- •Оглавление
- •Естествознание в системе науки и культуры
- •Принципы, формы и методы научного познания
- •Общие принципы научного познания
- •Формы научного познания
- •Методы научного исследования
- •Особая роль математики в естествознании
- •Естествознание и научная картина мира
- •Понятие научной картины мира
- •Историческая смена физических картин мира
- •Панорама современного естествознания
- •Естествознание в аспекте научно-технической революции
- •Тенденции развития естествознания
- •Проблема классификации наук
- •История естествознания
- •Зарождение эмпирического научного знания
- •Античная наука
- •Александрийский период развития науки
- •Развитие науки арабских и среднеазиатских народов в средние века
- •Период схоластики
- •Научная революция XVI–XVII вв.
- •Революция в астрономии
- •Экспериментальный метод Галилея
- •Становление физики как самостоятельной науки
- •Революция в математике
- •Развитие научных методов в естествознании
- •Развитие естествознания в хviii в.
- •Физические концепции естествознания
- •Механистическая картина мира
- •Принцип относительности Галилея
- •Механика Ньютона
- •Характерные особенности механистической картины мира
- •Развитие концепций термодинамики и статистической физики
- •Вещественная и корпускулярная теории теплоты
- •Необратимость времени в термодинамике
- •Первое и второе начала термодинамики
- •Принцип возрастания энтропии, хаос и порядок
- •Статистический подход к описанию макросистем
- •Развитие концепций электромагнитного поля
- •"Экспериментальные исследования по электричеству" Фарадея
- •Теория электромагнетизма Максвелла
- •Корпускулярная и континуальная концепция описания природы
- •Развитие представлений о свете
- •Концепция дальнодействия и близкодействия
- •Развитие концепций пространства и времени в специальной теории относительности
- •Принцип относительности
- •Преобразование Лоренца
- •Релятивистская механика
- •Четырехмерное пространство-время в специальной теории относительности
- •Экспериментальное подтверждение специальной теории относительности
- •Общая теория относительности
- •Принцип эквивалентности
- •Экспериментальное подтверждение общей теории относительности
- •Философские выводы из теории относительности
- •Симметрия пространства и времени и законы сохранения
- •Мегамир в его многообразии и единстве
- •Галактики и структура Вселенной
- •Солнечная система
- •Концепция расширения Вселенной
- •Эволюция Вселенной
- •Концепция большого взрыва
- •Принципы организации микромира
- •Развитие концепции атомизма
- •Теория атома Бора – мост от классики к современности
- •Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц
- •Принцип неопределенности
- •Принцип дополнительности
- •Описание микрообъектов в квантовой механике
- •Принцип суперпозиции
- •Принцип тождественности
- •Принципы причинности и соответствия в квантовой механике
- •Фундаментальные взаимодействия в природе
- •Гравитационное взаимодействие
- •Электромагнитное взаимодействие
- •Сильное взаимодействие
- •Слабое взаимодействие
- •Элементарные частицы
- •Характеристики элементарных частиц
- •Классификация элементарных частиц
- •Структурные уровни организации материи
- •Развитие химических концепций
- •Учение о составе вещества
- •Первые представления о химическом элементе
- •Закон постоянства состава
- •Закон простых кратных отношений
- •Гипотеза Авогадро
- •Атомно-молекулярное учение
- •Закон сохранения массы и энергии
- •Периодический закон Менделеева
- •Электронное строение атома
- •Структура химических систем
- •Теория химического строения Бутлерова
- •Химическая связь
- •Физико-химические закономерности протекания химических процессов
- •Энергетика химических процессов
- •Химическая кинетика
- •Понятие о катализе и катализаторах
- •Реакционная способность веществ
- •Обратимые реакции и состояние химического равновесия
- •Развитие химии экстремальных состояний
- •Особенности биологического уровня организации материи
- •Свойства живых систем
- •Уровни организации живой природы
- •Молекулярный уровень
- •Клеточный уровень
- •Органно-тканевый уровень
- •Организменный уровень
- •Популяционно-видовой уровень
- •Биогеоценотический и биосферный уровни
- •Клетка – структурная и функциональная единица живых организмов
- •Клеточная теория
- •Химический состав клеток
- •Клеточные и неклеточные формы жизни
- •Систематика живой природы
- •Генетика
- •Законы Менделя
- •Хромосомная теория наследственности
- •Изменчивость
- •Генетика человека
- •Генная инженерия и биоэтика
- •Принципы эволюции живых систем
- •Общее понятие прогресса и его проявление в живой природе
- •Ламаркизм
- •Дарвинизм. Эволюция путем естественного отбора
- •Развитие дарвинизма. Основные факторы и движущие силы эволюции
- •Доказательства эволюции живой природы
- •Биохимическая эволюция
- •Основные подходы к проблеме происхождения жизни
- •Химическая эволюция
- •Коацерватная стадия в процессе возникновения жизни
- •Начальные этапы развития жизни на Земле
- •Происхождение и эволюция человека
- •Положение человека в системе животного мира
- •Отряд приматов
- •Происхождение человека
- •Этапы эволюции человека
- •Биосфера и человек
- •Концептуальные подходы к изучению биосферы
- •Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы
- •Биогеохимические циклы в биосфере
- •Эволюция биосферы
- •Ноосфера. Путь к единой культуре.
- •Охрана биосферы
- •Влияние космоса на земные процессы
- •Современная наука о человеке
- •Здоровье и работоспособность человека
- •Физиология человека
- •Мозг и сознание
- •Сознание – функция мозга
- •Смерть мозга и морально-этические и правовые проблемы
- •Структура субъективного мира человека
- •Эмоции, чувства и интеллект
- •Сознание и самосознание
- •Сознательное и бессознательное
- •Творчество
- •Системный подход в естествознании
- •Принципы эволюции систем
- •Самоорганизация в живой и неживой природе
- •Заключение
- •Литература
Революция в математике
В конце ХVII в. произошла революция в математике. Английский ученый И. Ньютон (1643–1727) и независимо от него немецкий математик и философ Г. Лейбниц (1646–1716) разработали принципы интегрального и дифференциального исчисления. Эти исследования стали основой математического анализа и математической базой всего современного естествознания. Еще раньше, в середине ХVII в. трудами Р. Декарта (1596–1650) и П. Ферма (1601–1665) были заложены основы аналитической геометрии, что позволило переводить геометрические задачи на язык алгебры с помощью метода координат.
Дифференциальное исчисление дало возможность математически описывать не только устойчивые состояния тел, но и текущие процессы, не только покой, но и движение. В этот период господствующим стал аналитический метод познания процессов, в основе которого – расчленение целого для отыскания неизменных основ этих процессов.
Развитие научных методов в естествознании
Руководящим мировоззрением для естествознания XVII–XVIII вв. явился механистический материализм, согласно которому все качественное многообразие мира должно быть сведено к механическому движению однородных частиц материи, а все сложные и многообразные закономерности развития природы должны быть объяснены простейшими законами механики.
Основы механистического материализма были заложены в трудах Г. Галилея (1564–1642), развившего экспериментальный метод познания природы, Фрэнсиса Бэкона (1561–1626), разработавшего метод индукции, и Р. Декарта (1596–1650), развившего наиболее последовательную форму механистического мировоззрения.
Научный метод Фрэнсиса Бэкона основывается на утверждении, что наука должна опираться на данные опыта, выводы из которых строятся методом индукции, обеспечивающим возможность перехода от единичных фактов к общим положениям (рис.2.3.).
Рис.2.3. Схема научного метода Фрэнсиса Бэкона.
Метод Фрэнсиса Бэкона содержит правила вывода индуктивных умозаключений, заключающиеся в установлении причинной связи между определенными обстоятельствами и появлением какого-либо явления. Фрэнсис Бэкон считал, что наука должна приносить практическую пользу. Задача науки – построение в человеческом разуме образца природы, соответствующего реальной действительности. Эту задачу должно выполнять естествознание, которое, по Бэкону, и есть подлинная наука. Важнейшей же областью естествознания является физика. Научный метод Фрэнсиса Бэкона соответствовал задачам естествознания XVI–XVII вв., которое характеризовалось дифференцированным подходом к изучению природы, исследованием вещей и явлений вне их связи и взаимодействия. Научный метод Фрэнсиса Бэкона стал руководящим методом развивающегося естествознания. Изложению научного метода Фрэнсиса Бэкона посвящен его трактат "Новый органон" (1620 г.).
Насколько большое значение сами естествоиспытатели придавали индуктивному методу, можно судить уже потому, что сами естественные науки в стали называть в это время индуктивными науками. Только позже, когда естествознание превратилось из науки о вещах, в науку о процессах, ограниченность всеиндуктивизма начала остро чувствоваться.
Другой философской системой XVII в., имевшей особе значение для естествознания, была система французского философа и ученого Р. Декарта.
Учение Декарта представляет собой единую естественнонаучную и философскую систему, основанную на постулатах о существовании непрерывной материи, заполняющей все пространство, и ее механическом движении. Декартом применительно к естествознанию развит метод дедукции: все явления природы дедуктивно выводятся из исходных постулатов (рис.2.4.).
Рис.2.4.Схема научного метода Р. Декарта.
Декарт поставил перед наукой задачу: исходя из установленных им основных принципов, из его представления о материи, о законах ее движения, пользуясь лишь “вечными истинами“ математики, построить, объяснение всем известным и неизвестным явлениям природы. Он сам взялся за ее выполнение, построил грандиозную картину Вселенной, охватив в ней все, начиная от движения небесных светил и кончая физиологией животных и даже человека. Учение Декарта являлось единой наукой, подобной науке древности. Декарт включал в свое учение и собственно философию, и астрономию, и физику, и химию, и даже физиологию. Но в отличие от философов древности Декарт строил свою единую систему природы в основном только на механике – науке, которая к его времени достигла наибольших успехов. В учении Декарта широко используется математика, призванная описать механические движения на основе понятий переменных величин и координат. Декарт в своем учении не просто давал абстрактное определение материи, а определял ее конкретно, как некоторую физическую модель. Материя Декарта – это нечто вроде идеальной несжимаемой жидкости, заполняющей все пространство. Опираясь на свои формулировки законов движения, которые он считал единственными законами, Декарт пытался вывести все остальные частные законы.
Представление о природе как о сложном механизме, которое развил Декарт, вылилось потом в физическое направление, получившее название картезианства.
Учение Декарта изложено в трудах "Рассуждение о методе" (1637) и "Начала философии" (1643). Приведем методологические советы великого ученого:
допускать, в качестве исходных, ясные и отчетливые мысли, истинность которых несомненна;
расчленять сложные проблемы на частные, двигаться от простого к сложному;
методично переходить от простого к сложному, от недоказанного к доказанному;
не допускать пропусков в логических звеньях исследования.