Научная революция 17-18 веков

Федеральное агентство по образованию

Ярославский Государственный Педагогический Университет

им. К.Д. Ушинского

Факультет иностранных языков

Реферат

По дисциплине: «Естествознание»

На тему: «Научная революция XVII- XVIII веков»

Выполнила Афанасьева Е.Н.

Студентка гр. 41 г

Ярославль 2010

План

Введение

1. Вклад Кеплера и Галилея в формирование новой научной картины мира

2. Исаак Ньютон как систематизатор знания и великий ученый. Готфрид Лейбниц и его учение

3. Френсис Бэкон и Рене Декарт

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Различные исследователи в понятие научной революции вкладывают разный смысл: от победы над невежеством, суевериями и предрассудками, в результате чего и рождается наука до сведения революции к ускоренной эволюции, с этой точки зрения любая научная теория может быть модифицирована, но не опровергнута. Самую оригинальную концепцию научной революции предложил К. Поппер, ее можно назвать концепцией «непрерывной революции», по его мнению, научной может считаться только та теория, которая допускает принципиальную возможность своего опровержения. Поскольку ни одна из теорий не может охватить все многообразие мира, ее объяснительный потенциал оказывается исчерпанным, потенциальная опровержимость превращается в актуальную, поэтому одна теория сменяется другой.

Все эти трактовки термина «научная революция» являются возможными, но не достаточно строгими, в буквальном переводе термин «революция» означает переворот, следовательно, не любые изменения следует рассматривать как революцию, а только такие которые связаны с изменением всех существенных элементов: фактов, закономерностей, теорий методов, в и всей научной картины мира.

Научная картина мира это - множество теорий в совокупности описывающих известный человеку природный мир, целостная система представлений об общих принципах и законах устройства мироздания. Поскольку картина мира это системное образование, ее изменение нельзя свести ни к какому единичному, пусть и самому крупному и радикальному открытию. Как правило, речь идет о целой серии взаимосвязанных открытий, в главных фундаментальных науках. Эти открытия почти всегда сопровождаются радикальной перестройкой метода исследования, а так же значительными изменениями в самих нормах и идеалах научности.

1. Вклад Кеплера и Галилея в формирование новой научной картины мира

Первый "рабочий чертеж" новой модели мира суждено было выполнить Иоганну Кеплеру.

В книге "Новая астрономия” завершенной в 1607 году, Кеплер приводит два, из своих трех знаменитых законов движения планет: 1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце; 2. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем, линия соединяющая Солнце с планетой (радиус-вектор планеты), за ее равные промежутки времени описывает равные площади.

Кеплер внес несколько коренных изменений в геометрическую модель мира Аристарха: 1. Планетарные орбиты, которые в модели Аристарха целиком лежали в оной плоскости, следовало поместить в различные плоскости. Плоскости должны проходить через Солнце; 2. Принцип равномерного кругового движения, который неизменно лежал в основе математического подхода к астрономии с момента зарождения до конца XVI века, следовало заменить новым - отрезок прямой, соединяющий планету с Солнцем, описывает равные площади за равные промежутки времени; 3. Движение планет по круговой орбите заменить эллиптическим, поместив в один из фокусов эллипса Солнце.

Никаких промежуточных моделей за всю предшествующую историю астрономии не было. Для достижения этих идей от Кеплера требовалось беспрецедентные по точности наблюдения, самоотверженность, математический гений.

Закон площадей Кеплера - это первое математическое описание планетарных движений, исключившее принцип равномерного движения по окружности как первооснову: квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца соотносятся как кубы больших полуосей их орбит.

Более того, он впервые выразил связь между мгновенными значениями непрерывно изменяющихся величин угловой скорости планеты относительно Солнца и ее расстояния до него. Этот "мгновенный" метод описания, который Кеплер впоследствии вполне осознано использовал при анализе движения Марса, стал одним из выдающихся принципиальных достижений науки XVII века - методом дифференциального исчисления, оформленного Лейбницем и Ньютоном.

В конце концов, Кеплеру удалось построить модель Солнечной системы, которая за малым исключением, описывала движение планет и их спутников в пределах точности наблюдений Тихо Браге. Так Кеплер завершил научную программу, начатую последователями Пифагора, и заложил первый камень (вторым - стала механика Галилея) в фундамент, на котором покоится теория Ньютона.

У Галилео Галилея впервые связь космологии с наукой о движении приобрела осознанный характер, что и стало основой создания научной механики. Первоначально Галилеем были открыты законы механики, но первые публикации и трагические моменты его жизни были связаны с менее оригинальными работами по космологии. Галилей первым отчетливо понимал два аспекта физики Архимеда: поиск простых и общих математических законов и эксперимент, как основа подтверждения этих законов.

Изобретение в 1608 году голландцем Хансом Липперсхеем, изготовителем очков, телескопа (правда, не предназначавшегося для астрономических целей), дало возможность Галилею, усовершенствовав его, в январе 1610 года "открыть новую астрономическую Эру".

Оказалось, что Луна покрыта горами, Млечный путь состоит из звезд, Юпитер окружен четырьмя спутниками и т.д. "Аристотелевский мир" рухнул окончательно. Галилей спешит с публикацией увиденного в своем "Звездном вестнике", который выходит в марте 1610 г. Книга написана на латыни и была предназначена для ученых.

В 1632 г. во Флоренции была напечатана наиболее известная работа Галилея, послужившая поводом для процесса над ученым. Ее полное название - "Диалог Галилео Галилея Линчео, Экстраординарного Математика Пизанского университета и Главного Философа и Математика Светлейшего Великого Герцога Тосканского, где в четырех дневных беседах ведется обсуждение двух Основных Систем Мира, Птолемеевой и Коперниковой и предполагаются неокончательные философские и физические аргументы как с одной, так и с другой стороны".

В 1638 г. вышла последняя книга Г. Галилея "Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению...", в которой он касался проблем, решенных им около 30 лет назад.

Механика Галилея дает идеализированное описание движения тел вблизи поверхности Земли, пренебрегая сопротивлением воздуха, кривизной земной поверхности и зависимостью ускорения свободного падения от высоты. В основе "теории" Галилея лежат четыре простые аксиомы, правда, в явном виде Галилеем не сформулированные.

2. Исаак Ньютон как систематизатор знания и великий ученый. Готфрид Лейбниц и его учение

К концу XVII века новая научная картина мира, что и было когнитивной сутью науки, была полностью создана. Роль Исаака Ньютона в истории науки удивительна. Многое, чем он занимался, что он описал, в частности, в знаменитых "Математических началах натуральной философии" было раньше высказано и описано другими. Например, в частных экспериментах и рассуждениях Х. Гюйгенс (1629 - 1695) фактически использовал основные положения, которые позднее легли в основу теории Ньютона:

1. Пропорциональность веса тела его массе

;

2. Соотношение между приложенной силой, массой и ускорением

;

3. Равенство действия и противодействия.

У Ньютона, также как и у Галилея, слились космология и механика, главными положениями которых стали следующие.

Понятие движущей силы - высшей по отношению к телу (любому: снаряду или Луне, например), которая может быть измерена по изменению движения его производного.

При этом Ньютон понял, что сила, скорость и ускорение представляют собой векторные величины, а законы движения должны описываться как соотношения между векторами. Наиболее полно все это выражается вторым законом Ньютона: Ускорение , сообщаемое телу массы , прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе, т.е.

Понятие инерции, которая изначально присуща материи и измеряется ее количеством. Первый закон Ньютона гласит: "Если бы на тело не действовало никаких сил вообще, то оно после того, как ему сообщили начальную скорость, продолжало бы двигаться в соответствующем направлении равномерно и прямолинейно". Следовательно, никаких свободных движений нет, а любое криволинейное движение возможно лишь под действием силы.

Понятие соотношения гравитационной и инертной масс (они прямо пропорциональны друг другу). Отсюда следует обоснование тяготения как универсальной силы, а также третий закон Ньютона: "Каждое действие вызывает противодействие, равное по величине и противоположно направленное, или, иными словами, взаимное действие двух тел друг на друга равно по величине и противоположно по направлению".[1, С. 61]

Особое место в размышлениях Ньютона принадлежит поиску адекватного количественного (математического) описания движения. Отсюда берет начало новый раздел математики, который Ньютон назвал "методом начальных и конечных отношений" (дифференциальное исчисление). Ньютон пользовался этим методом для доказательства многих фундаментальных теорем. Тем не менее, многие из современников Ньютона в принципе отвергали этот метод. Они утверждали, что «конечное отношение» двух «исчезающих» (величин стремящихся к нулю) представляют собой неопределенность и, следовательно, лишены всякого смысла. Возражая им в своем труде «Математическое начала натуральной философии», Ньютон писал: “Предельные отношения исчезающих количеств не есть суть отношения пределов этих количеств, а суть те пределы, к которым при бесконечном убывании количеств приближаются отношения их и к которым эти отношения могут подойти ближе, нежели на любую наперед заданную разность, но которых превзойти или достигнуть на самом деле не могут, ранее чем эти количества уменьшатся бесконечно.” .[1, С. 62]

Исследуя движения по некруговой орбите, Ньютон рассматривал его как постоянно "падающее". При этом он ввел понятие "предельное отношение", основанное на интуитивном представлении о движении, так же, как евклидовы понятия "точки" и "линии" основаны на интуитивном восприятии пространства - это своего рода кванты движения.

Важное значение при этом имеют те "предельные отношения", которые характеризуют скорость изменения каких-либо величин, т.е. изменения в зависимости от времени. Ньютон назвал их "флюксиями", сейчас - производные. Вторая производная при этом звучала как "флюксия от флюксий", что особенно возмущало одного из критиков Ньютона епископа Дж. Беркли, который считал это нелепым изобретением, подобным призраку призрака.

Отдельно упоминания заслуживают понятия абсолютного ("пустого") пространства, в котором находятся сосредоточенные массы (с их взаимным дальнодействием и единым центром масс); и абсолютного же времени с начальной точкой отсчета (полностью обратимого, поскольку перемена знака времени в формулах механики не меняет их вида и смысла).

Теория Ньютона - простая, ясная, легко проверяемая и наглядная - стала фундаментом всего "классического естествознания", механической картиной мира и философии, интегральным выражением и критерием самого понимания научности на более чем 200 лет. Не утратила она своего значения и сегодня.

В "тени" Ньютона несколько теряются фигуры других выдающихся исследователей и мыслителей XVII века. Прежде всего, следует отметить Готфрида Лейбница и упомянуть его значительно более глубокое, чем у Ньютона, осмысление понятия дифференциала как общенаучного термина (сам термин принадлежит Лейбницу), как собственно научного метода, а не только языка научного описания конкретного научного факта; и указать его удивительную теорию - "Монадологию" - о своеобразных квантах - "монадах" бытия.

Главными изложениями философии Лейбница по праву считаются две книги: "Новые опыты о человеческом разуме" и "Теодицея". В первой работе Лейбниц дает не очень систематическое, но весьма содержательное изложение собственных взглядов по многим вопросам теории познания.

Учение Лейбница многопланово, и верно оценить его можно, только проследив его аспекты по отдельности. Один из них - взаимодействие категорий единого и многого, переходящее в диалектику сущности и явления.

По мысли Лейбница, из одной-единственной субстанции неповторимое многообразие вещей и качеств бесконечной Вселенной произойти не может, так что принцип качественного многообразия должен быть введен в саму субстанцию. Философ был прав, считая, что в самой природе бытия должна быть налицо многокачественность. Но это выступление против монизма Спинозы нельзя оценить однозначно. Лейбниц был прав, критикуя Спинозу за то, что его учение о свойствах субстанции не только не дает возможности осуществить обоснованный переход к неисчерпаемому многообразию мира модусов, но даже препятствует ему, но Лейбниц был не прав, полагая, что такому выведению препятствует то, что Спиноза исходит из понятия одной субстанции. Утверждая, что субстанций бесконечно много, Лейбниц смешивал две различные проблемы - философского и естественнонаучного многообразия вещей. Отсюда ошибочность его требования, чтобы существовало беспредельное множество субстанций. Правда, он достигает единства и упорядоченности субстанций, утверждая наличие среди них строгой и всеобъемлющей иерархии, так что они составляют систему. Поскольку между субстанциями Лейбница имеется качественное родство, они составляют своего рода семейство. Здесь мы обнаруживаем диалектику единства и многообразия реального мира, но эта диалектика в данном случае достигается дорогой ценой - ценой идеализма, поскольку все субстанции роднит между собой общая их духовная природа.

Поэтому различия между субстанциями оказываются не пространственно-временными и механически-количественными, а духовно-психическими и органически-качественными. Метод Лейбница распространяет индивидуализацию и автономность по всему миру, до самых отдаленных его уголков. Подобно различным человеческим личностям, субстанции индивидуальны и неповторимы, каждая из них обладает своеобразием, на свой манер изменяется и развивается, хотя развитие их всех происходит в конечном счете в едином направлении.

При всей своей индивидуальности субстанции родственны друг другу не только в том, что все они духовны, но и в том, что они вечны и "просты", т. е. неделимы. В этом смысле, а также в том, что пространственные различия для них вообще не существенны, они представляют собой "точки" - точки не математические или физические, а "метафизические".

Физические "точки", по Лейбницу, в принципе всегда сложны, то есть реально и познаваемо расчленимы, делимы на их составляющие, так что в телесной природе не существует никаких окончательных, далее не делимых элементов. Точки математические суть абстракции, а не реальность.

Лейбниц не только характеризует субстанции, ссылаясь на данные микроскопии как "живые точки", но и считает их своего рода метафизическими дифференциалами, некими бесконечными малыми сущностями. При строгом употреблении всех этих терминов возникает логический тупик, так как конечная бесконечность невозможна, как и любое ей аналогичное понятие. Но при иносказательном употреблении нет более подходящего обозначения для субстанции. Им не свойственна протяженность, но и в этом смысле они суть точки, то есть как бы пространственные "ничто", но, будучи субстанциями, они полны содержания и неисчерпаемы.

Будучи метафизическими точками или "живыми нулями", субстанции Лейбница с не меньшим правом могут называться и метафизическими индивидуальностями, то есть Aмонадами, как философ стал называть их с 1696 г. Монады не возникают, ибо возникновение субстанций из ничего было бы чудом, а телесное возникновение как соединение ранее существовавших частей не присуще субстанциям. Они и не гибнут, ибо погибать могут только сложные тела, распадаясь на свои составные элементы. Субстанция не может умереть, то есть монады "бессмертны" и в этом подобны духам.

3. Френсис Бэкон и Рене Декарт

Френсис Бэкон - считается основателем опытной науки Нового времени. Он был первым философом, поставившим перед собой задачу создать научный метод. В его философии впервые сформулированы главные принципы, характеризующие философию Нового времени.

С самого начала своей творческой деятельности Бэкон выступил против господствовавшей в то время схоластической философии и выдвинул доктрину "естественной" философии, основывающейся на опытном познании. Взгляды Бэкона сформировались на основе достижений натурфилософии Возрождения и включали в себя натуралистическое миросозерцание с основами аналитического подхода к исследуемым явлениям и эмпиризмом. Он предложил обширную программу перестройки интеллектуального мира, подвергнув резкой критике схоластические концепции предшествующей и современной ему философии.

Понимание науки у Бэкона включало, прежде всего, новую классификацию наук, в основные принципы которой он положил такие способности человеческой души, как память, воображение (фантазия), разум. Критерий успехов наук - те практические результаты, к которым они приводят. Поэтому Бэкон проводит различение двух видов опыта: плодоносного и светоносного. Первый - это такие опыты, которые приносят непосредственную пользу человеку, светоносный - те, цель которых состоит в познании глубоких связей природы, законов явлений, свойств вещей. Второй вид опытов Бэкон полагал более ценными, так как без их результатов невозможно осуществить плодоносные опыты. Недостоверность получаемого нами знания обусловлена, считает Бэкон, сомнительной формой доказательства, которая опирается на силлогистическую форму обоснования идей, состоящую из суждений и понятий.

Опытно-индуктивный метод Бэкона состоял в постепенном образовании новых понятий путем истолкования фактов и явлений природы. Только с помощью такого метода, по мнению Бэкона можно открывать новые истины, а не топтаться на месте.

В индуктивный метод Бекона в качестве необходимых этапов входят сбор фактов и их систематизация. Бэкон выдвинул идею составления 3-х таблиц исследования: таблиц присутствия, отсутствия, и промежуточных ступеней.

В индуктивный метод Бэкона входит и проведение эксперимента. При этом важно варьировать эксперимент, повторять его, перемещать из одной области в другую, менять обстоятельства на обратные и связывать с другими. После этого можно перейти к решающему эксперименту.

В теории познания, для Бэкона, главное - исследовать причины явлений. Причины могут быть разными - или действующими, которыми занимается физика, или конечными, которыми занимается метафизика.

Методология Бэкона в значительной степени предвосхитила разработку индуктивных методов исследования в последующие века, вплоть до XIX века однако Бэкон в своих исследованиях недостаточно подчеркивал роль гипотезы в развитии знания, хотя в его времена уже зарождался гипотетико-дедуктивный метод осмысления опыта, когда выдвигается то или иное предположение, гипотеза и из нее выводятся различные следствия. При этом дедуктивно осуществляемые выводы постоянно соотносятся с опытом. В этом отношении большая роль принадлежит математике, которой Бэкон не владел в достаточной степени, да и математическое естествознание в то время только формировалось.

Несмотря на то, что он придавал большое значение науке и технике в жизни человека. Бэкон считал, что успехи науки касаются лишь "вторичных причин", за которыми стоит всемогущий и непознаваемый Бог. При этом Бэкон все время подчеркивал, что прогресс естествознания, хотя и губит суеверия, но укрепляют веру. Он утверждал, что "легкие глотки философии толкают порой к атеизму, более же глубокие возвращают к религии".

Влияние философии Бэкона на современное ему естествознание и последующее развитие философии огромно. Его аналитический научный метод исследования явлений природы, разработка концепции необходимости ее экспериментального изучения сыграли свою положительную роль в достижениях естествознания последующих веков. Логический метод Бэкона дал толчок развитию индуктивной логики. Классификация наук Бэкона была положительно воспринята в истории наук и даже положена в основу разделения наук французскими энциклопедистами. Хотя углубление рационалистической методологии в дальнейшем развитии философии снизило после смерти Бэкона его влияние в XVII веке, в последующие века идеи Бэкона приобрели свое новое звучание. Они не потеряли своего значения вплоть до XX века. Некоторые исследователи даже рассматривают его как предшественника современной интеллектуальной жизни и пророка прагматической концепции истины. Имеется в виду его высказывание: "Что в действии наиболее полезно, то и в знании наиболее истинно".

Декарт - французский философ и математик, являясь одним из основоположников "новой философии", основатель картезианства, был глубоко убежден, что на истину "... натолкнется скорее отдельный человек, чем целый народ".[3, С.105] При этом он отталкивался от "принципа очевидности", при котором всякое знание должно было проверяться с помощью естественного "света разума". Это предполагало отказ от всех суждений принятых на веру.

Великий философ, предложивший свою систему координат в математике - декартова - прямоугольная система координат (хотя у Декарта были и косоугольными и произвольными), предложил и точку отсчета для общественного сознания. По Декарту научное знание должно было быть построено, как единая система, в то время как до сих пор оно было лишь собранием случайных истин.

Самосознание у Декарта не замкнуто на себя и открыто Богу, который выступает источником мышления: все смутные идеи - продукт человека (а поэтому ложны), все ясные идеи идут от Бога, следовательно истинны. Материя по Декарту делима до бесконечности (атомов и пустоты не существует), а движение объяснял с помощью понятия вихрей. Данные предпосылки позволили Декарту отождествить природу с пространственной протяженностью, таким образом, оказалось возможным изучение природы представить как процесс ее конструирования (как, например, геометрические объекты). В отличие от Бэкона, Декарт ищет обоснование знания не столько в сфере его практической реализации, сколько в сфере самого знания.

Науку по Декарту конструирует некоторый гипотетический мир и этот вариант мира (научный) равносилен всякому другому, если он способен объяснить явления, данные в опыте т.к. это Бог является "конструктором" всего сущего, и он мог воспользоваться для осуществления своих замыслов и этим (научным) вариантом конструкции мира. Такое понимание мира Декартом как системы тонко сконструированных машин снимает различие между естественным и искусственным. Впоследствии аналогичный принцип был заложен в теорию моделирования разума - кибернетику: "Ни одна система не может создать систему сложнее себя самой". Таким образом, если мир - механизм, а наука о нем - механика, то процесс познания есть конструирование определенного варианта машины мира из простейших начал, которые находятся в человеческом разуме. В качестве инструмента Декарт предложил свой метод, в основу которого легли следующие правила: 1. Начинать с простого и очевидного; 2. Путем дедукции получать более сложные высказывания; 3. Действовать таким образом, чтобы не упустить ни одного звена (непрерывность цепи умозаключений) для чего нужна интуиция, которая усматривает первые начала, и дедукция, которая дает следствия из них.

Как истинный математик Декарт поставил математику основой и образцом метода, и в понятии природы оставил только определения, которые укладываются в математические определения - протяжение (величина), фигура, движение. Важнейшими элементами метода являлись измерение и порядок. Понятие цели Декарт изгнали из своего учения т.к. было устранено понятие души (как посредника между неделимым умом (духом) и делимым телом). Декарт отождествил ум и душу, называя воображение и чувство модусами ума. Устранение души в ее прежнем смысле позволило Декарту противопоставить две субстанции природу и дух, и превратить природу в мертвый объект для познавания (конструирования) и использования человеком, но при этом возникла серьезная проблема философии Декарта - связи души и тела, и раз все есть суть механизмы - попытался решить ее механистически: в "шишковидной железе" (где находится вместилище души по Декарту) механические воздействия, передаваемые органами чувств достигают сознания.

Заключение

Четко и однозначно фиксируемых радикальных смен научной картины мира, научных революций в истории развития науки можно выделить три. Обычно их принято персонифицировать по именам трех ученых сыгравших наибольшую роль в происходивших изменениях: Аристотелевская, Ньютоновская научная революция и Эйнштейновская революция.

Чем же характерна так называемая Ньютоновская научная революция, которой и посвящена данная работа?

Ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической, этот переход был обусловлен серией открытий, связанных с именами Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, И. Ньютона. Последний подвел итог их исследованиям и сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде, которые дополнили последующие исследования других выдающихся ученых: Декарта, Лейбница, Бэкона и последующих великих мыслителей 18 - го века. Основные изменения: 1. Классическое естествознание заговорило языком математики, сумело выделить строго объективные количественные характеристики земных тел (форма величина, масса, движение) и выразить их в строгих математических закономерностях; 2. Наука Нового времени нашла мощную опору в методах экспериментального исследования, явлений в строго контролируемых условиях; 3. Естествознания этого времени отказалось от концепции гармоничного, завершенного, целесообразно организованного космоса, по их представления Вселенная бесконечна и объединена только действием идентичных законов; 4. Доминантой классического естествознания, становится механика, все соображения, основанные на понятиях ценности, совершенства, целеполагания, были исключены из сферы научного поиска. 5. В познавательной деятельности подразумевалась четкая оппозиция субъекта и объекта исследования.

Список использованной литературы

Горелов А. А. Концепция современного естествознания. - М.: Центр, 2002. - 208 с.

Карпенков С. Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997. - 520 с.

Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М.: Культура и спорт, 1997, 286 с.

Самыгин С. И. Концепции современного естествознания - Ростов н/Д: Феникс, 1997. - 371 с.

Хорошавина С.Г. Курс лекций «Концепции современного естествознания», (серия « Учебники», «Учебные пособия»), Ростов н/Д: «Феникс», 2000.

Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985, 512 с.