История естествознания. Основные концептуальные революции в естествознании

Различные методы отраслей естествознания (физики, химии, биологии и т. п.) являются частными по отношению  к общему диалектическому методу познания. Каждая отрасль естествознания, имея свой предмет изучения и свои теоретические принципы, применяет  свои специальные методы, вытекающие из того или иного понимания сущности ее объекта. Применяемые специальные  методы, например, в археологии или  географии, обычно не выходят за пределы  этих наук.

Еще древние мыслители  утверждали: сравнение - мать познания. Все познается в сравнении. Чтобы  узнать, что представляет собой тот  или иной предмет, необходимо, прежде всего, выяснить, в чем он сходен с другими предметами и чем  отличается от них.

Сравнение это установление сходства и различия объектов. Сравнение  лежит в основе многих естественно-научных измерений, составляющих неотъемлемую часть любых экспериментов. Сравнивая объекты между собой, человек может правильно познавать их и тем самым правильно ориентироваться в окружающем мире, целенаправленно воздействовать на него. Будучи необходимым приемом познания, сравнение играет важную роль, в практической деятельности человека сравнивая действительно однородные и близкие по своей сущности объекты. Сравнение является важным звеном познания в различных отраслях естествознания.

Анализ представляет собой мысленное  или реальное разложение объекта  на составляющие его части. Анализ - также и один из элементов процесса познания. Если разлагать сущность объекта на элементы, из которых  он состоит, сущность объекта не познать. Анализ фиксирует внимание на том, что  отличает части друг от друга. Синтез вскрывает то общее, что связывает  части в единое целое.

Анализ и синтез находятся  в диалектическом единстве между  собой: в каждом своем движении наше мышление столь же аналитично, сколь и синтетично. Каждый изучаемый объект характеризуется множеством свойств и связан множеством нитей с другими объектами.

 

1.1 Абстрагирование

 

Абстрагирование - мысленное  выделение какого-либо предмета, в  отвлечении от его связей с другими  предметами, какого-либо свойства предмета в отвлечении от других его свойств, какого-либо отношения предметов  в отвлечении от самих предметов. Первоначально абстрагирование  выражалось в выделении руками, взором, орудием труда одних предметов и отвлечении от других. «Абстрактный» - удаление, отвлечение. Абстрагирование составляет необходимое условие возникновения и развития любой науки и человеческого познания вообще. Абстрагирование - это движение мысли вглубь предмета, выделение его существенных элементов. В живой ткани логического мышления абстракции позволяют воспроизвести более глубокую и точную картину мира, чем это можно сделать с помощью восприятия.

Важным приемом естественно-научного познания мира является идеализация как специфический вид абстрагирования.

Идеализация - это процесс  образования понятий, реальные прототипы  которых могут быть указаны лишь с той или иной степенью приближения.

Важной задачей любого естественно-научного познания является обобщение - процесс мысленного перехода от единичного к общему, от менее общего к более общему.

Абстрактное и конкретное. Процесс естественно-научного познания осуществляется двумя взаимосвязанными путями: путем восхождения от конкретного, данного в восприятии и представлении, к абстракциям и путем восхождения от абстрактного к конкретному. На первом пути наглядное представление «испаряется» до степени абстракции, на втором пути мысль движется снова к конкретному знанию, но уже к богатой совокупности многочисленных определений.

 

1.2 Аналогия

 

В природе самого понимания  фактов лежит аналогия, связывающая  нити неизвестного с известным. Аналогией называется вероятное, правдоподобное заключение о сходстве двух предметов в каком-либо признаке на основании установленного их сходства в других признаках. Чем больше сходных признаков у сравниваемых предметов и чем эти признаки существеннее, тем точнее вывод. Аналогии дают лишь вероятные заключения, которые играют огромную роль в познании, так как ведут к образованию гипотез - научных догадок и предположений, которые в ходе последующего этапа исследований и доказательств могут превратиться в научные теории. Аналогия с тем, что нам известно, помогает понять то, что неизвестно. По аналогии с искусственным отбором лучших пород домашних животных Ч. Дарвин сформулировал принцип естественного отбора в животном и растительном мире. Аналогии с механизмом действия мышц, мозга, органов чувств животных и человека подтолкнули к изобретению многих технических сооружений: экскаваторов, роботов, логических машин.

2. Научные революции  в естествознании

 

Существует три основных революции в естествознании: аристотелевская, ньютоновская и эйнштейновская. Однако, следует отказаться отнаивных и предвзятых представ-лений о них как процессах, связанных с ликвидацией прежнего знания, с отказом от преемственности в развитии науки и прежде всего ранее накопленного и проверенного эмпирического материала, а признать и принять весьма актуальный в связи с существующей проблемой «радикальных прорывов» в науке принцип соответствия Н. Бора, который гласит, что ни одна новая теория не отрицает начисто предыдущую, а вбирает ее в себя на правах частного случая.

Начало естествознания считается  с XVII столетия, что привело к коренным преобразованиям образа жизни человека. В XII в., когда в научном обиходе стало использоваться все научное наследие Аристотеля. Тогда, естественно, наука столкнулась с теологией и пришла с ней в противоречие. Разрешением этого противоречия стала концепция двойственности истины. Но даже в этих обстоятельствах еще очень долгое время все опытное знание и выводы, полученные из него методом дедукции, признавались лишь вероятными, обладающими только относительной, но не абсолютной достоверностью. В тех условиях религиозная картина мира представлялась более очевидной по сравнению с философско-научной.

 

2.1 Ученые сркдневековья

 

Конечно, до XVII в. были периоды Средневековья и Возрождения. В течение первого из них наука находилась в полной зависимости от богословия и схоластики. Для этого времени типичны астрология, алхимия, магия, каббалистика и другие проявления оккультного, тайного знания. Алхимики пытались с помощью химических реакций, протекающих в сопровождении специфических заклинаний, получив философский камень, способствующий превращению любого вещества в золото, приготовить эликсир долголетия, создать универсальный растворитель. В качестве побочных продуктов их деятельности появились мнете научные открытия, были созданы технологии получения красок, стекол, лекарств, сплавов и т.д. В целом развивающееся знание было промежуточным звеном между техническим ремеслом и натурфилософией и в силу своей практической направленности содержало в себе зародыш будущей экспериментальной ; науки. Однако постепенно накапливающиеся изменения привели к тому, что представление о соотношении веры и разума в картине мира стало меняться: сначала они стали признаваться равноправными, а затем, в эпоху Возрождения, разум был поставлен выше откровения. В эту эпоху (XVI в.) человек стал пониматься не как природное существо, а как творец самого себя, что и выделяет его из всех прочих живых существ. Человек становится на место Бога: он сам себе творец, он - владыка природы. Снимается граница между наукой как постижением сущего и практически-технической деятельностью. Идет стирание граней между теоретиками-учеными и практиками-инженерами. Начинается математизация физики и фиэикализация математики, которая завершилась созданием математической физики Нового времени (XVII в.). У истоков ее стояли Н. Коперник, И. Кеплер, Г Галилей. Так, например, Галилей всячески развивал идею системаческого применения двух взаимосвязанных методов - аналитического и синтетического, называл их резолютивным и композитивным. Главным достижением в механике было установление им закона инерции, принципа относительности, согласно которому: равномерное и прямолинейное движение системы тел не отражается на процессах, происходящих в этой системе. Галилей усовершенствовал и изобрел множество технических приборов - линзу, телескоп, микроскоп, магнит, воздушный термометр, барометр и др.

Великий английский физик  И. Ньютон (1643-1727 гг.) завер-шил коперниковскую революцию. Он доказал существование тяготения, как универсальной силы - силы, которая одновре-менно заставляла камни падать на Землю и была причинойзамкнутых орбит, по которым планеты вращались вокруг Солнца. Заслуга И. Ньютона была в том, что он соединил механическую философию Р. Декарта, законы И. Кеплера о движении планет и законы Г Галилея о земном движении, сведя их в единую всеобъемлющую теорию. После целого ряда математических открытий И. Ньютон установил следующее: для того, чтобы планеты удерживались на устойчивых орбитах с соответствующими скоростями и на соответствующих расстояниях, определяющихся третьим законом И. Кеплера, их должна притягивать к Солнцу некая сила, обратно - пропорциональная квадрату расстояния до Солнца; этому же закону подчиняются и, тела, падающие на Землю.

 

2.2 Ньютоновская революция

 

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 вто- рой производной от пути по времени. Благодаря этому ему удалось точно сформулировать основные законы динамики и закон всемирного тяготения. Ньютон был убежден в объективном существовании материи, пространства и времени, в существовании объективных законов мира, доступных человеческому познанию. Несмотря на свои огромные достижения в области естествознания, Ньютон глубоко верил в Бога, очень серьезно относился к религии. Он был автором «Апокалипсиса», «Хронологии». Эта приводит к выведу, что для И. Ньютона не было конфликта между наукой и религией, в его мировоззрении уживалось и то и другое.

Отдавая дань столь великому вкладу ученого в становление  и развитие научной картины мира, научную парадигму этого периода  или научную революцию XVI-XVII вв. называют ньютоновской.

И это вторая в истории  европейской науки картина мира после аристотелевской. Ее основными  достижениями можно считать:

натурализм-идею самодостаточности  природы, управляемой естественными, объективными законами;

механицизм - представление  мира в качестве машины, состоящей  из элементов разной степени важности и общности;

квантитативизм-универсальный метод количественного сопоставления и оценки всех предметов и явлений мира, отказ от качественного мышления античности и Средневековья;

причинно-следственный автоматизм жесткую детерминацию всех явлений  и процессов в мире естественными  причинами, описываемыми с помощью  законов механики;

аналитизм - примат аналитической деятельности над синтетической в мышлении ученых, отказ от абстрактных спекуляций, характерных для античности и Средневековья;

геометризм-утверждение картины безграничного однородного, и управляемого едиными законами космического универсума.

Еще одним важнейшим итогом научной революции Нового времени  стало соединение умозрительной  натурфилософской традиции античности и средневековой науки с ремесленно-технической  деятельностью, с производством. Кроме  того, в результате этой революции  в науке утвердился гипотетико-дедуктивный  метод познания.

В прошлом веке физики дополнили  механистическую картину мира электромагнитной. Электрические и магнитные явления  были известны давно, но изучались обособленно  друг от друга. Их изучение показало, что  между ними существует глубокая взаимосвязь, что заставило ученых искать эту  связь и создать единую электромагнитную теорию.

2.3 Революция Эйнштейна

 

В 30-е гг. XX в. было сделано  другое важное открытие, которое показало, что элементарные частицы, например электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким  путем было доказано экспериментально, что между веществом и полем  не существует непроходимой границы: в  определенных условиях элементарные частицы  вещества обнаруживают волновые свойства, а частицы поля - свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы.

Еще более радикальные  изменения в учении о пространстве и времени произошли в связи  с созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой  теорией тяготения. Эта теория впервые  ясно и четко установила связь  между свойствами движущихся тел  и их пространственно-временной  метрикой. А. Эйнштейн (1879-1955), выдающийся американский ученый, физик-теоретик, сформулировал некоторые , основные свойства пространства и времени исходя из своей теории:

1) их объективность и  независимость от человеческого  сознания и сознания всех других  разумных существ в мире. Их  абсолютность они являются универсальными  формами бытия материи, проявляющимися  на всех структурных уровнях  ее существования;

2)неразрывную связь друг  с другом и с движущейся  материей;

3)единство прерывности  и непрерывности в их структуре  - наличие отдельных тел, фиксированных  в пространстве при отсутствии  каких-либо «разрывов» в самом  пространстве;

По существу относительность  восторжествовала и в квантовой  механике, т.к. ученые признали, что  нельзя:

1) найти объективную истину  безотносительно от измерительного  прибора;

2) знать одновременно  и положение, и скорость частиц;

3) установить, имеем мы  в микромире дело с частицами  или с волнами. Это и есть  торжество относительности в  физике XX века.

Учитывая столь огромный вклад в современную науку  и большое влияние на нее А. Эйнштейна, третью фундаментальную  парадигму в истории науки  и естествознания назвали эйнштейновской.

 

2.4 Основные достижения  НТР

 

Другие основные достижения современной научно-технической  революции сводятся к созданию ОТС - общей теории систем, позволившей  взглянуть на мир как на единое, целостное образование, состоящее  из огромного множества взаимодействующих  друг с другом систем. В 1970-х гг. появилось  такое междисциплинарное направление  исследований, как синергетика, изучающая  процессы самоорганизации в системах любой природы: физических, химических, биологических и социальных.

Произошел огромный прорыв в науках, изучающих живую природу. Переход от клеточного уровня исследования к молекулярному ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез происхождения жизни. Такой переход стал возможен в результате взаимодействия различных естественных наук, широкого использования в биологии точных методов физики, химии, информатики и вычислительной техники. В свою очередь живые системы послужили для химииприродной лабораторией, опыт которой ученые стремились воплотить в своих исследованиях по синтезу сложных соединений.