Сущность и эволюция парадигм естествознания

Астраханский Государственный Технический Университет

Кафедра: "Культурология и философия"


Реферат

на тему "Сущность и эволюция парадигм естествознания"


Выполнил:

Амельченко А.О.

Проверил:

проф. Корабущенко П.Л.


Астрахань

Содержание


Введение

."Парадигма Естествознания" - сущность понятия

.Взаимодействие естественнонаучного знания и философского

.Периодизация истории естествознания

.Современная картина мира

Заключение

Список литературы

естествознание мировоззренческий познание природа

Введение


Предмет естествознания - различные формы движения материи в природе: их материальные носители (субстраты), образующие лестницу последовательных уровней структурной организации материи, их взаимосвязи, внутренняя структура и генезис; основные формы всякого бытия - пространство и время; закономерная связь явлений природы как общего характера, так и специфического характера.

Цели естествознания:

·находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления,

·раскрывать возможность использования на практике познанных законов, сил и веществ природы.

Философия всегда в той или иной степени выполняла по отношению к науке функции методологии познания и мировоззренческой интерпретации ее результатов. Философию объединяет с наукой также и стремление к теоретической форме построения знания, к логической доказательности своих выводов.

Естествознание как система научных знаний о природе, обществе и мышлении взятых в их взаимной связи, как единое целое, представляет собой весьма сложное явление, обладающее различными сторонами и связями, чем обусловлено его место в общественной жизни, как неотъемлемой части духовной культуры человечества.

В мировоззренческом плане, Естествознание как система научных знаний играет фундаментальную роль и состояние Естествознания в конкретно исторический период определяет доминирующую систему взглядов в обществе на природу, в широком смысле слова, и методы ее познания. Знания можно разделить на отрасли, в каждой из которых выделить конкретные направления познания, так познания человечества по отраслям подразделяются на:

·естественные (физика, химия, биология и т.д.)

·технические (машиностроительные, архитектурные, микроэлектроника и т.д.)

·социальные и гуманитарные науки (культурологические знания, социологические, политологические и т.д.)

Как видно из приведенной выше классификации познаний, знания в области физики, формируют блок естественных знаний человечества о природе и в силу этого играют решающую роль в формировании мировоззрения, с учетом развития других отраслей знания, в совокупности формируя идеологическую надстройку общества, которая формирует "современное" видение картины мира.

Естествознание, как в целом и наука, является частью общечеловеческой культуры, что предполагает необходимость выявления социокультурных детерминантов научного знания. Стремление к созданию общей теории естествознания на фоне интеллектуальной атмосферы той или иной эпохи, как части истории культуры, привело к формированию культурно-исторического подхода к анализу развития науки, в рамках которого были выработаны понятия культурного фона, стиля мышления, научной картины мира, типа научной рациональности


1."Парадигма естествознания" - сущность понятия


Слово "естествознание" (естество - природа) означает знание о природе, или природоведение. В латинском языке слову "природа" соответствует слово natura, поэтому в немецком языке, ставшем в 17-19 вв. языком науки, все о природе стали называться "Naturwissenchaft". На этой же основе появился и термин "натурфилософия" - общая философия природы.

Первоначально все знание о природе действительно относилось к физике (в древности - "физиология"). Так Аристотель (III в. до н.э.) называл своих предшественников "физиками" или физиологами. Физика, таким образом, стала основой всех наук о природе.

В настоящее время имеются два определения естествознания.

1.Естествознание - наука о природе, как о единой целостности.

2.Естествознание - совокупность наук о природе, взятое как единое целое.

Первое определение говорит об одной единой науке о природе, подчеркивая единство природы, ее нерасчлененность. Второе говорит о естествознании как о совокупности, т.е. множестве наук, изучающих природу, хотя в нем и содержится фраза, что это множество следует рассматривать как единое целое.

Целью естествознания, в конечном счете, является попытка решения так называемых "мировых загадок" (сущность материи и силы, происхождение жизни, возникновение ощущения и сознания), сформулированных еще в конце 19-го века Э. Геккелем и Э.Г. Дюбуа-Реймоном.

Естествознание, развиваясь приближается к решению этих загадок, но возникают новые вопросы, и процесс познания бесконечен. Наши знания можно сравнить с расширяющейся сферой. Чем шире сфера, тем больше точек ее соприкосновения с неизвестным. Увеличение сферы знания приводит к появлению новых, нерешенных проблем.

Задачей естествознания является познание объективных законов природы и содействие их практическому использованию в интересах человека. Естественнонаучное знание создается в результате обобщения наблюдений, получаемых и накапливаемых в процессе практической деятельности людей, и само является теоретической основой их деятельности.

Общий ход развития науки, в том числе и естествознания включает три основные ступени познания природы и мира в целом:

·Непосредственное созерцание природы как нерасчлененного целого (греческая натурфилософия);

·Анализ природы, расчленение ее на части (характерно для позднего средневековья и начало Нового времени);

·Воссоздание целостной картины на основе познанных частностей, соединение анализа с синтезом (характерно для зрелого периода развития науки).

В настоящее время выделяются три основные модели развития науки:

1.эволюционная (кумулятивная), т. е. развитие науки как непрерывный, поступательный, прогрессивный процесс;

2.революционная - развитие науки через научные революции.

.Кейс стадис - ситуационные исследования. Это относительно новое направление в развитии науки, разрабатываемое с 70-х годов нашего столетия. Используется большей частью в гуманитарных науках. Применительно к истории - это изучение наиболее значимых событий несколько изолированно, а не как этап, ведущий к современному состоянию. Кейс стадис допускает одновременное существование разных теорий и даже парадигм.

.Долгое время в развитии науки преобладала эволюционная модель, основанная на накоплении знаний, но в середине XIX в. в науке начинают формироваться новые теории, принципиально отличающиеся от предшествующих. Т. Кун пересмотрел понятие сущности науки и предложил рассматривать науку не как простое приращение знаний, а как комплекс знаний, соответствующей эпохи.

Парадигмы- признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решений научному сообществу. Т.е. это система понятий, производных от ограниченного числа основополагающих понятий. Так, в парадигме механики основополагающими понятиями являются три пространственных координаты, масса и время, в парадигме химии - атом и молекула, в парадигме генетики - ген и группа сцепления и т.д.

Следует уточнить, что термин "парадигма" используется в книге Т. Куна в двух различных смыслах:

1.это вся совокупность убеждений, ценностей, технических средств и т.д., которая характерна для членов данного сообщества, - социологический смысл термина;

2.с другой стороны, парадигмы рассматриваются как образцовые достижения прошлого.

Парадигма в течение определенного времени служит теоретической основой научного миропредставления.

Введение понятия парадигмы позволяет рассматривать процесс развития науки не как простое накопление отдельных открытий и изобретений или простой прирост знаний, а как процесс, условно разделенный на этапы, каждый из которых имеет два периода.

Первый период назван Куном периодом нормальной науки, второй период - периодом научной революции. Эти периоды сменяют друг друга.

Понятие парадигмы у Куна тесно связано с категорией "научного сообщества". Научное сообщество состоит из людей, признающих данную парадигму, в свою очередь, парадигма - это то, что членов научного сообщества объединяет. "Парадигмы - образцы" формируют способ видения, проверенный временем и разрешенный научной группой, определяют тем самым "стиль мышления" ученого. И непременно оказывают серьезное, в ряде случаев интуитивное влияние на направленность научных поисков при решении головоломок. Период нормальной науки знаменуется успешным решением головоломок научным сообществом в рамках принятой парадигмы. Смена научных парадигм происходит в связи с кризисом в науке и знаменует собой научную революцию.

Революция в науке - явление многогранное, но в каждой научной революции можно выделить три основные черты:

·Существование необходимости теоретического обобщения нового эмпирического материала;

·Наличие коренной ломки традиционных господствующих представлений о природе;

·Возникновение в науке кризисных ситуаций.

На протяжении последнего времени произошло изменение парадигмы естествознания с классической и неклассической на "постнеклассическую".

Существует ли общий подход к формированию новых парадигм в естествознании? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо понять, как формируются основополагающие понятия в естественных науках. Это происходит, по крайней мере, двумя способами. Первый - идеализация непосредственно наблюдаемых сторон явления. Примером могут служить понятие абсолютно твердого тела в механике, понятие идеального газа в термодинамике, представление луча света как абсолютно прямой линии в классической оптике и т.п. Этот способ исходит из очевидных сторон явлений и поэтому он практически исчерпан. Второй способ сложнее. Он основан на толковании эмпирически обнаруживаемых в явлениях закономерностей, выражаемых целочисленными отношениями. Так, понятия атома и молекулы утвердились в химии в результате их использования для объяснения закона целочисленных весовых отношений реагирующих веществ, сформулированного Дальтоном и закона целочисленных объемных отношений реагирующих газов, сформулированного Гей-Люссаком. Понятие о квантованных электронных уровнях в атомах возникло в результате анализа числовых закономерностей в положении линий поглощения и излучения света в спектрах химических элементов и др.


2.Взаимодействие естественнонаучного знания и философии


В Древней Греции философия зародилась в качестве всеобъемлющей науки - само слово "философия" означает "наука". Эта наука была направлена на все, что вообще было способно или казалось способным стать объектом познания. Будучи сначала единой и нераздельной наукой, философия, при дифференцированном состоянии отдельных наук, становилась отчасти органом, соединяющим результаты деятельности всех остальных наук и одно общее познание, отчасти проводником нравственной и религиозной жизни. Лишь в 17-18 веках сформировалось естествознание выделилось в отдельную составляющую познания.

В 19-20 веках, на новом этапе развития знаний, зазвучали противоположные суждения о величии науки и неполноценности философии. В это время возникло и приобрело влияние философское течение позитивизма, поставившего под сомнение познавательные возможности философии, ее научность, одним словом развенчивающее 'королеву наук' в 'служанки'.

Конт и его последователи доказывали, что наука не нуждается в организующей ее философии. Идея состоит в в утверждении приоритета частно-научного познания по сравнению с традиционной философией. Последняя уничижительно объявляется позитивистами псевдознанием, мимикрией под науку, спекулятивным, умозрительным теоретизированием, не имеющим для современной науки не только никакого позитивного значения, а скорее - отрицательное, так как философский дискурс способен только "заразить" науку вирусом псевдознания. Согласно позитивистам, чтобы исследовать научным способом природу, общество, познание и человека философия должна использовать для познания этих предметов научный метод, то есть наблюдение, обобщение и математическую формулировку своих законов. Пока этого нет - не существует и научной философии. "Наука - сама себе философия" (О. Конт), "Физика, берегись метафизики!" (И. Ньютон), - вот формулы позитивистского решения вопроса о соотношении философии и науки. Однако все многочисленные попытки позитивистов построить научную философию или философию как одну из конкретных наук, отличающуюся от других только ее специфическим предметом (научная система мира - Г. Спенсер, методология науки - Дж.Ст. Милль, психология научной Деятельности - Э. Мах, логико-математический анализ языка науки - М. Шлик, Б. Рассел, Р. Карнап, теория развития научного знания -К. Поппер и др., лингвистический анализ языка науки) закончились провалом. Наука принципиально не свободна от определенных философских допущений "метафизического" характера, что обусловлено целостностью функционирования человеческого сознания и внутренней взаимосвязью всех его когнитивных структур.

Философия - форма общественного сознания; учение об общих принципах бытия и познания, об отношении человека к миру, наука о всеобщих законах развития природы, общества и мышления. Философия вырабатывает обобщенную систему взглядов на мир, место человека в нем; она исследует познавательные ценности, социально-политическое, нравственное и эстетическое отношение человека к миру.

Философия, как наука о наиболее общих законах развития природы, общества и мышления, является единственной научной методологией всех естественных наук.

Специалисты, изучающие всевозможные конкретные явления, нуждаются в общих, целостных представлениях о мире, о принципах его устройства, общих закономерностях и т.д. Однако сами она таких представлений не вырабатывают - в конкретных науках используется универсальный мыслительный инструментарий (категории, принципы, различные методы познания), но ученые специально не занимаются разработкой, систематизацией, осмыслением познавательных приемов, средств. Общемировоззренческие и теоретико-познавательные основания науки изучаются, отрабатываются и формируются в сфере философии.

Взаимосвязь философии с естествознанием заключена в самих предметах их познания: методом познания естественных наук являются специфические законы природы; предметом познания диалектического материализма являются всеобщие законы природы, общества мышления.

Философия влияет на естественнонаучное знание уже в силу того, что любая человеческая деятельность носит целенаправленный характер, проявляющийся в теоретической и практической деятельности.

А значит, философские представления оказывают воздействие не только на мировоззренческие выводы из достижений частных наук, но и на специфические теории и экспериментальную часть науки. Исходя из цели познания, отбираются факты, а это значит, что на экспериментальной стадии научных исследований сказывается влияние общефилософских представлений.

Философия - отдельная форма познания, имеющая научные основы, проявляющая себя в те моменты и в тех областях научного знания, когда теоретический потенциал в этих областях либо мал, либо вообще отсутствует.


3.Периодизация истории естествознания


Понятие "научная картина мира" используется в Естествознании с конца XIX века, а история Естествознания стоит в неразрывной связи с историей общества и каждому типу и уровню развития общества, его производительных сил, техники, соответсвует своеобразный период в развитии Естествознания и "современной" физической картины мира.

В развитии Естествознания выделяют следующие периоды:

1.)Первый подготовительный - натурфилософский, характерный для древних этапов развития общества.

Примером физической картины мира того времени могут служить древнеиндийские, греческие знания.

Первой в истории человечества формой существования естествознания была так называемая натурфилософия (от лат. natura - природа), или философия природы. Античная философия возникает и в значительной мере развивается как результат непосредственного чувственного созерцания мира. Именно на основе непосредственных чувственных данных строилась и аргументация мира. С этим связана и определенная наивность древнегреческого представления о мире.

Считалось, что философии - в ее натурфилософской форме - отведена роль "науки наук", "царицы наук", ибо она является вместилищем всех человеческих знаний об окружающем мире, а естественные науки являются лишь ее составными частями.

Картина мира, соответствующая этой парадигме, возникла в античной Греции.

В античной философии сформировались две школы, по-разному описывавшие структуру мироздания. Сторонники Ионийской школы (Фалес, Анаксимандр, Гераклит) утверждали, что существует два слоя реальности -физический, который воспринимается нашими чувствами, и метафизический, который лежит за пределами наших восприятий и составляет "архэ" - скрытую сущность вещей. По мнению представителей другой школы - эпеатов (Парменид) абсолютно лишь вечное и неизменное, единое. Что же касается видимых явлений, то это химера, порожденная обманом наших чувств.

На следующем этапе развития античного миропредставления были оформлены две альтернативные картины мира. Первая из них принадлежит Левкиппу и Демокриту, которые считали, что в мире нет ничего, кроме разнообразных атомов и пустоты. Отсутствует и какая-либо свобода воли или выбор, т. к. все происходящее однозначно предопределено движениями атомов, в мире нет ничего случайного. Другая космологическая модель разработана Платоном, утверждавшим, что действительный мир - это идеи, а все видимое и воспринимаемое чувствами лишь их отражение, однако же - вполне реальное. Таким образом, концепция мироздания Платона дуалистична: истинный мир совершенен, вечен и неизменен и может быть постигнут лишь работой ума, а материальный подлунный мир, в отличие от него, подвержен изменениям и распаду. Единственной причиной космоса является Демиург, творец. Основной принцип космологии Платона - математическая Гармония, порядок, красота.

Вершиной античной натурфилософии явилась космология Аристотеля. Если у Платона субстанцией, т. е. истинной реальностью, считались эйдосы, идеи, то в учении Аристотеля роль субстанции отводилась видимому миру. Учение Аристотеля о мироздании изложено в двух книгах - "Метафизике" и "Физике". Первая посвящена исследованию высших причин космоса, т. е. всего вечного, бестелесного, неподвижного. Предметом второй является природа, материальный мир - видимый, текучий, подверженный законам случая.

Как снять фундаментальное противоречие между обоими пластами реальности? Чтобы решить эту проблему, Аристотель вводит два рода бытия - возможное и действительное. Первое - это материя, которая в первозданном состоянии напоминает хаос, второе - форма, ее воздействие на материю сообщает ей предметное бытие, движение, доступное опыту. Таким образом, потенциально возможное превращается в актуальную реальность под причинным воздействием формы. Механизм этого воздействия Аристотель называл энтелехией. Придуманную им концепцию мироздания называют гилеоморфиз-мом (от греческих слов hyle - материя, morphe - форма). Природа, понимаемая как совокупность вещей и энтелехии, - это уже не хаос, а гармоничный космос.

Космография Античности практически полностью геоцентрична, единственным исключением явилось учение Аристарха Самосского, который поместил в центр мира не Землю, а Солнце. Однако греческая натурфилософия не восприняла его идей, в частности потому, что в его гелиоцентрической системе оказалось затруднительным объяснить обратное движение планет. Кроме того, гелиоцентрическая система противоречила физике Аристотеля. С этой задачей, с помощью введения эпициклов, легко справился Клавдий Птолемей в своей геоцентрической системе мироздания.

Натурфилософское понимание природы содержало много вымышленного, фантастического, далекого от действительного понимания мира. Появление натурфилософии в интеллектуальной истории человечества и очень длительное ее существование объясняется рядом неизбежных обстоятельств:

·когда естественнонаучного знания (в его современном понимании) еще практически не существовало, попытки целостного охвата, объяснения окружающей действительности были единственным и оправданным способом человеческого познания мира;

·вплоть до XIX столетия естествознание было слабо дифференцировано, отсутствовали многие его отрасли. Еще в XVIII веке в качестве сформировавшихся, самостоятельных наук существовали лишь механика, математика, астрономия и физика. Химия, биология, геология находились лишь в процессе становления. В такой ситуации натурфилософия, строя общую картину природы, стремилась заменить собой отсутствующие естественные науки.

·отрывочному знанию об объектах, явлениях природы, которое давало тогдашнее естествознание, натурфилософия противопоставляла свои умозрительные представления о мире. В этих представлениях не известные еще науке причины, и действительные (но пока непознанные) связи явлений заменялись вымышленными, фантастическими причинами и связями. Для истолкования непонятных явлений натурфилософы обычно придумывали какую-нибудь силу (например, жизненную силу) или какое-нибудь мифическое вещество (флогистон, электрическая жидкость, эфир и т. п.). Действительные пробелы в естественнонаучном знании восполнялись при этом лишь в воображении. Это было вынужденное положение, которое, однако, не могло продолжаться бесконечно.

Когда в XIX веке естествознание достигло достаточно высокого уровня развития и был накоплен и систематизирован большой фактический материал, т. е. когда были познаны действительные причины явлений, раскрыты их реальные связи между собой, существование натурфилософии потеряло всякое историческое оправдание.

Древнегреческие мыслители были, как правило, одновременно и философами, и учеными. Господство натурфилософии обусловило такие особенности древнегреческой науки, как абстрактность и отвлеченность от конкретных фактов. Каждый ученый стремился представить все мироздание в целом, нимало не беспокоясь об отсутствии достаточного фактического материала о явлениях природы. Вместе с тем, достижения античных мыслителей в математике и механике навечно вошли в историю науки.

2.)Второй подготовительный этап

Характеризуется господством схоластики и теологии в Западной Европе и спорадическими открытиями у арабоязычных народов.

Эпоха средних веков характеризовалась в Европе закатом классической греко-римской культуры и резким усилением влияния церкви на всю духовную жизнь общества. В эту эпоху философия тесно сближается с теологией (богословием), фактически становится ее "служанкой". Возникает непреодолимое противоречие между наукой, делающей свои выводы из результатов наблюдение опытов, включая и обобщение этих результатов, и схоластическим богословием, для которого истина заключается в "религиозных догмах, которые стали одновременно и политическими аксиомами, а библейские тексты получили на всяком суде силу закона... Это верховное господство богословия во всех областях умственной деятельности было в то же время необходимым следствием того положения, которое занимала церковь в качестве наиболее общего синтеза и наиболее общей санкции существующего феодального строя."

Пока европейская христианская наука переживала длительный период упадка (вплоть до ХII-ХIII вв.), на Востоке наблюдался прогресс науки. Со второй половины VIII в. научное лидерство переместилось из Европы на Ближний Восток. В IX веке, наряду с главным трудом Птолемея "Математическая система" (в арабском названии "Альмагест"), на арабский язык были переведены "Начала" Евклида и сочинения Аристотеля. Таким образом, древнегреческая научная мысль получила известность в мусульманском мире, способствуя развитию астрономии и математики.

В истории науки этого периода известны имена таких арабских ученых, как Мухаммед аль-Баттани (850-929 гг.), астроном, составивший новые астрономические таблицы, Ибн-Юнас (950-1009 гг.), достигший заметных успехов в тригонометрии и сделавший немало ценных наблюдений лунных и солнечных затмений, Ибн аль-Хайсам (965-1020 гг.), получивший известность своими работами в области оптики, Ибн-Рушд (1126-1198 гг.) - виднейший философ и естествоиспытатель своего времени, считавший Аристотеля своим учителем.

Средневековой арабской науке принадлежат и наибольшие успехи в химии. Опираясь на материалы александрийских алхимиков I века и некоторых персидских школ, арабские химики достигли значительного прогресса в своей области. В их работах алхимия постепенно превращалась в химию. А уже отсюда (благодаря, главным образом, испанским маврам) в позднее средневековье возникла европейская химия.

Таким образом, знания, накопленные у древневосточных цивилизаций, имели следующие общие черты:

·стихийность;

·несистематизированность;

·недоказательный характер знания;

·невозможность коррекции знания;

·отсутствие теоретичности и фундаментальности;

·иррациональность;

·рецептурный характер (многие знания были простым набором алгоритмов и правил для решения задач).

Из этого можно заключить, что в древневосточных цивилизациях не существовало науки, но были подготовлены предпосылки для появления науки и существовали отдельные ее компоненты.

В XI в. страны Европы пришли в соприкосновение с богатствами арабской цивилизации, а переводы арабских текстов стимулировали восприятие знаний Востока европейскими народами.

Большую роль в подъеме западной христианской науки сыграли университеты (Парижский, Болонский, Оксфордский, Кембриджский и др.), которые стали образовываться начиная с XII век. И хотя эти университеты первоначально предназначались для подготовки духовенства, но в них уже тогда начинали изучаться предметы математического и естественнонаучного направления, а само обучение носило, более чем когда-либо раньше, систематический характер.в. характерен для европейской науки началом эксперимента и дальнейшей разработкой статики Архимеда. Здесь наиболее существенный прогресс был достигнут группой ученых Парижского университета во главе с Иорданом Неморарием (вторая половина XIII в.). Они развили античное учение о равновесии простых механических устройств, решив задачу, с которой античная механика справиться не могла, - задачу о равновесии тела на наклонной плоскости.

В XIV в. в полемике с античными учеными рождаются новые идеи, начинают использоваться математические методы, т. е. идет процесс подготовки будущего точного естествознания. Лидерство переходит к группе ученых Оксфордского университета, среди которых наиболее значительная фигура - Томас Брадвардин (1290-1349). Ему принадлежит трактат "О пропорциях" (1328 г.), который в истории науки оценивается как первая попытка написать "Математические начала натуральной философии" (именно так почти триста шестьдесят лет спустя назовет свой знаменитый труд Исаак Ньютон).

Это свидетельствует о том, что на протяжении многовековой, довольно мрачной эпохи, именуемой Средневековьем, интерес к познанию явлений окружающего мира все же не угасал и процесс поиска истины продолжался. Появлялись все новые и новые поколения ученых, стремящихся, несмотря ни на что, изучать природу. Вместе с тем научные знания этой эпохи ограничивались в основном познанием отдельных явлений и легко укладывались в умозрительные натурфилософские схемы мироздания, выдвинутые еще в период античности (главным образом в учении Аристотеля), а господствовавшая в тот период времени церковь и прежде всего ее инструмент "Инквизиция", не способствовали развитию научных взглядов и прогрессу естественных наук.

В таких условиях наука еще не могла подняться до раскрытия объективных законов природы. Естествознание - в его нынешнем понимании - еще не сформировалось. Оно находилось в стадии своеобразной "преднауки".

3.)Естествознание эпохи Возрождения

Это был период конца XV-XVI веков, ознаменовавший переход от Средневековья к Новому времени и получивший название эпохи Возрождения. Последняя характеризовалась возрождением культурных ценностей античности, расцветом искусства, утверждением идей гуманизма. Вместе с тем эпоха Возрождения отличалась существенным прогрессом науки и радикальным изменением миропонимания, которое явилось следствием появления гелиоцентрического учения польского астронома Николая Коперника (1473-1543).

В своем труде "Об обращениях небесных сфер" Коперник утверждал, что Земля не является центром мироздания. На основе большого числа астрономических наблюдений и расчетов Коперник создал новую, гелиоцентрическую систему мира, что явилось первой в истории человечества научной революцией.

Возникло принципиально новое миропонимание, которое исходило из того, что Земля - одна из планет, движущихся вокруг Солнца по круговым орбитам. Совершая обращение вокруг Солнца, Земля одновременно вращается и вокруг собственной оси, чем и объясняется смена дня и ночи, видимое нами движение звездного неба. Но гелиоцентрическая система мира, предложенная Коперником, не сводилась только к перестановке предполагаемого центра Вселенной. Включив Землю в число небесных тел, которым свойственно круговое движение, Коперник высказал очень важную мысль о движении как естественном свойстве небесных и земных объектов, подчиненном некоторым общим закономерностям единой механики. Тем самым было разрушено догматизированное представление Аристотеля о неподвижном "перводвигателе", якобы приводящем в движение Вселенную.

Учение Коперника подрывало опиравшуюся на идеи Аристотеля религиозную картину мира. Последняя исходила из признания центрального положения Земли, что давало основание объявлять находящегося на ней человека центром и высшей целью мироздания. Кроме того, религиозное учение о природе противопоставляло земную материю, объявляемую тленной, преходящей - небесной, которая считалась вечной и неизменной. Однако в свете идей Коперника трудно было представить, почему, будучи "рядовой" планетой, Земля должна принципиально отличаться от других планет.

Католическая церковь не могла согласиться с выводами Коперника, затрагивающими основы ее мировоззрения. Защитники учения Коперника были объявлены еретиками и подвергнуты гонениям. Сам Коперник избежал преследования со стороны католической церкви ввиду своей смерти, случившейся в том же году, в котором был опубликован его главный труд "Об обращениях небесных сфер". В 1616 г. этот труд был занесен в папский "Индекс" запрещенных книг, откуда был вычеркнут лишь в 1835 г.

Одним из активных сторонников учения Коперника, поплатившихся жизнью за свои убеждения, был Джордано Бруно (1548-1600). Но он пошел дальше Коперника, отрицая наличие центра Вселенной вообще и отстаивая тезис о бесконечности Вселенной. Бруно говорил о существовании во Вселенной множества тел, подобных Солнцу, и окружающих его планетах. Причем многие из бесчисленного количества миров, считал он, обитаемы и, по сравнению с Землей, "если не больше и не лучше, то, во всяком случае, не меньше и не хуже".

В 1592 г. он был арестован и в течение восьми лет находился в тюрьме, подвергаясь допросам со стороны инквизиции. 17 февраля 1600 г., как нераскаявшийся еретик, он был сожжен на костре на Площади Цветов в Риме. Однако эта бесчеловечная акция не могла остановить прогресса познания человеком мира.

4.)Период механического и метафизического Естествознания (первая научная революция).

Развитие естествознания не является просто монотонным процессом количественного накопления знаний об окружающем природном мире. И если процесс простого приращения знаний (иногда и вымыслов) был присущ для натурфилософии античности, для "преднауки" Средневековья, то с XVI в. характер научного прогресса существенно меняется. В развитии науки появляются переломные этапы, кризисы, выход на качественно новый уровень знаний, радикально меняющий прежнее видение мира. Эти переломные этапы в генезисе научного знания получили наименование научных революций.

Революция в науке - это, как правило, не кратковременное событие, т.к. коренные изменения в научных знаниях требуют определенного времени. Поэтому в любой научной революции можно хронологически выделить некоторый более или менее длительный исторический период, в течение которого она происходит.

Этот этап характеризуется началом возникновения Естествознания как систематической экспериментальной науки, совпадает с периодом становления и возникновения капиталистических отношений в обществе. Господствующим методом мышления стала метафизика.

Из натурфилософского познания природы, Естествознание превратилось в современное, в систематическое научное познание на базе экспериментов и математического изложения полученных результатов. Главную роль в совершенной революции познания играют Г. Галилей и И. Ньютон.

В учении Галилео Галилея (1564-1642) были заложены основы нового механического естествознания. Главным достижением Г. Галилея является его новый подход к естественным наукам, его убеждение, что для исследования природы в первую очередь необходимо ставить продуманные опыты. В этом он резко расходился с Аристотилем, который считал возможным познание мира чисто логическим путем. Г. Галилей утверждал также, что поверхностные наблюдения без должного анализа могут приводить к ложным заключениям.

Открытия Галилея в физике основаны на многочисленных проведенных им опытах и строится на чисто теоретических выводах. Закон движения по энерции, лежит в основе принципа механической относительности. До Галилея общепринятым в науке считалось понимание движения, выработанное Аристотелем и сводившееся к следующему принципу: тело движется только при наличии внешнего на него воздействия, и, если это воздействие прекращается, тело останавливается. Галилей показал, что этот принцип Аристотеля (хотя и согласуется с нашим повседневным опытом) является ошибочным. Вместо него Галилей сформулировал совершенно иной принцип, получивший впоследствии наименование принципа инерции: тело либо находится в состоянии покоя, либо движется, не изменяя направления и скорости своего Движения, если на него не производится какого-либо внешнего воздействия.

Большое значение для становления механики как науки имело исследование Галилеем свободного падения тел. Он установил, что скорость свободного падения тел не зависит от их массы (как думал Аристотель), а пройденный падающим телом путь пропорционален квадрату времени падения. Галилей открыл, что траектория брошенного тела, движущегося под воздействием начального толчка и земного притяжения, является параболой. Ему также принадлежит экспериментальное обнаружение весомости воздуха, открытие законов колебания маятника, немалый вклад в разработку учения о сопротивлении материалов.

Росту научного авторитета Галилея способствовали его астрономические исследования, обосновывавшие и утверждавшие гелиоцентрическую систему Коперника. Галилей сумел дать блестящее естественнонаучное доказательство справедливости гелиоцентрической системы в знаменитой работе "Диалог о двух системах мира - Птолемеевской и Коперниковой".

Т.к. католической церковью было принято решение о запрещении книги Коперника "Об обращениях небесных сфер", а его учение объявлено еретическим, Галилею пришлось предстать перед судом инквизиции. После длительных допросов он был вынужден отречься от учения Коперника и принести публичное покаяние.

Научная революция XVII в. завершалась творчеством Исаака Ньютона (1643-1727). Его научное наследие чрезвычайно разнообразно. В него входит и создание (параллельно с Лейбницем, но независимо от него) дифференциального и интегрального исчисления, и важные астрономические наблюдения (которые Ньютон проводил с помощью собственноручно построенных зеркальных телескопов), и большой вклад в развитие оптики (он, в частности, поставил опыты в области дисперсии света и дал объяснение этому явлению). Но самым главным научным достижением Ньютона было продолжение и завершение дела Галилея по созданию классической механики. Благодаря их трудам XVII в. считается началом длительной эпохи торжества механики, господства механистических представлений о мире.

Ньютон сформулировал три основных закона движения, которые легли в основу механики как науки. Данная система законов движения была дополнена открытым Ньютоном законом всемирного тяготения.

Пожалуй, ни одно из всех ранее сделанных научных открытий не оказало такого громадного влияния на дальнейшее развитие естествознания, как открытие закона всемирного тяготения. Огромное впечатление на ученых производил масштаб обобщения, впервые достигнутый естествознанием. Это был поистине универсальный закон природы, которому подчинялось все - малое и большое, земное и небесное. Этот закон явился основой создания небесной механики - науки, изучающей движение тел Солнечной системы.

В 1687 году вышел в свет главный труд Ньютона "Математические начала натуральной философии", заложивший основы современной теоретической физики. В своей знаменитой работе Ньютон предложил ученому миру научно-исследовательскую программу, которая вскоре стала ведущей не только в Англии, на родине великого ученого, но и в континентальной Европе. Свою научную программу Ньютон назвал "экспериментальной философией", подчеркивая решающее значение опыта, эксперимента в изучении природы.

Картина мира представляется Ньютону ясной и очевидной: в бесконечном пустом пространстве с течением времени происходит движение миров. Процессы во Вселенной могут быть очень сложными, многообразными и запутанными. Но какими бы сложными они не были, это никак не влияет на бесконечную сцену - пространство и на неизменный поток времени. "Все движения могут ускорятся и замедляться, течение абсолютного времени изменяться не может. Длительность и продолжительность существования вещей одна и та же, быстры ли движения (по которым измеряется время), медленны ли или их совсем нет." - И. Ньютон.

Описанные взгляды Ньютона очень точно характеризуют представления физической картины мира того времени.

Через всю классическую науку проходит идея, согласно которой объективность и предметность суждения достигается только тогда, когда из объяснения и описания исключается все, что относится к субъекту познания. Идеалом было построение абсолютно истинной картины природы. Объяснение истолковывалось как поиск механических причин и субстанций, которые детерминируют наблюдаемые явления. В понимание обоснования включалась идея редукции знания о природе к фундаментальным принципам и представлениям механики, т.е. механистическая картина природы. Представление о познании укладывалось в схему наблюдения и экспериментирования с объектами природы, которые раскрывают тайны познающему разуму, а сам разум наделяется статусом суверенности.

5.)Период открытия всеобщей связи и утверждения эволюционных идей в Естествознании.

Данный исторический период в развитии Естествознания характеризуется стихийным проникновением идей диалектики в Естествознание. В истории изучения человеком природы сложились два прямо противоположных, несовместимых метода этого изучения, которые приобрели статус общефилософских, т. е. носящий всеобщий характер. Это - диалектический и метафизический методы. При метафизическом подходе объекты и явления окружающего мира рассматриваются изолированно друг от друга, без учета их взаимных связей и как бы в застывшем, фиксированном, неизменном состоянии. Диалектический подход предполагает изучение объектов, явлений со всем богатством их взаимосвязей, с учетом реальных процессов их изменения, развития.

Истоки этих противоположных подходов к осмыслению мира лежат в глубокой древности. Одним из ярких выразителей диалектического подхода был Гераклит. Он обращал внимание на взаимосвязи и изменчивость в природе, выдвигал идею о ее беспрерывном движении и обновлении.

В то же время в древнегреческой философии VI-V веков до н. э. зародился и другой подход к познанию мира. В учениях некоторых философов этого периода (Ксенофана, Парменида, Зенона) проявились попытки доказать, что окружающий мир неподвижен, неизменен, ибо всякое изменение представляется противоречивым, а потому - невозможным. Подобные воззрения много веков спустя проявились в науке Нового времени, а соответствующий им метод познания получил наименование метафизического.

На определенном этапе научного познания природы метафизический метод, которым руководствовались ученые-естествоиспытатели, был вполне пригоден и даже неизбежен, ибо упрощал, облегчал сам процесс познания. В рамках метафизического подхода к миру учеными изучались многие объекты, явления природы, проводилась их классификация. Наглядным примером этого может служить весьма плодотворная деятельность известного шведского ученого, метафизически мыслящего натуралиста Карла Линнея (1707-1778). Будучи талантливым, неутомимым исследователем, Линней все силы своего огромного ума, обогащенного наблюдениями в многочисленных путешествиях, употребил на создание классификации растительного и животного мира.

В своем основном труде "Система природы" он сформулировал принцип такой классификации, установив для представителей живой природы следующую градацию: класс, отряд, род, вид, вариация. Живые организмы, например, Линней разделил на 6 классов (млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, черви, насекомые), а в растительном мире выделил целых 24 класса. Оригинальной идеей Линнея стала бинарная система обозначения растений и животных. Согласно этой системе, любое название представителя растительного или животного мира состоит из двух латинских наименований: одно из них является родовым, а второе - видовым. Например, в указанной системе человек именовался по латыни Homo sapiens, т. е. человек разумный.

Но, проделав огромную и очень полезную классификационную работу, Линней вместе с тем не вышел за рамки традиционного для науки ХVШ в. метафизического метода мышления. Линней считал виды растений и животных абсолютно неизменными. А самих "видов столько, сколько их создано Творцом", писал он в своей знаменитой "Системе природы".

Диалектические идеи всеобщей взаимосвязи и развития могли утвердиться в естествознании лишь после того, как был пройден этап изучения отдельных объектов, явлений природы и их классификации. Не изучив, к примеру, отдельные разновидности растительного и животного мира, не классифицировав их, невозможно было обосновать идею эволюции органической природы.

Суть научной революции второй половины XVIII - XIX вв. составил процесс стихийной диалектизации естествознания. К середине 19 века наукой накоплен большой объем фактического и теоретического материала, который требует всеобъемлющего охвата и осмысления, возникает необходимость сочетания анализа и синтеза в познании.

Начало этому процессу положила работа Иммануила Канта (1724-1804) "Всеобщая естественная история и теория неба". В этом труде, опубликованном в 1755 году, была сделана попытка исторического объяснения происхождения Солнечной системы. Гипотеза Канта утверждала, что Солнце, планеты и их спутники возникли из некоторой первоначальной, бесформенной туманной массы, некогда равномерно заполнявшей мировое пространство. Кант пытался объяснить процесс возникновения Солнечной системы действием сил притяжения, которые присущи частицам материи, составлявшим эту огромную туманность. Идеи Канта о возникновении и развитии небесных тел были несомненным завоеванием науки середины XVIII в. Его космогоническая гипотеза пробила первую брешь в метафизическом взгляде на мир.

Более сорока лет спустя Пьер Симон Лаплас (1749-1827) в своем труде "Изложение системы мира" совершенно независимо от Канта и двигаясь своим путем, высказал идеи, развивавшие и дополнявшие кантовское космогоническое учение. Их были объединены, а сами гипотезы довольно долго (почти столетие) просуществовали в науке в обобщенном виде - как космогоническая гипотеза Канта - Лапласа.

Вторая треть 19 века характеризуется 3 великими открытиями:

-клеточная теория;

-учение о превращении энергии;

-Дарвинизм.

В XIX в. диалектическая идея и на геологию и биологию. Исключительно важную роль сыграл трехтомный труд "Основы геологии" английского естествоиспытателя Чарлза Лайеля (1797-1875). В этом труде подчеркивалась идея развития и очень длительного существования Земли. Данная работа оказала немалое влияние на дальнейшее совершенствование эволюционного учения в биологии. В 1859 г. вышел главный труд Чарльза Роберта Дарвина (1809-1882) "Происхождение видов в результате естественного отбора". В нем Дарвин, опираясь на огромный естественнонаучный материал, изложил факты и причины биологической эволюции. Он показал, что вне саморазвития органический мир не существует и поэтому органическая эволюция не может прекратиться. Развитие - это условие существования вида, условие его приспособления к окружающей среде.

Наряду с фундаментальными работами, раскрывающими процесс эволюции, развития природы, появились новые естественнонаучные открытия, подтверждавшие наличие всеобщих связей в природе. К числу этих открытий относится клеточная теория, созданная в 30-х годах XIX века. Ее авторами были ботаники Маттиас Якоб Шлейден (1804-1881), установивший, что все растения состоят из клеток, я профессор, биолог Теодор Шванн (1810-1882), распространивший это учение на животный мир.

Еще более широкомасштабное единство, взаимосвязь в материальном мире были продемонстрированы благодаря открытию закона сохранения и превращения энергии. Первооткрывателями этого закона считаются немецкий врач Юлиус Роберт Майер (1814-1878) и английский исследователь Джеймс Прескотт Джоуль (1818-1889). В отстаивании данного закона и его широком признании в научном мире большую роль сыграл один из наиболее знаменитых физиков XIX века Герман Людвиг Фердинанд Гелъмгольц (1821-1894). Признавая приоритет Майера и Джоуля в открытии закона сохранения энергии, Гельмгольц пошел дальше и увязал этот закон с принципом невозможности вечного двигателя. Доказательство сохранения и превращения энергии утверждало идею единства, взаимосвязанности материального мира. Вся природа отныне предстала как непрерывный процесс превращения универсального движения материи из одной формы в другую.

Эти открытия нанесли окончательный удар по старой метафизике. Затем последовали открытия, раскрывающие диалектику природы полнее:

-Создание теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова, соединивших живую и неживую природу.

-Периодическая система элементов Д.И. Менделеева;

-Химическая термодинамика Я.Х. Вант-Гофф и Дж. Гиббс.

-Основы научной физиологии И.М. Сеченова.

-Электромагнитная теория света Дж.К. Максвела.

Механистическая картина мира знала только один вид материи - вещество, состоящее из частиц, имеющих массу. В XIX веке к числу свойств частиц стали прибавлять электрический заряд. Английский химик и физик Майкл Фарадей (1791-1867) ввел в науку понятие электромагнитного поля. Ему удалось показать опытным путем, что между магнетизмом и электричеством существует прямая динамическая связь. Тем самым он впервые объединил электричество и магнетизм, признал их одной и той же силой природы. В результате в естествознании начало утверждаться понимание того, что, кроме вещества, в природе существует еще и поле. Математическую разработку идей Фарадея предпринял Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879). Его основной работой, заключавшей в себе математическую теорию электромагнитного поля, явился "Трактат об электричестве и магнетизме", изданный в 1873 г. Введение Фарадеем понятия электромагнитного поля и математическое определение его законов, данное в уравнениях Максвелла, явились самыми крупными событиями в физике со времен Галилея и Ньютона. Решающую роль в победе максвелловской теории сыграл немецкий физик Генрих Рудольф Герц (1857-1894). В 1886 г. Герц продемонстрировал "беспроволочное распространение" электромагнитных волн и тем самым экспериментально проверил теоретические выводы Максвелла. Он смог также доказать принципиальную тождественность полученных им электромагнитных переменных полей и световых волн.

Работы в области электромагнетизма положили начало крушению механистической картины мира и открыли путь к новому миропониманию, отличающемуся от механистического. Результаты работ Фарадея, Максвелла и Герца привели к развитию современной физики, к созданию новых понятий, образующих новую картину действительности.

Теперь субъект рассматривался уже не как дистанцированный от изучаемого мира, а как находящийся внутри него, детерминированный им. Возникает понимание того, что ответы природы на наши вопросы определяются не только устройством самой природы, но и способом нашей постановки вопроса, который зависит от исторического развития средств и методов познавательной деятельности.

Новым содержанием наполняется категория объекта. Он начинает рассматриваться уже не как себе тождественная вещь, а как процесс, воспроизводящий некоторое устойчивое состояние и изменчивый в ряде других характеристик.

6.)Период "новейшей" революции в Естествознании, становление новой неклассической науки.

Совпадает с вступлением капитализма в стадию империализма, конец 19, начало 20 века. Форсируется развитие прежде всего физики во всех ее проявлениях (атомная энергетика, радиолокация, радиоэлектроника, оптика, квантовая физика и т.д.) Физическое познание природы играет роль трамплина по отношению к другим отраслям Естествознания. Открытия и изобретения в физике, позволяют создавать не только новые приборы, но и методы исследований в других областях знаний. Физические методы определили успехи химии, геологии, астрономии, способствовали в значительной мере развитию науки о космосе и его освоению. Стимулирующее воздействие на Естествознание новых потребностей техники привело к тому, что в середине 90-х гг. 19 века началась "… новейшая революция в естествознании…", главным образом в физике:

-Открытие коротковолнового электромагнитного излучения К. Рентгеном.

-Открытие радиоактивности А. Беккерелем.

В 1896 г. французский физик Антуан Анри Беккерель (1852-1908) открыл явление самопроизвольного излучения урановой соли. В его исследование включились французские физики, супруги Пьер Кюри (1859-1906) и Мария Склодовская - Кюри (1867-1934). Прежде всего их заинтересовал вопрос: нет ли других веществ, обладающих свойством, аналогичным свойству урана? В последствие были открыты новые элементы, также обладающие свойством испускать "беккерелевы лучи", - полоний и радий. Это свойство супруги Кюри назвали радиоактивностью.

-Открытие электрона Дж. Томсоном.

В 1897 г., в лаборатории Кавендиша в Кембридже Дж. Томсон (1856-1940) открыл первую элементарную частицу - электрон. В последующих опытах обнаружено совершенно необычное явление зависимости массы электрона от его скорости. Дж. Томсон предложил в 1903 году первую (электромагнитную) модель атома. Но модель "атома Томсона" просуществовала сравнительно недолго, т.к. обладала рядом недостатков. В 1911 году знаменитый английский физик Эрнест Резерфорд (1871-1937) предложил свою модель атома, которая получила название планетарной. Появлению этой новой модели атома предшествовали эксперименты, проводимые Э. Резерфордом и его учениками, ставшими впоследствии знаменитыми физиками, Гансом Гейгером (1882-1945) и Эрнстом Марсденом (1889-1970). В результате этих экспериментов было обнаружено, что в атомах существуют ядра - положительно заряженные микрочастицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов. Но масса атома почти полностью сосредоточена в его ядре.

-Модель атома по Н. Бору.

Планетарная модель Резерфорда обнаружила серьезный недостаток: она оказалась несовместимой с электродинамикой Максвелла. Согласно законам электродинамики, любое тело (частица), имеющее электрический заряд и движущееся с ускорением, обязательно должно излучать электромагнитную энергию. Но в этом случае электроны очень быстро потеряли бы свою кинетическую энергию и упали на ядро. С этой точки зрения оставалась непонятной необычайная устойчивость атомов. Разрешение возникших предложил Нильсон Бор (1885-1962), предложивший свое представление об атоме. Последнее основывалось на квантовой теории, начало которой было положено на рубеже XX в. немецким физиком Максом Планком (1858-1947). Планк выдвинул гипотезу, гласящую, что испускание и поглощение электромагнитного излучения может происходить только дискретно, конечными порциями - квантами. Н. Бор, зная о модели Резерфорда и приняв ее в качестве исходной, разработал в 1913 г. квантовую теорию строения атома. В ее основе лежали следующие постулаты: в любом атоме существуют дискретные (стационарные) состояния, находясь в которых атом энергию не излучает; при переходе атома из одного стационарного состояния в другое он излучает или поглощает порцию (квант) энергии. Предложенная Бором модель атома, фактически явилась дополненным и исправленным вариантом планетарной модели Резерфорда. Поэтому в истории атомной физики говорят о квантовой модели атома Резерфорда - Бора.

-Светового давления П.Н. Лебедевым.

-Введение идеи квантования энергии М. Планком.

-Радиоактивного распада Э. Резерфордом и Ф. Содди,

-Создание теории относительности А. Энштейном - основывалась на том, что, в отличие от механики И. Ньютона, пространство и время не абсолютны. Они органически связаны с движущейся материей и между собой.

В 1924 г. произошло крупное событие в истории физики: Луи де Бройлъ (1892-1987) выдвинул идею о волновых свойствах материи. Экспериментально подтвержденная гипотеза де Бройля превратилась в принципиальную основу, пожалуй, наиболее широкой физической теории - квантовой механики. Согласно этой теории, у объектов микромира существуют такие свойства, которые совершенно не имеют аналогий в привычном нам мире макрообъектов. Прежде всего - это корпускулярно-волновая двойственность, или дуализм элементарных частиц (это и корпускулы и волны одновременно, а точнее - диалектическое единство свойств тех и других). Поэтому движение микрочастиц в пространстве и времени нельзя отождествлять с механическим движением макрообъекта.

Становление неклассической науки можно разделить на несколько этапов (ступеней):

-й этап сопровождается прежде всего нарушением прежних метафизических представлений о материи и её строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Нарушение метафизических взглядов на мир, вызвало реакционные поползновения идеалистов и привело к кризису в физике и всем Естествознании.

-й этап начался в связи с созданием квантовой механики и сочетанием её с теорией относительности в общую квантово-релятивистскую концепцию. Происходит дальнейшее бурное развитие Естествознания и в связи с этим продолжается коренная ломка старых понятий, главным образом тех, которые связаны со старой классической картиной мира.

Началом 3 - го этапа было первое овладение атомной энергией в результате деления ядра и последующих исследований, с которыми связано зарождение электронно - вычислительных машин и кибернетики.

7.)Постнеклассический период

Бурное развитие всех отраслей Естествознания в конце 20 века породило создание не только современной физической картины мира, но и биологической картины мира и др.

Особенностью современного научного прогресса является то, что он развивается на интегративной основе: происходит синтез знаний (теорий, принципов, методов, передовых достижений) различных научных областей и дисциплин, их взаимопроникновение и создание на этой основе комплексных, мультидисциплинарных, мета-наук, аккумулирующих в себе мировые научные достижения в биофизике, биологии, медицине и экологии (синергетика, семантика, психофизика, биосимметрика, гомеостатика, эволюционика и др.). Каждая из них вносит свой вклад в грядущую смену парадигмы в естествознании.

На первый план выходит новая междисциплинарное направление исследований, именуемое синергетикой, порожденное переходом науки к познанию сложно организованных эволюционирующих систем.

СИНЕРГЕТИКА (от греческого synergetikos - совместный, согласованно действующий), научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах (биологической, физико-химической и др.) благодаря интенсивному (потоковому) обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень ее упорядоченности. Основа синергетики - термодинамика неравновесных процессов, теория случайных процессов, теория нелинейных колебаний и волн.

Почему у целого могут возникать свойства, которыми не обладает ни одна из частей? Примером могут служить химические превращения, которые происходят на молекулярном уровне, однако существуют колебательные реакции, при которых почти все молекулы начинают действовать в такт, как будто договорившись друг с другом или повинуясь палочке невидимого дирижера. При этом раствор в пробирке может периодически менять цвет, становясь то голубым, то красным.

В биологии одна из фундаментальных задач - проблема морфогенеза. Каждая клетка, судя по данным биологов, имеет один и тот же набор генов. Как же клетки в процессе развития организма "узнают", кому из них суждено стать клетками мозга, а кому - сердца? Попытка одного из отцов кибернетики Алана Тьюринга построить в 1952 г. предельно простую модель, объяснявшую бы этот выбор, и стала рождением синергетики.

Алан Тьюринг сделал самое простое предположение - "инструкция" для каждой клетки вырабатывается в процессе взаимодействия или в ходе коллективных действий. Он считал, что клетки в состоянии выделять химические реагенты, которые способны распространяться по ткани в результате диффузии. Оказалось, этих предположений и некоторых математических конструкций, построенных на их основе, вполне достаточно, чтобы объяснить возникновение в первоначально однородной ткани своеобразных структур.

Возникновение таких структур - общее свойство многих открытых систем, которые способны к обмену веществом, энергией или информацией. Кроме того, системы, в которых могут существовать такие структуры, должны быть нелинейными (грубо говоря, нелинейность означает, что рост интенсивности воздействия на одну и ту же величину может приводить к совершенно различным последствиям).

Нелинейность - это основа нашего существования. Без нее человек не мог бы в одних условиях воспринимать слепяще-яркий солнечный свет, а в других - реагировать на отдельные кванты.

Обычно для описания целого, например, нашего организма, нужно огромное множество чисел, называемых степенями свободы. И один из секретов природы, который лежит в основе синергетики, состоит в том, что не все эти числа одинаково важны. Лишь небольшое количество степеней свободы "хозяева положения", они управляют всеми остальными, наводят среди них порядок. Их обычно называют параметрами порядка. Самоорганизация - это просто выделение параметров порядка в ходе развития системы.

Например, нам не надо думать о том, как управлять всеми степенями свободы организма. Между ними определенным образом устанавливаются взаимосвязи. Они могут возникнуть, когда человек учится ходить, улыбаться, фиксировать взгляд. Физиологи такие связи называют синергиями.

Рецепт синергетики в принципе очень прост, но на самом деле очень сложен. Надо выделить параметры порядка, описывающие сложную систему, найти соотношения, связывающие эти параметры, проанализировать полученные уравнения, найти в них что-нибудь интересное и потом обнаружить в эксперименте.


4.Современная картина мира


На данный момент наукой установлено огромное многообразие материальных объектов, представляющих микро, макро и мега миры, но остается открытым вопрос, исчерпывают ли эти открытия все существующее вообще. С учетом истории человеческого познания и общего духа современной научной картины мира на этот вопрос напрашивается отрицательный ответ. Многообразие материи и её движение бесконечно, при чем не только количественно, но и качественно. Принцип качественной бесконечности природы, означает признание неограниченного многообразие структурных форм материи, различающихся самыми фундаментальными законами бытия.

Современные противники качественной неисчерпаемости природы фактически возрождают древние натурфилософские идеи, либо о единстве первоматерии, либо о множестве первоэлементов. Если уж говорить об общей теории мира, то её исходной идеей может быть только диалектическая идея единства через многообразие и движение.

По мнению С. Хокинга, в настоящее время на вопрос о том, может ли существовать единая теория всего реально существующего, следует дать три альтернативных ответа:

. Полная теория строения вселенной существует и когда-нибудь будет построена.

. Окончательной теории Вселенной нет, а есть бесконечный набор все более совершенных теорий.

. Такой теории не существует, имеется граница, за которой нельзя предсказать что-либо определенное.

За этими рассуждениями Хокинга скрывается неявный постулат, который состоит в том, что сам объект теоретизирования - Вселенная - в своих наиболее фундаментальных свойствах остается неизменным. Между тем, если вспомнить основные принципы нелинейной науки и рассматривать Вселенную как большую самоорганизующуюся систему, то можно прийти к выводу, что нет достаточных оснований считать этот постулат истиной в последней инстанции.

Для выражения самой общей и глубокой сущности бытия с древних времен используется понятие субстанции. Классическое определение субстанции дали Декарт и Спиноза, субстанция есть (причина самой себя), есть то, что существует само по себе, не завися не отчего другого. Но на пути развития диалектического миропонимания удалось показать, что субстанцией следует считать не какое - то отдельное, избранное освященное проявление бытия, а всю бесконечную систему взаимопревращающихся материальных объектов, всю материю в бесконечном многообразии её проявлений.

Поэтому диалектика признает лишь частичную, относительную субстанциальность, самообусловленность и самостоятельность каждого проявления всеобщей субстанции.

Обобщающие физические теории вполне законно стремятся раскрыть наиболее глубокую основу ещё более широкого круга явлений, но мысль физиков не удовлетворяется эти и так сказать по инерции устремляется к конкретно - физическому объяснению устройства всего мира в целом. И не раз казалось, что эта цель уже достигнута - то в виде классической механики, потом в виде термодинамики, теперь в виде обобщающих теорий полей и элементарных частиц. Но время и новые открытия неумолимо заставляют признать несбыточность подобных надежд. Применительно ко всему миру в целом приходится обходится лишь философскими размышлениями и обобщениями, лишь общей теорией диалектики, лишь качественными оценками, а не количественными расчетами.


Заключение


В целом природа понималась как гигантская механическая система, функционирующая по законам классической механики. Считалось, что в силу неумолимой необходимости, действующей в природе, судьба даже отдельной материальной частицы заранее предрешена на все времена. Ученые-естествоиспытатели видели в классической механике прочную и окончательную основу естествознания.

В предисловии к своему знаменитому труду "Математические начала натуральной философии" И. Ньютон высказал следующую установку на будущее: "Было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы..."

Многие естествоиспытатели вслед за Ньютоном старались объяснить, исходя из начал механики, самые различные природные явления. При этом они неправомерно экстраполировали законы, установленные лишь для механической сферы явлений, на все процессы окружающего мира. В торжестве законов Ньютона, считавшихся всеобщими и универсальными, черпали веру в успех ученые, работавшие в астрономии, физике, химии.

Длительное время теории, объяснявшие закономерности соединения химических элементов, опирались на идею тяготения между атомами. Французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас (1749-1827) был убежден, что к закону всемирного тяготения сводятся все явления, известные ученым. Исходя из этого, он работал над созданием - в дополнение к механике небесной, созданной Ньютоном, - новой, молекулярной механики, которая, по его мнению, была призвана объяснить химические реакции, капиллярные явления, феномен кристаллизации, а также то, почему вещество может быть твердым, жидким или газообразным. Лаплас видел причины всего этого во взаимном притяжении между молекулами, которое, считал он, есть только "видоизменение всемирного тяготения".

Как очередное подтверждение ньютоновского подхода к вопросу об устройстве мира было первоначально воспринято физиками открытие, которое сделал французский военный инженер, впоследствии член парижской Академии наук Шарль Огюст Кулон (1736-1806). Оказалось, что положительный и отрицательный электрические заряды притягиваются друг к другу прямо пропорционально величине зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Создавалось впечатление о новой демонстрации права закона всемирного тяготения служить своего рода образцом, универсальным ответом на любые задачи. Лишь впоследствии стало ясно: впервые появился в науке один из законов электромагнетизма. После Кулона открылась возможность построения математической теории электрических и магнитных явлений.

Рождение и развитие атомной физики окончательно сокрушило прежнюю механистическую картину мира.

С тех пор механистические представления о мире были существенно поколеблены. Ведь любые попытки распространить механические принципы на электрические и магнитные явления оказались несостоятельными. Поэтому естествознание вынуждено было, в конце концов, отказаться от признания особой, универсальной роли механики. Механистическая картина мира начала сходить с исторической сцены, уступая место новому пониманию физической реальности.


Список литературы


1.Горелов А.А. Концепции современного естествознания: учеб.пособие для студентов высш. учеб. заведений. - М.: Гуманит.изд.центр ВЛАДОС, 2003.

.Горохов В.Г. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие. М.:ИНФРА-М, 2003. Разд.3 гл.1.

3.Концепции современного естествознания: учебник для вузов/ В.Н.Лавриненко, В.П.Ратников, Г.В.Баранов и др.; Под ред.проф. В.Н.Лавриненко, В.П.Ратникова. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.

.Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб.пособие.- М.: Гардарики, 2003

.Философия науки

.Философия для аспирантов


Теги: Сущность и эволюция парадигм естествознания  Реферат  Биология
Просмотров: 17675
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Сущность и эволюция парадигм естествознания
Назад