Закономерности и особенности развития современного естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Предмет и цели естествознания

2. Естествознание и образование

3. Закономерности и особенности развития естествознания

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Слово «естествознание» представляет собой сочетание двух слов - «естество» («природа») и «знание». Оно может быть заменено менее употребительным словом-синонимом «природоведение», которое происходит от общеславянского термина «веды» или «веда»-наука, знание. Мы и до сих пор говорим «ведать» в смысле знать. Но в настоящее время под естествознанием понимается прежде всего так называемое точное естествознание, т. е. уже вполне оформленное, часто в математических формулах, «точное» знание о всем, что действительно есть (или, по крайней мере, возможно) во Вселенной, а «природоведение» (подобно пресловутому «обществоведению» или «науковедению») обычно невольно ассоциируется с какими-то еще аморфными представлениями о предмете своего «ведения».

Когда-то очень давно в русский язык в качестве синонима слова «природа» вошел крайне распространенный латинский термин «натура» (natura). Но только в европейских странах, например, в Германии, Швеции и Голландии, на его основе образовался соответствующий термин «Naturwissenschaft», т. е. буквально - наука о природе, или естествознание. Он стал основанием также по существу международного термина «натурфилософия» (философия природы).

Отсюда - естественная (органическая, природная, изначальная) взаимосвязь всего естествознания (включая космологию и космогонию) с физикой, которая является как бы исходной основой науки о Природе.

Но если вопрос о происхождении слова «естествознание» решается легко, то вопрос о том, что такое само естествознание как наука, т. е. вопрос о содержании и определении этого понятия, простым назвать нельзя.

В настоящее время имеются два широко распространенных определения этого понятия: 1) «естествознание - это наука о Природе как единой целостности» и 2) «естествознание - это совокупность наук о Природе, взятая как единое целое».

1. Предмет и цели естествознания

Как и любая предметная область знания, предмет естествознания имеет свою историю и логику развития, которые естественно не совпадают, как и не совпадают сущность и явление.

В современном понимании естествознание представляет систему наук о природе или так называемых естественных наук (в отличие от гуманитарных), взятых в их взаимной связи и опирающихся, как правило, на математические способы описания объектов исследования.

Естествознание - одна из трех основных областей научного знания о природе, обществе и мышлении, является теоретической основой промышленной и сельскохозяйственной техники и медицины и естественнонаучным фундаментом картины мира.

Являясь фундаментом формирования научной картины мира, естествознание как бы транслирует для картины мира определенную систему взглядов на то или иное понимание естественных явлений и процессов. Если такая система взглядов принимает единый, определяющий характер, то она, как правило, называется концепцией. С течением времени, появлением новых эмпирических фактов и обобщений система взглядов на понимание процессов изменяется, появляются новые концепции и парадигмы. Парадигма - это определенный тип постановки проблемы, принятый в то или иное время в качестве образца решения исследовательских задач.

Если рассматривать предметную область естествознания предельно широко, то она включает различные формы движения материи в природе; их материальные носители, которые образуют «лестницу» уровней структурной организации материи; их взаимосвязь, внутреннюю структуру и генезис.

Проблемы устройства, происхождения организации всего, что есть во Вселенной (Космосе) в IV -VI в. до н.э. относились к «физике». А Аристотель называл тех, кто занимался этими проблемами, просто «физиками» или «физиологами», ибо древнегреческое слово «физика» («фюсис») очень близко слову «природа».

В современном естествознании природа рассматривается не абстрактно, вне деятельности человека, а конкретно, как находящаяся под воздействием человека, т.к. ее познание достигается в итоге не только умозрительной, теоретической, но и практической производственной деятельности людей.

Таким образом, естествознание как отражение природы в человеческом сознании совершенствуется в процессе ее активного преобразования в интересах общества.

Из такого понимания естествознания вытекают и цели последнего. Во-первых, целью естествознания является выявление сущности явлений природы, их законов и на этой основе предвидеть или создавать новые явления. Во-вторых, раскрывать возможность использования на практике познанных законов, сил и веществ природы.

Цели естествознания можно рассматривать как ближние и дальние. Так, познание законов природы - непосредственная или ближайшая цель естествознания, а содействие их практическому использованию - конечная цель естествознания.

В целом цели естествознания совпадают с целями самой человеческой деятельности. Отсюда следует, что если общество заинтересовано в подготовке высококвалифицированных специалистов, способных продуктивно использовать свои знания, то цель изучения концепций современного естествознания - это не изучение физики, химии, биологии и т.п., а выявление тех скрытых связей, которые создают органическое единство физических, химических и биологических явлений. Выполнение указанных целей возможно только на основе правильного анализа огромного потока естественнонаучной информации, подлежащего для целей образования.

2. Естествознание и образование

Ещё в древности было известно, что чем больше сфера знания, то тем еще больше сфера незнания. Вот почему важно разобраться в структуре запаса информации о природе и мире и качественных особенностях отдельных элементов этой структуры со временем.

В свое время известный математик А.И. Маркушевич предложил рациональную модель запаса информации. Согласно этой модели запас информации имеет ядро, сравнительно медленно меняющееся со временем, и быстро меняющуюся оболочку. Цель образования состоит в усвоении ядра запаса информации. Без этого нельзя «устойчиво» ориентироваться в потоке информации. Ведь информация бывает весьма разного качества. В частности, сенсационного характера (Бермудский треугольник, летающие тарелки, телекинез и т.п.).

В качестве действенного инструмента селекции информации служит усвоение концептуальных положений наук, входящих в ядро информации. Поэтому в области ядра информации необходимы глубокие и прочные знания.

К ядру информации в естествознании прежде всего относится осознание того, что современное естествознание - это не просто наука о природе, а наука о природе как единой целостности. Следовательно, ядро информации знаний о Природе должно быть таковым, чтобы четко представить себе подлинное единство Природы, т.е. ее целостность. А это единое основание, на котором построено все бесчисленное разнообразие предметов и явлений Природы, из которого вытекают основные законы, связывающие Землю и Космос, физические и химические явления между собой и с жизнью, с разумом.

Ясно, что дозировка ядра и оболочки запаса информации должна быть различна в средней школе и в высшей школе, готовящей специалистов, способных адаптироваться к быстро меняющимся условиям. Такие концепции современного естествознания, как магистральное развитие материи, универсальный эволюционизм, синергетический подход трудны даже на уровне научного сообщества, но чем более упрощенные схемы используются для этих концепций, тем они обычно дальше от истины.

Поэтому правильный выбор содержания ядра информации для усвоения - необходимое, но недостаточное условие. Необходимо еще и желание ориентироваться в потоке информации. А желание ориентироваться в потоке знаниевой информации можно, только имея интерес к изучаемой дисциплине.

Задача формирования интереса увлекательна, но весьма трудна. Во всем мире наблюдается некоторый спад интереса к точному естествознанию у молодежи. И хотя его связывают с естественным разрывом между гуманитарной культурой и т.н. «научной культурой», производной от научно-технического прогресса XX в., однако одной из причин снижения интереса к естествознанию в том, что у молодежи создается неверное представление о научном методе. И еще в том, что методики обучения в большей степени основаны на совершенствовании методов изложения научных результатов, а не с методом их получения.

В результате студент вместо довольно запутанного, остроконфликтного, но очаровательного лица живой науки получает суровый лик с абсолютно правильными чертами, внушающий почтение, но не любовь.

Более того, степень научности учебника считается тем выше, чем сильнее в нем представлен дедуктивный метод. Имеет место увлечение аксиоматизацией изложения, хотя еще в 1931 г. австрийский математик К. Гёдель доказал теорему, согласно которой нельзя создать замкнутую систему аксиом даже для теории рациональных целых чисел, а что уж говорить о сложных разделах физики, химии, биологии, психологии...

Здесь уместно вспомнить известного физика Г. Крамерса, сотрудника Н. Бора, который утверждал: «Мое глубокое убеждение состоит в том, что в области человеческого мышления вообще и в физике в частности наиболее важные и самые плодотворные концепции - это те, которым невозможно придать точно определенный смысл».

Можно напомнить и слова российского выдающегося физика Л.И. Мандельштама, который неоднократно подчеркивал, что давать определения - это тяжелая и неблагодарная задача. Например, неблагодарная задача дать такое определение физики, которое отделило бы ее от химии. Важно другое - нужны руководящие точки зрения, общие идеи.

Естественно, что приведенные нами высказывания не надо понимать слишком буквально, но надо трезво оценивать взаимоотношения точного естествознания с остальным знанием и помнить, что для непосвященного нелепость, облеченная в «мундир» науки, гораздо более убедительна, чем обнаженная нелепость.

Приведем пример анализа логической структуры доказательства. Рассмотрим теоретическое доказательство того, что все тела падают с одинаковой скоростью. Это доказательство (без единой формулы) было приведено Галилеем в его знаменитой книге «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки» (1638). Опровергая утверждение Аристотеля (в то время это было актом огромного мужества) о том, что более тяжелые тела падают с большей скоростью, чем легкие, Галилей приводит следующее рассуждение. Допустим, Аристотель прав, и более тяжелое тело падает быстрее. Скрепим два тела - легкое и тяжелое. Тяжелое тело, стремясь двигаться быстрей, будет ускорять легкое, а легкое, стремясь двигаться медленнее тяжелого, будет его тормозить. Поэтому скрепленные тела будут двигаться с промежуточной скоростью. Но оба тела тяжелее, чем каждая из его частей, и должны двигаться не с промежуточной скоростью, а со скоростью большей, чем скорость его более тяжелой части. Возникло противоречие, и, значит, исходное предположение неверно!

Какие же можно высказать пожелания в связи с изложенным? Во-первых, при изучении концептуальных оснований современного естествознания необходимо доводить любой самый сложный вопрос до предельной простоты и ясности.

Во-вторых, использовать интуицию, но не доверять ей. В-третьих, верить в результат и в то же время внимательно относиться к вариантам их опровержения.

Наконец, изучая те или иные концепции естествознания, мы всегда должны помнить, что все достижения точного естествознания являются переплетением эксперимента и предвидения, раздумий и теоретических основ, все это, будучи делом рук человеческих, меняется со временем. Естествознание, как и вся наука, - социальна и зависит от человеческих контактов.

И еще один момент хотелось бы отметить. Он особенно трудно воспринимается представителями гуманитарного знания. Дело в том, что изучение природы - это не решение задачи, когда на нее всегда можно найти ответ, хотя бы в конце учебника. А величайшей заслугой ученых является их умение в выборе тех проблем, которые возможно решить.

Так, размышляя о вкладе И. Ньютона в понимание строения солнечной системы, ясно видишь величайшую заслугу его гения в том, что он смог выбрать из всего множества фактов о движении планет и их спутников в солнечной системе только такой вопрос: «Где в будущем будут планеты и их спутники, если известны их массы, координаты и скорость в настоящий момент?» Это был вопрос, на который он смог дать исчерпывающий ответ. В то же самое время Ньютон сумел как-то отделить его от другого вопроса: «Почему планеты и их спутники обладают именно этими значениями массы, координаты и скорости?», который связан непосредственно с происхождением солнечной системы, а полный ответ на этот вопрос не получен и через три века после Ньютона.

Значит, надо взять всю наличную массу информации, выбрать те проблемы, которые можно решить, и отложить в сторону все остальные, в этом заключается наиболее существенный вклад, который сделал Ньютон.

Изучение концепций современного естествознания также предполагает из всей массы информации о Природе выделить только основополагающие, которые бы помогли выявить те связи, которые создают органическое единство всех физических, химических и биологических явлений.

И уместно заметить, что пора отказаться от мнения, что нельзя выпускать из вуза специалистов, которые никогда не слышали о тех или иных вопросах. Задача образования не в том, чтобы объять необъятное, а знать, на каких принципах, понятиях и концепциях строится современная естественнонаучная картина мира, какие закономерности определяют ядро современной картины мира.

естествознание развитие закономерность предмет

3. Закономерности и особенности развития естествознания

Прежде всего, если мы рассматриваем научное естествознание, то ему присущи закономерности развития науки как таковой, но с учетом специфики развития самого естествознания.

Поэтому отметим, что естествознанию, как и науке, присущ экспоненциальный характер развития. Речь идет о том, что начиная с некоторой условно взятой исходной эпохи tо и характерного для нее начального числа N(tо) актуальных естественнонаучных проблем, теоретически ожидаемое в эпоху t текущее число N(t) соответствующих проблем увеличивается по закону геометрической прогрессии, то есть экспоненциального, в среднем удваиваясь за средний период решения этих проблем (Т).

Формулой эту закономерность можно выразить так:

N(t) = N(tо) * 2(t - tо)Т

Во-вторых, развитие естествознания, в конечном счете, обусловлено практикой. Давно уже человечество усвоило, что если оно перестает интеллектуально развиваться, то рано или поздно перестанет быть разумной цивилизацией. Известно и то, что систематически развивающееся знание Природы - необходимый компонент устойчивого существования и развития.

Естественно, что обусловленность развития естествознания практикой - достаточно сложный процесс, происходящий под действием разнообразных внешних и внутренних факторов. Ни один из них не является доминирующим.

Не последнее место в этом процессе имеет и так называемый побуждающий мотив - это любопытство, желание узнать, как устроена природа. Известно, что среди людей, далеких от науки, бытует мнение, что ученый-естествоиспытатель руководствуется в своей работе стремлением сделать открытие. А между тем каждый научный работник не должен задаваться целью сделать открытие, его задача - глубокое и всестороннее познание интересующей его области науки. Открытие возникает только как побочный продукт этого исследования. Деятельность практически всех великих ученых - тому доказательство. Так, Ч. Дарвин после длительного путешествия на корабле «Бигль» (1831 - 1836) только в 1859 г. опубликовал свой труд, из которого следовало, что прогрессирующая эволюция растительного и животного мира может быть объяснена естественнонаучным образом. Даже из названия последнего «Происхождение видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» следовало, что виды растений и животных не постоянны, а изменчивы, что существующие ныне виды произошли естественным путем от других видов, существовавших ранее, наблюдаемая в природе целесообразность создавалась и создается путем естественного отбора полезных для организма ненаправленных изменений.

Заметим, что работе Ч. Дарвина предшествовали концепции ряда ученых, провозглашавших изменяемость видов (трансформизм), но не сумевших вскрыть причины и механизмы эволюции. Из трансформистов лишь Ж. Ламарк разработал логически последовательную систему взглядов, которая, однако, не давала объективного объяснения эволюционного процесса.

Работу над своей концепцией Ч. Дарвин начал в 1837 г., однако первый ее набросок он опубликовал в 1842 г., после чего продолжал собирать и анализировать новые факты. Он опирался на данные палеонтологии, сравнительной анатомии, эмбриологии, систематики, биогеографии и геологии, широко использовал достижения практики, особенно селекции. Нельзя не заметить, что важную роль в формировании эволюционных взглядов Дарвина сыграло учение Ч. Лайеля о геологической эволюции Земли, принцип актуализма, согласно которому на Земле в прошлом действовали те же факторы, что и в наше время.

Как видим, движущие силы эволюции: наследственность, изменчивость и естественный отбор - это не цель исследования, а результат концептуального осмысления всего многообразного материала природы.

Известно много случаев, когда удивление ученого, сформулированное в виде парадокса, приводило к научным революциям. Вот пример из физики. Со времен Галилея известно, что все тела падают с одинаковой скоростью (если отвлечься от сопротивления воздуха). Это означает, что все тела, то есть сила, с которой тело притягивается к земле, строго пропорционален его массе. С другой стороны, массе пропорциональны и силы инерции. И две эти одинаковые зависимости сил от массы приводят к тому. что человек в свободно падающей камере находится в состоянии невесомости: сила тяжести строго компенсируется силами инерции. Мы так свыклись с этими фактами, что не замечаем здесь никакой странности. Эйнштейну они показались удивительными, и он сформулировал свое удивление в форме парадокса. Почему вес тел независимо от их состава, независимо от их состояния пропорционален массе, мере инерции? Не следует ли из этого, что между инерцией и гравитацией (система тяготения) есть глубокая внутренняя связь? Эта мысль была отправным пунктом одной из самых удивительных физических теорий текущего столетия - теории тяготения Эйнштейна.

Конечно, приведенные примеры не означают, что люди, занимающиеся наукой, таковы, что не хотят сделать открытие. Это желание, разумеется, присутствует, но не на первом плане, более того, оно даже и в малейшей степени не должно влиять на характер исследования.

Однако есть противоположные примеры, когда ученый и даже группа ученых подпадают под магию лже- или псевдооткрытия. Так произошло с опытным ученым, членом Французской Академии, профессором Р. Блондло, который осенью 1903 г. провозгласил открытие новых лучей, названных N-лучами, далеко превосходящими лучи Рентгена.

Согласно Блондло, лучи испускались спонтанно многими металлами. Как детектор можно было употреблять очень слабо освещенный лист бумаги, ибо когда N-лучи попадали в глаз, они усиливали его способность видеть предметы в почти темной комнате.

Открытие Блондло подтвердили десятка два других исследователей. Они напечатали в Comptes Rendus двенадцать статей до конца 1903 г. Около ста статей о N-лучах были опубликованы там же в первой половине 1904 г. Но интересно то, что N-лучи поляризовали, намагничивали, гипнотизировали и исследовали всеми способами, какие можно было придумать по аналогии со светом, но все явления были способны наблюдать только французы! Ученые всех стран были настроены скептически, но Французская Академия присудила Блондло премию Лалонда в 20 000 франков и золотую медаль - за открытие N-лучей.

Как выяснилось позднее, очевидно, в результате самогипноза или чрезмерного зрительного воображения после многих лет работы с приборами в темноте Блондло увидел лучи, которые хотел увидеть!

Естественно, что если опыт не воспроизводился вне лаборатории Блондло, то результат не отвечал ни одному из критериев научности - воспроизводимости.

Но в этом случае Блондло был не одинок, т.к. еще несколько французских исследователей подтвердили результаты его опытов. В чем же дело? Оказывается, что изменение и развитие образа науки подчинено господствующим в те или иные периоды способам деятельности научного сообщества, которые называются «парадигма» или «дисциплинарная матрица», в рамках которых формируются критерии научности и рациональности. Поскольку каждая парадигма определяет свои стандарты рациональности, то они не всегда сводятся к соблюдению требований формальной логики, хотя и не противоречат им. Нечто подобное произошло и в случае с Блондло. Только после аргументированного опровержения знаменитым американским физиком Р. Вудом результатов Блондло научное сообщество Франции в лице Академии признало, что Блондло «убедил» себя в том, что он фиксирует N-лучи.

Таким образом, если суммировать сказанное о закономерностях развития естествознания, то кроме обусловленности точного естествознания общенаучными процессами имеет место и относительная самостоятельность естествознания. Она проявляется в том, что практическое решение возникающих задач может быть осуществлено лишь при достижении, в соответствии с собственной логикой, определенных ступеней самого процесса познания природы, который осуществляется от явления к сущности.

Самостоятельность развития естествознания неразрывно связана с чередованием фаз развития, когда фаза нормального относительно спокойного эволюционного взаимодействия всех систем и понятий сменяется резкой (революционной) ломкой теоретических основ всей системы понятий и принципов. Например, это переход от классической (механической) картины мира к неклассической (квантово-полевой) или, например, появление генетики привело к радикальному пересмотру сущности наследственности, изменчивости и их эволюционной роли в рамках Дарвиновской эволюционной идеи и формированию синтетической теории эволюции (комплекс представлений о микро- и макроэволюции).

К закономерностям развития естествознания необходимо отнести «противоречивость» развития естествознания, т.е. несовместимость функциональных концепций. Наиболее выразительной иллюстрацией противоречивости развития естествознания является длительное сосуществование в естественнонаучной картине мира концепции развития и второго начала термодинамики.

Действительно, со вторым началом термодинамики неорганические формы материи имеют тенденцию деструктурироваться, а органические формы материи, напротив, самоорганизовываться и эволюционируют от менее упорядоченных структур к более упорядоченным. Причем целостная картина мира, включающая неорганические и органические структуры, базируясь на концепции магистрального развития, как бы не «замечала» присутствия в естественнонаучном знании взаимоисключающих подходов. Практически до сегодняшних дней научная картина мира по существу распадалась на три картины мира (неорганическую, органическую и социальную), в которых процессы самодвижения, самоорганизации не были объединены единым системным подходом. Это стало возможным в рамках синергетического подхода, объединяющего в особый класс динамические, физические, химические и биологические структуры.

Синергетический подход в современной естественнонаучной картине мира позволяет выявить инвариантные характеристики эволюционных процессов разного типа и выразить их в форме, пригодной для математико-информационной обработки.

Наконец, синергетический подход инициирует создание средств описания внутренне эволюционирующей Вселенной, неотъемлемой частью которой являемся и мы сами.

Таким образом, современное естествознание с помощью синергетического подхода снимает почти вековое противоречие между миром живого и неживого, доказывая единство и преемственность механизмов эволюции и развития.

Заключение

Говоря о закономерностях и особенностях развития современного естествознания как целостной науки о природе, отметим следующие моменты:

во-первых, естествознанию, как и науке, присущ экспоненциальный характер развития. Естествознание неразрывно связано с производственной практикой человечества. Именно в практике человек черпает свой материал и стимулы своего развития. Практика в то же время выступает как решающий критерий проверки и истинности естественнонаучных представлений, концепций и гипотез;

во-вторых, природа, составляющая общий предмет естествознания, выступает в двух основных своих видах или формах: а) как неживая природа и б) как живая природа, которая в современном естествознании все более рассматривается как единый эволюционный, самоорганизующийся процесс;

в-третьих, в современном естествознании важное место занимает вопрос о взаимоотношении между объектом и методом исследования. При определяющей роли объекта естествознания метод изучения имеет первостепенное значение в качестве приема или способа познания данного объекта и его особенностей. Современное естествознание значительное место уделяет предельно широким методам, таким как синергетический, системный и т.п., сохраняя при этом количественные методы, рассчитанные на раскрытие специфики объекта той или иной отдельной естественной науки.

Наконец, развитие естествознания доказывает относительность концептуальных и парадигмальных построений, которые лишь суть отражения объективных законов природы в сознании человека.

Список использованной литературы

1. Долгов Б. Д., Зельдович Я. Б., Сажин М. В. Космология ранней Вселенной. - М., 1994.

2. Карпенков С. X. Концепции современного естествознания. - М., 2004.

3. Ситаров В. А., Пустовойтов В. В. Социальная экология: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. - М., 2000.

4. Сутт Т. Я. Идея глобального эволюционизма и принцип антропности. - М., 1986.

5. Торосян В. Г. Концепция современного естествознания (Учебное пособие). - М.: Высшая школа, 2003.

Размещено на Allbest.ru