Концепции современного естествознания

1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ставропольский государственный университет

Концепции современного естествознания

Справочник для студентов

Ставрополь

2005

Рецензент: канд. филос. наук, доцент Адрианова Л.А.

Андрейченко Г.В., Павлова И.Н.

Концепции современного естествознания. Справочник для студентов. - Ставрополь: СГУ, 2005. - 187с.

Учебное пособие составлено в соответствии с Государственным стандартом высшего профессионального образования второго поколения и рекомендовано студентам гуманитарных специальностей высших учебных заведений всех форм обучения. Содержит информацию по всем экзаменационным вопросам и предназначено для подготовки студентов к семинарским занятиям, экзаменам и зачетам. Может быть использовано также при выполнении контрольных работ по дисциплине «Концепции современного естествознания».

Пособие является важной составной частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Концепции современного естествознания».

© Г.В. Андрейченко, И.Н. Павлова

Содержание

Введение

1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

2. Предмет и метод естествознания

3. Динамика естествознания и тенденции его развития

4. История естествознания

5. Структурные уровни организации материи

6. Макромир: вещество и поле

7. Открытые системы и неклассическая термодинамика

8. Микромир. Квантовая физика

9. Мегамир. Современные астрофизические и космологические концепции

10. Пространство и время в современной научной картине мира

11. Основные концепции химии. Химические системы и процессы

12. Проблемы и перспективы современной геологии

13. Особенности биологического уровня организации материи

14. Генетика и эволюция

15. Человек как предмет естествознания

16. Эмоции и творчество. Жизнь как ценность

17. Человек и биосфера

18. Принцип глобального эволюционизма и его роль в современной науке

Введение

Дисциплина "Концепции современного естествознания" включена в цикл математических и естественнонаучных дисциплин гуманитарных и экономических факультетов с целью ознакомления студентов с дополнительным для них неотъемлемым компонентом единой культуры - естествознанием и формированием целостного взгляда на окружающий мир. Возникающая сегодня тенденция к гармоничному синтезу двух традиционно противостоящих культур созвучна потребности общества в целостной картине мира и подчеркивает актуальность предлагаемой дисциплины. Данная учебная дисциплина не представляет собой механическое соединение традиционных курсов физики, химия, биологии и экологии, а является продуктом междисциплинарного синтеза на основе комплексного историко-философского, культурологического и эволюционно-синергетического подходов к современному естествознанию. Поэтому ее эффективное освоение возможно на основе применения новой парадигмы, способной объединить естественно - научную и гуманитарную компоненты культуры.

Цели и задачи курса:

- понимание природы отчуждения гуманитарного и естественно - научного компонентов культуры и необходимость их воссоединения на основе целостного взгляда на мир;

- понимание задач и возможностей современного научного метода;

- изучение и понимание сущности наиболее фундаментальных законов природы, составляющих каркас современной физики, химии и биологии;

- формирование ясного представления о естественнонаучной картине мира как основе понимания целостности и многообразия природы;

- формирование представлений о революциях в естествознании и смене научных парадигм как ключевых этапах развития естествознания;

- формирование представления о принципах универсального эволюционизма и синергетики как диалектических принципах развития в приложении к неживой и живой природе, человеку и обществу.

Тема 1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

1. Культура и наука. Критерии науки и ее социальные функции

Наука представляет собой важнейшую сферу человеческой культуры. Успехи и достижения науки коренным образом изменили жизнь общества, его экономику, политику, быт, а также самого человека, его образ мысли и действия.

Культура - специфический способ организации человеческой жизнедеятельности, представленный в продуктах материального и духовного труда, в системе социальных норм и учреждений, в духовных ценностях, в совокупности отношений людей к природе, между собой и к самим себе.

Необходимым элементом человеческой деятельности является знание. Наука - это специфическая форма производства знаний. Однако не всякое знание является научным. Познание как духовное освоение мира осуществляется в разнообразных формах: искусство, наука, религия, философия, жизненный опыт и др. Искусство воспроизводит мир посредством художественных образов, создает художественные ценности и выражает эстетическое отношение человека к миру. Религия создает мир трансцендентного знания, опирается на мистический опыт людей, в котором происходит их - общение с Богом. Философия формирует знания о бытии, о месте человека в мире и его собственном духовном мире. Наука же является той частью культуры, которая осваивает действительность и создает свой особый мир - мир знаний, состоящих из экспериментально подтвержденных данных и выводов, полученных логическим путем.

Наука - сфера человеческой деятельности, главной функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о мире. Критерии науки:

рациональность, т.е. обоснованность и логическая доказательность знания, его теоретический характер;

системность знания; система характеризуется внутренним единством составляющих ее элементов. Поэтому научное знание это система, включающая в себя принципы, законы, фундаментальные понятия, из которых выводятся новые знания, а также факты, математический и логический аппарат, практические выводы и рекомендации;

общезначимость, т.е. интерсубъективность знания, его проверяемость и возможность получения одинаковых результатов разными исследователями;

наличие двух уровней - эмпирического и теоретического, различающихся задачами исследования, спецификой методов и форм познания.

Важнейшим признаком науки является также то, что это - специфическая форма деятельности и социальный институт, т.е. способ социальной организации познавательной деятельности людей. Современная наука представлена сегодня крупными научными институтами с мощной лабораторной базой, новейшими технологиями обработки, передачи и распространения информации.

По предмету изучения в структуре науки выделяют такие направления научного знания, как: естествознание (науки о природе); социогуманитарное знание, включающее в себя знания о различных видах и формах общественной жизни, а также знания о человеке и его духовном мире; в отдельную группу выделяют науку о самой науке (науковедение). Это молодая, быстро развивающаяся научная дисциплина.

Специфика науки проявляется также в тех социальных функциях, которые она выполняет. Функции науки: описательная - выявление важнейших свойств и отношений исследуемых объектов; систематизирующая - внесение определенного порядка в организацию знания; объяснительная - выявление сущности изучаемого объекта, причин и закономерностей его возникновения и развития; прогностическая - предсказание новых фактов и рекомендации на будущее; практическая - применение полученных знаний в производстве, в социальной жизни и управлении; мировоззренческая - создание научной картины мира, которая является основой рационализированного мировоззрения.

Наука - это динамичный, поступательный процесс, имеющий определенные закономерности: ускорение роста научных знаний (экспоненциальный закон развития науки): объем научных знаний удваивается каждые 10-15 лет; кумулятивный характер развития - суммируются в концентрированном виде все прошлые достижения науки путем переосмысления и уточнения; преемственность в развитии знаний; единство экстенсивного и интенсивного периодов развития; дифференциация и интеграция наук; превращение науки в непосредственную производительную силу.

2. Мир природы и мир человека: способы познания

Различие естествознания и социогуманитарного познания обусловлено, во-первых, спецификой объекта исследования.

Мир природы представляет собой действие слепых, стихийных и не зависимых от человека сил, процессов, поэтому в определенном смысле их исследовать проще. Познание этих процессов по своему содержанию носит объективный характер, для этого формируются методы объективного исследования предмета.

Мир человека предстает как сознательная, активная деятельность человека, преследующего свои цели и интересы. В процессе познания этих явлений сложно отделить объективное от субъективного, действительность от иллюзий. Поэтому любые попытки перенесения естественнонаучных методов на исследование социальных процессов оказываются безрезультатными.

Во-вторых, наиболее отчетливо различие выражается в подходе к основной задаче науки.

В познании мира природы главной задачей является объяснение. Объяснение - это подведение факта под некоторый закон, теорию. Логической формой объяснения является дедуктивное рассуждение, в котором факт, то есть высказывание единичного или частного порядка, выводится из общего суждения, которое и выражает определенный закон. Самой популярной в научном мире считается теория дедуктивно - номологического объяснения Гемпеля - Оппенгейма. Некоторое явление считается объясненным, если описывающее его суждение логически выводится из законов или законообразных высказываний. Наряду с дедуктивно-номологическим широко используются структурные, то есть представляющие собой характеристики сложных объектов на основе знания их строения, и генетические объяснения, то есть описание событий и явлений в их исторической последовательности.

Наиболее развитая форма научного объяснения - объяснение на основе теоретических законов. Так, чтобы объяснить, почему тело за первую секунду своего падения проходит путь в 4,9 м, мы ссылаемся на закон Галилея, который в самой общей форме описывает поведение разнообразных тел, движущихся под воздействием силы тяжести. Если требуется объяснить сам этот закон, мы обращаемся к более общей теории гравитации Ньютона. Получив из нее закон Галилея в качестве логического следствия, мы тем самым объясняем его. Глубина объяснения определяется глубиной той теории, к которой относится закон. Уровни объяснения могут быть различными, но они всегда представляют собой дедуктивную процедуру. Исторически первыми были каузальные (причинные) объяснения - объяснения на основе простых эмпирических законов, фиксирующих такие устойчивые, повторяющиеся связи между двумя явлениями, при которых одно порождает, вызывает другое.

В социальных науках трудно или невозможно подвести индивидуальное, неповторимое событие под какой-либо общий закон, поэтому сформировались две точки зрения: первая - против использования естественнонаучных методов, заменив их телеологическим объяснением, т.е. раскрытием целей, мотивов поведения и деятельности людей; вторая - можно объяснить с помощью законов, но только создав собственную методологию.

В познании мира человека, по мнению многих исследователей, методы объяснения вообще не применимы, т.к. специфика объекта обусловливает индивидуальность и уникальность познаваемых явлений. Поэтому не объяснение, а понимание является основным методом социогуманитарного познания.

Понимание - это способ интерпретации или истолкования какого-либо факта, т.е. выявление его смысла или придание ему определенного смысла с целью его духовного освоения и приведения в систему с другими фактами.

Такая методология гуманитарного познания получила название герменевтики. Исторически герменевтика возникла из опыта работы над текстами на древних языках, плохо сохранившихся, трудно поддававшихся переводу, когда было необходимо прежде всего раскрыть смысл, который вложил их автор. Однако затем стало ясно, что герменевтика имеет отношение не только к текстам, но и к пониманию поступков, переживаний и действий человека. Понимание часто определяют как оценку на основе некоторого образца или нормы. Понимать можно все, для чего существует такой образец. Истолкование, предшествующее пониманию и делающее его возможным, представляет собой процесс поиска стандарта оценки и обоснование ее приложимости к рассматриваемому случаю. Поэтому истолкование всегда связано с определенными социокультурными предпосылками: истолковывает и понимает всегда конкретный человек, разделяющий ценности своей среды и своего времени.

Понимание всегда имеет диалоговую природу, которая изначально отличается от монологичности объяснения и является особым типом смысловых отношений. Понять - значит, увидеть другое, чужое сознание и его мир. При объяснении имеется только один субъект, одно сознание, потому что к объекту не может быть диалогического отношения; при понимании - два сознания, два субъекта, поэтому понимание всегда диалогично. «Исследование становится спрашиванием и беседой, то есть диалогом. Природу мы не спрашиваем, и она нам не отвечает. Мы ставим вопросы себе и определенным образом организуем наблюдение или эксперимент, чтобы получить ответ. Изучая человека, мы повсюду ищем и находим знаки и стараемся понять их значение» (Бахтин М.М.).

На всем протяжении ХХ века наблюдается противостояние двух сфер познания - естественно-научной и гуманитарной. Эту ситуацию четко зафиксировал известный английский писатель и ученый Чарльз Сноу, выступивший в 1959 г. в Кембриджском университете с программной лекцией «Две культуры и научная революция». Он показал, как возникла и углубляется пропасть между двумя культурами. Поляризацию научной культуры он связал с двумя традициями, сложившимися в процессе познания и осмысления мира. Первая - культура, создаваемая естествознанием, которая по сложности, емкости интеллектуальной глубине является удивительным творением коллективных усилий человеческого разума. Представители другого полюса - социогуманитарной культуры не имеют, как правило, ни малейшего представления об этом творении. И наоборот.

Научная культура понимается как способ организации познавательной деятельности, обусловленный спецификой познаваемого объекта, включающий в себя мировоззренческие и методологические принципы, идеалы и установки, разделяемые научным сообществом. Характер научной культуры во многом определяет и способы организации науки и научной деятельности вообще, и формы взаимосвязи науки и общества, значительно влияя на этику науки и решение проблемы социальной, и, прежде всего, нравственной ответственности ученого, а также на отношение науки и идеологии, науки и политики. Поэтому поляризация культур наносит ущерб всему: науке, искусству, обществу, человеку.

К концу ХХ столетия появились серьезные предпосылки для преодоления этого противостояния: 1) обмен опытом там, где это возможно; например, статистические методы, имеющие, как известно, важнейшее значение в современной физике, зародились в трудах социологов-экономистов У. Петти и Дж. Граунта; 2) междисциплинарный подход становится все более значимым для нынешнего развития социального знания. Идет процесс формирования единой науки о человеке, обществе, природе и жизни; 3) дифференциация (дробление) наук ведет к тому, что сейчас насчитывается около 2 тыс. научных дисциплин и формирование все новых отраслей науки продолжается; 4) интеграция наук - активное взаимодействие различных наук. Объединение каких-либо наук в единое целое в различных формах, начиная от применения методов и понятий одной науки в другой и кончая современным системным методом. В этом проявляется стремление к единству научного знания. Объективную основу интеграции знания составляет единство мира, принципиальная общность свойств и законов структурных уровней материи. Поэтому, во-первых, сравнительно новые отрасли научного знания уже по своей природе носят синтетический, интегративный характер: астрофизика, математическая лингвистика, инженерная психология, техническая эстетика, космическая медицина и др. Во-вторых, синтез научного знания может осуществляться на основе междисциплинарного подхода. Примером такого синтеза может служить синергетика (теория самоорганизации сложных систем). Возникнув как физическая теория (в термодинамике), она сейчас используется как новый подход к решению исторических, социальных проблем. Синергетика может успешно служить моделированию многих процессов.

3. Сциентизм и антисциентизм - мировоззренческие позиции ХХ века и их влияние на развитие культуры

В разные исторические эпохи в качестве основания культуры, ее ведущего духовного компонента, выступали разные духовные формы: в античности - политика и мораль; в средневековье - религия; в эпоху Возрождения - искусство; в новое время - наука; в новейшее время - наука и искусство.

В Новое время произошла научная революция, породившая новый (современный) тип науки, и провозгласившая его единственно адекватным способом познания (духовного освоения) мира. Научное знание приобретает столь главное значение, что без его развития и распространения в обществе немыслим никакой социальный прогресс. Формируется идея о всесилии научного знания. Этому способствовали как достижения науки, так и философские взгляды французских просветителей XVIII века (Вольтера, Дидро, Гельвеция, Гольбаха, ДАламбера).

Сциентизм - мировоззренческая позиция, основанная на представлении о науке как высшей культурной ценности, цели и смысле человеческого существования.

Идеологическим обоснованием сциентизма является позитивизм французского философа О. Конта (1798-1857), автора знаменитого «Курса позитивной философии». Суть его позиции состоит в следующем:

1. Естественнонаучное познание и его методология - эталон научного познания, поэтому методы и формы естествознания должны быть распространены и на познание общества. Идеал науки - математическая физика.

2. Наука должна замещать все другие формы знания. Отсюда критика философии, сведение ее к научной методологии, попытки создания новой религии (религии науки) и т.п.

3. Ориентация на эмпирическое (опытное) обоснование полученных результатов. Знание, не основанное на опыте, объявляется ненаучным, спекулятивным.

4. Роль науки и научного прогресса в решении глобальных проблем абсолютна и исключительна. Наука - высшая ценность и цель общественного развития, потому что все формы организации человеческой жизнедеятельности должны быть построены по последнему слову науки. Вера во всесилие науки часто ведет к утопическим проектам «улучшения» природы, общества и человека, практическое внедрение которых чревато катастрофическими последствиями.

Особую убедительность сциентизму придают грандиозные успехи науки, НТП. Мировоззрение сциентизма является основанием технократических концепций, согласно которым власть политическая и административная в обществе должна быть отдана представителям естественных и технических наук. Сциентизм подвергается острой критике со стороны так называемой «гуманитарной культуры», философским основанием которой выступает философия ХХ века: герменевтика, «философия жизни», экзистенциализм и др.

Современная гуманитарная культура имеет своим началом творчество гуманистов эпохи Возрождения. Революция в мировоззрении этой эпохи, связанная с изменением статуса человека в мире, вела к признанию человека высшей ценностью. В формировании гуманистической культуры важную роль сыграло движение романтизма (конец XVIII - сер. XIX вв.). Романтизм способствовал восстановлению авторитета искусства как средства постижения мира и самовыражения личности. Он сформулировал идею о восстановлении единства науки, философии, религии и искусства, которое было утрачено с заменой мифологического мышления рациональным.

Антисциентизм отрицает роль и доказывает недостаточность рационального, в особенности, естественнонаучного познания, которое, в свою очередь, сведено к физике и математике. Антисциентизм - мировоззренческая позиция, согласно которой идеалом являются гуманитарные ценности, этические и эстетические, прежде всего. В своих крайних формах антисциентизм толкует науку как силу, чуждую и враждебную подлинной сущности человека.

Противоположность сциентизма и антисциентизма, прежде всего, выражается в присущих им системах ценностей:

сциентизм отдает приоритет расчету, плану, проектируемому результату, поэтому главные ценности человеческого существования - максимальная польза, выгода, эффективность и целесообразность; максимум прибыли при минимуме затрат;

антисциентизм исходит из признания уникальности личности, поэтому приоритетными являются вопросы о смысле человеческой жизни, а главные ценности человеческого существования - красота, добро, любовь, справедливость.

4. Этика науки

Наука как область человеческой деятельности погружена в ценностное измерение: для ученого высшей ценностью является истина и все, что к ней ведет, различного рода эмпирические и теоретические методы. В сообществе ученых высоко ценятся также честность, порядочность, мужество в отстаивании своих взглядов, критическое отношение к догмам и всяким авторитетам, суевериям. В то же время в самой науке, в ее методологическом арсенале, нет никаких нравственных норм, регламентирующих научные исследования в плане социальных последствий, позволяющих соизмерять научные достижения с состоянием общества. Многие ученые осознают свою ответственность за возможное использование их научных открытий, понимают недопустимость вооружения злодеев средствами массового уничтожения, манипулирования сознанием людей, бесконтрольного вмешательства в их дела. К сожалению, имеется немало печальных примеров подобного: ядерное, биологическое, химическое оружие, эксперименты с генами животных и людей, тотальный компьютерный контроль в обществе и др.

В последние годы все большее число ученых склоняется к мнению о том, что неправильно считать науку лишь средством добывания истины. Настойчиво подчеркивали эту мысль Н. Бор и В. Гейзенберг. Ученые берут на себя ответственность, если не полностью, то, по крайней мере, в существенной степени, за свои творения. Они становятся этиками, потому что ответственность - это этическая категория. Прежде чем создать что-либо, могущее угрожать человеку, следует продумать все возможные варианты. А, приняв решение, не следует уходить от ответственности. Современный ученый должен понять, что истина - это добро и красота.

В этике науки представлены нравственные основы научной деятельности. Основными этическими нормами науки являются, как мы выяснили, бескорыстный поиск и утверждение истины, обогащение науки новыми результатами, полезными для человечества, свобода научного творчества, социальная ответственность ученого и др. Соблюдение этики науки должно привести к утверждению нравственного идеала гуманизма. Обоснование этого идеала содержится в концепции так называемого эволюционного гуманизма, одним из основателей которого является Дж. Хаксли - английский философ и зоолог. Суть его теории состоит в следующем:

Человек сам несет ответственность за свое будущее и за будущее планеты, не возлагая ее ни на Бога, ни на судьбу.

Человек является одним видом существующей на Земле жизни. Поэтому человечество нельзя превращать в совокупность враждующих «псевдовидов» (наций, религий и государств и их блоков).

Смыслом существования науки является воплощение человеческих надежд, а не материальное благополучие.

Задача науки повышать «качество» жизни, а не увеличивать количество материальных ценностей для отдельных социальных групп.

Для реализации этих идей и принципов необходимо новое мышление, которое и призвана формировать наука.

Новое понимание природы стимулировало поиск и новых идеалов человеческого отношения к природе, которые претендуют на то, чтобы стать духовным основанием для решения современных глобальных проблем. Активно разрабатываются идеи так называемой «углубленной экологии», которая порывает с антропоцентризмом и рассматривает человека не как властелина природы и центр мироздания, а как существо, включенное в многообразие жизни. Человек - неотъемлемая часть живого, соотносящаяся с другими его частями не на основе конкуренции и господства, а на основе сотрудничества и взаимности (Э.Ласло, Ф.Капра, Б.Калликотт, О.Леопольд и др.).

С этих позиций предлагаются различные варианты новой этики, которая должна, наряду с нормами общественного поведения, регулирующими отношения между людьми, включать «этику в экологическом смысле» (биосферную этику), ограничивающую свободу действия человека в его борьбе за существование. Новая этика, по замыслу ее сторонников (О. Леопольд, Р. Атфилд, Л.Уайт, Э. Ласло, Б. Калликотт и др.), должна регулировать взаимоотношения человека с Землей, с животными и растениями, формируя убеждение в индивидуальной ответственности за здоровье Земли. Эти этические концепции во многом перекликаются с известными идеями А. Швейцера о благоговении перед жизнью. Но в принципе они идут дальше. Как пишет Б. Каликотт, «лично я не особенно восторгаюсь моральной теорией Швейцера -- главным образом по той причине, что она ограничивает круг морально значимых объектов индивидуальными сущностями, не беря во внимание объекты коллективной природы: популяции, виды, биоценозы и всю глобальную экосистему в целом».

Основные понятия темы:

Наука - сфера человеческой деятельности, главной функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о мире.

Научная культура - мировоззренческие и методологические принципы, идеалы и установки, разделяемые научным сообществом.

Объяснение - это подведение факта под некоторый закон, теорию.

Понимание - это способ интерпретации или истолкования какого-либо факта, т.е. выявление его смысла или придание ему определенного смысла.

Ценность - то, что имеет особую значимость для человека и общества.

Идеал - представление о должном, совершенном.

Сциентизм - мировоззренческая позиция, основанная на представлении о науке как высшей культурной ценности, цели и смысле человеческого существования.

Антисциентизм - мировоззренческая позиция, отрицающая приоритет науки в развитии общества, и согласно которой идеалом человеческого существования являются гуманитарные ценности.

Позитивизм - философское направление, согласно которому все подлинное знание может быть получено лишь как результат специальных, прежде всего естественных наук, и философия, как особая наука, не имеет права на существование.

Этика науки - раздел профессиональной этики, разрабатывающий нравственные принципы научной деятельности.

Тема 2. Предмет и метод естествознания

1. Предмет естествознания. Эволюция понятия природы

Предметом естествознания является природа. Природа - это весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной. Истоки современного понимания природы уходят в глубокую древность. Первые истолкования природы сложились как миф о возникновении (рождении) мира и его развитии, т.е. космогония. Внутренний смысл этих сказаний выражает переход от неорганизованного хаоса к упорядоченному космосу. Мир в космогониях рождается из природных стихий: огня, воды, земли, воздуха; к ним иногда добавляется пятая стихия - эфир. Все это первичный материал для строительства космоса. Стихии соединяются и разъединяются.

Образ природы рождается и в мифах, и в различных космогониях, и в теогониях (буквально: «рождение богов»). В мифе всегда отражена определенная реальность, в нем образно, в виде фантастических рассказов выражено стремление к познанию явлений природы, общественных отношений и человеческой натуры.

Позже возникла натурфилософия (философия природы), которая, несмотря на сходство космогонических образов, принципиально отличалась от мифологии.

В мифологии наглядно, в символической форме природа изображается как некое пространство, внутри которого разворачивается деятельность божественных и космических сил. Натурфилософия пыталась выразить общий взгляд на природу в целом и подкрепить его доказательствами.

В античной философии природа стала объектом теоретического размышления. Натурфилософия пыталась выработать единый, внутренне непротиворечивый взгляд на природу. Постигая феномен природы, натурфилософия пытается понять ее изнутри, из нее самой, т.е. выявить такие законы существования природы, которые не зависят от человека. Другими словами, постепенно формировался такой образ природы, который по возможности очищался от чисто человеческих представлений, которые зачастую уподобляли природу самому человеку, и потому могли исказить подлинную, самостоятельную жизнь природы. Таким образом, задача заключалась в познании того, какова природа сама по себе, без человека.

Уже первые философы рассматривали такие важные проблемы, которые послужили основой для дальнейшего развития научного познания. К ним относятся такие как: материя и ее структура; атомистика - учение о том, что мир состоит из атомов, мельчайших неделимых частиц вещества (Левкипп, Демокрит); гармония (математическая) Вселенной; соотношения вещества и силы; соотношение органического и неорганического.

У Аристотеля, величайшего философа Древней Греции (IV в. до н. э.), осмыс-ление природы получило уже статус целостного учения. Он отождеств-лял натурфилософию с физикой, изучал вопросы о составе физических тел, видах движения, причинности и др. Аристотель определял природу как жи-вой организм, движимый самоцелью и производящий все многообразие входя-щих в нее объектов, потому что у него есть душа, внутренняя сила - энтеле-хия. Движение Аристотель не сводил только к перемещению в простран-стве, а рассматривал и такие формы, как возникновение и уничтожение, качественные изменения.

В эпоху эллинизма натурфилософия стала опираться не только на философские рассуждения, но и на обширные наблюдения в астрономии, биологии, географии, физике. В эту эпоху появляется сам термин «натурфилософия», который ввел римский философ Сенека. Поскольку в античной философии считалось, что философия должна возвышаться над повседневностью, обыденностью, постольку это обрекало натурфилософию на умозрительность, в ней стали господствовать придуманные схемы и теории.

В средневековой культуре считалось, что природа говорит с людьми на символическом языке божественной воли, так как природа и человек - это творение Бога. Но в последовавшую за средневековьем эпоху возрождения этот взгляд существенно изменился. Натурфилософия разошлась по двум направлениям: 1 - мистика продолжала традицию умозрительных концепций природы; 2 - «магия», из которой постепенно и сформировалась опытная наука - естествознание. Переходу от религиозной картины мира к естественнонаучной способствовало возникновение особого взгляда на мир, получившего название «пантеизма» («всебожие»). Пантеизм - учение о том, что все есть бог; отождествление бога и вселенной. Это учение обожествляет вселенную, создает культ природы, признает бесконечность вселенной и неисчислимое множество ее миров.

Особую роль в создании способов научного, экспериментального изучения природы сыграл Г. Галилей, утверждавший, что книга природы написана треугольниками, квадратами, кругами и т.п.

С формированием науки и методов естествознания, в 17-18 вв. натурфилософия существенно изменилась. И. Ньютон, создатель механической картины мира, понимал под натурфилософией теоретическое, математически выстроенное учение о природе, «точную науку о природе». В этой картине мира природа отождествлялась с часовым механизмом.

Отказ от божественного и поэтического понимания природы вел к изменению отношения к природе. Она становится объектом активной эксплуатации - интеллектуальной и промышленной. Природа - это мастерская. Фр. Бэкон называет ученого естествоиспытателем, который экспериментом вырывает у природы ее тайны. Важнейшая задача науки - в покорении природы и увеличении могущества человека: «Знание - сила!»

Таким образом, природа выступает как обобщенное понятие, порой отождествляется с беспредельным космосом. В то же время процесс развития естествознания и связанная с этим процессом специализация в науке привела к тому, что природа перестала существовать как целое для специалистов, она оказалась раздробленной. Покорение природы, создание машинной культуры разрушает целостность самой природы, а также внутренние связи человека с природой, что и приводит его к экологической катастрофе. Необходимость такой организации взаимодействия общества и природы, которая отвечала бы потребностям будущих поколений и решала бы проблему выживания человечества, предполагает не только формирование так называемой экологической этики, но и переосмысление самого понятия «природа», в которую должен быть «вписан» человек. Имеются неоспоримые доводы, определяющие «человеческое лицо» природы:

-природа такова, что обладает возможностью и необходимостью порождения человека. Все физические константы, характеризующие фундаментальные структуры мира, таковы, что только при них мог бы существовать человек. В отсутствие человека некому было бы познавать природу.

-человек рождается «из природы». Вспомним развитие человеческого эмбриона.

-природная основа человека есть тот фундамент, на котором только и возможно появление специфически человеческого бытия, сознания, деятельности, культуры.

Таким образом, современное понимание природы как предмета естествознания предполагает выработку новых способов ее исследования, формирование интеграционных подходов и междисциплинарных связей. Поэтому принципиально новые идеи современной научной картины мира уже не вписываются в традиционное для техногенного подхода понимание природы как «мертвого механизма», с которым можно экспериментировать и который можно осваивать по частям, преобразуя и подчиняя его человеку.

Природа начинает пониматься как целостный живой организм. Почти до середины ХХ века такое понимание природы воспринималось как своеобразный пережиток или возврат к мифологическому сознанию. Однако по мере того, как утверждались в науке и широко распространялись идеи В.И.Вернадского о биосфере, после развития современной экологии, новое понимание природы как организма, а не механической системы, стало научным принципом. Новое понимание природы стимулировало поиск новых идеалов отношения человека к природе, которые стали бы основанием для решения современных глобальных проблем.

2. Научный метод. Классификация методов естественнонаучного познания

Для научного познания большое значение имеет метод, т.е. способ организации изучения объекта. Метод - совокупность принципов, правил и приемов практической и теоретической деятельности. Метод вооружает человека системой принципов, требований, правил, руководствуясь которыми человек может достичь намеченной цели.

Правильный метод имеет огромное значение для познания природы. Учение о методе (методология) начинает развиваться в науке нового времени. Знаменитый английский философ Фрэнсис Бэкон сравнивал метод с фонарем, который освещает путнику дорогу. Ученый, не вооруженный правильным методом, - это путник, бредущий в темноте и ощупью отыскивающий себе дорогу. Рене Декарт, великий французский философ XVII века, тоже придавал большое значение разработке научного метода: «Под методом я разумею точные и простые правила, строгое соблюдение которых без лишней траты умственных сил, но постепенно и непрерывно увеличивая знания, способствует тому, что ум достигает истинного знания всего, что ему доступно». Именно в этот период бурного развития естествознания складываются две противоположные методологические концепции: эмпиризм и рационализм.

Эмпиризм - направление в методологии, признающее опыт источником достоверного знания, сводящее содержание знания к описанию этого опыта.

Рационализм - направление в методологии, согласно которому достоверное знание дает только разум, логическое мышление.

Методы научного познания можно классифицировать по степени общности на универсальные (философские) и научные, которые в свою очередь, делятся на общенаучные и частнонаучные.

Частнонаучные методы применяются в рамках одной науки или области научного исследования, например: метод спектрального анализа, метод цветных реакций в химии, методы электромагнетизма в физике и др.

Общенаучные методы имеют широкий междисциплинарный спектр применения и могут применяться в любой науке, например: моделирование, эксперимент, логические методы и др.

Одной из важнейших особенностей научного познания является наличие двух уровней: эмпирического и теоретического, которые отличаются используемыми методами. На эмпирической (опытной) стадии используются главным образом методы, связанные с чувственно-наглядными приемами познания, к которым относят наблюдение, измерение, эксперимент.

Наблюдение является первоначальным источником информации и связано с описанием объекта познания. Целенаправленность, планомерность, активность - характерные требования для научного наблюдения. По способу проведения наблюдения бывают непосредственными и опосредованными. При непосредственных наблюдениях свойства объекта воспринимаются органами чувств человека. Такие наблюдения всегда играли большую роль в исследовании науки. Так, например, наблюдение положения планет и звезд на небе, проводившиеся более двадцати лет Тихо Браге с необыкновенной для невооруженного глаза точностью, способствовали открытию Кеплером его знаменитых законов. Однако чаще всего научное наблюдение бывает опосредованным, т.е. проводится с помощью технических средств. Изобретение Галилеем в 1608 году оптического телескопа расширило возможности астрономических наблюдений, а создание в ХХ веке рентгеновских телескопов и вывод их в космос на борту орбитальной станции позволило проводить наблюдения за такими космическими объектами, как квазары, пульсары, которые невозможно было бы наблюдать никаким другим способом.

Развитие современного естествознания связано с повышением роли так называемых косвенных наблюдений. Так, например, объекты, изучаемые ядерной физикой, не могут наблюдаться ни непосредственно, с помощью органов чувств человека, ни опосредованно, с помощью самых совершенных приборов. То, что ученые наблюдают в процессе эмпирических исследований в атомной физике, - это не сами микрообъекты, а только результаты их воздействия на определенные технические средства. Например, регистрацию взаимодействий элементарных частиц фиксируют только косвенно с помощью счетчиков (газозарядных, полупроводниковых и т.п.) или трековых приборов (камера Вильсона, пузырьковая камера и др.) Расшифровывая «картинки» взаимодействий, исследователи получают сведения о частицах и их свойствах.

Эксперимент - более сложный метод эмпирического познания, он предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект для выявления его определенных сторон и свойств. Преимущества эксперимента: во-первых, позволяет изучать объект в «чистом виде», т.е. устранять всякие побочные факторы, затрудняющие исследование. Во-вторых, позволяет изучать объект в некоторых искусственных, например, экстремальных, условиях, когда удается обнаружить удивительные свойства объектов, тем самым глубже постигать их сущность. Очень интересными и перспективными в этом плане являются космические эксперименты, позволяющие изучать объекты в таких особых условиях, как невесомость, глубокий вакуум, которые недостижимы в земных лабораториях. В-третьих, изучая какой-либо процесс, экспериментатор может вмешиваться в него, активно влиять на его протекание. В-четвертых, многократность, повторяемость эксперимента, который может быть повторен столько раз, сколько необходимо для получения достоверных результатов.

В зависимости от характера задач эксперименты делятся на исследовательские и проверочные. Исследовательские эксперименты позволяют делать открытия, обнаруживать у объекта новые, ранее неизвестные свойства. Так, например, эксперименты в лаборатории Э. Резерфорда показали странное поведение альфа-частиц при бомбардировке ими золотой фольги: большинство частиц проходило сквозь фольгу, небольшое количество частиц отклонялось и рассеивалось, а некоторые частицы не просто отклонялись, а отскакивали обратно, как мяч от сетки. Такая картина, согласно проведенным расчетам, получалась из-за того, что вся масса атома сосредоточена в ядре, занимающем ничтожную часть объема атома, и отскакивали обратно альфа-частицы, соударявшиеся с ядром. Так исследовательский эксперимент Резерфорда привел к обнаружению ядра атома, и тем самым к рождению ядерной физики.

Проверочные эксперименты служат подтверждению некоторых теоретических построений. Например, существование целого ряда элементарных частиц (позитрон, нейтрино и др.) было вначале предсказано теоретически.

Измерение - процесс, состоящий в определении количественных значений свойств или сторон изучаемого объекта с помощью специальных технических устройств. Результат измерения получается в виде некоторого числа единиц измерения. Единица измерения - это эталон, с которым сравнивается измеряемый объект. Единицы измерения подразделяются на основные, используемые в качестве базисных при построении системы единиц, и производные, выводимые из базисных с помощью некоторых математических соотношений. Методика построения системы единиц была впервые предложена в 1832 г. Карлом Гауссом. В предложенной системе в основу положены три произвольные единицы: длины (миллиметр), массы (миллиграмм), времени (секунда). Все остальные единицы можно было получить из этих трех. В дальнейшем с развитием науки и техники появились и другие системы единиц физических величин, построенных по принципу Гаусса. Кроме того, в физике появились так называемые естественные системы единиц, в которых основные единицы определялись из законов природы. Примером служит система единиц, предложенная Максом Планком, в основу которой были положены «мировые постоянные»: скорость света в вакууме, постоянная тяготения, постоянная Больцмана и постоянная Планка. Исходя из них (и приравняв их к «1»),Планк получил ряд производных единиц: длины, массы, времени, температуры. В настоящее время в естествознании действует преимущественно Международная система единиц (СИ), принятая в 1960 году Генеральной конференцией по метрам и весам. Данная система является наиболее совершенной и универсальной из всех существовавших до настоящего времени и охватывает физические величины механики, термодинамики, электродинамики и оптики, которые связаны между собой физическими законами.

На теоретической стадии прибегают к абстракциям и образованию понятий, строят гипотезы и теории, открывают законы науки. К числу общенаучных теоретических методов относят сравнение, абстрагирование, идеализацию, анализ, синтез, дедукцию, индукцию, аналогию, обобщение, восхождение от абстрактного к конкретному. Главная их особенность в том, что это логические приемы, т.е. операции с мыслями, знаниями.

Сравнение - мысленная операция выявления сходства и различия изучаемых предметов. Частным случаем сравнения является аналогия: вывод о наличии того или иного признака у исследуемого объекта делается на основе обнаружения у него целого ряда сходных признаков с другим объектом.

Абстрагирование - мысленное выделение признаков предмета и рассмотрение их отдельно от самого предмета и других его признаков. Идеализация - мысленное конструирование ситуации (объекта, явления), которой приписываются свойства или отношения в «предельном» случае. Результатом такого конструирования являются идеализированные объекты, такие как: точка, материальная точка, абсолютно черное тело, абсолютно твердое тело, идеальный газ, несжимаемая жидкость и др. Благодаря идеализации процессы рассматриваются в «чистом виде», что позволяет выявить законы, по которым эти процессы протекают. Например: допустим, что некто идет по дорожке с багажной тележкой и внезапно перестает ее толкать. Тележка будет двигаться еще некоторое время, пройдя небольшое расстояние, а затем остановится. Можно придумать множество способов удлинения пути, проходимого тележкой после толкания. Однако устранить все внешние воздействия на длину пути невозможно. Но, рассматривая движение тела в «предельном» случае, мы можем заключить, что если совсем устранить внешние воздействия на движущееся тело, то оно будет двигаться бесконечно и при этом равномерно и прямолинейно. Такой вывод был сделан Галилеем и получил название «принцип инерции», а наиболее четко сформулирован Ньютоном в виде закона инерции.

С идеализацией связан такой специфический метод как мысленный эксперимент, который предполагает оперирование идеализированным объектом, замещающим в абстракции объект реальный.

Анализ - метод исследования, состоящий в разделении целого на части, с целью их самостоятельного изучения.

Синтез - соединение ранее выделенных частей в целое с целью выявления их взаимосвязи и взаимодействия. Связь анализа и синтеза вытекает из самой природы объектов, представляющих единство целого и его частей. Анализ и синтез обусловливают друг друга.

Индукция - логический метод, основанный на движении мысли от единичного или частного к общему. В индуктивном умозаключении истинность посылок (фактов) не гарантирует истинности выводимого заключения, оно будет лишь вероятностным. Метод научной индукции основан на выяснении причинной (каузальной) связи исследуемых явлений. Каузальность - такое внутреннее отношение между двумя явлениями, когда одно из них порождает, вызывает другое. Это отношение содержит: явление, которое претендует на то, чтобы быть причиной; явление, которому мы приписываем характер действия (следствия), и обстоятельства, в которых происходит взаимодействие причины и действия.

Для причинной связи характерно:

· причина постоянно предшествует своему действию во времени; это значит, что причину данного явления следует искать среди обстоятельств, предшествующих ему во времени, учитывая факт некоторого сосуществования во времени причины и следствия.

· Причина порождает действие, обусловливает его появление; это значит, что одного предшествования во времени недостаточно для каузальной связи, повод - условие, предшествующее возникновению явления, но не порождающее его.

· Связь причины и следствия необходима; это означает, что можно доказать отсутствие причинной связи в случае, когда действие наступает, а предполагаемой причины не наблюдалось.

· Связь причины и действия всеобща; это значит, что каждое явление имеет причину, поэтому, как правило, наличие причинной связи нельзя установить на основании единичного явления, необходимо изучение определенного множества явлений, в рамках которого систематически проявляется искомая причинная связь.

· С изменением интенсивности причины изменяется и интенсивность действия. Это наблюдается тогда, когда причина и следствие определенное время сосуществуют.

На этих свойствах основаны методы открытия причинных связей, разработанные Ф. Бэконом (1561- 1626), а затем усовершенствованные английским философом, логиком, экономистом Джоном Стюартом Миллем (1806-1873). Эти методы получили название методов научной индукции. Всего их пять:

1. Метод единственного сходства: если какое-то обстоятельство постоянно предшествует наступлению исследуемого явления в то время, как иные обстоятельства изменяются, то это условие, вероятно, и есть причина данного явления.

2. Метод единственного различия: если какое-то условие имеет место, когда наступает исследуемое явление, и отсутствует, когда этого явления нет, а все остальные условия остаются неизменными, то, вероятно, данное условие представляет собой причину исследуемого явления.

3. Соединенный метод сходства и различия: если два и большее число случаев, когда наступает данное явление, сходны только в одном условии, в то время как два или более случаев, когда данное явление отсутствует, отличаются от первых только тем, что отсутствует это условие, то это условие, вероятно, и есть причина наблюдаемого явления.

4. Метод сопутствующих изменений: если с изменением условий в той же степени меняется некоторое явление, а остальные обстоятельства остаются неизменными, то, вероятно, данное условие является причиной наблюдаемого явления.

5. Метод остатков: если сложные условия производят сложное действие и известно, что часть условий вызывает определенную часть этого действия, то остающаяся часть условий вызывает остающуюся часть действия.

Дедукция - это движение мысли от общих положений к частным или единичным. Дедукция - общенаучный метод, но особенно большое значение дедуктивный метод имеет в математике. В науке Нового времени разрабатывал и пропагандировал дедуктивно-аксиоматический метод познания выдающийся философ и математик Р. Декарт. Его методология была прямой противоположностью эмпирическому индуктивизму Бэкона.

Из общего положения, что все металлы обладают электропроводностью, можно сделать вывод об электропроводности конкретной медной проволоки, зная, что медь - металл. Если исходные общие положения являются истинными, то дедукция всегда будет давать истинный вывод.

Наиболее распространенным видом дедукции является простой категорический силлогизм, в котором устанавливается отношение между двумя крайними терминами S и P на основании их отношения к среднему термину M. Например:

Все металлы (M) проводят электрический ток (P).

Важное место в теории дедуктивных рассуждений занимает также условно-категорическое умозаключение.

Утверждающий модус (modus ponens):

Если у человека повышена температура (a), он болен (b). У этого человека повышена температура (a). Значит, он болен (b).

Как видно, мысль здесь движется от утверждения основания к утверждению следствия: (a --› b,a) --› b.

Отрицающий модус (modus tollens):

Если у человека повышена температура (a), он болен (b). Этот человек не болен (не-b). Значит, у него нет повышенной температуры (не-a).

Как видно, здесь мысль движется от отрицания следствия к отрицанию основания: (a --› b, не-b) --› не-a.

Дедуктивная логика играет важнейшую роль в обосновании научного знания, доказательстве теоретических положений.

Аналогия и моделирование. Оба эти метода основаны на выявлении сходства в предметах или отношениях между предметами. Модель - искусственно созданное человеком устройство, которое в определенном отношении воспроизводит реально существующие предметы, являющиеся объектом научного исследования. Моделирование основано на абстрагировании сходных признаков у разных предметов и установлении между определенного соотношения между ними. С помощью моделирования можно изучать такие свойства и отношения исследуемых явлений, которые могут быть недоступны непосредственному изучению.