- •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
Проблема классификации наук
Сложная, разветвленная система многочисленных и многообразных по типу современных наук, различаемых и по объекту, и по предмету, и по методу, и по степени общности и фундаментальности знания, и по сфере применения и т.п., практически исключает единую классификацию всех наук по какому-либо одному основанию. В самом общем виде науки делятся на естественные, технические, общественные (социальные) и гуманитарные. Сюда же могут быть вписаны сельскохозяйственные, медицинские и психолого-педагогические науки.
Далее следует детализировать каждый из этих блоков. К естественнымотносятся:
науки о космосе, его строении и эволюции (астрономия, космология, космогония, астрофизика, космохимия и др.);
о Земле (геология, геофизика, геохимия и др.);
о физических, химических и биологических системах и процессах (формах движения материи);
о человеке как биологическом виде, его происхождении и эволюции (цикл антропологических наук).
Общественныенауки – это социология (она сама разветвляется на ряд подразделений), политология, группа политических и идеологических наук, экономические, юридические, управленческие и другие науки.
Гуманитарные науки – это науки о человеке как социальной личности, как одухотворенном субъекте, о его духовном, внутреннем мире, о человеческих взаимоотношениях и духовной культуре общества (психология как совокупность наук о психике человека, его эмоциях и чувствах, логика, литературоведение, искусствоведение, история, науки о языке и др.).
Между всеми блоками наук имеются связующие звенья; одни и те же науки могут частично входить в разные блоки, особенно подвижна грань между общественными и гуманитарными науками. Особое место в системе наук занимают философия, математика, механика, термодинамика, кибернетика, синергетика и другие подобные им науки в силу своего общего характера.
История естествознания
В систему современного естествознания, наряду с новыми науками о природе, входят и такие исторические области знаний, как древнегреческая натурфилософия, естествознание средневековья и классическое естествознание до начала XX в.
Даже краткий обзор всех достижений естествознания в эти периоды опирается обширный материал, изложить который в рамках предлагаемого курса во всей полноте не представляется возможным. Поэтому рассмотрим краткую историю естествознания с древних времен до начала XIX в., ознаменованного созданием в физике теории электромагнетизма и термодинамики, и – становлением естественных наук – химии и биологии. Эти этапы развития естествознания будут рассмотрены совместно с изучением основных современных концепций естествознания – физических, химических, биологических.
Зарождение эмпирического научного знания
Зачатки знаний о природе тонут в глубокой древности. Уже первобытный человек в борьбе с природой. добывая себе пищу, одежду, жилище, защищаясь от диких зверей, постепенно накапливал знания о природе, о ее явлениях, о свойствах материальных вещей, окружавших его. Но знания первобытного человека еще не представляли науки; не были систематизированы, не были объединены какой-либо теорией. Связанные с производственной деятельностью человека, с добыванием средств к существованию, эти средства являлись его непосредственным практическим опытом. Знания были невелики и накапливались в течение десятков и сотен тысяч лет, передавались устно из поколения в поколение.
В процессе усложнения и разделения первоначально недифференцированного труда, развития ирригационного земледелия, строительства храмов и пирамид, возникновения письменности появилась необходимость и вместе с тем возможность перехода от познания, непосредственно включенного в материальный труд, к специальной познавательной деятельности, направленной на сбор информации, ее проверку, накопление и сохранение, а также передачу знаний от поколении к поколению. Такая деятельность и одновременно ее результат (знание) и стали называться наукой (лат. scientia –знание, наука). Произошло это в III–II тысячелетии до н.э. Первыми профессионально заниматься наукой стали жрецы.
В Египте, Вавилоне, Индии, Китае отдельные науки (особенно астрономия и математика) достигли высоких ступеней развития. Вавилоняне владели способами приближенного извлечения квадратного корня, решения квадратных уравнений. Они изобрели шестидесятеричную систему счисления, особенно удобную для астрономических вычислений. От этой системы и идет современный счет минут (1 час = 60 мин = 3600 с). Наблюдения за планетами позволили вавилонянам вычислить период, равный 223 лунным месяцам, в течение которого происходит в среднем 41 солнечное и 29 лунных затмений. Как видим, древние вавилоняне имели значительные достижения в арифметике, алгебре, геометрии и астрономии. Древнеегипетская культура возникла приблизительно в одно время с культурой Древнего Вавилона. Вплоть до середины II тысячелетия до н.э. в Египте еще не было четко сложившегося класса жрецов; после того как они выделились в особую социальную прослойку, роль их в научном познании увеличилась. К астрономическим и математическим занятиям жрецов подталкивала связь древнеегипетской религии с необходимостью объяснения явлений, имевших практически-хозяйственное значение. Например, – со своевременными предсказаниями ежегодных разливов Нила. Одно из выдающихся достижений египтян – введение солнечного календаря. Египтянами раньше других была определена продолжительность года – 365,25 дней. Год делился на 12 месяцев по 30 дней, к каждому году добавлялось по 5 дней, но високосные годы не вводились. Египтяне установили значение числа , точную формулу для вычисления объема усеченной пирамиды с квадратным основанием, площадей треугольника, прямоугольника, трапеции, круга. Их знания переняли греки.
В Египте же возникло и химическое ремесло, которое считалось священным и было окружено таинственностью. Как геометрия сформировалась из практической потребности земледелия, так и возникновение химии было вызвано потребностями практики. На Востоке – в Индии и Китае – также была известна практическая химия. В Китае изобрели порох и крашение. В Персии были известны металлургия, гончарное дело. В Ветхом Завете упоминаются шесть металлов: железо, свинец, олово, медь, серебро и золото. Медь была известна с доисторических времен не только в свободном состоянии, но и в виде бронзы – сплава с оловом. В эпоху, соответственно названную бронзовым веком, бронза применялась при изготовлении домашней утвари, предметов украшения, оружия и т.д. Железо стало известно позже, чем бронза и медь. В Египте еще за тысячелетие до н.э. из железа делали домашнюю утварь. Со свинцом люди познакомились позже, чем с железом, – за несколько столетий до н.э. Свинец использовали для чеканки монет, изготовления водопроводных труб. Применяли древние и латунь – сплав меди с цинком. За несколько столетий до н.э. грекам была известна ртуть, знали они и способ получения стекла.
Однако первоначально науки были сугубо опытными, эмпирическими и прикладными как по содержанию знания, так и по способу его получения и обоснования. Математические и другие правила и приемы наблюдения, измерения и расчетов были довольно сложными и логически не связанными между собой, они годились лишь для отдельных случаев, так как не основывались на более простых и общих положениях.
Первый этап становления науки следует считать дотеоретическим, дофилософским. Эмпирическое научное знание длительное время существовало как явление, подчиненное религиозно-мифологическому мировоззрению.
С возникновением и развитием рабовладельческого общества появляются условия для научного обобщения знаний. Выделяется группа людей, поставленных в соответствующие условия и способных осмыслить накопленные знания, способных привести их в систему и в какой-то мере раскрыть связи и закономерности в явлениях природы. Появляется наука, а вместе с ней и люди, занимающиеся этой наукой.