Наука и культура. Анализ и синтез. Основные черты учения Аристотеля

I. Наука и культура

Что является предметом естествознания.

Современная наука основывается на раскрытии взаимосвязей трех основных (главных) разделов научного знания: естествознания, общественных (социальных) наук и философии.

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

Первоначально все знание о природе действительно относилось к физике (в древности - «физиология»). Физика, таким образом, стала основой всех наук о природе.

Естествознание - это система наук о природе, или естественных наук, находящихся во взаимной связи как целое. Эта система является теоретической основой промышленности, сельского хозяйства, медицины, естественнонаучным фундаментом философского материализма и диалектического понимания природы.

Социальные науки и философия составляют систему гуманитарных наук. Сюда относятся: история. политэкономия, философия, науки о государстве и праве, различные виды искусства, культуры и др. Эта система наук является “человеческой историей”, т.к. каждая из перечисленных наук есть прежде всего историческая наука. Человеческую историю рассматривают в двух разрезах: как развитие всего общества во взаимозависимости: всех его сторон и как развитие какой-либо одной или нескольких его структур, выделенные из общей их взаимосвязи.

В первом случае образуется собственно историческая наука в узком смысле слова. Это история отдельных ступеней развития общества (от первобытного до современного). Сюда относятся также археология и этнография.

Во втором случае образуется группа наук, отражающих взаимосвязь отдельных сторон или элементов внутренней структуры общества, его экономического базиса и его надстроек - политической и идеологической.

К естественным наукам относят физику, химию, биологию, космологию, астрономию, географию, геологию и частично психологию. Кроме того, существует множество наук, возникших на стыке названных (астрофизика, физическая химия, биофизика и т.д).

Предмет и цели естествознания

Предметом естествознания является “движущаяся материя” или различные формы движения материи в природе. Природа, которая служит предметом естествознания, рассматривается не абстрактно, вне деятельности человека, а конкретно, как находящаяся под воздействием человека, т.к. ее познание достигается в итоге не только теоретической, но практической производственной деятельностью людей. Естествознание, как отражение природы в человеческом сознании, совершенствуется в процессе ее активного преобразования в интересах общества.

Цели естествознания двоякие: 1) находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления; 2) раскрывать возможность исследования на практике познанных законов, сил и веществ природы.

В настоящее время имеются два определения естествознания.

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

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

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

Целью естествознания, в конечном счете, является попытка решения так называемых «мировых загадок», сформулированных еще в конце 19-го века Э. Геккелем и Э.Г. Дюбуа-Реймоном. Вот эти загадки: Сущность материи и силы. Происхождение движения. - Относятся к физике. Происхождение жизни. Целесообразность природы. - Относятся к биологии. Возникновение ощущения и сознания. Возникновение мышления и речи. Свобода воли. - Относятся к психологии (Рис. 1).

Естествознание, развиваясь, приближается к решению этих загадок, но возникают новые вопросы, и процесс познания бесконечен.

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

II. Методы познания

Что такое синтез и анализ.

Анализ

(от греч. analysis -- разложение, расчленение), процедура мысленного, а часто также и реального расчленения предмета (явления, процесса), свойства предмета (предметов) или отношения между предметами на части (признаки, свойства, отношения); процедурой, обратной А., является синтез, с которым А. часто сочетается в практической или познавательной деятельности. Аналитические методы настолько распространены в науке, что термин "А." часто служит синонимом исследования вообще как в естественных, так и в общественных науках (количественный и качественный А. в химии, диагностические А. в медицине, разложение сложных движений на составляющие в механике, функциональный А. в социологии и т. д.). Процедуры А. входят органической составной частью во всякое научное исследование и обычно образуют его первую стадию, когда исследователь переходит от нерасчленённого описания изучаемого объекта к выявлению его строения, состава, а также его свойств, признаков. Но и на других ступенях познания А. сохраняет своё значение, хотя здесь он выступает уже в единстве с др. процедурами исследования. Аналитические процедуры являются одними из главных не только в научном мышлении, но и во всякой деятельности, поскольку она связана с решением познавательных задач. Как познавательный процесс А. изучается психологией, рассматривающей его как психический процесс, который осуществляется на различных уровнях отражения действительности в мозгу человека и животных, а также теорией познания и методологией науки, которые рассматривают А. прежде всего как один из приёмов (методов) получения новых познавательных результатов.

А. присутствует уже на чувственной ступени познания и, в частности, включается в процессы ощущения и восприятия; в своих более простых формах он присущ животным. Однако аналитико-синтетическая деятельность даже высших животных непосредственно включена в их внешние действия. У человека к чувственно-наглядным формам А. присоединяется высшая форма А. -- мыслительный, или абстрактно-логический, А. Эта форма возникла вместе с навыками материально-практического расчленения предметов в процессе труда; по мере усложнения последнего человек овладевал способностью предварять материально-практический А. мыслительным. Развитие производственной деятельности, мышления и языка, приёмов научного исследования и доказательства привело к появлению разных форм мыслительного А., в частности расчленения предметов на неотделимые от них признаки, свойства, отношения. В отличие от чувственно-наглядного, мыслительный А. совершается с помощью понятий и суждений, выражаемых в естественных или искусственных языках (знаковых системах науки). С др. стороны, и сам А., вместе с др. приёмами, служит средством формирования понятий о действительности .

Существует несколько видов А. как приёма научного мышления. Одним из них является мысленное (а часто, например в эксперименте, и реальное) расчленение целого на части. Такой А., выявляющий строение (структуру) целого, предполагает не только фиксацию частей, из которых состоит целое, но и установление отношений между частями. При этом особое значение имеет случай, когда анализируемый предмет рассматривается как представитель некоторого класса предметов: здесь А. служит установлению одинаковой (с точки зрения некоторых отношений) структуры предметов класса, что позволяет переносить знание, полученное при изучении одних предметов, на другие. Другим видом А. является А. общих свойств предметов и отношений между предметами, когда свойство или отношение расчленяется на составляющие свойства или отношения; одни из них подвергаются дальнейшему А., а от других отвлекаются; на следующем этапе А. может подвергнуться то, от чего ранее отвлеклись, и т.д. В результате А. общих свойств и отношений понятия о них сводятся к более общим и простым понятиям. Видом А. является также разделение классов (множеств) предметов на подклассы -- непересекающиеся подмножества данного множества. Такого рода А. называют классификацией. Все эти и др. виды А. применяются как при получении нового знания, так и при систематическом изложении уже имеющихся научных результатов. А. широко используют также в педагогическом процессе.

Описанному смыслу понятия А. родственно более специальное понятие формально-логического (логического) А. Логический А. -- это уточнение логической формы (строения, структуры) рассуждения, осуществляемое средствами современной формальной логики. Такое уточнение может касаться как рассуждений (логических выводов, доказательств, умозаключений и т. п.) и их составных частей (понятий, терминов, предложений), так и отдельных областей знания. Наиболее развитой формой логического А. содержательных областей знания, содержательных понятий и способов рассуждения является построение формальных систем, интерпретируемых на этих областях или с помощью данных понятий, -- т. н. формализованных языков. Логический А. -- один из основных познавательных приёмов науки, значение которого особенно возросло благодаря развитию математической логики, кибернетики, семиотики и разработке информационно-логических систем (см. формализация).

В ином смысле понимается А. в истории математики. Здесь А. -- это рассуждение, идущее от того, что подлежит доказательству (от неустановленного, неизвестного), к тому, что уже доказано (установлено ранее, известно); под синтезом же понимается рассуждение, идущее в обратном направлении. А. в этом смысле является средством выявления идеи доказательства, но в большинстве случаев сам по себе доказательством ещё не является. Синтез же, опираясь на данные, найденные в А., показывает, как из ранее установленных утверждений вытекает доказываемое, даёт доказательство теоремы или решение задачи.

Синтез

(от греч. synthesis -- соединение, сочетание, составление), соединение различных элементов, сторон объекта в единое целое (систему), которое осуществляется как в практической деятельности, так и в процессе познания. В этом значении термин "С." противопоставляется анализу, с которым он неразрывно связан; С. и анализ дополняют друг друга, каждый из них осуществляется с помощью и посредством другого. В современной науке термин "С." применяется также в некоторых специальных значениях. Так, под С. понимают процесс рассуждения, последовательные получения того, что должно быть доказано, из ранее доказанных утверждений (в противоположность анализу как процессу рассуждения от доказываемого к уже доказанному). Подобного понимания анализа и С., восходящего ещё к античной геометрии (Платон, Евклид, Папп Александрийский), придерживается, например, Я. Хинтикка (Финляндия). Другое значение термина "С." связано с т. н. "синтетическими суждениями" (см. Логическая семантика).

Анализ и С. лежат не только в основе всех видов человеческой деятельности, но в своих элементарных формах определяют поведение высших животных, а в различных технических реализациях используются в программах ЭВМ, искусственных самоорганизующихся систем и т. д. физиологической основой поведения человека является аналитикосинтетическая деятельность головного мозга. С. как мыслительная операция производен от предметного соединения частей объектов в целое и исторически формируется в процессе общественно-производственной деятельности людей. Законы превращения (интериоризации) предметных синтетических действий в психической операции С. исследуются в психологии (Ж. Пиаже, С. Л. Рубинштейн, А. Н. Леонтьев).

С. как познавательная операция имеет множество различных форм. Любой процесс образования понятия основан на единстве процессов анализа и С. Эмпирические данные исследования того или иного объекта синтезируются при их теоретическом обобщении. В теоретическом научном знании С. выступает в форме взаимосвязи теорий, относящихся к одной предметной области (на основе соответствия принципа), как объединение конкурирующих, в определенных аспектах противоположных теорий (например, С. корпускулярных и волновых представлений в современной физике), в форме построения дедуктивных (аксиоматических, гипотетико-дедуктивных и т. д.) теорий и др. Диалектический метод восхождения от абстрактного к конкретному как способ построения теоретические знания о сложных, развивающихся объектах также представляет собой одну из форм С.: получаемое в результате конкретное знание об исследуемом объекте есть С., единство его многообразных абстрактных определений.

Для современной науки характерны не только процессы С. внутри отдельных научных дисциплин, но и между разными дисциплинами -- междисциплинарный С. (процессы С. сыграли важную роль в формировании биофизики, биохимии, эконометрики и др.), а также между основными сферами научно-технического знания -- естествознания, общественных и технических наук. В 20 в. возник ряд т. н. интегративных наук (например, кибернетика), в которых синтезируются данные о структурных свойствах объектов различных дисциплин. Исследование процедур С. научного знания играет существенную роль при решении проблемы единства науки, в трактовке которой диалектический материализм исходит из многообразия форм научно-технического знания, объединяемых в процессе познания на основе С. методологических средств, понятий и принципов различных областей знания.

III. Основные черты учения Аристотеля

Физика и космология Аристотеля

Учение Аристотеля о материи и форме. Один из важнейших итогов развития древнегреческой культуры -- разработка первой естественно-научной картины мира. Она сложилась в результате синтеза следующих отраслей познания: философии (прежде всего, аристотелизма); математики; астрономии (космологии); учения о движении (механика). Ядром первой естественно-научной картины мира стало учение Аристотеля. Можно сказать, что естествознание -- это родная стихия аристотелевской мысли, а Аристотель -- первый великий натуралист, который вместе со своими учениками поставил научно-исследовательскую работу в области естествознания на небывалую до него высоту.

Аристотель -- величайший древнегреческий философ, мыслитель, ученый; учитель и наставник Александра Македонского. Аристотелевское учение явилось грандиозным универсальным синтезом всех достижений древнегреческой полисной культуры и одновременно духовной платформой культуры эллинизма.

Аристотель родился в Стагире, жил в Афинах, в течение 20 лет учился в Академии Платона, был его лучшим учеником, но часто не соглашался со своим учителем («Платон мне друг, но истина дороже»). Впоследствии открыл в Афинах свою философскую школу -- Ликей.

Аристотель строил свое учение, отталкиваясь от критики теории идей Платона. Главное возражение Аристотеля направлено против платоновского отрыва идеи вещи от самой вещи. Аристотель пишет: «Ведь покажется, пожалуй, невозможным, чтобы врозь находились сущность и то, чего есть сущность... как могут идеи, будучи сущностями вещей, существовать отдельно (от них)?».

Аристотель категорически не согласен с представлением с самостоятельном существовании мира идей, о его независимости, отделенности от чувственного мира. Идеи и чувственные вещи не могут существовать отдельно, в разных мирах. Мир един, он не распадается на два мира -- чувственный и идеальный. Идея существует не где-то в далеких космических далях, а в самих чувственных вещах. Отсюда -- и иная оценка природы и возможностей ее познания.

В отличие от Платона Аристотель считает, что мир изменчивых, индивидуализированных природных вещей (также как и мир идей) может быть предметом достоверного познания, науки. Все достойно быть предметом познания: и движение светил, и строение тела всех живых и растительных существ (от червя до человека), и устройство полиса, и свойства высшего перводвигателя и др. Основу естественно-научных воззрений Аристотеля составляет его учение о материи и форме.

Мир состоит из вещей, каждая отдельная вещь является соединением материи и формы. Материя сама по себе -- бесформенное, хаотическое, пассивное начало: это материал, т.е. то, из чего возникает вещь, ее субстрат. Чтобы стать вещью, материя должна принять форму, некое идеальное, конструирующее, моделирующее начало, которое придает вещам определенность и конкретность. Как материя, так и форма вечны. По Аристотелю, каждая вещь -- соединение материи и формы. При этом материя данной вещи является в свою очередь формой для материи тех элементов, из которых эта вещь состоит. Переходя таким образом в глубь вещества, к все более простым телам (например, от здания к кирпичам, от глины к элементам, из которых она состоит, и т.д.), приходят к абстрактной «первоматерии».

Первоматерия лишена всякой формы, всяких свойств и качеств. Это - субстанция, не имеющая определенности. Соединяясь с простейшими формами, она образует первые элементы, из которых состоят все вещи. Простейшие формы - теплое, холодное, сухое и влажное. Соединяясь с первоматерией, они образуют четыре первоэлемента: огонь, воздух, вода и земля (см. рисунок).

Первоэлементы в мире расположены в определенном порядке, который задает структуру Космоса.

Космология Аристотеля

Каждый первоэлемент имеет свое место. В центре мира находится элемент земли, который образует нашу планету. Земля - центр Вселенной, она неподвижна и имеет сферическую форму. Принцип центрального и неподвижного положения Земли во Вселенной является краеугольным в аристотелизме. Он на много столетий определил господство геоцентрической системы в астрономии. Вокруг Земли распределена вода, затем воздух, далее огонь. Огонь простирается до орбиты Луны -первого небесного тела. Выше Луны - надлунный, божественный мир, который принципиально отличен от мира подлунного, действует по иным закономерностям. В этом мире все тела состоят из эфира. Эфир неизменен, он не превращается в остальные элементы.

В божественном, надлунном небе существует лишь один вид движения - равномерное непрерывное круговое движение небесных тел. Они вращаются вокруг Земли по круговым орбитам, прикреплены к материальным, сделанным из эфира, вращающимся сферам. Существуют сферы Луны, Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера, Сатурна и сфера неподвижных звезд. За последней находится перводвигатель - Бог, который придает движение сферам. Космос - конечен и вечен; он никогда не родился и никогда не погибнет, никогда не возникал и принципиально неуничтожим.

Важную роль в космологии Аристотеля играл принцип отсутствия пустоты в природе. («Природа не терпит пустоты».) Введение его означало, что Аристотель строит континуальную картину мира, принципиально противоположную атомистической, дискретной.

Картина мира Аристотеля кардинально отличается от современной естественно-научной картины мира. Аристотелевский Космос иерархически организован, состоит из многих субординированных уровней, слоев. Каждый слой обладает своими специфическими закономерностями, и в каждой точке мира, в каждом направлении пространства действуют свои законы. Современная физика строится на принципиально иной основе - на идее однородности и изотропности пространства и времени (это значит, что в любой точке и в любом направлении пространства (и времени) законы природы проявляют себя одинаковым образом). Переход от аристотелевского неоднородного и анизотропного представления о Вселенной к однородной и изотропной картине мира в XVII в. был важнейшей предпосылкой формирования второй естественно-научной картины мира.

Основные представления аристотелевской механики

Историческая заслуга Аристотеля перед естествознанием состоит и в том, что он стал основателем системы знаний о природе - физики. Центральное понятие аристотелевской физики - понятие движения. Аристотель разработал первую историческую форму учения о движении - механику. Все механические движения он разбивает на две большие группы: движение небесных тел в надлунном мире; движение тел в подлунном, земном мире.

Движение небесных тел - наиболее совершенное. Оно представляет собой вращательное равномерное круговое движение, или движение, сложенное из таких простых круговых равномерных движений. Совершенство кругового движения в том, что у него нет ни начала, ни конца; оно вечно и неизменно, не имеет материальной причины.

В отличие от небесных земные движения несовершенны; здесь все подвержено изменению, все имеет начало и конец. Движения земных тел в свою очередь можно разделить на две категории: насильственные и естественные. Естественное движение -- это движение тела к своему месту, например тяжелого тела вниз, а легкого -- вверх. Тела, состоящие из элементов земли, стремятся вниз, а тела, образованные из воздуха или огня, -- вверх. Естественное движение происходит само собой, оно не требует приложения силы.

Все остальные движения на Земле -- насильственные и требуют применения силы. Закона инерции Аристотель не знал. Он предполагал, что любые насильственные движения, даже равномерные и прямолинейные, происходят под действием силы. Основной принцип динамики Аристотеля: «Все, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого». При этом он полагал, что скорость пропорциональна действующей силе. В современной формулировке закон движения Аристотеля выглядит следующим образом:

Ft = mL,

где F-- сила, действующая на тело; t -- время движения; т -- масса (вес); L -- пройденный путь.

Механика Аристотеля содержала в себе глубокое противоречие -- ведь есть немало видов движений, которые осуществляются без видимого приложения силы. Что вызывает эти движения? Поиски ответа на этот вопрос растянулись на столетия.

Физика

Что такое принципы дальнодействия и близкодействия

Близкодействие и дальнодействие - это взаимно противоположные взгляды для объяснения взаимодействия материальных структур. По концепции близко действия любое взаимодействие на материальные объекты может быть передано только между соседними точками пространства за конечный промежуток времени. Дальнодействие допускает действие на расстоянии мгновенно с бесконечной скоростью, т. е. фактически вне времени и пространства. После Ньютона эта концепция получает широкое распространение в физике, хотя он сам понимал, что введенные им силы дальнодействия (например, силы тяготения) являются лишь формальным приближенным приемом, позволяющим дать верное в некоторых пределах описание наблюдаемых явлений. Окончательное утверждение принципа близкодействия пришло с выработкой концепции физического поля как материальной среды. Уравнения поля описывают состояние системы в данной точке в данный момент времени как зависящее от состояния в ближайший предшествующий момент в ближайшей соседней точке. Если электромагнитное поле может существовать независимо от материального носителя, то электрическое взаимодействие нельзя объяснить мгновенным действием на расстоянии. Поэтому дальнодействие Ньютона уступило место близкодействию, полям, распространяющимся в пространстве с конечной скоростью. Таким образом, согласно современной науке, взаимодействия между структурами передаются посредством соответствующего поля с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме.

Химия

Состав атома

Ядерная модель строения атома Изучение строения атома практически началось в 1897-1898 гг., после того как была окончательно установлена природа катодных лучей как потока электронов и были определены величина заряда и масса электрона. Факт выделения электронов самыми разнообразными веществами приводил к выводу, что электроны входят в состав всех атомов. Но атом в целом электрически нейтрален, следовательно, он должен содержать в себе еще другую составную часть, заряженную положительно, причем ее заряд должен уравновешивать сумму отрицательных зарядов электронов. Эта положительно заряженная часть атома была открыта в 1911 г.

Эрнестом Резерфордом (1871-1937). Резерфорд предложил следующую схему строения атома. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам вращаются электроны. Возникающая при их вращении центробежная сила уравновешивается притяжением между ядром и электронами, вследствие чего они остаются на определенных расстояниях от ядра. Суммарный отрицательный заряд электронов численно равен положительному заряду ядра, так что атом в целом электронейтрален. Так как масса электронов ничтожно мала, то почти вся масса атома сосредоточена в его ядре.

Наоборот, размер ядер чрезвычайно мал даже по сравнению с размером самих атомов: диаметр атома - величина порядка 10 см, а диаметр ядра - порядка 10 - 10 см. Отсюда ясно, что на долю ядра и электронов, число которых, как увидим дальше, сравнительно невелико, приходится лишь ничтожная часть всего пространства, занятого атомной системой. Состав атомных ядер Таким образом, открытия Резерфорда положили начало ядерной теории атома. Со времен Резерфорда физики узнали еще очень многие подробности о строении атомного ядра. Самым легким атомом является атом водорода (Н).Поскольку почти вся масса атома сосредоточена в ядре, естественно было бы предположить, что ядро атома водорода представляет собой элементарную частицу положительного электричества, которая была названа протоном от греческого слова “протос”, что означает “первый”. Таким образом, протон обладает массой, практически равной массе атома водорода (точно 1,00728 углеродных единиц) и электрическим зарядом, равным +1 (если за единицу отрицательного электричества принять заряд электрона, равный -1,602*10 Кл). Атомы других, более тяжелых элементов содержат ядра, обладающие большим зарядом и, очевидно, большей массой. Измерения заряда ядер атомов показали, что заряд ядра атома в указанных условных единицах численно равен атомному, или порядковому, номеру элемента. Однако невозможно было допустить, так как последние, будучи одноименно заряженными, неизбежно отталкивались бы друг от друга и, следовательно, такие ядра оказались бы неустойчивыми.

К тому же масса атомных ядер оказалась больше суммарной массы протонов, обуславливающих заряд ядер атомов соответствующих элементов, в два раза и более. Тогда было сделано предположение, что ядра атомов содержат протоны в числе, превышающем атомный номер элемента, а создающийся таким образом избыточный положительный заряд ядра компенсируется входящими в состав ядра электронами. Эти электроны, очевидно, должны удерживать в ядре взаимно отталкивающиеся протоны. Однако это предположение пришлось отвергнуть, так как невозможно было допустить совместное существование в компактном ядре тяжелых (протонов) и легких (электронов) частиц. В 1932 г. Дж. Чедвик открыл элементарную частицу, не обладающую электрическим зарядом, в связи с чем она была названа нейтроном (от латинского слова neuter, что означает “ни тот, ни другой”). Нейтрон обладает массой, немного превышающей массу протона (точно 1,008665 углеродных единиц). Вслед за этим открытием Д. Д. Иваненко, Е. Н. Гапон и В. Гейзенберг, независимо друг от друга, предложили теорию состава атомных ядер, ставшую общепринятой. Согласно этой теории, ядра атомов всех элементов (за исключением водорода) состоят из протонов и нейтронов. Число протонов в ядре определяет значение его положительного заряда, а суммарное число протонов и нейтронов - значение его массы. Ядерные частицы - протоны и нейтроны - объединяются под общим названием нуклоны (от латинского слова nucleus, что означает “ядро”). Таким образом, число протонов в ядре соответствует атомному номеру элемента, а общее число нуклонов, поскольку масса атома в основном сосредоточена в ядре, - его массовому числу, т.е. округленной до целого числа его атомной массе А. Тогда число нейтронов а ядре N может быть найдено по разности между массовым числом и атомным номером: N = A - Z Таким образом, протонно-нейтронная теория позволила разрешить возникшие ранее противоречия в представлениях о составе атомных ядер и о его связи с порядковым номером и атомной массой.