Естествознание как система научных знаний о природе, обществе и мышлении взятых в их взаимной связи, как единое целое, представляет собой весьма сложное явление, обладающее различными сторонами и связями, чем обусловлено его место в общественной жизни, как неотъемлемой части духовной культуры человечества.

Естествознание является основой для формирования научной картины мира. Под научной картиной мира понимают целостную систему представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающую в результате обобщения основных естественнонаучных теорий.

Научная картина мира находится в постоянном развитии. В ходе научных революций в ней происходят качественные преобразования, старая картина мира сменяется новой. Каждая историческая эпоха формирует свою научную картину мира. На современном этапе развития естествознание включает множество отраслей: физику, химию, биологию, биохимию, геохимию, астрономию, генетику, экологию и др. Естествознание охватывает широкий спектр вопросов о разнообразных свойствах объектов и явлений природы, которую можно рассматривать как целостную систему.

Современное естествознание представляет собой обширный развивающийся комплекс наук о природе, характеризующийся одновременно идущими процессами научной дифференциации и создания синтетических дисциплин и ориентированный на интеграцию научных знаний.

Таким, образом, по своему содержанию и по методу изучения явлений природы, естествознание может быть разделено на эмпирическое и теоретическое, которые и будут рассмотрены в данной работе.

Работа состоит из введения, основной части, заключения и списка используемых источников.

1. Наука как способ познания мира

наука эмпиризм теоретическое познание

Процесс познания человеком природы начался еще в глубокой древности, но интенсивно стал развиваться в античный период. Важную роль в дальнейшем становлении естествознания сыграли основанные на наблюдениях великие догадки древних философов. В средневековье процесс познания природы находился в полной зависимости от богословия. В этот период развивались астрология, алхимия, магия и др. виды оккультного знания. Тем не менее, постепенно накапливались новые факты, оттачивалась логика теоретического мышления.

В настоящее время наиболее развитой формой познания является наука. Она познает объективные законы изучаемых явлений. Благодаря этому наука обладает предсказательной функцией, позволяет предвидеть ход событий. Наряду с наукой существует вне научное познание, занимающее важное место в жизни человека. На практике вне научные формы познания часто бывают незаменимы. Среди них наиболее распространено обыденное познание - неспециализированную познавательную деятельность человека в процессе его жизнедеятельности. Результатом обыденного познания является жизненно-практическое знание, которое не требует для своего усвоения и передачи специальной подготовки, при этом образует основу любого другого знания, в том числе и научного.

Переход к научному познанию был длительным. К этапу зарождения и начального развития научного познания можно отнести период примерно с VII-VI вв. до н.э., когда в Древней Греции возник интерес к пониманию мира в целом, до XVI-XVIII вв.- времени возникновения науки. Познавательной предпосылкой науки явилось развитие критических функций разума и абстрактного мышления. Еще в древнем мире человек стал выделять себя из мира природы, почувствовал себя активной силой. Возникшее в дальнейшем общественное разделение труда способствовало накоплению рациональных знаний, а значит, и развитию научного способа познания, которое иначе называют научным исследованием.

Наука - это не только результат научного исследования, но и само исследование. Выделяют уровни естественно научного исследования - эмпирический и теоретический.

Эмпирическое исследование (отгреч. empeiria-опыт)- это опытное познание. Теоретическое исследование (от греч. theoria-рассматриваю, исследую) представляет собой систему логических высказываний, включающих в себя математические формулы, схемы, графики и др., образованные для установления законов природных, технических и социальных явлений.

На основе эмпирических исследований могут быть сделаны эмпирические обобщения. На основе эмпирических обобщений формулируется гипотеза - научное предположение. Для формулировки гипотезы, объясняющей эмпирические факты, необходимо все предшествующее знание, касающееся данной проблемы. Научное предположение остается гипотезой до эмпирического подтверждения. После выдвижения определенной гипотезы с целью ее проверки исследование опять возвращается на эмпирический уровень. Для проверки научной гипотезы проводятся новые эксперименты. Если гипотеза выдерживает эмпирическую проверку, то она приобретает статус закона, закономерности, если нет - считается опровергнутой, и поиски иной, более приемлемой, гипотезы продолжаются.

Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области знания, называется теорией. В случае, если теория в целом не получает убедительного эмпирического подтверждения, она может быть дополнена новыми гипотезами. Подтвержденная на практике теория считается истинной до тех пор, пока не будет предложена новая теория, лучше объясняющая известные эмпирические факты, а также новые эмпирические факты, которые стали известны уже после принятия первоначальной теории и оказались противоречащими ей. Основной смысл, суть той или иной теории, выражается в концепции. Когда теория еще не выработана, а имеется только главная идея для объяснения определенных событий, то такую идею тоже называют концепцией-определенный способ понимания, трактовки какого-либо предмета, процесса, явления либо ведущий замысел, конструктивный принцип научной деятельности. Таким образом, каждая теория или гипотеза имеет свою концепцию, свой смысл и свой принцип научной деятельности.

2. Единство эмпирического и теоретического познания

Каждый акт познавательного процесса включает в себя в той или иной степени как наглядно-чувственные, эмпирические, так и абстрактные, теоретические элементы. Каждый акт живого созерцания пронизан мыслью, опосредован понятиями, категориями.

Исторически путь естественнонаучного познания окружающего мира начинался с живого созерцания - чувственного восприятия фактов на основе практики. От живого созерцания человек переходит к абстрактному мышлению, а от него - снова к практике, в которой он реализует свои мысли, выверяет их истинность. Идеи служат направляющей силой, но для своего воплощения они должны постоянно получать стимулы, толчки, факты из окружающей действительности через наблюдения, эксперименты, т.е. посредством эмпирического познания.

Эмпирическое и теоретическое познание - это единый процесс, характерный для любого естественнонаучного исследования на любой его стадии.

2.1 Эмпирический уровень познания

Эмпирическое познание имеет дело с фактами и их описанием. Проследим кратко последовательность наблюдаемых действий. Вся научная информация основана на наблюдениях и подвергается объективной проверке. Непосредственные наблюдения ограничиваются только ощущениями, полученными от пяти органов чувств (зрение, слух, обоняние, осязание, вкус). До того как наблюдения станут фактом, они должны быть проверены, поскольку наши органы чувств могут обманываться (зрительные и звуковые галлюцинации, различное восприятие тепла и холода, вкусовых ощущений, запахов в зависимости от условий и т.д.).

Ощущение - это чувственные образы, отражения, «копии» предметов. Целостный образ, отражающий непосредственно воздействующие на органы чувств предметы, их свойства и отношения, называется восприятием. Опыт восприятия каждого из органов чувств опосредует восприятие, осуществляемое с помощью других органов чувств. Решающую роль играет зрение. Способность мозга запечатлевать, сохранять воздействие или сигналы вешней среды и в нужный момент воспроизводить их называется памятью. Память играет очень важную познавательную роль в жизни человека. Психические явления, сменяющие друг друга и не связанные с предшествующими явлениями прежде, чем закрепиться в памяти, не могут остаться фактом сознания. В результате восприятия внешних воздействий и сохранения их во времени памятью возникают представления-образы тех объектов, которые когда-то воздействовали на органы чувств человека, а потом восстанавливаются по сохранившимся в мозгу следам и при отсутствии этих объектов. Ощущения и восприятия - начало возникновения сознательного отражения. Память закрепляет и сохраняет полученную информацию. В представлении уже теряется непосредственная чувственная данность объекта сознания. Представление - промежуточная ступень при переходе от ощущения к мысли.

Необходимое условие естественнонаучного исследования состоит в установлении фактов. Эмпирическое познание поставляет науке факты, фиксируя при этом устойчивые связи, закономерности окружающего нас мира. Констатация бытия объекта - первая, очень низкая ступень познания. Факты приобретают силу научного основания для построения той или иной теории в том случае, если они не только достоверно устанавливаются, разумно отбираются, но и рассматриваются в их научной связи. Однако постижение действительности невозможно без построения теорий. Даже эмпирическое исследование действительности не может начаться без определенной теоретической направленности. Без теоретического осмысления невозможно целостное восприятие действительности, в рамках которого многообразные факты укладывались бы в некоторую единую систему. Сущность естественнонаучного познания окружающего мира заключается не только в описании и объяснении фактов и закономерностей, выявленных в процессе эмпирических исследований, но и в стремлении раскрыть гармонию мироздания. Важнейшими методами естественнонаучного исследования являются наблюдение и эксперимент.

Наблюдение - преднамеренное, планомерное восприятие, осуществляемое с целью выявить существенные свойства объекта познания. Наблюдение относится к активной форме деятельности, направленной на определенные объекты и предполагающей формулировку целей и задач. Важное место в подготовке наблюдения занимает уяснение задач наблюдения, требований, которым оно должно удовлетворять, предварительная разработка плана, способов наблюдения.

Эксперимент - метод, или прием, исследования, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в заранее определенные условия. Метод изменения условий, в которых находится исследуемый объект, - это основной метод эксперимента. Изменение условий позволяет вскрыть причинную зависимость между заданными условиями и характеристиками исследуемого объекта и одновременно обнаружить те новые свойства объекта, которые не проявляются непосредственно в обычных условиях, проследить характер изменения наблюдаемых свойств в связи с изменением условий. Эксперимент, таким образом, не сводится к простому наблюдению - он активно вмешивается в реальность, изменяет условия протекания процесса.

Отметим, что естественнонаучное экспериментальное исследование немыслимо без создания технических средств, включающих приборы, инструменты, экспериментальные установки. Без этого невозможно было бы развитие естествознания: благодаря микроскопу, телескопу, рентгеновским аппаратам, радио, телевизору, сейсмографу и т.п. человек значительно расширил свои возможности восприятия.

Так, первые закономерности в природе были установлены, как известно, в движении небесных тел и были основаны на наблюдениях, осуществляемых невооруженным глазом. Галилей в своих классических опытах с движением тела по наклонной плоскости измерял время по количеству воды, вытекающей через тонкую трубку из большого резервуара,- тогда еще не было часов в нашем представлении. Однако давно прошло время, когда естественнонаучные исследования могли осуществляться при помощи подручных средств. Галилей прославился в науке не только своими пионерными исследованиями механических явлений, но и изобретением подзорной трубы. Сегодня астрономия немыслима без разнообразных телескопов, позволяющих человеку заглянуть в такие дали мироздания, откуда свет доходит до нас в течение сотен миллионов световых лет.

Огромную роль в развитии биологии сыграл микроскоп, открывший человеку многие тайны живого мира. Сегодняшние технические средства дают возможность осуществить эксперименты на молекулярном, атомном и ядерном уровнях. Успехи естествознания тесно связаны с усовершенствованием методов и средств измерения, с усовершенствованием приборов и установок, которые позволяют изменять условия наблюдения и эксперимента.

За последние десятилетия создана мощная вычислительная техника, которая не только составляет неотъемлемую часть современного экспериментального оборудования, но и включена теснейшим образом в процесс мышления - высшей ступени познания. Хотя его источник - ощущения и восприятие, но оно выходит за их границы и позволяет формировать знания о таких объектах, свойствах и явлениях, которые не доступны органам чувств. Мышление освобождает людей от необходимости быть непосредственно связанным и с изучаемым объектом. Оно дает возможность мысленно оперировать объектом, ставя его в различные соотношения с другими объектами, сопоставлять вновь приобретаемое знание об объекте с ранее приобретенными, тем самым открывается путь для относительно самостоятельной теоретической деятельности, лишь косвенно связанной с эмпирическим познанием.

Мышление - целенаправленное, опосредованное и обобщенное отражение в мозгу человека существенных свойств, причинных отношений и закономерных связей вещей. Основными формами мышления являются понятия, суждения и умозаключения.

Понятие - это мысль, в которой отражаются общие и существенные свойства объектов и явлений. Понятия не только отражают общее, но и группируют, классифицируют объекты в соответствии с их различиями. Понятие «дерево» отражает не только общее, то, что свойственно всем деревьям, но и отличие любого дерева от всего другого.

В отличие от ощущений, восприятий и представлений понятия лишены наглядности или чувственности. Содержание понятия зачастую невозможно представить в виде наглядного образа. Человек может представить, например, доброго человека, но он не сможет представить в виде чувственного образа такие понятия, как добро, зло, красота, закон, скорость света, мысль и т. п. Но все это он может понять. Понятия возникают и существуют в определенной связи, в виде суждений. Мыслить - значить судить о чем-либо, выявлять определенные связи и отношения между различными сторонами объекта или между объектами. Суждение - форма мысли, в которой посредством связи понятий утверждается (или отрицается) что-либо о чем-либо. Например, мысль, выраженная предложением «ядро - составная часть атома», есть суждение, в котором о ядре высказывается мысль, что оно входит в состав атома. По отношению к действительности суждения оцениваются как истинные или ложные. Например, суждение «Ока - приток Енисея» ложно, так как на самом деле Ока не является притоком Енисея, а суждение «Ока - приток Волги» истинно. Истинность и ложность мыслей проверяется практикой. К тому или иному суждению человек может прийти путем непосредственного наблюдения какого-либо факта или опосредованным путем - с помощью умозаключения. Умозаключение представляет собой рассуждение, в ходе которого из одного или нескольких суждений, называемых предпосылками или посылками, выводится новое суждение (заключение или следствие), логически непосредственно вытекающее из посылок: «Если данное тело подвергнуть трению, то оно нагревается; тело подвергли трению, значит, оно нагрелось».

Примерз истории естествознания показывает, что такое теоретическое мышление человека. Известный французский бактериолог Л.Пастер, изучая сибирскую язву, долгое время не мог ответить на вопросы: каким образом домашние животные заражаются этой болезнью на пастбищах? Откуда на поверхности земли появляются бациллы сибирской язвы? Было известно, что люди зарывали трупы павших животных глубоко в землю. Проходя однажды по сжатому полю, Пастер заметил, что один участок земли окрашен светлее, чем остальные. Спутник объяснил ему, что именно на этом участке некогда была зарыта павшая от сибирской язвы овца. Внимание Пастера привлек факт, что на этом участке имелось множество ходов дождевых червей и выделенных ими землистых экскрементов. У Пастера возникла мысль, что дождевые черви, выползая из глубины земли и вынося с собой споры сибирской язвы, являются переносчиками данной болезни. Так Пастер косвенным путем, путем мысленного сопоставления своих впечатлений, проник в то, что было скрыто от восприятия. Дальнейшие опыты подтвердили правильность его умозаключения.

Приведенный эпизод - типичный пример теоретического мышления. Пастер непосредственно не воспринимал причины заражения домашних животных сибирской язвой. Он узнал об этой причине косвенным путем, через посредство других фактов, т.е. опосредованно. Первый существенный признак мышления я заключается в том, что оно есть процесс опосредованного познания объектов. На основании видимого, слышимого и осязаемого люди проникают в невидимое, неслышимое и неосязаемое. Именно на таком опосредованном познании основана вся наука.

2.2 Теоретический уровень познания

Отдельные наблюдения и эксперименты отвечают на строго конкретные вопросы. Затем из отдельных «кирпичиков» информации складывается целое здание - теория. Однако при построении теории, как правило, используются уже другие, более высокие уровни познания, так называемые методы теоретического познания: формализация, абстрагирование, индукция и дедукция, анализ и синтез, моделирование.

Одна из важных задач естественнонаучного познания - обобщение всего известного об окружающем мире. Эксперимент и наблюдение дают огромное многообразие данных, порой не согласованных между собой и даже противоречивых. Главная задача теоретического мышления - привести полученные данные в стройную систему и создать из них научную картину мира, лишенную логического противоречия.

Важной формой теоретического мышления является гипотеза - предположение, исходящее из ряда фактов и допускающее существование объекта, его свойств, определенных отношений. Гипотеза - это вид умозаключения, пытающегося проникнуть в сущность еще недостаточно изученной области действительности. Гипотеза требует проверки и доказательства, после чего она приобретает характер теории - системы обобщенного знания, объяснения тех или иных сторон действительности. Например, утверждение об атомном строении материи было долгое время гипотезой. Подтвержденная опытом, эта гипотеза превратилась в достоверное знание, теорию атомного строения материи.

Эмпирическое познание имеет дело с фактами и их описанием. При теоретическом анализе эмпирического материала логической обработке подвергается вся совокупность эмпирических данных, полученных различными путями и зафиксированных в различных источниках информации. В процессе теоретического мышления познание идет от фактов и их описания к интерпретации, объяснению их. Первым и необходимым условием объяснения фактов является их понимание, т. е. осмысление фактов в системе понятий данной науки. Понять явление - значит выяснить те особенности, благодаря которым оно играет определенную роль в составе целого, раскрыть способ его возникновения. Эмпирическое познание констатирует, как проистекает событие, теоретическое познание отвечает на вопрос, почему оно проистекает именно таким образом.

Эмпирическое познание ограничивается описанием, фиксацией результатов наблюдения и эксперимента с помощью соответствующих данной науке средств записи информации, таблиц, схем, графиков, количественных показателей и т. п. Описание фиксирует и организует факты, дает их качественную и количественную характеристику, вводит факты в систему выработанных в данной науке понятий, категорий, подготавливает фактический материал для объяснения.

Теоретическое познание - это, прежде всего, объяснение причин явлений. Раскрытие причины явления предполагает выяснение внутренних противоречий вещей, предсказание вероятного и необходимого наступления событий и тенденций их развития. Например, предсказание Д.К. Максвеллом электромагнитных волн, Д.И. Менделеевым - новых химических элементов. Из релятивистской теории движения электрона, предложенной П. Дираком, вытекало предвиденье существования нового объекта - позитрона. Конечно, речь идет не о единичном объекте, а о множестве одноименных объектов с вполне определенными свойствами.

Тот или иной закон может быть предсказан на основании существующей теории. Однако есть и другой, в определенном смысле противоположный, путь предвиденья закона - выведение его из эмпирических данных. Так рождается эмпирический закон. Теоретически предсказанный закон подтверждается эмпирически, а эмпирический закон, как правило, обосновывается теоретически. Существуют интуитивные предвидения, для которых основания не представляются явно. Такие предвиденья характерны для исследователей - крупных специалистов в своей области, и для них существенную роль играет подсознательная деятельность мозга.

В естественнонаучном исследовании природы важен не только хороший метод, но и мастерство его применения.

Сравнение есть установление сходства и различия объектов. Анализ представляет собой мысленное или реальное разложение объекта на составляющие его части. Когда путем анализа частности достаточно изучены, наступает стадия познания - синтез - объединение в единое целое расчлененных анализом элементов. Анализ фиксирует в основном то специфическое, что отличает части друг от друга. Синтез вскрывает то общее, что связывает части в единое целое. Анализ и синтез - основные приемы мышления. При количественном сопоставлении исследуемых свойств, параметров объектов или явлений говорят о методе научного познания - сравнение, позволяющий установить сходство и различие изучаемых объектов. Аналогия - метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного при рассмотрении какого-либо объекта, на другой, менее изученный, но схожий с первым по каким-то существенным свойствам. Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, причем сходство устанавливается в результате сравнения предметов между собой. Таким образом, в основе метода аналогии лежит метод сравнения. Метод аналогии тесно связан с методом моделирования, который представляет собой изучение каких-либо объектов с помощью моделей с дальнейшим переносом полученных данных на оригинал. В основе этого метода лежит существенное сходство объекта-оригинала и его модели.

Абстрагирование - мысленное выделение какого-либо предмета, в отвлечении от его связей с другими предметами, какого-либо свойства предмета в отвлечении от других его свойств, какого-либо отношения предметов в отвлечении от самих предметов. Под абстрактным понимается одностороннее, неполное отражение объекта в сознании. Конкретное - результат научного исследования, отражение объективной действительности в системе понятий и категорий, теоретически осмысленное единство многообразного в объекте исследования. Методом теоретического познания объекта как целого является восхождение от абстрактного к конкретному.

Метод естественно научного исследования - индукцию, можно определить как процесс выведения общего положения из наблюдения ряда частных единичных фактов. Дедукция - это процесс аналитического рассуждения от общего к частному или менее общему. Началом (посылками) дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений, а концом - следствия из посылок, теорем. Дедукция - основное средство доказательства.

Характерная черта научного мышления - доказательность. Истинность или ложность того или иного утверждения, как правило, не обладает прозрачной очевидностью. Во всяком доказательстве имеются: тезис- положение, истинность или ложность которого выясняется посредством доказательства. Доказательство, посредством которого выясняется ложность - опровержением. Все положения, на которые опирается доказательство и из которых необходимо следует истинность доказываемого тезиса - есть основание или аргументами. Основания состоят из положений о достоверных фактах, определений, аксиом и ранее доказанных положений. Аксиомы -положения, не доказываемые в данной науке и играющие в ней роль допускаемых оснований доказываемых истин. Связь оснований и выводов из них, имеющая результатом необходимое признание истинности доказываемого тезиса, называется способом доказательства.

Рассмотренные методы позволили создать совершенную методологию научного исследования и решить основную задачу естественнонаучного познания - правильно отражать объективную действительность в сознании человека, т.е. отражать ее такой, какая она существует сама по себе, независимо от человеческого сознания.

Таким образом, теория выполняет две важнейшие функции: объяснения и предсказания, научного предвидения. Теория - одна из наиболее устойчивых форм научного знания. Такая стабильность обеспечивается и ее системностью, и в большей или меньшей степени ее общим характером. Чем более общим является знание, тем оно устойчивее. Переход к новому принципу - по существу, переход к новой теории. Все теоретическое знание выражается не в одной теории, а в совокупности множества теорий. Изменения в наиболее общих теориях приводят к качественным изменениям всей системы теоретического знания, в результате чего происходит научная революция. Известные научные революции связаны с именами Н. Коперника, И. Ньютона, А. Эйнштейна.

Заключение