Введение

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».

Естествознание - система наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое. Естествознание - одна из трёх основных областей научного знания о природе, обществе и мышлении; теоретическая основа промышленной и сельско-хозяйственной техники и медицины; естественно-научный фундамент философского материализма и диалектического понимания природы.

Предмет естествознания - различные формы движения материи в природе: их материальные носители (субстрат), образующие лестницу последовательных уровней структурной организации материи; их взаимосвязи, внутренняя структура и генезис; основные формы всякого бытия - пространство и время; закономерная связь явлений природы как общего характера, охватывающая ряд форм движения, так и специфического характера, касающаяся лишь отдельных сторон тех или иных форм движения, их субстрата и структуры. «Предмет естествознания - движущая материя... Познание различных форм движения... является главным предметом естествознания» (Энгельс Ф.).

Цель работы - рассмотреть развитие естествознания в 19-20 веках.

Задачи работы - рассмотреть естественно-научную картину мира; определить становление учения о наследственности; рассмотреть кризис классического естествознания.

1. Современная естественно-научная картина мира

В конце ХIХ - начале ХХ в. в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о картине мира. Прежде всего это открытия, связанные со строением вещества, и открытием взаимосвязи вещества и энергии.

Современное естествознание представляет окружающий материальный мир нашей Вселенной однородным, изотропным и расширяющимся. Материя в мире находится в форме вещества и поля.

Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Эрнестом Резерфордом, атом уподоблялся миниатюрной солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Энергия излучается и поглащается атомом в виде квантов или порция энергии только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Таким образом, в современной естественно-научной картине мира как вещество, так и поле состоят из элементарных частиц, а частицы взаимодействуют друг с другом, взаимопревращаются.

2. Становление учения о наследственности (генетики)

Важнейшим открытием в генетике XIX в. было формулирование Г. Менделем его знаменитых законов. Развивая методологическую установку, содержавшуюся в работах О. Сажре, Мендель рассматривал не наследуемость всех признаков организма сразу, а выделял наследуемость единичных, отдельных признаков, абстрагируя эти признаки от остальных, удачно применяя при этом вариационно-статистический метод, демонстрируя эвристическую мощь математического моделирования в биологии. И хотя это открытие опередило свое время и осталось незамеченным вплоть до начала ХХ в. Новаторское значение открытий Менделя не было оценено его современниками: в сознании биологов не созрели еще все необходимые предпосылки научного учения о наследственности. Такие предпосылки сложились лишь к началу ХХ в.

3. Кризис классического естествознания на рубеже ХIХ-ХХ веков

Вторая половина ХIХ века в развитии естествознания занимает особое место. Это - период, который представляет собой одновременно и завершение старого, классического естествознания и зарождение нового, неклассического. С одной стороны, великое научное достижение, заложенное гением Ньютона, - классическая механика - получает в это время возможность в полной мере развернуть свои потенциальные возможности. А, с другой стороны, в недрах классического естествознания уже зреют предпосылки новой научной революции; механистическая (метафизическая) методология оказывается совершенно недостаточной для объяснения сложных объектов, которые попали в поле зрения науки второй половины ХIХ века. Лидером естествознания по прежнему является физика.

3.1 Кризис в физике на рубеже веков

Вторая половина XIX в. характеризуется быстрым развитием всех сложившихся ранее и возникновением новых разделов физики. Однако особенно быстро развиваются теория теплоты и электродинамика. Теория теплоты развивается по двум направлениям. Во-первых, это развитие термодинамики, непосредственно связанной с теплотехникой. Во-вторых, развитие кинетической теории газов и теплоты, приведшее к возникновению нового раздела физики - статистической физики. Что касается электродинамики, то здесь важнейшими событиями явились: создание теории электромагнитного поля и возникновение нового раздела физики - теории электронов.

Величайшим достижение физики второй половины ХIХ века является создание теории электромагнитного поля. К середине XIX в. в тех отраслях физики, где изучались электрические и магнитные явления, был накоплен богатый эмпирический материал, сформулирован целый ряд важных закономерностей. Так, были открыты важнейшие законы: закон Кулона, закон Ампера, закон электромагнитной индукции, законы постоянного тока и др. Сложнее обстояло дело с теоретическими представлениями. Строившиеся физиками теоретические схемы основывались на представлениях о дальнодействии и корпускулярной природе электричества. Полного теоретического единства во взглядах физиков на электрические и магнитные явления не было. Однако к середине XIX в. потребность в качественном совершенствовании теоретического базиса учений о об электрических и магнитных процессах стала совершенно очевидной. Появляются отдельные попытки создания единой теории электрических и магнитных явлений. Одна из них оказалась успешной. Это была теория Максвелла, которая произвела подлинный революционный переворот в физике.

Эта теория существенно изменяла представления о картине электрических и магнитных явлений. Она их объединяла в единое целое. Основные положения и выводы этой теории следующие.

Электромагнитное поле - реально и существует независимо от того, имеются проводники и магнитные полюса, обнаруживающие его, или нет. Максвелл определял это поле следующим образом: «... электромагнитное поле - это та часть пространства, которая содержит в себе, и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии».

Изменение электрического поля ведет к появлению магнитного поля, и наоборот.

Векторы напряжений электрического и магнитного полей - перпендикулярны. Это и объясняло, почему электромагнитная волна исключительно поперечна.

Теория электромагнитного поля исходила из того, что передача энергии происходит с конечной скоростью. И таким образом она обосновывала принцип близкодействия.

Скорость передачи электромагнитных колебаний равна скорости света (с). Из этого следовала принципиальная тождественность электромагнитных и оптических явлений. Оказалось, что различия между ними только в частоте колебаний электромагнитного поля.

Экспериментальное подтверждение теории Максвелла в 1887 г. в опытах Г. Герца (1857-1894) произвело большое впечатление на физиков. И с этого времени теория Максвелла получает признание подавляющего большинства ученых.

Во второй половине ХIХ века предпринимаются попытки придать понятию абсолютного пространства и абсолютной системы отсчета новое научное содержание, очистив их от того метафизического смысла, который был придан им Ньютоном. В 1870 г. К. Нейман ввел понятие a -тела, как такого тела во Вселенной, которое является неподвижным и которое можно считать за начало абсолютной системы отсчета. Некоторые физики предлагали принять за a - тело такое тело, которое совпадает с центром тяжести всех тел во всей Вселенной, полагая, что этот центр тяжести можно считать находящимся в абсолютном покое.

Комплекс вопросов об абсолютном пространстве и абсолютном движении приобрел новый смысл в связи с развитием электронной теории и возникновением гипотезы об электромагнитной природе материи. Согласно электронной теории существует неподвижный всюду эфир и движущиеся в нем заряды. Неподвижный эфир заполняет все пространство и с ним можно связать систему отсчета, которая является инерциальной и, более того, выделенной из всех инерциальных систем отсчета. Движение относительно эфира можно рассматривать как абсолютное. Таким образом, на смену абсолютному пространству Ньютона пришел неподвижный эфир, который можно рассматривать как своего рода абсолютную и к тому же инерциальную систему отсчета.

К новым идеям о природе пространства и времени подталкивали физиков и результаты математических исследований, открытие неевклидовых геометрий. Так, английский математик Клиффорд в 70-х годах высказал идею, что многие физические законы могут быть объяснены тем, что отдельные области пространства подчиняются неевклидовой геометрии. Более того, он считал, что кривизна пространства может изменяться со временем. Клиффорда принадлежит к числу немногочисленных в ХIХ веке провозвестников эйнштейновской теории гравитации.

Конец XIX в. в истории физики отмечен рядом принципиальных открытий, которые непосредственно привели к научной революции на рубеже ХIХ-ХХ веков. Важнейшие из них: открытие рентгеновских лучей, открытие электрона и установление зависимости его массы от скорости, открытие радиоактивности, фотоэффекта и его законов и др.

3.2 Кризис дарвинизма в конце ХIХ века

Эволюционная теория возникла как сложнейший синтез самых различных биологических знаний, в том числе и опыта практической селекции. И потому процесс утверждения теории затрагивал самые разнообразные отрасли биологической науки. Не случайно процесс утверждения дарвиновой теории носил сложный, подчас драматический характер.

Особая сложность состояла в том, что против теории естественного отбора ополчились не только сторонники креационистских воззрений, но также естествоиспытатели, выдвигавшие и обосновывавшие другие эволюционные концепции, построенные на иных принципах, чем дарвиновская теория.

Все это привело к тому, что картина развития биологии во второй половине XIX в. была очень пестрой, мозаичной, заполненной противоречиями, драматическими событиями, страстной борьбой мнений, школ, направлений, взаимным непониманием позиций, а часто и нежеланием понять точку зрения другой стороны, обилием поспешных, непродуманных и необоснованных выводов, опрометчивых прогнозов и замалчивания выдающихся достижений.

Особенно трудно и противоречиво протекало утверждение принципов дарвиновой теории. Вокруг их роли, содержания, их интерпретации борьба велась острая и длительная, особенно вокруг принципа естественного отбора. Можно указать на четыре основные явления в системе биологического познания второй половины XIX - начала ХХ в., которые были вехами в процессе утверждения принципов теории естественного отбора:

возникновение и бурное развитие так называемого филогенетического направления, вождем и вдохновителем которого был Э. Геккель;

формирование эволюционной биологии - проникновение эволюционных представлений во все отрасли биологической науки;

создание экспериментально-эволюционной биологии;

синтез принципов генетики и дарвинизма и создание основ синтетической теории эволюции.

Прежде всего, объяснение эмпирических аномалий и вплетение их в систему дарвинова учения наиболее ярко воплотилось в бурном развитии в 60 - 70-х годах XIX в. филогенетического направления.

В рамках филогенетического направления были вскрыты и исследованы имеющие общебиологическую значимость закономерности. К ним можно отнести: биогенетический закон (Ф. Мюллер, А. O. Ковалевский, Э. Геккель), закон необратимости эволюции (Л. Долло), закон более ранней закладки в онтогенезе прогрессивных органов (Э. Менерт), закон анадаптивных и инадаптивных путей эволюции (В. О. Ковалевский), принцип неспециализированности предковых форм (Э. Коп), принцип субституции органов (H. Клейненберг), закон эволюции органов путем смены функций (Л. Дорн) и др. Не случайно, что не все из этих закономерностей рассматривались биологами как формы обоснования и подтверждения дарвиновой теории. Более того, на базе некоторых из них выдвигались проекты новых концепций эволюции, которые - по замыслу их авторов - должны были опровергнуть дарвинову теорию и заменить ее новой эволюционной теорией.

Заключение

Революционные преобразования в естествознании означают коренные, качественные изменения в концептуальном содержании его теорий, учений и научных дисциплин при сохранении преемственности в развитии науки и прежде всего ранее накопленного и проверенного эмпирического материала.

Все прежние картины мира создавались как бы извне - исследователь изучал окружающий мир отстраненно, вне связи с собой, в полной уверенности, что можно исследовать явления, не нарушая их течения. Такова была веками закреплявшаяся естественно-научная традиция. Теперь научная картина издается уже не извне, а изнутри, сам исследователь становится неотъемлемой частью создаваемой им картины. Очень многое нам еще неясно и скрыто от нашего взора. Тем не менее сейчас перед нами раскрывается грандиозная гипотетическая картина процесса самоорганизации материи от Большого взрыва до современного этапа, когда материя познает себя, когда ей присущ разум, способный обеспечить ее целенаправленное развитие.

Наиболее характерной чертой современной естественно-научной картины мира является ее эволюционность. Эволюция происходит во всех областях материального мира в неживой природе, живой природе и социальном обществе.

Список литературы

1. Гусейханов М.К., Раджанов О.Р. Концепции современного естествознания: Учебник. М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков», 2004.

2. Кокин А.В. Концепции современного естествознания. Ростов н/Д: Феникс, 2003.

3. Максвелл Дж. К. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. М.: Знание, 1952.

4. Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 33. М.: Наука, 1979.

5. Потев М.И. Концепции современного естествознания. СПб: Питер, 2002.