Шпаргалка по "Концепции современного естествознания"

Функции: 1.для проверки гипотез; 2.для сопоставления теории и результатов наблюдений.

2.Эксперимент.

представляет практическую возможность  изменения предмета.Структура совпадает с наблюдением.Изучаются предметы и процессы для их познания. По цели: 1.для эмпирической проверки гипотез и теорий; 2.поисковые эсперименты,для сбора информации с целью  уточнения догадки. По объекту: физический,химический,биологический,психологический и социальный эксперименты. Если объект существует в реальности,то эксперимент является прямым, а если эксперимент проводится на моделях – косвенным.

На основании метода и результата:

-Качественный носит поисковый  характер,дает предварительный анализ гипотез.

-количественный дает  точный результат.

Применяются последовательно.Результаты эксперимента нуждаются в статистическом анализе.Проблема ошибки при большом количестве измерений.Оценка статистически анализируемых данных проводится в рамках определенных теорий.Но может быть,что эксперимент не подтверждает никакую теорию и ведет к созданию новых теорий для

-разделения существенных  фактов от несущественных;

-подтверждения теорий и гипотез;

-проверки гипотез  и теорий.

3.Моделирование.

Модель – аналог чего-то (природной  либо социальной реальности).

Заменитель оригиналов познания.

• Предметное моделирование ведется на моделях воспроизводящих характеристики оригинала.
• Знаковое – моделью служат графики, чертежи, языковая система.

Модель – теоретико-познавательная категория.Характеристики ее переносятся  на оригинал.Чем больше аналогия,тем  больше научность теории.Теории ограничивают абстракцию моделей.

Моделирование нужно применять вместе с другими методами познания.Модель является средством к объектам исследования.

 

7. Логика развития науки.

Развитие науки идет неравномерно: периоды накопления новых знаний сменяются периодами внедрения  в науку новых идей,идей,которые  подчас меняют всю,сложившуюся на тот момент,картину мира.

До середины XX века полагали,что в науке идет непрерывное приращение научного знания,новых теорий и открытий создающее кумулятивный эффект на разных направлениях познания природы.В современности пошаговую логику неспешной эволюции сменила логика научных революций.Конкретной логики развития науки еще не сложилось.

1. Общие модели развития науки.

1)Американский историк  и философ Томас Кун (60-е  годы XX в.) ввел новое понятие «парадигма» (образец).В нем фиксируется существование особого способа организации знания, подразумевающего определенный набор предписаний,влияющих на выбор направления исследования.В парадигме содержатся общепринятые образцы решения конретных проблем.Оно дает некую систему отсчета,является предварительным условием для построения различных теорий.

2)Лакатос предложил  альтернативную модель «Методология  научно-исследовательских программ».Расходится  с куновской моделью в главном  пункте – считает, что выбор  научным обществом одной из  многих конкурирующих исследовательских программ должен осуществляться рационально (на основе четких критериев).

Структура этой модели: «жесткое ядро» (неопровержимые исходные положения);  «негативная эвристика» (своеобразный пояс, состоящий из дополнительных гипотез, снимающих противоречия); «позитивная эвристика» (ряд доводов,направленных на то,чтобы изменять и развивать определенные варианты).

Концепции Куна и Лакатоса – самые влиятельные реконструкции логики развития науки во второй половине 20 века.

2. Научные революции.
1. первая научная революция в 6-4 в.в. до н.э. Аристотель. Произошло отличие науки от других форм познания мира, были созданы определенные нормы и образцы построения научного знания. Геоцентрическое учение о мировых сферах.
2. Вторая глобальная научная революция в 17-18 в.в. Исходный пункт: переход к гелиоцентрической модели мира. Ученые-классики: Коперник, Галилей, Ньютон, Декарт, Кеплер.
3. Третья научная революция на рубеже 19-20 века. На смену Ньютоновскому гелиоцентризму пришел Эйнштейновский отказ от всякого центризма вообще. Появление классического естествознания.
3. Дифференциация и интеграция научного познания.

-организация исследований «на  стыке» смежных дисциплин;

-разработка научных методов,имеющих  значение для многих наук;

-поиск «объединительных» теорий и принципов.

4. Математизация естествознания.

Хотя современная математика далека от идеала безупречной обоснованности и логического совершенства,ее значение для естествознания не только сохраняется, но и усиливается.

Во многих случаях математика выполняет роль универсального языка естествознания, специально предназначенного для лаконичной и точной записи различных утверждений. Она способна служить источником моделей,алгоритмических схем для связей, отношений и процессов,составляющих предмет естествознания.

 

8.Дифференциация  и интеграция естественных наук.

Важная закономерность развития науки  – единство процессов дифференциации и интеграции научного знания.Современная  наука насчитывает около 15 тыс. различных  научных дисциплин.Рост научного знания сопровождался его непрерывной дифференциацией,т.е. разделением ,дроблением на все более мелкие разделы и подразделы.Количество самоопределяющихся в качестве самостоятельных научных дисциплин непрерывно растет.

В рамках классического  естествознания стала постепенно утверждаться идея принципиального единства всех явлений природы и отображающих их научных дисциплин.Начали возникать смежные дисциплины типа физической химии,химической физики,биохимии,биогеохимии и т.д. Основные фундаментальные науки настолько сильно диффундировали друг в друга,что пришла пора задуматься о единой науке о природе.Интеграция естественно-научного знания стала ведущей закономерностью его развития.

Формы проявления интеграции:

-в организации исследований  «на стыке» смежных научных  дисциплин;

-в разработке «транс дисциплинарных» научных методов,имеющих значение для многих наук (спектральный анализ,хромотография,компьютерный эксперимент);

-в поиске «объединительных  теорий» и принципов,к которым  можно было бы свести бесконечное  разнообразие явлений природы (гипотеза «Великого объединения» всех типов фундаментальных взаимодействий в физике,глобальный эволюционный синтез в биологии,физике,химии и т.д.);

-в разработке теорий,выполняющих  общеметодологические функции в  естествознании (общая теория систем,кибернетика,синергетика);

-в изменении характера  решаемых современной наукой  проблем – они по большей части становятся комплексными,требующими участия сразу нескольких дисциплин (экологические проблемы,проблема возникновения жизни и пр.).

дифференциация и интеграция в развитии естествознания – взаимодополнительные тенденции.

 

9.Научные  революции как изменение взгляда  на мир.

Четко и однозначно фиксируемых  радикальных смен научных картин мира, т.е. научных революций, в истории  развития науки и естествознания можно выделить три: аристотелевскую,ньютоновскую и эйнштейновскую (релятивистскую).

1. первая научная революция в 6-4 в.в. до н.э.

В результате нее и  появляется на свет сама наука. Произошло  отличие науки от других форм познания мира, были созданы определенные нормы и образцы построения научного знания. Аристотель создает учение о доказательстве. Важнейшим фрагментом научной картины мира стало геоцентрическое учение о мировых сферах.

2. Вторая глобальная научная революция в 17-18 в.в.

Исходный пункт –  переход к гелиоцентрической модели мира.

Ученые-классики: Коперник, Галилей, Ньютон, Декарт, Кеплер.

Отличия созданной ими  науки от античной:

• классическое естествознание заговорило языком математики. Сумели выделить строго объективные количественные характеристики земных тел и выразить их в строгих математических закономерностях;
• наука нашла мощную опору в методах экспериментального исследования явлений со строго контролируемыми условиями, а не просто в их созерцании;
• создана концепция о бесконечности Вселенной;
• доминантой естествознания стала механика. Возникла мощная тенденция сведения всех знаний о природе к фундаментальным принципам и представлениям механики;
• сформировался четкий идеал научного знания: раз и навсегда установленная абсолютно истинная картина природы,которую можно подправлять в деталях, но радикально переделывать уже нельзя. Объект познания существует сам по себе.

Ее итог – механистическая  научная картина мира на базе эксперементально-математического  естествознания.

3. Третья научная революция на рубеже 19-20 в.в.

Началась с появления  принципиально новых фундаментальных  теорий – теории относительности  и квантовой механики. Их утверждение  привело к смене теретико-методологических установок во всем естествознании. Позднее, уже в рамках новой неклассической картины мира,произошли мини-революции в космологии (концепции нестационарной вселенной), биологии (становление генетики). Нынешнее (конца 20 века) естествознание существенно изменило свой облик по сравнению с началом века.

-ньютоновская естественнонаучная  революция изначально была связана с переходом к гелиоцентризму. На смену пришел Эйнштейновский отказ от всякого центризма вообще;

- классическое естествознание  – понятие о траектории частиц, одновременности событий и т.д.

-объект перестал существовать сам по себе;

-естественнонаучная  картина мира может обладать  лишь относительной истинностью.

10.Современная  научная картина. 

Мир состоит из разномасштабных  открытых систем,развитие которых подчиняется  некоторым общим закономерностям. При этом он имеет свою долгую историю, которая в общих чертах известна современной науке:

20 млрд. лет назад –  Большой взрыв

3 минуты спустя –  образование вещественной основы  Вселенной (фотоны,нейтрино и антинейтрино с примесью ядер водорода, гелия и электронов).

Через несколько сотен тысяч лет – появление атомов (легких элементов).

19-17 млрд. лет назад  – образование разномасштабных  структур (галактик).

15 млрд. лет назад –  появление звезд первого поколения,  образование атомов тяжелых элементов.

5 млрд. лет назад –  рождение Солнца.

4,6 млрд. лет назад –  образование Земли.

3,8 млрд. лет назад –  зарождение жизни.

450млн лет назад  – появление растений.

150 млн. лет назад  – появление млекопитающих.

2 млн. лет назад  – начало антропогенеза.

Наиболее крупные прорывы  к тайнам истории Вселенной осуществлены во второй половине нашего века: предложена и обоснована концепция Большого взрыва, построена кварковая модель атома, установлены типы фундаментальных взаимодействий и построены первые теории их объединения и т.д.

Принципы построения и  организации современного научного знания:

-системность;

-глобальный эволюционизм;

-самоорганизация;

-историчность.

Данные принципы соответствуют  фундаментальным закономерностям существования и развития самой природы.

Системность означает воспроизведение наукой того факта, что наблюдаемая Вселенная предстает как наиболее крупная из всех известных нам систем, состоящая из огромного множества элементов (подсистем) разного уровня сложности и упорядоченности. Под «системой» понимают некое упорядоченное множество взаимосвязанных элементов. Другой важной характеристикой системной организации является иерархичность,субординация – последовательное включение систем нижних уровней в системы все более высоких уровней. Например: человек – биосфера – планета Земля – Солнечная система – Галактика и т.д.

Глобальный  эволюционизм – признание невозможности существования Вселенной и всех порождаемых ею менее масштабных систем вне развития, эволюции.Эволюционирующий характер вселенной свидетельствует о принципиальном единстве мира,каждая составная часть которого есть историческое следствие глобального эволюционного процесса,начатого Большим взрывом.

Самоорганизация – это наблюдаемая способность материи к самоусложнению и созданию все более упорядоченных структур в ходе эволюции.

Современная картина  мира имеет особенность: принципиальная незавершенность настоящей и  любой другой картины мира.Развитие общества и Вселенной осуществляется в разных темпоритмах,но их взаимное наложение делает идею создания окончательной,.завершенной,абсолютно истинной научной картины мира практически неосуществимой.

 

11.Принцип  универсального эволюционизма.

Появление принципа глобального эволюционизма означает,что в современном естествознании утвердилось убеждение в том,что материя,Вселенная в целом и во всех ее элементах не могут существовать вне развития.

Идея эволюции родом  из 19 века.Наиболее сильно прозвучала в учении Ч.Дарвина о происхождении  видов,ограничив свое действие растительным и животным миром.Классические же фундаментальные науки,составляющие основу ньютоновской картины мира,остались совершенно не затронутыми эволюционным учением.Вселенная в целом представлялась равновесной и неизменяемой.Артефактом (лат. Arte-искусственно + faktus-сделанный) выглядело появление жизни на планете.Выходило,что такого рода отклонения в существовании Вселенной – явления временные и со всем остальным космосом никак не связанные.

Первую крупную брешь  в антиэволюционном настрое пробило  в начале 20-х годов открытие расширения Вселенной,т.е. ее нестационарности.Ответ на вопрос о силах,сообщивших галактикам начальную скорость и необходимую для этого энергию,дала теория Большого взрыва (утвердилась в естествознании в 70-е годы).

Проблема «происхождения видов» вещества химиков не волновала,пока концепция Большого взрыва не указала на историческую последовательность появления во Вселенной различных элементов.Лишь в конце первых трех минут образовалось небольшое количество ядерного материала (ядер водорода и гелия),а первые целые атомы легких элементов возникли через несколько сотен тысяч лет после взрыва.Звезды первого поколения начинали жизнь с ограниченным набором легких элементов,из которых в результате самопроизвольного синтеза и образовалось все разнообразие таблицы Менделеева.

Привычная нам дарвиновская эволюция показывает непрерывное нарастание сложности организации растительных и животных организмов через механизм естественного отбора.Похожее происходило и тогда,когда природа готовилась к порождению жизни.Об этом говорит тот факт,что из более чем 100 известных хим.элементов основу всего живого составляют шесть:углерод,водород,кислород,азот,фосфор и сера.Их общая доля в живых организмах – 97,4%.Тот же механизм естественного отбора просматривается и на следующем витке эволюции: из многих миллионов органических соединений в построении биосистем заняты лишь несколько сотен,из 100 известных аминокислот для составления белковых молекул живых организмов природой использовано только 20 и т.д. В 20 веке эволюционное учение интенсивно развивалось и в рамках биологии как многоплановое учение,ведущее поиск закономерностей и механизмов эволюции сразу на нескольких уровнях организации живой материи: молекулярном,клеточном, организменном,популяционном и биогеоценотическом. Наиболее большие успехи достигнуты на молекулярно-генетическом уровне:расшифрован генетический механизм передачи наследственной информации,выяснены роль и структура ДНК и РНК,найдены методы определения последовальностей нуклеотидов в них и т.п.