Естественнонаучная и гуманитарная культуры

Вопрос 1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

Естествознание - система наук о природе. Природа - это вселенная, то, чего может достигнуть человеческий опыт. Природа делится на 3 мира: микро мир; макро мир; мега мир. Микро мир - это мир внутри атомов. Макро мир простирается от атома до величины Земли. Мега мир - мир за пределами Земли до Вселенной.

Есть два мира: тот который отражается (объективный мир) и отраженный (субъективный мир). Свойство субъективного мира больше зависит от сознания. Объективный мир увидеть невозможно; объективный мир - неискаженное сознание. Субъективный - искаженное человеческое сознание. Субъект - человек как носитель сознания. Объект - на что направлено сознание. Абсолютное - это вечное, неизменное, бесконечное. Относительное - увиденное по средствам чего-то другого, познанное относительно другого. Абстрактное - упрощенное, отвлеченное. Изолирующие абстракции - изолируют некоторые свойства: легкость, прозрачность. Абстракция отождествления - когда группе объектов присваивается какое-то наименование.

Главная задача естествознания должна заключаться в изучении объективных законов природы на основе понимания физической сущности явлений.

Наука - часть духовной культуры: этика, искусство, философия. Наука описывает мир, путем формулирования законов природы - это необходимая, устойчивая связь между объектами и явлениями природы (их более 1000). Закон причинности - у каждого явления есть свои причины. Существует 2 уровня познания: эмпирическое - познание опытом и теоретическое - познание по средствам логики, открывает новое уже из известного.

Существует около 15 000 наук. Науки делятся на естественные, гуманитарные и социальные.

Научная картина мира - это система представлений об общих закономерностях в природе, возникающая в результате синтеза знаний, полученных в рамках различных научных дисциплин.

Проблема двух культур в науке - противостояние естественно-научной и гуманитарной ветви. Эти две ветви различаются предметом познания, методом изучения, результатами открытий, подготовкой профессионалов. В результате формируются особые типы индивидуального и коллективного сознания или мировоззрения.

Вопрос 2. Научный метод

Метод - система мыслительных и практических правил и приемов, позволяющих достичь желаемого результата, которым может быть как знание о действительности, так и изменение положения дел в ней. Основными методами эмпирического уровня являются наблюдение и эксперимент. Наблюдение - совокупность преднамеренных действий человека, предпринимаемых с целью выявления существенных свойств и отношений объекта. Наблюдение, несмотря на относительную пассивность, всегда заранее планируется и осуществляется целенаправленно в соответствии с определенной схемой. Эксперимент - это метод исследования, с помощью которого заранее запланированным образом производятся изменения в исследуемом объекте с целью выявления его общих и необходимых свойств и отношений. Эксперимент в отличие от наблюдения предполагает более активную роль человека, осуществляется в точно заданных условиях, которые могут воспроизводиться другим исследователем с целью проверки полученных результатов. Эксперимент в отличие от наблюдения позволяет выявить такие свойства и отношения объекта, которые в естественных условиях остаются скрытыми. Особая форма эксперимента - это мысленный эксперимент, в котором в идеальном плане осуществляется преобразование воображаемых объектов. В результате наблюдения и эксперимента получаются данные, подвергающиеся затем описанию. Описание - дополнительный метод эмпирического уровня. Описание должно быть по возможности точным, достоверным и полным. На основе описаний эмпирических данных осуществляется дальнейшая систематизация знания. Методами теоретического уровня научного познания являются дедукция, индукция, аналогия, сравнение, моделирование. Дедукция - это метод познания, в котором вывод о частном делается исходя из общего положения, отдельных фрагментов уже устоявшегося и общепринятого знания. Индукция - такой метод познания, в котором осуществляется вывод нового общего положения исходя из совокупности частных. Индукцию часто называют выводом от частного к общему. Аналогия - метод познания, позволяющий на основе сходства объектов по одним признакам сделать вывод об их сходстве по другим. Аналогию называют выводом от единичного к единичному или от частного к частному. Близким к аналогии является метод сравнения, позволяющий установить не только сходство, но и различие предметов и явлений. Моделирование - это оперирование объектом, который является аналогом другого, по каким-то причинам недоступного для манипуляций. Благодаря моделированию можно проникнуть в недоступные свойства объекта, используя его аналог. Методы, применяемые на метатеоретическом уровне научного познания, имеют вид общелогических приемов: анализ и синтез, абстрагирование, идеализация. Анализ представляет собой мысленное разложение целого до исходных составляющих, синтез - мысленное восхождение от глубинных, исходных оснований к новой целостности, объединение в единое целое отдельных сторон предмета. Абстрагирование - мыслительный прием отвлечения от несущественных свойств и отношений объекта или явления и сосредоточение внимания на существенных. Еще одним универсальным приемом познания выступает идеализация - мысленная процедура образования абстрактных объектов, не существующих в действительности.

Суть этих изменений можно описать так: механистический взгляд на мир сменился взглядом органическим и системным. Начало трансформации от механистической к органической картине мира положили открытия в физике: общая и специальная теория относительности А. Эйнштейна, опыты с радиоактивными альфа-частицами Э. Резерфорда, работы по квантовой механике Н. Бора, открытие принципа неопределенности В. Гейзенбергом. Дальнейшее содержательное наполнение системной парадигмы происходило за счет новых данных, которые предоставляли психология, в рамках которой сформировалась концепция бессознательной психики, биология и генетика с их успехами в области постижения сущности жизни, астрофизика, изучающая закономерности существования мегамира, кибернетика и синергетика, описывающие поведение сложных открытых систем, и др. Новая органическая парадигма отказывается от субстанциональной концепции пространства и времени в пользу реляционной. Согласно современному взгляду на мир материя не сводится к веществу, существуя как в вещественной, так и в полевой форме, а также в виде плазмы и вакуума. Трансформации материи могут быть описаны одновременно как взаимодействия частиц и как волновые процессы. Связи между событиями и явлениями во Вселенной необъяснимы только с точки зрения ньютоновско-картезианской причинности, требуются иные способы интерпретации существующих в мире закономерностей.

Вопрос 3. История естествознания

Несмотря на непреходящий вклад в историю человеческой культуры, познавательная деятельность в древних (догреческих) цивилизациях не была соединена с навыками концептуализма и носила рецептурный, подчиненный религиозным целям и функциям характер. Синкретизм духовного бытия сохранился в ряде регионов мира, особенно в культурах Востока, вплоть до Нового времени, препятствуя дифференциации форм духовной деятельности и, следовательно, возникновению науки как специфического компонента культуры. Условия для начала такой дифференциации сложились во вполне определенном месте (Древняя Греция) и во вполне определенное время (середина I тысячелетия до н. э.), когда произошел феномен «эллинского чуда».

Скачок греческой мысли к теоретизации объектов, отказ от рецептуальных схем знания восточных цивилизаций выразился, прежде всего, в глобальном представлении о Вселенной как упорядоченной, статичной, законосообразной системе, подчиненной вечному объективному порядку («логосу»). Найти первопричину этого порядка, аналитически выявить общие принципы, лежащие в основе всего сущего считалось главной целью ученых-философов. Многие из них искали эту первопричину в окружающем мире (вода у Фалеса, огонь у Гераклита, воздух у Анаксимена, все четыре стихии - вода, воздух, земля и огонь - у Эмпедокла), другие постулировали существование «невидимых», недоступных чувственному восприятию объектов (апейрон у Анаксимандра, эфир у Пифагора). Большое значение для развития естествознания имело атомистическое учение, возникновение которого связывают с именами Левкиппа и Демокрита.

Процесс становления науки, начавшийся в Древней Греции, оказался весьма длительным и продолжался вплоть до XVI-XVII веков, когда наука окончательно сформировалась как самостоятельная духовная деятельность и как социальный институт. Эпоха средневековья оставила заметный след в этом процессе, прежде всего, благодаря укреплению традиций христианства.

Закрепление самостоятельного статуса науки произошло в XVI-XVII вв. и было связано с деятельностью целой плеяды великих ученых. Именно к этому времени математика становится универсальным языком науки, базисом аналитических исследований (Р. Декарт), а центральное место начинают занимать методологии, основанные на опытном установлении отношений между фактами и дальнейшем их обобщении индуктивными методами (Ф. Бэкон). Исходным пунктом формирующейся классической науки стала гелиоцентрическая система мира (Н. Коперник). Фундаментальное переосмысление проблемы движения и его описания позволило Г. Галилею показать эффективность применения идеализированных понятий (равномерное прямолинейное движение, материальная точка и т.д.), непосредственно не встречающихся в природе, но служащих целям создания на их основе аксиом движения. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея, принцип инерции и другие понятия непосредственно вошли в механику Ньютона, с которой и началось классическое естествознание. Наконец, нельзя не отметить важность создания огромного объема экспериментальной информации, накопленной к XVII веку, особенно в области астрономии, а также предварительной эмпирической обработки этой информации (Тихо Браге, И. Кеплер).

Начало первого - классического - периода в истории науки обычно связывают с именем И. Ньютона.

Основу методологии И. Ньютона составляют индуктивный метод и установка на экспериментальное определение количественных отношений между явлениями действительности.

Основу классической механики составляют три закона, названные законами Ньютона. Первый закон: тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока на него не оказывают воздействие другие тела. Способность тела сопротивляться воздействию на него сил называют инертностью, поэтому первый закон Ньютона иначе называется законом инерции. Первый закон Ньютона устанавливает существование инерциальных систем отсчета.

Вершиной научного творчества И. Ньютона является теория тяготения, которая дает ответ на вопрос о природе силы, заставляющей двигаться небесные тела. Согласно закону всемирного тяготения тела притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Сила тяготения универсальна, проявляется между любыми двумя материальными телами независимо от их конкретных свойств и действует на любом расстоянии. И. Ньютон показал, что законы движения планет, открытые И. Кеплером, неразрывно связаны с действием силы всемирного тяготения, и являются математическим выражением этой силы. Таким образом, законы И. Кеплера оказались следствиями закона всемирного тяготения. Создание теории тяготения, которую иначе называют небесной механикой, окончательно утвердило победу гелиоцентрической системы Н. Коперника.

Подрыву классических представлений в естествознании способствовали некоторые идеи, которые зародились еще в середине XIX века, когда классическая наука находилась в зените славы. Среди этих первых неклассических идей, в первую очередь, следует отметить эволюционную теорию Ч. Дарвина.

Основные принципы эволюционного учения Дарвина сводятся к следующим положениям:

1.Каждый вид способен к неограниченному размножению.

2.Ограниченность жизненных ресурсов препятствует реализации потенциальной возможности беспредельного размножения. Большая часть особей гибнет в борьбе за существование и не оставляет потомства.

3.Гибель или успех в борьбе за существование носят избирательный характер. Организмы одного вида отличаются друг от друга совокупностью признаков. В природе преимущественно выживают и оставляют потомство те особи, которые имеют наиболее удачное для данных условий сочетание признаков, т.е. лучше приспособлены.

Избирательное выживание и размножение наиболее приспособленных организмов Ч. Дарвин назвал естественным отбором.

4.Под действием естественного отбора, происходящего в разных условиях, группы особей одного вида из поколения в поколение накапливают различные приспособительные признаки. Группы особей приобретают настолько существенные отличия, что превращаются в новые виды.

Научная революция, ознаменовавшая переход к неклассическому этапу в истории естествознания, в первую очередь, связана с именами двух великих ученых XX века - М. Планком и А. Эйнштейном. Первый ввел в науку представление о квантах электромагнитного поля, второй навсегда останется в истории человечества как автор специальной и общей теории относительности. Буквально в течение первой четверти века был полностью перестроен весь фундамент естествознания, который в целом остается достаточно прочным и в настоящее время.

Вопрос 4. Панорама современного естествознания

Первая результативная попытка выявления взаимосвязи и единства числовых значений фундаментальных физических постоянных принадлежит Р. Бартини.

Таблица 1. Фундаментальные физические постоянные

Термодинамика описывает тепловые явления в макромире. Классическая термодинамика сформулировала несколько принципов, или начал, которые вели к важным мировоззренческим выводам. Первое начало термодинамики основано на представлениях о том, что термодинамическая система обладает внутренней энергией теплового движения молекул и потенциальной энергией их взаимодействия. Согласно первому началу термодинамики количество теплоты, сообщенное телу, увеличивает его внутреннюю энергию и идет на совершение телом работы. Согласно второму началу термодинамики нельзя осуществить работу за счет энергии тел, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, энтропия замкнутой системы возрастает, а ее максимальное значение достигается в состоянии теплового равновесия. Термодинамические процессы необратимы, а предоставленная самой себе система стремится к состоянию теплового равновесия, в котором температуры тел выравниваются. Второе начало термодинамики называют также законом возрастания энтропии. Распространение второго начала термодинамики на всю Вселенную, понимаемую как закрытая система, привело к созданию теории тепловой смерти, согласно которой все процессы в мире ведут к состоянию наибольшего равновесия, т.е. хаосу. Теория тепловой смерти Вселенной была разработана в середине XIX в. В. Томпсоном и Р. Клаузйусом, ее постулаты звучат следующим образом:

· энергия Вселенной постоянна;

· энтропия Вселенной, понимаемой как закрытая система, возрастает.

Смысл этих постулатов заключается в том, что со временем все виды энергии во Вселенной превратятся в тепловую, а последняя перестанет претерпевать качественные изменения и преобразовываться в другие формы. Наступившее состояние теплового равновесия будет означать смерть Вселенной. При этом общее количество энергии в мире останется тем же самым, т.е. универсальный закон сохранения энергии не будет нарушен. Теория тепловой смерти сразу же после создания была подвергнута критике. В частности, появилась флуктуационная теория Л. Больцмана, согласно которой Вселенная выводится из состояния равновесия с помощью внутренне присущих ей флуктуации.

Принцип Карно выражает собой весьма интересную особенность: он определяет общую тенденцию в эволюции физического мира. С течением времени в замкнутой изолированной системе энтропия должна постоянно возрастать. Функция состояния термодинамической системы, изменения которой в равновесном процессе равно отношению количества теплоты, сообщенного системе или отведенного от нее, к термодинамической температуре системы. Неравновесные процессы в изолированной системе сопровождаются ростом энтропии, они приближают систему к состоянию равновесия, в котором энтропия максимальна. Согласно флуктуационной теории Л. Больцмана, Вселенная выводится из состояния равновесия с помощью внутренне присущих ей флуктуации.

Структурные уровни материи образованы из определённого множества объектов какого-либо класса и характеризуется особым типом взаимодействия между составляющими их элементами. Критерием для выделения различных структурных уровней служат следующие признаки:

пространственно-временные масштабы, совокупность важнейших свойств, специфические законы движения, степень относительной сложности, возникающей в процессе исторического развития материи в данной области мира, некоторые другие признаки.

Известные в настоящее время структурные уровни матери могут быть выделены по вышеперечисленным признакам в следующие области.

1. Микромир. Сюда относятся: частицы элементарные и ядра атомов- область порядка 10-15 см, атомы и молекулы 10-8 - 10-7 см.

2. Макромир: макроскопические тела 10-6 - 10-7 см

3. Мегамир: космические системы и неограниченные масштабы до 1028 см.

Структурные уровни материи образованы из определённого множества объектов какого-либо вида и характеризуется особым способом взаимодействия между составляющими их элементами, применительно к трём основным сферам объективной действительности эти уровни выглядят следующим образом.