках. Поскольку индивидуальная жизнь людей складывается под влиянием собственного жизненного опыта, постольку и их взгляды на общество, и, следовательно, картина общества у них различны. Наука же ставит своей целью создать целостную картину общества, которая имела бы общий, универсальный и — что особенно важно — объективный характер.
Таким образом, общая научная картина мира, складывающаяся из картины природы, формируемой естествознанием, и картины общества, создаваемой обществознанием, дает единое, целостное представление о фундаментальных принципах развития природы и общества. Однако законы общества существенно отличаются от законов природы прежде всего тем, что действия людей имеют осознанный и целенаправленный характер, в то время как в природе действуют сле-
пые, стихийные силы и потому в ней отсутствуют какие-либо цели. Тем не менее и в обществе, несмотря на различие целей, интересов и стремлений разных людей, в конечном итоге устанавливается определенный порядок, выражающий закономерный характер его развития. Отсюда становится ясным, что между научной картиной естествознания и картиной обществознания существует глубокая внутренняя связь, которая находит свое конкретное воплощение в существовании общей научной картины мира. Поскольку общие понятия, принципы и законы научной картины мира и категории и принципы, изучаемые в рамках философии, тесно связаны друг с другом, постольку возникает вопрос об их различии и специфике.
Научные картины, создаваемые отдельными науками, так же как картины естествознания и мира в целом, ставят своей важнейшей целью систематизацию знаний разной степени общности. Процесс систематизации и синтеза знаний предполагает поиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых становится возможным понять место и роль конкретных закономерностей в общей системе научного знания, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Такое понимание означает целостное рассмотрение научных знаний, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Поэтому картина природы, создаваемая отдельной наукой о природе или естествознанием в целом, представляет собой систему знаний различной степени общности и глубины, которая возникает в результате их синтеза. При этом картина отдельной науки, например физики, будет частью, или фрагментом, общей естественнонаучной картины природы, а последняя будет составлять часть картины мира в целом, включающей природу и общество.
Если отдельные научные теории ставят своей целью объяснение, понимание и предсказание конкретных фактов изучаемой области мира, то картины мира стремятся выделить основные понятия и фундаментальные принципы науки, в которую входит данная теория. Опираясь на них, картина мира помогает понять роль и место отдельных понятий и закономерностей в общей системе мира. Именно в этом отношении она играет систематизирующую роль в познании и благодаря этому же приобретает общий эвристический и прогностический характер. Действительно, в рамках узких границ отдельной научной теории или даже конкретной научной дисциплины трудно уловить общие тенденции развития достаточно широкой области явлений, а тем более природы и общества в целом. Обобщение и синтез знания в научной картине мира дают возможность понять, в каком направлении происходит это развитие, какие наиболее важные про-
блемы выдвигаются перед наукой. Такой общий подход к познанию реальности теснейшим образом связывает научную картину мира с философией и мировоззрением в целом.
Под мировоззрением подразумевается общий взгляд на мир, совокупность представлений о его устройстве, месте и назначении в нем человека, отношении людей к миру и к самим себе. Сначала все эти элементы оказываются нерасчлененными, и только с появлением науки в мировоззрении начинают выделять познавательные, ценностные, эмоциональные, нравственные и другие аспекты. Одной из ранних форм мировоззрения была мифология, которая в своих мифах давала фантастическое отображение происхождения мира, его устройства, а также защищала установленные в древнем обществе порядки, отношения между людьми, правила их поведения и т.п. На смену мифологии приходит религия, основанная на вере в существование верховного творца мира, определяющего как судьбу человечества, так и отдельных людей. С возникновением науки появляется научное мировоззрение. Ядром научного мировоззрения является философия, которая с помощью универсальных категорий бытия и познания может, с одной стороны, влиять на мировоззрения, а с другой — на науку и научные картины мира. Поскольку философские системы могут исходить из религиозных, идеалистических, иррационалистических воззрений, постольку и возникающие на их основе мировоззрения будут иметь соответственно религиозный, идеалистический, иррационалис-тический, субъективный или стихийно-эмпирический характер.
Научное мировоззрение отличается от других форм мировоззрения тем, что в своих выводах оно сознательно опирается на данные науки и ее достижения. С получением принципиально новых результатов оно вносит уточнения и коррективы в свои положения. Такое взаимодействие с наукой мировоззрение осуществляет через философию как свою теоретическую основу. Уже отсюда становится ясным, что мировоззрение и философия — это не одно и то же. Мировоззрение более емкое понятие, которое включает в свой объем кроме философии также аксиологию, или учение о ценностях. Познавая мир, каждый человек подходит к нему с определенной оценкой, что в нем его удовлетворяет и не удовлетворяет, что необходимо сделать для его изменения. Анализ таких ценностных ориентаций и составляет предмет аксиологии.
Научные картины мира занимают промежуточное положение между мировоззрением и философией. Непосредственно они связаны с философией, так как именно универсальные категории философии оказывают свое влияние на характер и структуру научной картины мира. Вместе с тем научная картина оказывает обратное воздействие
на философию, а через нее и на научное мировоззрение. Ведь научная картина мира предполагает определенное сходство с объективным миром, представляя относительно верное его отображение. Действительно, картина природы, создаваемая современным естествознанием, основывается на результатах исследования целого ряда естественнонаучных дисциплин, обобщения их достижений и синтеза достигнутого. В целом эти результаты относительно верно отображают закономерности существования и развития природы. Следовательно, если такая картина является адекватной действительности, то она не должна противоречить исходным посылкам научного мировоззрения. К ним относятся, во-первых, принцип объективного исследования мира, во-вторых, принцип его развития. Трудность здесь возникает в рамках философии, составляющей теоретическую основу мировоззрения. Принцип объективности познания мира признает и стихийный, и метафизический, и естественноисторический, и диалектический материализм. Но когда заходит речь о принципе развития познания вообще и науки в особенности, то мнения здесь расходятся. Сторонники метафизического и стихийного материализма не признают развития понятий, законов и принципов науки, считают их не относительными истинами, а истинами неизменными, не подлежащими пересмотру и уточнению. Вместе с тем некоторые философы из факта относительности научных истин, их пересмотра и изменения приходят к отрицанию объективной истины в науке. Иногда даже сами ученые, вопреки своим научным результатам, отстаивают подобные взгляды. Вот почему научное мировоззрение и философия должны опираться на итоги и результаты науки и развиваться в тесном взаимодействии с принципами научной картины мира. Осмысливая и интерпретируя достижения естествознания и создаваемую им картину мира, научная философия совершенствует свою форму, уточняет и развивает свои принципы и категории, придает им необходимую точность и общность. Однако эти принципы и категории имеют специфический характер, и вряд ли поэтому их следует непосредственно включать в состав научной картины мира. Бесспорно, они важны и необходимы для понимания и обоснования научной картины мира, но эта картина имеет свои особые понятия и принципы. Поэтому представляется сомнительным, чтобы научная картина мира могла что-либо выиграть от включения философских категорий в свой состав. Скорее наоборот, такая рекомендация может быть оценена как попытка натурфилософского подхода к решению научных проблем.
Как показывает история естествознания, такие фундаментальные философские категории и принципы, как причинность и детерми-
низм, взаимосвязь случайности и необходимости, возможности и действительности и другие, отражающие наиболее общие закономерности реального мира, неизбежно находят свое выражение и интерпретацию в последовательно сменяющихся научных картинах мира. В свою очередь, доминирующая картина мира может существенно повлиять на характер философского мировоззрения. Как известно, представления механистической картины мира во многом предопределили метафизический и механистический характер материалистической философии XVIII в.
Развитие естествознания и научных картин мира продолжают оказывать влияние на философию и в дальнейшем. Достаточно отметить, какое огромное воздействие новые революционные открытия в квантовой механике и теории относительности оказали на понимание таких основополагающих категорий философии, как причинность, случайность и детерминизм. В наше время возникновение системного подхода и синергетики заставили пересмотреть прежние представления о роли случайности в мире, порядке и беспорядке, организации и самоорганизации.
2.3. Революции в естествознании и смена картин мира
Первую революцию в науке относят к XVII в. и связывают с возникновением экспериментального естествознания. Вместо разного рода натурфилософских догадок и гипотез о скрытых качествах вещей ученые той эпохи, начиная с Г. Галилея, стали проверять свои предположения и гипотезы с помощью точно построенного эксперимента. Экспериментальный метод с тех пор стал важнейшим методом исследования природы, и его значение трудно переоценить. Вместе с ним совершенствовались также теоретические методы.
Вторая революция возникла в конце XIX — начале XX в., когда в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о научной картине мира. Эти открытия были связаны прежде всего с обнаружением кванта энергии, установлением строения вещества и взаимосвязи массы и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными «кирпичиками мироздания», из которых состоит природа, считались атомы, то в конце XIX в..были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц). Согласно первой модели атома, построенной англий-
ским ученым Э. Резерфордом (1871—1937), атом уподоблялся миниатюрной Солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Такая система была, однако, неустойчивой: вращающиеся электроны, теряя свою энергию, в конце концов должны были упасть на ядро. Но опыт показывает, что атомы являются весьма устойчивыми образованиями и для их разрушения требуются огромные силы. В связи с этим прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Н. Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.
Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты энергии видимого света вызывают электрический ток. Это явление, как известно, используется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при экспозиции.
В 30-х гг. XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, как, например, электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем экспериментально былю доказано, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а в других — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а энергия поля — распространяться в виде волн. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что элементарные частицы одновременно обладают как свойствами корпускул, так и волн.
В 1925—1927 гг. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая, квантовая механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли разнообразные квантовые теории: квантовая
4-925
электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения элементарных частиц микромира.
Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности — в корне изменила научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы имеют ковариантную, или ту же самую, математическую форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших в этой теории.
megaobuchalka.ru
3. Естественнонаучная картина мира и ее роль в мировоззрении человека.
Естественнонаучная картина мира представляет собой совокупность знаний, существующих в формах понятий, принципов и законов, дающая целостное понимание материального мира как движущейся и развивающейся природы, объясняющая происхождение жизни и человека. Она включает в себя наиболее фундаментальные знания о природе, проверенные и подтвержденные экспериментальными данными.
Основные элементы общенаучной картины мира: научные знания о природе; научные знания об обществе; научные знания о человеке и его мышлении.
История развития естественных наук свидетельствует о том, что в своем познании природы человечество прошло три основных стадии и вступает в четвертую.
На первой стадии (до ХV в.) формировались общие синкретические (нерасчлененные) представления об окружающем мире как о чем-то целом. Появилась специальная область знаний - натурфилософия (философия природы), вобравшая в себя первые знания физики, биологии, химии, математики, мореплавания, астрономии, медицины и т.д.
С ХV-ХVI веков началась вторая стадия. На первый план выступила аналитика - мысленное расчленение бытия и выделение частностей, их изучение. Оно привело к возникновению самостоятельных конкретных наук о природе: физики, химии, биологии, механики, а также целого ряда других естественных наук.
Третья стадия развития естествознания имеет начало с ХVII века. В Новое время постепенно стал осуществляться переход от раздельного познания «стихий» неживой природы, растений и животных к созданию целостной картины природы на основе ранее познанных частностей и приобретения новых знаний. Наступила синтетическая стадия ее изучения.
С конца ХIХ - начала ХХ веков естествознание вступило в четвертую, техногенную стадию. Использование многообразной техники для изучения природы, ее преобразования и использования в интересах человека стало главным, доминирующим.
Основные черты современной естественнонаучной картины мира:
1. Она строится на познании объектов, существующих и развивающихся самостоятельно, по своим законам. Естественные науки хотят узнать мир «таким, как он есть» и поэтому их объект - материальная реальность, ее виды и формы: космос, его микро, макро и мегамиры, неживая и живая природа, вещество и физические поля.
2. Естественные науки стремятся отразить и объяснить природу в строгих понятиях, математических и иных исчислениях. Законы, принципы и категории данных наук выступают мощным орудием дальнейшего познания и преобразования природных явлений и процессов.
3. Естественнонаучное знание представляет динамично развивающуюся и противоречивую систему, которая постоянно эволюционирует. Так, в свете новых открытий в естествознании, значительно расширились наши знания о двух основных формах существования материи: веществе и физических полях, веществе и антивеществе, о других способах существования природы.
4. Естественнонаучная картина мира не включает в себя религиозные объяснения природы. Образ мира (космоса) предстает как единство неживой и живой природы, имеющих свои специфические законы, а также подчиняющиеся более общим закономерностям.
Отмечая роль данной картины мира в мировоззрении, следует обратить внимание на следующее:
во-первых, в естественнонаучном знании изначально коренится обилие мировоззренческих проблем (проблемы первоосновы мира, его бесконечности или конечности; движения или покоя; проблемы субъектно-объектных отношений при познании микромира и т.п.). Они по сути являются источником мировоззрения.
во-вторых, естественнонаучное знание переосмысливается в мировоззрении личности и общества с целью формирования целостного понимания материального мира и места в нем человека. Размышляя о космосе и проблемах наук о природе, человек неизбежно и объективно приходит к определенной мировоззренческой позиции. Например, материальный мир вечен и бесконечен, его никто не создавал; или: материальный мир конечен, исторически преходящ, хаотичен.
studfiles.net
Современная естественнонаучная картина мира
Можно выделить следующие открытия в естествознании, которые привели к научным революциям в XX веке.
Астрономия: модель Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной.
Геология: тектоника литосферных плит.
Физика: смещение точки отсчета от матери к энергии и от вещества к полю.
Теория относительности: относительность пространства и времени.
Квантовая механика: корпускулярно-волновой дуализм.
Синергетика: становление новых структур в неживой природе.
Биология: модели происхождения жизни.
Генетика: механизм воспроизводства жизни.
Экология: взаимодействие живого со средой.
Этология: формы поведения организмов.
Социобиология: соотношение естественного и социального.
Кибернетика: управление в неживой и живой природе.
Психоанализ: роль бессознательного в человеческой психике.
Эти научные революции позволили сформулировать следующие общие закономерности развития мира:
1. Эволюция природы (от Вселенной до кварков).
2. Самоорганизация (от неживых систем до биосферы).
3. Системность связи неживой природы, живой природы и человека (в экологии).
4. Имманентность природных систем пространству и времени (в теории относительности).
5. Относительность разделения на субъект и объект (в квантовой механике и синергетике).
Появились новые общенаучные концепции и подходы: системный (исследование предметов как систем), структурный (исследование уровней организации), вероятностный (применение вероятностных методов) и т. п.
Научные достижения XX века позволяют нарисовать следующую современную естественнонаучную картину мира.
| Уровни организации | Часть пространства | Наука | Вид эволюции | ||||
| Вселенная | Мегамир | Космология | Космическая | ||||
| Галактика | - «- | Астрономия | - «- | ||||
| Звездные системы | - «- | - «- | - «- | ||||
| Планета | - «- | Геология | Геологическая | ||||
| Биосфера | Макромир | Экология | Экологическая | ||||
| Сообщество | - «- | Этология | Биологическая | ||||
| Популяция | - «- | - «- | - «- | ||||
| Вид | - «- | - «- | - «- | ||||
| Индивид | - «- | - «- | - «- | ||||
| Клетка | Микромир | Генетика | - «- | ||||
| Молекула | - «- | Химия | Химическая | ||||
| Атом | - « - | Физика | Физическая | ||||
| Элементарная частица | - «- | - «- | - «- | ||||
| Кварк | - «- | - «- | - «- | ||||
Можно построить и более подробную картину, выделив такие уровни организации, как ядро атома, ядро клетки, макромолекула, кристалл, человек, ноосфера и т. д.
Трудности и парадоксы в развитии науки
Фундаментальной основой структуры познания в наиболее развитых отраслях естествознания является анализ предмета исследования, выделение абстрактных элементарных объектов и последующий логический синтез из них единого целого в виде теоретической модели. Но когда на основе этой модели, представляющей собой один из возможных вариантов объяснения какого-либо фрагмента реальности, неизбежно расхождение идеального с реальным. Даже если теория верно отражает какой-либо фрагмент внешнего мира, на ее основе нельзя предсказать в полном объеме реакции природной среды на внесенные в нее изменения, хотя бы по причине объективной неопределенности, существующей в природе.
Фундаментальной особенностью структуры научной деятельности является разделенность науки на относительно обособленные друг от друга дисциплины. Это имеет свою положительную сторону, поскольку дает возможность детально изучить отдельные фрагменты реальности, но при этом упускаются из виду связи между ними, а в природе, как гласит известное диалектическое положение, предлагаемое сейчас в качестве закона экологии, «все связано со всем». Разобщенность наук особенно мешает сейчас, когда выявилась необходимость комплексных интегративных исследований окружающей среды. Природа едина. Единой должна быть и наука о всех явлениях природы.
Еще одна фундаментальная черта науки — стремление абстрагироваться от человека, стать максимально безличной. Эта в свое время положительная особенность науки делает ее ныне неадекватной реальности и ответственной за экологические трудности, поскольку человек стал самым мощным фактором изменения действительности.
Следует также отметить, что политика в области научных исследований, как и любая другая форма человеческой деятельности, не обладает такой степенью гибкости, чтобы немедленно реагировать на изменение ситуации, а реагирует с задержками.
Человек овладевает миром через его познание, но это познание не может быть абсолютным. Тем не менее наука, давая человеку ценнейший, неубывающий ресурс — информацию, является необходимым способом отражения объективного мира, и ни мистика, ни интеллектуальное созерцание, ни поэтическое отношение к природе не заменят науку в деле объяснения мира и прогнозирования последствий его изменения человеком.
Более того, рост масштабов преобразовательной деятельности человека требует повышения теоретического уровня исследований системы «природа — общество», усиления их прогностической мощи, без чего невозможно эффективное управление природой. Чем выше технический уровень, тем более прочные и важные связи в природе нарушаются и тем насущнее потребность в научных рекомендациях для выбора альтернативы: или попытаться облегчить адаптацию среды к техническим новшествам, или изменить и даже отказаться от задуманного плана преобразования.
В дополнение к отмеченным выше преобладанию анализа в науке, ее обезличенности, абстрагирующего характера, чрезмерной специализации, дисгармоничности в развитии ее отдельных частей, выходы за рамки наглядности и в ту область, где все решается не объективными законами, а случайностью и свободной волей, можно добавить упрек в том, что наука и техника способствуют социальному угнетению, в связи с тем раздаются призывы об отделении науки от государства (П. Фейерабенд).
К парадоксам развития науки относится то, что наука, с одной стороны, сообщает объективную информацию о мире и в то же время уничтожает ее (при различных экспериментах) или что-либо уничтожается на основе научной информации (виды жизни, невоспроизводимые ресурсы).
Но главное, наука теряет надежду сделать людей счастливыми и дать им истину. Об этом говорил еще Л. Н. Толстой. Действительность нельзя познать с помощью науки, так как научное познание — это частное познание, имеющее дело с определенными предметами, а не с самим бытием, — утверждает современный немецкий философ К. Ясперс. Сделать человека счастливым науке не удастся никогда, а отказ от претензий на абсолютную истину подрывает ее лидирующую роль в культуре.
studfiles.net
Естественно-научная картина мира
РЕФЕРАТ
по теме:
«Естественно-научная картина мира»
1. Механическая картина мира
Становление механистической картины мира справедливо связывают с именем Галилео Галилея, который установил законы движения свободно падающих тел и сформулировал механический принцип относительности. Но главная заслуга Галилея в том, что он впервые применил для исследования природы экспериментальный метод вместе с измерениями исследуемых величин и математической обработкой результатов измерений. Если эксперименты спорадически ставились и раньше, то математический их анализ впервые систематически стал применять именно он.
Подход Галилея к изучению природы принципиально отличался от ранее существовавшего натурфилософского способа, при котором для объяснения явлений природы придумывались априорные, не связанные с опытом и наблюдениями, чисто умозрительные схемы.
Натурфилософия, что следует из ее названия, представляет собой попытку использовать общие философские принципы для объяснения природы. Такие попытки предпринимались еще с античной эпохи, когда недостаток конкретных данных философы стремились компенсировать общими философскими рассуждениями. Иногда при этом высказывались гениальные догадки, которые на многие столетия опережали результаты конкретных исследований. Достаточно напомнить хотя бы об атомистической гипотезе строения вещества, которая была выдвинута древнегреческим философом Левкиппом (V до н.э.) и более детально обоснована его учеником Демокритом (ок. 460 до н.э. — г. смерти неизв.), а также об идее эволюции, высказанной Эмпедоклом (ок. 490 — ок. 430 до н.э.) и его последователями. Однако после того как постепенно возникали конкретные науки и они отделялись от нерасчленненого философского знания, натурфилософские объяснения стали тормозом для развития науки.
В этом можно убедиться, сравнив взгляды на движение Аристотеля и Галилея. Исходя из априорной натурфилософской идеи, Аристотель считал "совершенным" движение по кругу, а Галилей, опираясь на наблюдения и эксперимент, ввел понятие инерциального движения. По его мнению, тело, не подверженное воздействию каких-либо внешних сил, будет двигаться не по кругу, а равномерно по прямой траектории или оставаться в покое. Такое представление, конечно, — абстракция и идеализация, поскольку в действительности нельзя наблюдать такую ситуацию, чтобы на тело не действовали какие-либо силы. Однако эта абстракция является плодотворной, ибо она мысленно продолжает тот эксперимент, который приближенно можно осуществить в действительности, когда, изолируясь от действия целого ряда внешних сил, можно установить, что тело будет продолжать свое движение по мере уменьшения воздействия на него посторонних сил.
Переход к экспериментальному изучению природы и математическая обработка результатов экспериментов позволили Галилею открыть законы движения свободно падающих тел. Принципиальное отличие нового метода исследования природы от натурфилософского состояло, следовательно, в том, что в нем гипотезы систематически проверялись опытом. Эксперимент можно рассматривать как вопрос, обращенный к природе. Чтобы получить на него определенный ответ, необходимо так сформулировать вопрос, чтобы получить на него вполне однозначный и определенный ответ. Для этого следует так построить эксперимент, чтобы по возможности максимально изолироваться от воздействия посторонних факторов, которые мешают наблюдению изучаемого явления в "чистом виде". В свою очередь гипотеза, представляющая собой вопрос к природе, должна допускать эмпирическую проверку выводимых из нее некоторых следствий. В этих целях, начиная с Галилея, стали широко использовать математику для количественной оценки результатов экспериментов.
Таким образом, новое экспериментальное естествознание в отличие от натурфилософских догадок и умозрений прошлого стало развиваться в тесном взаимодействии теории и опыта, когда каждая гипотеза или теоретическое предположение систематически проверяются опытом и измерениями. Именно благодаря этому Галилею удалось опровергнуть прежнее предположение, высказанное еще Аристотелем, что путь падающего тела пропорционален его скорости. Предприняв эксперименты с падением тяжелых тел (пушечных ядер), Галилей убедился, что этот путь пропорционален их ускорению, равному 9,81 м/с2 . Из астрономических достижений Галилея следует отметить открытие спутников Юпитера, а также обнаружение пятен на Солнце и гор на Луне, что подрывало прежнюю веру в совершенство небесного космоса.
Новый крупный шаг в развитии естествознания ознаменовался открытием законов движения планет. Если Галилей имел дело с изучением движения земных тел, то немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571—1630) осмелился исследовать движения небесных тел, вторгся в область, которая раньше считалась запретной для науки. Кроме того, для своего исследования он не мог обратиться к эксперименту и поэтому вынужден был воспользоваться многолетними систематическим наблюдениями движения планеты Марс, сделанными датским астрономом Тихо Браге (1546—1601). Перепробовав множество вариантов, Кеплер остановился на гипотезе, что траекторией Марса, как и других планет, является не окружность, а эллипс. Результаты наблюдений Тихо Браге соответствовали этой гипотезе и тем самым подтверждали ее.
Открытие законов движения планет Кеплером имело неоценимое значение для развития естествознания. Оно свидетельствовало, во-первых, о том, что между движениями земных и небесных тел не существует непреодолимой пропасти, поскольку все они подчиняются определенным естественным законам, во-вторых, сам путь открытия законов движения небесных тел в принципе не отличается от открытия законов земных тел. Правда, из-за невозможности осуществления экспериментов с небесными телами для исследования законов их движения пришлось обратиться к наблюдениям. Тем не менее и здесь исследование осуществлялось в тесном взаимодействии теории и наблюдения, тщательной проверке выдвигаемых гипотез измерениями движений небесных тел.
Формирование классической механики и основанной на ней механистической картины мира происходило по двум направлениям:
1) обобщение полученных ранее результатов и прежде всего законов движения свободно падающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных Кеплером;
2) создание методов для количественного анализа механического движения в целом.
Известно, что Ньютон создал свой вариант дифференциального и интегрального исчисления непосредственно для решения основных проблем механики: определения мгновенной скорости как производной от пути по времени движения и ускорения как производной от скорости по времени или второй производной от пути по времени. Благодаря этому ему удалось точно сформулировать основные законы динамики и закон всемирного тяготения. Теперь количественный подход к описанию движения кажется чем-то само собой разумеющимся, но в XVIII в. это было крупнейшим завоеванием научной мысли. Для сравнения достаточно отметить, что китайская наука, несмотря на ее несомненные достижения в эмпирических областях (изобретение пороха, бумаги, компаса и другие открытия), так и не смогла подняться до установления количественных закономерностей движения. Решающую же роль в становлении механики сыграл, как уже отмечалось, экспериментальный метод, который обеспечил возможность проверять все догадки, предположения и гипотезы с помощью тщательно продуманных опытов.
Ньютон, как и его предшественники, придавал большое значение наблюдениям и эксперименту, видя в них важнейший критерий для отделения ложных гипотез от истинных. Поэтому он резко выступал против допущения так называемых скрытых качеств, с помощью которых последователи Аристотеля пытались объяснить многие явления и процессы природы.
Сказать, что каждый род вещей наделен особым скрытым качеством, при помощи которого он действует и производит эффекты, — указывал Ньютон, — значит ничего не сказать.
В связи с этим он выдвигает совершенно новый принцип исследования природы, согласно которому вывести два или три общих начала движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных начал, — было бы очень важным шагом в философии, хотя причины этих начал и не были еще открыты.
Эти начала движения и представляют собой основные законы механики, которые Ньютон точно формулирует в своем главном труде "Математические начала натуральной философии", опубликованном в 1687 г.
Первый закон, который часто называют законом инерции, утверждает:
Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
Этот закон, как отмечалось выше, был открыт еще Галилеем, который отказался от прежних наивных представлений, что движение существует лишь тогда, когда на тело действуют силы. Путем мысленных экспериментов он сумел показать, что по мере уменьшения воздействия внешних сил тело будет продолжать свое движение, так что при отсутствии всех внешних сил оно должно оставаться либо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении. Конечно, в реальных движениях никогда нельзя полностью освободиться от воздействия сил трения, сопротивления воздуха и других внешних сил, и поэтому закон инерции представляет собой идеализацию, в которой отвлекаются от действительно сложной картины движения и воображают себе картину идеальную, которую можно получить путем предельного перехода, т.е. посредством непрерывного уменьшения действия на тело внешних сил и перехода к такому состоянию, когда это воздействие станет равным нулю.
Второй основной закон занимает в механике центральное место:
mirznanii.com
СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА Современная естественно-научная картина
СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
Современная естественно-научная картина мира является результатом синтеза систем мира древности, античности, гео- и гелиоцентризма, механистической, электромагнитной картины мира и опирается на научные достижения современного естествознания. В конце XIX и начале XX века в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о картине мира. Прежде всего, это открытия, связанные со строением вещества, и открытия взаимосвязи вещества и энергии.
• Современное естествознание представляет окружающий материальный мир нашей Вселенной однородным, изотропным и расширяющимся. Материя в мире находится в форме вещества и поля. По структурному распределению вещества окружающий мир разделяется на три большие области: микромир, макромир и мегамир. Для них характерны четыре фундаментальных вида взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное, которые передаются посредством соответствующих полей. Существуют кванты всех фундаментальных взаимодействий.
• • Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными кирпичиками, из которых состоит природа, считали атомы, то в конце прошлого века были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов. В 30 -е годы XX века было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, например электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Это явление получило название дуализма волны и частицы - представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла.
• Таким образом, в современной естественнонаучной картине мира, как вещество, так и поле состоят из элементарных частиц, а частицы взаимодействуют друг с другом, взаимопревращаются. На уровне элементарных частиц происходит взаимопревращение поля и вещества. Так, фотоны могут превратиться в электроннопозитронные пары, а эти пары в процессе взаимодействия уничтожаются (аннигилируются) с образованием фотонов. Более того, вакуум так же состоит из частиц (виртуальных частиц), которые взаимодействуют как друг с другом, так и с обычными частицами. Таким образом, исчезают фактически границы между веществом и полем и даже между вакуумом, с одной стороны, и веществом и полем, с другой. На фундаментальном уровне все грани в природе действительно оказываются условными.
• Другая фундаментальная теория современной физики теория относительности, в корне изменившая научное представление о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоит в том, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер, в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика.
• • • Еще более радикальные изменения в учение о пространстве и времени произошли в связи с созданием общей теории относительности, Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой. Общая теория относительности показала глубокую связь между движением материальных тел, а именно тяготеющих масс и структурой физического пространства-времени. В современной естественнонаучной картине мира наблюдается теснейшая связь между всеми естественными науками, здесь время и пространство выступают как единый пространственно-временной континиум, масса и энергия взаимосвязаны, волновое и корпускулярное движения, в известном смысле, объединяются, характеризуя один и тот же объект, наконец, вещество и поле взаимопревращаются. Поэтому в настоящее время предпринимаются настойчивые попытки создать единую теорию всех взаимодействий. Как механическая, так и электромагнитная картина мира были построены на динамических, однозначных закономерностях. В современной картине мира вероятностные закономерности оказываются фундаментальными, не сводимыми к динамическим.
• Появление такого междисциплинарного направления исследований, как синергетика, или учение о самоорганизации, дало возможность, не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как мир самоорганизующихся процессов. Заслуга синергетики состоит, прежде всего, в том, что сна впервые показала, что процесс самоорганизации могут происходить в простейших системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы и ее неравновесность, достаточное удаление от точки равновесия и некоторые другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в них процессы самоорганизации. Главное достижение синергетики и возникшей на ее основе новой концепции самоорганизации состоит в том, что они помогают взглянуть на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюции и развития.
• В наибольшей мере новые мировоззренческие подходы к исследованию естественно-научной картины мира и его познания коснулись наук, изучающих живую природу. Переход от клеточного уровня исследования к молекулярному ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанные с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез о происхождении жизни и многого другого
• Все прежние картины мира создавались как бы извне - исследователь изучал окружающий мир отстранено, вне связи с собой, в полной уверенности, что можно исследовать явления, не нарушая их течения. Такова была веками закреплявшаяся естественнонаучная традиция. Теперь научная картина мира создается уже не извне, а изнутри, сам исследователь становится неотъемлемой частью создаваемой им картины. Очень многое нам еще неясно и скрыто от нашего взора. Тем не менее, сейчас перед нами развертывается грандиозная гипотетическая картина процесса самоорганизации материи от Большего Взрыва до современного этапа, когда материя познает себя, когда ей присущ разум, способный обеспечить ее целенаправленное развитие.
• Наиболее характерной чертой современной естественно - научной картины мира является ее эволюционность. Эволюция происходит во всех областях материального мира в неживой природе, живой природе и социальном обществе.
present5.com
