Концепции современного естествознания

Концепции современного естествознания

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

030301.65 Психология,, 080301.65 Коммерция

Тема 1.Наука и естествознание: их сущность, структура, функции, происхождение и законы развития. История естествознания: основные этапы.

1 .Начало и  генезис науки в древнейший период истории. Естествознание в античный, средневековый периоды и в эпоху Возрождения. Гелиоцентрическая система мира Коперника.                 

Период возникновения  науки обычно относят к 6 в. до н.э.; хотя некоторые элементы научного знания стали формироваться в еще более древних обществах: Шумеры, Индия, Китай, Египет, Месопотамия. Знания того исторического периода существовали в мифологической и магической формах, давая человеку наряду с  ложной и искаженной информацией, фрагменты истинных  знаний. Накопление эмпирических фактов и обобщений позволило уже на первых этапах развития человеческой цивилизации положить начало ручному производству предметов потребления и технических средств, с помощью простейших инструментов. Уже в период неолита вместе с письменностью сформировались зачатки наук: астрономии, математики, металлургии, рецептурной медицины и др. Изучение структуры звездного неба, понимание структуры времени (первые календари), разработка геометрии земной плоскости (землемерные, ирригационные  работы) позволяли успешно решать сложные задачи ориентации в пространстве и во времени. Такие эмпирические знания, накопленные на основе систематизации наблюдений, и обусловили первые признаки его научности. Накопление  и передача знаний последующим поколениям невозможна без письменности, появление которой стало великим, культурным переворотом

                Самое раннее пиктографическое  письмо зародилось еще в мезолите. Первые дошедшие до нас письменные  памятники, как и первые библиотеки, относятся к 5 – 4 тысячелетиям до н.э. (шумерская  и вавилонская культуры, папирусы древних египтян, содержащих решение математических задач). Зарождавшаяся наука того времени  носила прикладной характер и стимулировала создание первых средств измерения: часов, весов, визиров и т.п., что обеспечивало еще одно свойство научности знаний – их проверяемость и  воспроизводимость. Потребность в рецептурных знаниях привела к созданию правил, по которым следовало совершать те или иные действия. Так появился  рационализм, который позже определил  основной характер возникшей античной науки. 

                   Современное естествознание выросло из античной натурфилософии – философии природы, основанной на ее умозрительном истолковании и рассматриваемой как единое целое. Присущий философии рационализм способствовал переходу от наблюдения простых причинно- следственных связей между явлениями к их обобщению в форме научных теорий.  Попутно совершенствовались навыки абстрактного мышления, логического обоснования получаемых выводов, доказательств и проверке истинности полученных таким образом  суждений.

                  Научное теоретическое знание  отличается особенным языком  понятий и категорий, обоснованностью  утверждений, их логической выстроенностью  и непротиворечивостью, согласованностью с другими имеющимися знаниями. Реализовав все это, ученые Древней Греции заложили фундамент современной науки, отличающейся от всех других форм познания мира.

                  Возникший рационализм как стиль  познания исходил из того что, во-первых, в мире существует естественный природный порядок, бесконечная цепь причин и следствий; во-вторых, истинное подлинное знание отражает этот порядок в общих принципах и законах; и, наконец, в- третьих, источником такого знания являются не чувственные восприятия, а разум, выступающий, также, абсолютным  критерием истины.     

                  Такой рациональный стиль познания, прежде всего, реализовался в  математике, которая ранее остальных  наук выделилась из натурфилософии. В 5 веке до н.э. Гиппократ из Хеоса изложил существовавшие геометрические знания в книге, а самую древнюю строго обоснованную математическую систему в начале 3 века до н.э. создал Евклид. Выдающийся древнегреческий мыслитель Пифагор создал на философской основе научный фундамент математики, выдвинув число как средство выражения условий присущих закономерному порядку природы. Суть его учения сводится к двум тезисам:

                 -  число есть универсальная  модель понимания мира в целом  и взаимосвязи всех его частей;

                 -  числовые отношения суть  отражения единства и гармонии  мира.   

                 В своей концепции музыки сфер он утверждает  посредством обнаруженной им связи  чисел и их отношений с музыкальным строем, связь («звучания») через определенные интервалы («гармонии сфер») идеальных сфер совершенного и гармонично упорядоченного космоса. Такой подход позволит в дальнейшем применять числа  и другие понятия математики к любым явлениям периодичности в мире. Открытие Пифагора, состоящее в соотнесении математических  понятий с природными явлениями посредством счета, измерения и правил рационального упорядочения, определил в дальнейшем неограниченные возможности любой абстракции. Так, абстракция числа, показав, что абсолютная отвлеченность от конкретных и второстепенных свойств и условий обеспечивает выявлению существенных фактов и законов природы, определила важный прорыв в истории научного познания.

                    Абстрактный  образ периодического колебания не только предвосхитил суть теории электромагнетизма, волновой (квантовой) механики и других физических теорий, но и всех концепций колебательных процессов химии, биологии, экологии, экономики и др., использующих соответствующую математическую технику анализа.

                     Еще одним примером  достижений рационалистического подхода в науке является атомистическое учение Демокрита, заявившего, что космос состоит из атомов и пустоты как место их пребывания, а перемещение атомов в пространстве является причиной всех движений и изменений в природе. Так была провозглашена корпускулярная концепция описания природы и принцип близкодействия. Исследуя методы индукции, аналогии и построения гипотез, Демокрит в своих выводах оказался ближе к современному естествознанию,  широко опирающемуся на вероятностные знания, чем, например И.Ньютон, скептически относившийся к гипотезам.

                       Обобщением всей греческой науки  стала научно-философская система  Аристотеля   (384-322 гг. до н.э.). Он первым изложил основы естествознания как науки, положил начало развитию многих естественных наук, создал формальную логику как учение о доказательстве, являющейся  главным инструментом построения и систематизации знания. Научное мышление, вооруженное логикой и наблюдением, именно тогда одержало первую историческую победу над магией и мифологией. Введенные Аристотелем критерии научности знания, нормы описания и обоснования более тысячелетия пользовались непререкаемым авторитетом, а  законы Аристотеля формальной логики незыблемы и поныне. 

                        Разумеется, недостаток фактического материала, умозрительный характер научного исследования, связанный  с недооценкой греками практической деятельности, отождествляемой ими с физическим трудом – уделом рабов, порождал немало необоснованных гипотез и понятий (энтилехии, потенциальной материи, перводвигателя и др.). Полностью не соответствовала действительности  аристотелевская  геоцентрическая модель мира, усовершенствованная во 2 веке н.э. древнегреческим  астрономом, географом Птолемеем, прослужившая,  однако, основой взглядов на Вселенную вплоть до 15 века. И все же главным в творческом научном наследии Аристотеля является его определение предмета науки как существенного и общего в явлениях действительности и всей природы в целом – закона.  

                      После эллинистического периода возникшая римская империя, перенявшая многие достижения культуры науки и техники Древней Греции в условиях жестко централизованной политической системы, которая исключала свободу личности и ее творчество,  ограничила высокий профессионализм  древнеримских инженеров и ученых .При общем высоком уровне унаследованных от греков практических знаний техники наступил период упадка теоретической мысли, а вместе с ним и упадка всей империи.

                В 5 веке Великая Римская империя была завоевана племенами,  пришедшими с севера западной Европы. Год падения столицы империи – 512 , считается началом нового этапа истории Европы, ее культуры, науки и техники, получившего название средних веков. Определяющим фактором  возникновения Европейской культурной общности стало христианство с его мировоззрением, идеологией, моралью, правом. 

                В период раннего средневековья произошел общий упадок культуры. Воинствующий догматизм церкви препятствовал исследованиям ученых и сильно тормозил развитие Европейской науки. Через византийские и арабские переводы трудов Демокрита, Платона, Евклида, Аристотеля античное наследие идеалистической антологии, субъективной диалектики, формальной логики, классической риторики проникали в Западную Европу. В раннее средневековье преобладал платоновский идеализм в интерпретации церковного авторитета 5 века  Аврелия Августина (Блаженного), так называемый августиновский платонизм. В 13 веке возродился интерес к учению Аристотеля, которое церковная схоластика была вынуждена ассимилировать. В 12 веке в Болонье, Оксфорде, Париже были основаны университеты, наметилось возрождение интереса к естественным наукам. К 15 веку в Европе уже насчитывалось около 60 университетов со сложившейся своей системой образования. На этом этапе развития науки был начат поворот к исследованию природы на основе опыта и  отказа от   догматической и умозрительной аргументации, характерной для ортодоксальной схоластики. Так, одним из основоположников экспериментального метода научного познания считают профессора Оксфорда, францисканского монаха и философа Роджера Бэкона (1220 – 1292). Решительную попытку освободить науку от подчинения теологии предпринял английский  мыслитель Уильям Оккам, разделивший сферы разума и веры, определивший задачу научного знания как постижение природных единичных вещей посредством опыта и обессмертивший свое имя методологическим принципом « бритва Оккама »,  гласившим: «не умножай сущностей без необходимости».

                         Отсутствие дешевого рабского труда в экономической системе общества  потребовало поиска новых источников энергии, технических усовершенствований, развития технологий. Еще до 15 века,  были сделаны важные изобретения: домкрат, кривошип, кардан, шатун, маховик, зубчатая передача и др. Был создан первый механизм - автомат (часы). Освоены в рамках  алхимии  новые методы проведения химических опытов, усовершенствована аппаратура: перегонный куб, химические печи, фильтры, дистилляторы и др. Выдающееся место в техническом и культурном прогрессе Средневековья занимает изобретение и создание в середине 15 века технологии книгопечатания. Все это позволяет говорить о средневековой технологической революции

             После длительного периода забвения Средневековой Европой культурного наследия  античной эпохи глубокий и устойчивый интерес к нему возрождается в Италии только в 14 веке. Современная техническая цивилизация была бы попросту невозможна без освоения европейцами достижений древних народов Запада и Востока. Именно Ренессанс, или возрождение  -  стал той исторической эпохой, когда на исходе средних веков античные ценности  не только реставрировались,  но и существенно развивались  применительно к новым условиям. Важное значение для ускоренного развития торговли  и промышленного производства, науки и техники в 15 – 16 веках имело появление новых рынков сбыта и источников сырья в результате великих географических открытий. (Колумб, Васко де Гама, Магеллан). Механика и устройство механизмов в позднее Средневековье и эпоху Возрождения  стали поистине всеобщим увлечением. Наряду с придворными лекарями и алхимиками появились механики. Леонардо да Винчи (1452 – 1519) известен не только как гениальный художник, но и архитектор, ученый и инженер, изобретатель множества технических устройств, обогнавших свое время (вертолет, подлодка, парашют и др.).

                           Подлинную революцию в мировоззрении  произвела научно обоснованная великим польским астрономом Николаем Коперником (1473 – 1543) гелиоцентрическая система мира, доказавшее  существование солнечной системы. Учение Коперника, как и взгляды сожженного на костре в 1600 году по обвинению церкви в ереси Джордано Бруно, разрушили самые основы средневекового мировоззрения и создали предпосылки новой картины мира, впоследствии  названной механистической. Краеугольный  камень в ее фундамент был заложен одним из основателей точного естествознания -  науки Нового времени, ученым и изобретателем, физиком, механиком и астрономом, жертвой Святой инквизиции  Галелео Галелеем (1564 – 1642). Он не только обосновал гелиоцентрическую систему Коперника, установил законы движения свободно падающих тел и сформулировал принцип относительности механики, но разработал методологию нового подхода к описанию природы, благодаря которому естествознание от натурфилософских догадок и умозрительного обоснования перешло к взаимодействию теории  (математической модели) и эксперимента, когда любая гипотеза (или модель некоторых физических и геометрических характеристик исследуемых объектов)  подвергаются обстоятельной эмпирической проверке. В своих опытах Галелей проводит мысленные эксперименты  и пользуется логикой математического доказательства, формулируя закон энерции, принцип относительности  механического движения.

                       Итак, изменения, произошедшие в экономике, науке и техники Европы с 5 – 16 вв., вывели европейскую цивилизацию на новый уровень развития. В первой половине 17 века лидером научных исследований становится механика земных и небесных тел. Познание законов, которые управляют твердыми, жидкими,  газообразными телами и веществом природы, заложило фундамент для ее дальнейшего исследования, Таким образом, средневековая европейская наука, освоив в эпоху возрождения достижения древнегреческой цивилизации, не только превзошла прежние успехи в этой области, но и положила начало последующему мировому научно-техническому прогрессу человечества.  

2. Научная  революция в естествознании Нового  времени и формирование механистической  картины мира (17 – 18 вв.). Развитие естествознания в Х-1Х веке и его кризис на рубеже ХХ века. Электромагнитная картина мира. Революция в естествознании на рубеже Х1Х – ХХ веков. Релятивистская и эволюционистская картины мира.                    

                     Развитие науки в эпоху Нового времени  можно условно разделить на три этапа. На первом этапе, длившемся с середины 16 века и до первой трети 17 века, процесс накопления новых научных знаний  подрывали и разрушали основы традиционной системы мироздания и общей картины мира, существовавшей многие столетия. У. Гильберт исследовал явления магнетизма и первым показал, что Земля  являет собой гигантский магнит. Датский астроном Тихо Браге, наблюдая небесный свод, установил точное положение многих небесных светил, создал каталог звезд и первым доказал, что кометы  -  это небесные тела, более удаленные, чем Луна. Его работы послужили основанием для исследований и И.Кеплера, открывшего названные его именем законы движения планет по эллиптическим орбитам  относительно Солнца и тем самым  завершившего разрушение докоперниковской картины Вселенной. Он изобрел телескоп с двояковыпуклыми линзами и открыл законы движения планет.