Тема 1.3. Развитие научных исследовательских программ и картин мира (история естествознания, тенденции развития)
O Основные понятия
Научная (исследовательская) программа. Научная картина мира. Фундаментальные вопросы, на которые отвечает научная (или натурфилософская) картина мира. Научные картины мира: механическая, электромагнитная, неклассическая (1-я половина XX в.), современная эволюционная.
Этапы становления естественнонаучной картины мира и типы центризма в эволюции человеческой цивилизации на Земле. Наука древнего мира. Древняя Греция: появление программы рационального объяснения мира. Принцип причинности в первоначальной форме и его позднейшее уточнение. Атомистическая исследовательская программа Левкиппа и Демокрита. Континуальная исследовательская программа Аристотеля. Взаимодополнительность атомистической и континуальной исследовательских программ. Натурфилософская картина мира Аристотеля.
Естествознание в эпоху Средневековья и Возрождения. Естествознание Нового времени (XVII-XIX вв.). Естествознание XX – XXI вв. Крупнейшие достижения науки в XX—XXI веке. Этапы современной научно-технической революции (НТР). Важные проблемы, стоящие перед современной наукой. Научно обоснованный прогноз открытий на ближайшие десять-пятнадцать лет.
& Краткое содержание
Научная (или натурфилософская) картина мира – это образно-философское обобщение достижений естественных наук. Фундаментальные вопросы, на которые отвечает научная (или натурфилософская) картина мира:
о материи
о движении
о взаимодействии
о пространстве и времени
о причинности, закономерности и случайности
о космологии (общем устройстве и происхождении мира)
Возникновение науки
Своим появлением наука обязана стремлением человека к повышению производительности своего труда и, в конечном итоге, уровня жизни. Постепенно, еще с доисторических времён накапливались знания о природных явлениях и их взаимосвязи.
Одной из первых наук стала астрономия, результатами которой активно пользовались жрецы и священнослужители. В число древних прикладных наук входили геометрия — наука о точном измерении площадей, объёмов и расстояний — и механика. В состав геометрии входила и география.
Развитие науки было составной частью общего процесса интеллектуального развития человеческого разума и становления человеческой цивилизации. Нельзя рассматривать развитие науки в отрыве от следующих процессов:
Формирование речи;
Развитие счёта;
Возникновение искусства
Формирование письменности;
Формирование мировоззрения (миф);
Возникновение философии.
На проблему развития самой науки – т.е. даты (времени) и места её рождения имеется несколько разных мнений.
Наука существует с тех времен, как только человек начал осознавать себя в своей практической и познавательной деятельности мыслящим существом, т.е. наука существовала всегда, во все времена.
Наука возникла в Древней Греции (Элладе) в 6 – 5 вв. до н.э., так как именно тогда и именно там впервыезнания соединили с обоснованием(Фалес, Пифагор, Ксенофан).
Наука возникла в западноевропейском мире в позднее средневековье (12 – 14 вв.) вместе с особыминтересом к опытному знанию и математике(Р. Бэкон).
Наука возникает в 16 – 17 вв., т.е. в Новое время; начинается с работ Кеплера, Гюйгенса, но особенно с работ Декарта, Галилея и Ньютона – создателейпервой теоретической модели физики на языке математики.
Наука начинается в первой трети 19 в., когдаисследовательская деятельность была объединена с системой высшего образования.
Периодизация истории естествознания:
Iпериод – натурфилософия (античностьVIIIв. до н. э. —Vв.);
IIпериод – период схоластики (средние векаV–XVвв.);
IIIпериод – 1) становление естествознания (эпоха ВозрожденияXIV–XVIвв.); 2) этап механистического естествознания – формированиеклассического естествознания(XVII– конецXIX);
IVпериод – период эволюционных идей (вторая половинаXIXв.);
Vпериод – период крушения механистического естествознания (большая часть 20 в – этапнеклассического естествознания);
VIпериод – период современного развития науки (последние десятилетияXX– началоXXIвв. – этап формированияпостнеклассического естествознания).
Наука в цивилизациях древности
Накопление донаучных рациональных знаний о природе началось ещё в первобытную эпоху. Духовный мир первобытного человека, первобытное сознание, т.е. сознание человека эпохи первобытной родовой общины было двухуровневым:
уровень обыденного, повседневного, стихийно накапливающегося знания
накоплено множество первичных сведений о мире;
сложились важные исходные абстракции (например, абстракция количества);
разработаны системы счета, календари;
зафиксированы простейшие биологические, астрономические, медицинские и другие закономерности.
уровень мифотворчества(мифологии) – это своеобразная «дотеоретическая» форма систематизации обыденного, повседневного знания (мифология – высший уровень первобытного сознания, миф – это прежде всего способ обобщения мира в форме наглядных образов).
Познание мира стало научным на следующем, новом уровне исторического развития – в эпоху древних цивилизаций, пришедших на смену эпохе первобытной родовой общины. Переход от мифологического к научному познанию был сложным, многообразным и противоречивым процессом, растянувшимся на многие тысячелетия.
III-IIтысячелетие до н. э. характеризуется: процессами усложнения и разделения труда, развитием ирригационного земледелия, строительством храмов и пирамид, возникновением письменности.
В это время возникла необходимость и вместе с этим 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 поколения к поколению. Такую деятельность и одновременно ее результат и стали называть наукой (от лат.scientia– знание, наука). Первыми профессионально наукой стали заниматься жрецы.
Первоначально все науки как по содержанию знания, так и по способу его получения и обоснования были опытными, эмпирическими и прикладными.
Математические и другие правила и приемы наблюдения, измерения и расчетов были довольно сложными и логически не связанными между собой. Они были пригодны только для отдельных случаев, так как не основывались на более простых и общих положениях.
В Египте, Вавилоне, Индии, Китае отдельные науки (особенной математика и астрономия) достигли высоких ступеней развития.
Древний Вавилон– значительные достижения в арифметике, алгебре, геометрии и астрономии, например:
способы приближенного извлечения квадратного корня и решения квадратных уравнений;
шестидесятеричная «позиционная система» счисления, от которой идет современный счет минут (1 час = 60 мин = 3600 сек);
Древний Египет
введение солнечного календаря, определение продолжительности года (раньше других) – 365, 25 дней (год делился на 12 месяцев по 30 дней, к каждому году добавлялось по 5 дней, а високосные годы не вводились).
из практических потребностей сформировались геометрия (землемерие) и химическое ремесло (впервые!). Установлено числоπ, точная формула для вычисления объема усеченной пирамиды с квадратным основанием, площадей треугольника, прямоугольника, трапеции, круга. Их знания переняли греки.
Практическая химия также было известна в Китае(изобретены порох и крашение) иИндии.
Таким образом, первый этап становления науки следует считать дотеоретическим. Эмпирическое научное знание еще длительное время существовало как явление, подчиненное религиозно-мифологическому мировоззрению.
Античная натурфилософия и ее место в истории естествознания
Впервые потребность в рациональном объяснении действительности сформировалась в VII в. до н. э.
Родиной научно-теоретического знания и первой формы собственно философского мировоззрения считается Древняя Греция. С этого времени отличительной функцией наукистановится теоретическое познание, стремление объяснить явления через их сущность. Только практически обоснованное эмпирическое знание привело к научно-теоретическому знанию, выраженному в натурфилософии древних греков. Итак, первую форму теоретического знания называют натурфилософией.
Главный отличительный признак натурфилософского подхода к объяснению явлений: одно из явлений возводится в ранг всеобщего основания всех других, а какое-либо частное положение абсолютизируется и утверждается как всеобщий философский принцип.
Натурфилософам казалось, что все многообразие явлений прямо и непосредственно связано одним и тем же первоначалом. Соответственно, первая выдвинутая человечеством теоретическая идея была и первой философской идеей – идея единства и самообусловленности мира.
Основное содержание античных концепций – поиск первоначал, порождающих все сущее природы. У представителей милетской школы (Фалес) первооснова мира носит характер физического процесса, некоторой стихии (вода, воздух и т.д.). У пифагорейцев (Пифагор) – абстрактно-математический характер (число).
Природа для античного мира есть то, что имеет причину своего существования в себе. Постижение природы происходит лишь в умном созерцании, а не посредством технического эксперимента. Один из ярчайших представителей древнегреческой философии Аристотель, проведя огромное количество наблюдений и составив весьма подробное описание своих представлений о физике и биологии, тем не менее не проводил экспериментов.Особенностями естествознания античного периода были абстрактность и отвлеченность.
К этому периоду относится появление первых рациональных концепций об устройстве мира. Мир в качестве объекта теоретического рассмотрения представал как целостность, подобная целостности живого организма.
Таким образом, античность реализовалаорганизменнуюмодель познания– мир как организм, т.е. строение Космоса, Природы рассматривалось по аналогии с устройством живого организма.
Основателями двух исторически первых естественнонаучных программпознания природы считаютДемокрита с его атомистическим учением(+ Левкипп, Эпикур) иПифагора с его математической программой (+ Платон).
Концепция атомизма– одна из самых эвристичных, плодотворных и перспективных научно-исследовательских программ в истории науки. Она сыграла выдающуюся роль в развитии представлений о структуре материи, в ориентации на познание глубоких структурных уровней ее организации.
Ядром античной картины мира и астрономической основой антропоцентрического мировоззрения стала геоцентрическая(земля в центре Вселенной)система Птолемея. Построение этой системы завершило становление первой естественнонаучной картины мира.
Естествознание в эпоху Средневековья
В эпоху Средневековья европейская наука находилась в полной зависимости от богословия и схоластики. Европейская наука переживала упадок в связи с гонениями со стороны церкви.
Схоластика– «школьная» наука, «школьное» направление развития науки и философии. Наука и философия основывались на христианских истинах, изложенных в догмах.
Ранняя схоластика(9-12 вв.) характеризуется ещё нерасчлененностью и взаимопроникновением науки, философии и теологии.
Средняя схоластика(13 в) характеризуется окончательным отделением науки и философии (особенно натурфилософии) от теологии. Формируются философские системы Альберта Великого, Фомы Аквинского.
Поздняя схоластика(14-15 вв.) характеризуется рационалистической систематизацией, дальнейшим формированием естественнонаучного и натурфилософского мышления. Главные представители – Николай Кузанский, Данте.
Путь к истине (в т.ч. и научной) в эту эпоху представляет собой акт веры в незыблемость церковных догматов, а не умное созерцание, как в античности. Поэтому изучение природы становится делом второстепенным, производным от понимания истины откровения Божьего замысла. Единственной задачей познания объявляется отношение души к Богу.
Средневековое знание отличает телеологичность объяснений (телеология – учение о цели и целесообразности всего сущего), незыблемость основополагающих доктрин, недоверие к новизне, стремление опереться на авторитет.
Так сформировалась семиотическаяпознавательная модель: мир как текст, что подразумевает прочтение, расшифровку, переинтерпретацию смыслов, заданных миру божественной сущностью.
Для этого времени типичны астрология, алхимия, магия, кабалистика и оккультизм вообще, некое тайное знание.
В Европе в этот период господствовали схоластика, алхимия и астрология. Не будучи науками в современном понимании этого слова, все три эти дисциплины способствовали развитию интеллектуальной и опытной базы для современных логики, химии и астрономии.
В XII в. был открыт первый университет в Болонье, в 1200 г. – основан Парижский ун-т, в XIII-XIV вв. появляются университеты в других городах Европы: Неаполе, Тулузе, Праге, Вене и т.д. Средневековые университеты имели 4 факультета: подготовительный или факультет свободных искусств (позднее – философский); медицинский; юридический; теологический.
Особую роль в развития естествознания сыграли мыслители арабско-мусульманского мира: иранский врач и химик Ибн-Закария аль-Рази, среднеазиатский ученый Аль-Фараби, ирано-таджикский философ, ученый-медик и врач Ибн-Сина (Авиценна), ирано-таджикский математик, астроном, поэт и мыслитель Омар Хайям, арабский философ и врач Ибн-Рошд (Аверроэс). Арабские мыслители в большей мере сохранили связь с античной философией и наукой, в первую очередь с учением Аристотеля.
В эпоху раннего Средневековья в Европе господствовала библейская картина мира. Затем она сменилась геоцентрической системой Птолемея. Около XII—XIII веков были вновь открыты труды Аристотеля. Роджер Бэкон стал одним из первых приверженцев научного метода исследований и эмпиризма. В противовес схоластическим рассуждениям и толкованиям не всегда точных переводов Писания и трудов античных и мусульманских философов, Бэкон уже в XIII веке призывал духовенство изучать как Священное Писание, так и философские трактаты в оригинале, а также заниматься науками.
В период позднего Средневековья (XIV-XV вв.) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественнонаучной картины мира и складываются предпосылки для создания нового естествознания, новой физики, новой астрономии, возникновения научной биологии.
Познание природы в эпоху Возрождения. Первая научная революция.
Начиная с XVI в., вера в божественное сотворение мира, идея геоцентризма, телеология подвергаются сомнению и критике. В эпоху Возрождения пали многие религиозные запреты, что способствовало также и возрождению наук: наряду с наблюдениями, в основу науки вошёл эксперимент, приведший к резкому увеличению эффективности и достоверности исследований — первой научной революции. В эпоху Возрождения начинается отождествление понятий «познание истины» и «исследование природы».Средством постижения истины становится технический эксперимент. Большой подъём испытали оптика, механика, математика и др. Естествознание оказывается перед необходимостью решать практические задачи.
Была проведена основная мыслительная работа, подготовившая возникновение классического естествознания. Это стало возможным благодаря мировоззренческой революции, которая привела к изменению отношения человека к миру, природе, познанию природы.
Главные ценности эпохи Возрождения – природа и сам человек. Человек – это прежде всего не божественное, а природное существо, он – «дитя природы», а природа – «колыбель человека».
Природа становится объектом эстетического наслаждения и предметом научно-рационального познания.
Долгое время знания о биологических явлениях из общей совокупности знаний о природе не выделялись в самостоятельную отрасль. Отражением этого главной ориентации эпохи – ориентации на человека – было быстрое развитие биологического познания. В истории биологии именно эпоха позднего Возрождения (XVI век) – это период зарождения научной биологии, период перелома в способах познания живого.
В XV-XVI вв. потребности медицины обусловили появление разного рода травников, «аптекарских садов». В XVI веке возникают первые зоологические музеи и кунсткамеры, при дворах монархов – зоопарки. В этот же период изобретен микроскоп (А. ван Левенгук).
В эпоху раннего Средневековья в Европе господствовала библейская картина мира. Затем она сменилась геоцентрической системой Птолемея.
Первой в истории человечества научной революциейявилось создание Н. Коперникомгелиоцентрической системы мира. Эта теория:
подорвала ядро (геоцентрическую систему) и основания старой (первой) научной картины мира;
стала базой революционного становления нового научного мировоззрения и новой (второй) механистической картины мира;
явилась одной из важнейших предпосылок революции в физике (ньютонианской революции) и создания первой естественнонаучной фундаментальной теории – классической механики;
определила разработку новой, научной методологии познания природы.
В XIV—XV веках были совершены путешествие Марко Поло в Китай и открытие Америки. После совершения первых кругосветных путешествий стала очевидной правота Джордано Бруно и Николая Коперника о взаимоположении Земли и Солнца. Тем не менее система Коперника не была официально признана вплоть до середины XVIII в., и являлась научным инструментом избранного кружка научных новаторов: Галилея, Кеплера, Ньютона и некоторых других.
К середине XVII в. гелиоцентрическая теория окончательно победила геоцентризм. Возникла необходимость физически обосновать эту теорию, и в середине XVII в. астрономическая революция закономерно перерастает в физическую.
Естествознание Нового времени (классический этап развития науки)
Классический этап развития естествознания охватывает период с XVII в. по 20-е гг. XX в. Разделяется на два периода:
1) XVII – начало XIX вв.;
2) XIX – начало XX вв.
В XVII - XVIII вв. натурфилософское и схоластическое познание природы превратилось в современное естествознание, в систематическое научное познание на базе экспериментов и математического изложения полученных результатов.
Науку Нового времени отличают опора на опыт, нацеленность на объективность, использование математического языка. Именно математика становится важнейшим универсальным средством отыскания, формулирования и объяснения законов природы. Установление теснейшей связи естественнонаучных и математических исследований приводит к возникновению математического естествознания.
В новых социально-экономических условиях складывается и новый тип сознания: на первый план выдвигается потребность в накоплении объективного знания о мире, а не каких-либо относительных ценностей.
Цель – накопление объективного знания о мире. Получение объективного знания о мире – это задача мышления, разума. Поэтому формируются идеалы рационализма, провозглашается господство Разума и изменяются представления о целях, задачах, методах естественнонаучного познания.
Формируется убеждение о том, что предмет естественнонаучного познания– природные явления, полностью подчиняющиеся механическим закономерностям. Природа при этом предстает как громадная машина, взаимодействие между частями которой осуществляется на основе причинно-следственных связей.
Задачей естествознаниястановится определение лишь количественно измеримых параметров природных явлений и установление между ними функциональных зависимостей, которые могут и должны быть выражены строгим математическим языком.
Природа, рассмотренная сквозь призму техническою эксперимента, сама становится неким потенциальным инструментом – машиной. Бытие элементов природной машины задастся набором пространственных и временных координат. События, которые в этом пространстве происходят, рассматриваются как вызванные действиями внешней причины.
Любимый образ Нового времени — часы, механизм.
Такая познавательная установка получила название механической— мир как машина. Она требует познания природы как комплекса взаимодействующих частей механизма с приоритетом вычислимости и однозначности.
В этих условиях на первое место среди естественных наук выходит механика. Классическая механика –первая фундаментальная естественнонаучная теория. Ее создание –– величайшее событие в истории науки. В 17-18 вв. в механике совершилась настоящая революция. Главную роль в ней сыграли Г. Галилей и И. Ньютон.
На научной основе стали переосмысливаться феномены социальные: религия, мораль, право. Больших успехов достигли исследования языков, медицины и др. Успехи механики привели к появлению механистической картины мира, которая долгое время оставалась господствующим представлением о мироустройстве как в физике и химии, так и в биологии. Жюльен Ламетри создал свою знаменитую концепцию «человека-машины».
Происходит бурное накопление фактического материала и одновременно с этим расширение организационных возможностей развития науки (открытие обсерваторий, естественнонаучных музеев, ботанических садов и т.д.) и разработка новых принципов познания (Ф. Бэкон, Р. Декарт).
Вторая научная революция(17 в.) связана с именами Галилея, Ньютона и др.
В конце 17 века совершилась также революция в математике. И. Ньютон и Г. Лейбниц независимо разработали принципы интегрального и дифференциального исчисления. Эти исследования стали основой математического анализа и математической базой всего современного естествознания.
Естествознание 17 в. характеризовалось также формированием химии как самостоятельной науки. В первую очередь, это связано с именем Р. Бойля.
В этот период господствующим стал аналитический метод познания процессов, в основе которого – расчленение целого для отыскания неизменных основ этих процессов.
Возникли представления о неизменности природы, о невесомых «материях» (разнообразных флюидах, теплороде, флогистоне). Все они сочетались с идеей первотолчка, божественного акта творения (по отношению ко всей природе – в механике Ньютона, по отношению к биологическим видам – у К. Линнея).
К 17 в. университеты контролировались церковью, являлись весьма консервативной силой. В 17 веке научная деятельность стала развиваться независимо от них – в личной переписке ученых, в работе дискуссионных кружков. Уже во второй половине 16 и особенно в 17 вв. из дискуссионных кружков формировались научные академии. Принято считать, что первая академия была основана в Неаполе (1560), затем – в Риме (1603). В 1662 г. основано Лондонское Королевское общество, играющее роль национальной Академии наук. С 1666 г. существует Французская академия. В 1724 г. по инициативе Петра Iсоздана Российская Академия Наук. Одновременно появилась и научная периодика – первые научные журналы. С середины 17 в. наука становилась важным социальным институтом, роль которого в обществе непрерывно возрастала.
С середины 18 в. естествознание стало все больше проникаться идеями эволюционного развития явлений природы.
Новые научные идеи и открытия второй половины 18 – первой половины 19 вв. создали основу для использования диалектического подхода, который предполагает изучение объектов, явлений со всем богатством их взаимосвязей, с учетом реальных процессов их изменения, развития. Достижения естествознания этого периода опровергали метафизический взгляд на природу иметафизический подход, при котором объекты и явления окружающего мира рассматривались изолировано друг от друга, без учета их взаимных связей, в как бы фиксированном, неизменном состоянии.
Его широкое применение в естественных науках составило суть третьей научной революции. Начало этому положила космогоническая гипотеза И. Канта о естественном происхождении Солнечной системы – первуюразвивающуюся картину мира.
Идея развития в биологии появляется в работах К.Ф. Вольфа.
XIXв. в истории естествознания можно считать поворотным пунктом к современному этапу развития. Хотя здесь в основном развитие происходило в рамках классической наукиXVIIIв., уровень знания поднялся до высот, которые подготовили почву для новейшей революции в науке в первые три десятилетияXXстолетия.
Вторая половина 19 в. в развитии естествознания занимает особое место. Этот период знаменует – это одновременно завершение старого, классического естествознания и зарождение нового, неклассического.
В XIX в оформилась статическая познавательная модель— мир как статическое равновесие, совокупность балансов.
Классическая механика получила в это время возможность в полной мере развернуть свои потенциальные возможности. Вплоть до конца 19 века на базе классической механики Галилея – Ньютона развивались все естественные науки. Однако механистической методологии становится недостаточно для объяснения сложных объектов, попавших в поле зрения науки. Однако лидером естествознания по-прежнему остается физика.
Если в XVII—XVIII вв. сфера природы ограничивалась особыми феноменами жизнедеятельности человека (воля, ум, общественные отношения, язык), то затем даже человеческая жизнь рассматривается как объект естественнонаучного познания. Законы классической науки постулируют фундаментальную противоположность необратимо меняющегося чувственного опыта и однородности научно постигаемого физического пространства.
Это противоречие стало источником поиска иного понимания природы и истины.
При осознании того, что возможно изучать химические, геологические, биологические законы, не сводя их к физическим, формируется системная познавательная модель. В ней мир предстает как сложнейшая дифференцированность, которая должна быть отражена при целостном подходе к миру всей современной науки. Это рождает важнейшую проблему поиска оснований, на которых возможно объединение всего многообразия предметных научных миров в некую единую концепцию природы.
В этот период также были заложены основы теории химического строения органических соединений, химической термодинамики, электромагнитной теории, периодической системы элементов, научной физиологии и др.
В 19 веке вслед за механикой теоретическими науками стали химия, термодинамика, учение об электричестве.
Теоретизация химии связана в первую очередь с именами
Дж. Дальтон – в основу теоретического объяснения химических изменений вещества положена атомистическая идея;
А.М. Бутлеров – теория химического строения органических веществ;
Д.И. Менделеев – периодический закон химических элементов.
Основные законы (принципы, начала) термодинамики установлены трудами большой группы ученых (Г. Гельмгольц, В. Нернст и т.д.). Один из них – закон сохранения и превращения энергии – приобрел значение общенаучного закона.
Для развития теоретического мышления в биологии важное значение имели
клеточная теория (Т. Шванн, М. Шлейден, Я. Пуркинье)
эволюционное учение Ч. Дарвина.
Биология 19 века вместе с геологией ярко продемонстрировала значение эволюционных идей.
Основополагающие открытия в физиологии ВНД совершил И.М. Сеченов и в дальнейшем его идеи были развиты И.П. Павловым. Благодаря Сеченову головной мозг стал предметом экспериментальных исследований, а психические явления получили материалистическое объяснение в конкретной научной форме.
Три величайших открытия второй трети XIX в.:
создание клеточной теории Якобом Маттиасом Шлейденом (1804-1881);
открытие Юлиусом Робертом Майером и Джемсом Прескоттом Джоулем (1818—1889)закона сохранения и превращения энергии;
создание Чарльзом Робертом Дарвином (1809—1882)эволюционного учения.
Естествознание 20 века. Четвертая научная революция.
К концу XIXвека окончательно завершился так называемыйклассический этап в развитии естествознания, который начался еще вXVIIвеке, и для которого были характерны механистические представления о материальном мире.
В начале 20 в. в физике и естествознании в целом произошла следующая крупнейшая революция, приведшая к признанию релятивистской и квантово-полевой картины мира. Этому способствовали открытия:
электромагнитных волн (Г. Герц),
рентгеновских лучей (В. Рентген),
радиоактивности (А. Беккерель), радия (М. Склодовская-Кюри и П. Кюри),
светового давления (П.Н. Лебедев),
первых положений квантовой теории (М. Планк) и других явлений.
На этой основе формируется неклассическая физика и новая, современная физическая картина мира. Одно из сенсационных открытий науки 20 века – создание А. Эйнштейном специальной и общей теории относительности.
Большая часть XXстолетия характеризуется какпериод неклассического естествознания, исходным пунктом которого явилась разработка релятивистской и квантовой теории.
В качестве особенностей науки ХХ в. следует также отметить
коренной переворот во взаимоотношении теории и практики (проявляется прикладной аспект большинства наук);
возникновение проблемы «наука и мораль».
Активная разработка в XX веке различных видов оружия массового уничтожения наряду с возросшей опасностью диверсий и террористических атак на гражданские объекты энергетики и жизнеобеспечения остро поставила вопрос о социальной ответственности науки. Аналогично, значительное внимание уделяется моральным аспектам таких технологий как клонирование людей и генная инженерия.
Ведущими методологическими подходами в науке XX - XXI вв. можно считать:
рассмотрение мира как системы, с точки зрения взаимодействия части и целого;
современные представления о структурной и временной специфике живого.
XX век можно охарактеризовать как период бурного развития естественных наук с одновременным углублением специализации отдельных наук и даже их отраслей и появлением активно растущих междисциплинарных направлений. Перенаселенность планеты и предсказываемое в скором будущем исчерпание органических энергоёмких полезных ископаемых обусловило возросшую актуальность исследований в области возобновляемых источников энергии, энергосберегающих технологий, освоения космоса, агротехники, почвоведения, экологии и других отраслях.
Последние десятилетия XXвека считаютсяпериодом формирования новейшего, постнеклассического естествознания, в основе которого лежит парадигма самоорганизации.
В качестве наиболее общей теории самоорганизации сформировалась синергетика, которая привела к радикальному изменению естественнонаучной картины мира. Показано, что способность к самоорганизации является атрибутивным свойством материальных систем. Синергетика изучает общие принципы процессов самоорганизации, протекающих в системах самой различной природы. Этим выражаются основные черты постнеклассического естествознания.
Итак, во второй половине 20 века сформировалась самоорганизационная познавательная модель. Мир в ней предстает как нелинейный, неустойчивый, неравновесный процесс, связанный с возникновением точек бифуркации, когда появляется спектр возможных направлений для изменения систем. Эта модель нацеливает на видение спонтанного возникновения самоорганизации из хаоса.
Наряду с величайшими открытиями широкое распространение получает сеть институтов, академий, быстрое развитие получают прикладные науки, наука входит в тесный контакт с техникой.
Также одной из центральных проблем 20-21 вв. становится синтез знания, поиск путей единства наук и, напротив, дробление крупных разделов науки на более мелкие, образование новых самостоятельных дисциплин.
Научно-технический прогресс и научно-техническая революция
Исторические этапы научно-технического прогресса (НТП):
1) Первый исторический этап научно-технического прогресса (ХVI-ХVIIIвв.):
До развития мануфактурного производства наука и техника фактически были обособлены друг от друга. В XVIв. нужды торговли, мореплавания, крупных мануфактур обусловили установление союза научной и технической деятельности. Наука постепенно становится «служанкой производства».
2) Второй исторический этап научно-технического прогресса(с концаXVIIIв. до серединыXXв.):
Прогресс машинного производства, возникшего к концу XVIIIв. был возможен только на основе научного прогресса. Возникла необходимость в прикладных и производственных исследованиях, опытно-конструкторских разработках.
3) Третий этап исторический этап научно-технического прогрессасвязан с современной научно-технической революцией.
Ее отличительный признак: лидирующая роль науки по отношению к технике. Радиоэлектроника, атомная энергетика, производство ЭВМ, практическая космонавтика возникли только благодаря новым научным направлениям, новым теоретическим и прикладным разработкам. Современный НТП охватывает в принципе все стороны жизни общества.
Новые явления и процессы, имевшие место в развитии естествознания и техники в первой половине XXвека, подготовили уникальное в истории общества событие, получившее наименованиенаучно-технической революции(НТР). Последняя в значительной степени определила характер общественного прогресса на рубеже второго и третьего тысячелетий.
Естественнонаучные и технические революции, имевшие место в истории общества, никогда ранее не совпадали, не сливались в единый поток. Они происходили порознь.
Особенностью второй половины XXстолетия стали одновременные и взаимосвязанные между собой революции в естествознании и в технике. Единство этого революционного процесса адекватно отразилось в самом понятии «научно-техническая революция».
Этапы современной научно-технической революции (НТР):
1) Первый этап НТР (серединаXXвека – середина 70-х годов). Это своеобразный подготовительный период. Именно в этот период были сделаны важные естественнонаучные открытия, заложившие фундаментальные основы последующего грандиозного научно-технического переворота.
Естественнонаучную основу этого этапа обеспечили достижения в области атомной физики (процесс деления ядер урана, цепная ядерная реакция, создание атомной бомбы, атомные электростанции) и молекулярной биологии (химия белков, структура ДНК), а также появление кибернетики.
Основными техническими направлениями этого этапа НТР стали атомная энергетика, электронно-вычислительная техника (явившаяся технической базой кибернетики) и ракетно-космическая техника.
2) Второй этап НТР (со второй половины 70-х годов – продолжается до сих пор)
Наиболее важные характеристики этого этапа НТР:
новые технологии: лазерная технология, биотехнология и др. По мнению наиболее авторитетного научного органа США — Национального научного совета, «никогда еще в истории естествознания не существовало такого спектра научных и технологических возможностей, как, например, в области сверхпроводимости или биотехнологии».
Биологическая технология определила возникновение нового типа производства — биологизированного (предприятия микробиологической промышленности). Биологизация производства — это новый этап научно-технического прогресса, когда наука о живом превращается в непосредственную производительную силу общества, и ее достижения используются для создания промышленных технологий.
существенное расширение диапазона генной инженерии: от получения новых микроорганизмов с заранее заданными свойствами (путем направленного изменения их наследственного аппарата) и до клонирования высших животных.
невиданная ранее информатизация общества на основе персональных компьютеров (появившихся в конце 70-х годов) и Всемирной системы общедоступных электронных сетей, получившей наименование «Интернет».
В результате человек, во-первых, получил доступ к значительно большим, чем когда-либо, объемам информации; аво-вторых, появился новый способ общения – горизонтальный. Ранее общение и распространение информации было в основном вертикальным (автор выпускает книгу — читатели читают, по радио и телевидению что-то передают — люди слушают это или смотрят; обратная связь ранее почти отсутствовала, хотя потребность в ней всегда была исключительно высока). Интернет обеспечивает распространение информации для практически неограниченного круга потребителей, причем они без всякого труда могут коммуникатировать друг с другом.
принципиально новые информационные и коммуникационные технологии, физические основы которых заложили исследования в области физики полупроводниковых наногетероструктур. Достигнутые успехи в этих исследованиях имели огромное значение для развития оптоэлектроники и электроники высоких скоростей, были отмечены в 2000 году Нобелевской премией по физике, которую разделили российский ученый, академик Ж. И. Алферов, американские ученые Г. Кремер и Дж. Килби.
Таким образом, научно-техническая революция повлекла перестройку всего технического базиса, технологического способа производства. Вместе с тем она вызвала серьезные изменения в миропонимании, что выражается в принципиально новых, синергетических представлениях об объективной реальности. Синергетика как наиболее общая теория самоорганизации, стала важной характеристикой второго этапа НТР.
Панорама современного естествознания. Тенденции развития.
Некоторые черты естествознания XX – XXI вв.:
научно-техническая революция – это качественное преобразование производительных сил на основе превращения науки в ведущий фактор развития производства. Начало НТР – середина 40-х гг. (овладение атомной энергией, создание и широкое применение электронно-вычислительных машин, развитие практической космонавтики.
усиление воздействия науки на общество и природу(фактор прогресса и причина глобальных проблем).
на роль лидера научного познаниянаряду сфизикойпретендует ибиология, к которой относятся такие мощные направления, как эволюционное учение, генетика и экология, ставшая наукой о биосфере в целом. Биологическая картина мира соседствует с аналогичными построениями, основанными на системных исследованиях, кибернетике и теории информации.
тесное взаимодействие наук (дифференциация и интеграция знаний). В последние годы на первый план все больше выходит междисциплинарное направление исследований – синергетика. Это направление возникло в начале 70-х гг. благодаря переходу науки к познанию сложноорганизованных эволюционирующих систем и связано в первую очередь с именами И. Пригожина и Г. Хакена. Цель синергетики – познание общих принципов самоорганизации систем самой различной природы – от физических до социальных, обладающих свойствами открытости, нелинейности, неравновесности, способностью усиливать случайные флуктуации (колебания).
Крупнейшие достижения науки в XX—XXI веке