Тема 1 Естественная и гуманитарная культуры. Панорама современного естествознания

Лекция 1.

План:

1.Естественнонаучная и гуманитарная культуры.

2.Научный метод.

3.История естествознания.

4.Панорама современного естествознания, тенденции развития.

1.Естественнонаучная и гуманитарная культуры.

Исторически первые зачатки реалистического естественнонаучного и гуманитарного знания возникли в древности примерно в одно и то же время в недрах религиозных и мифологических картин мира.

Поиски реальной научной основы сначала выявились у знания естественнонаучного, что было связано с потребностью физики, механики, астрономии, математики, градостроительства и некоторых других направлений естественной науки. Вместе с тем и здесь долгие столетия реалистическое, строго науч­ное знание было неразрывно сплетено со знанием нереалистическим, произволом фантазии, что особенно четко проявилось в многообразных натурфилософских концепциях. В свою очередь в сфере гуманитарного знания элементы научного подхода в этот исторический период были безусловно подавлены разнообразными утопическими проектами.

Естествознание постепенно стало первой формой строгого и развернутого научного знания. Произошло это в Западной Европе в XVII—XVIII вв., когда исследователи стали выстраивать результаты исследований на основе четких правил, последовательно разграничивая научные и ненаучные методы подхода к реальности. С большим запаздыванием, лишь в первой половине XIX в., на научную почву начало становиться и гуманитарное знание, во многом перенимая первое на этапе становления методологию и комплекс методов у более развитого естествознания. Позже всех (примерно в последней трети XIX в.) на строгие научные рельсы стали и технические науки, занимающие промежуточное место между естественнонаучным и гуманитарным знанием.

Сегодня наблюдается достаточно прояв­ленное встречное движение, взаимное сближение естествен­нонаучного, технического и гуманитарного знания. Основой этого принципиального сближения, интеграции основных ветвей научного знания выступает процесс гуманизации науки. Лидерами такой интеграции именно гуманитарные науки.

В результате такого сближения наука все более лишается налета абстрактности, удаленности от непосредственных человеческих целей и ценностей, и все более непосредственно ставит социально ориентированные задачи, связанные с решением проблем роста уровня и качества жизни населения, улучшением среды обитания человеческих сообществ, выяснением физических и духовных возможностей человека. Для продуктивного решения таких социально значимых задач уже сейчас в развитых странах мира создаются комплексные научные группы, объединяющие ученых самых разных специальностей, где все большую роль играют экологи, социологи, психологи, культурологи, юристы и т.п.

2.Научный метод

Наука и ненаука

Чем отличается «наука» от «ненауки», «научная теория» от «идеологии», от «взглядов», от «художественного вы­мысла», от «религии».

Помимо чисто академического интереса, который проявляет к этому вопросу философия, достаточно часто он переводится в чисто практическую плоскость, и это происходит всегда, когда от ответа на него зависят определенные общественные отношения. Знакомым историческим примером является судьба Джордано Бруно. Его предположение о существовании множества населенных миров, к которому и сейчас существует разное отношение, не без оснований показалось католической церкви того времени, опасным для существующего порядка вещей, в котором эта организация занимала главенствующую роль. Мысли Бруно были объявлены преступными, а сам он казнен. Более близким историческим примером является борьба с кибернетикой и генетикой в Советском Союзе. Эти науки были объявлены властями «ненаучными». Посягательство на создание - пусть даже в очень отдаленной перспективе - искусственного интеллекта или объявление независимости - хотя бы неполной - наследуемых свойств от окружающей среды в то время представляло угрозу существующему порядку вещей.

Сегодня, как и во все прошедшие времена, борьба с носителями радикальных идей не прекращается в рамках самой научной среды. И аргумент «ненаучности» зачастую является решающим. И это также связано с тем, что появление и общее признание новых научных идей могут разрушить существующий порядок вещей, в котором имеются общепризнанные авторитеты. Дело осложняется тем, что невозможно заниматься наукой вне общества и общественных отношений. С другой стороны, определенный консерватизм, конечно, необходим. Он является тем фильтром, который необходимо преодолеть новой теории, новой концепции для доказательства своей жизнеспособности. Поспешное принятие любой новой теории стало бы другой крайностью, и для просто недостаточно образованных и при этом недостаточно самокритичных людей был бы открыт путь для внедрения в науку ложных идей. Поэтому проблема «научности», или, как ее называют, проблема демаркации (разграничения), играет важную роль.

Методы научного познания

Метод — это совокупность способов, с помощью которых достигается цель. В истории естествознания проблема методов научного познания возникает уже в древности, но особенно остро ставится в в 15-16 веках, в период поиска оптимального метода научного познания.

Методы научного познания включают общие приемы методы познания, основными из которых являются анализ и синтез, индукция, дедукция, моделирование, классификация и систематизация и другие, эмпирические (наблюдение и описание, эксперимент и измерение ) и теоретические (формализация, аксиоматизация, гипотетико-дедуктивный метод).

Общечеловеческие приемы мышления.

Анализ и синтез представляют важнейший познавательный метод. Разделение (анализ), мысленное или реальное, сложного объектов на части позволяет сузить область неизвестного. Решение сложно проблемы предстает в виде поиска решений ряда простых задач. Решая их по отдельности, можно решить и первоначальную задачу. И знание частей никогда не позволяет познать целое. Поэтому синтез это не только реконструкция полученных в результате анализа данных, но и творческая работа по созданию целого. Для синтеза необходимы различного рода теоретические, философские и общекультурные допущения, которые встраиваются в научную теорию.

Индукции и дедукция. Индукция - метод познания, исходящий из анализа отдельных фак­тов и синтезирующий на их основе общее правило или закон при­роды. Дедукция исходит из рационально обоснованной теоретической или философской идеи, предшествую­щей опыту. Метод дедукции позволяет находить новые объекты по­знания, формулировать идеи, оказывающие влияние на эксперимен­тальный уровень познания.

Моделирование - метод познания, основанный на изучении свойств модели реальных объектов. При мысленном моделировании в роли модели выступают мысленные представления физических про­цессов, например демон Максвелла, сортирующий молекулы по энер­гиям. Физическое моделирование широко распространено в инже­нерно-конструкторской деятельности. Так, изучение аэродинамиче­ских свойств производится на моделях самолетов. Компьютерное мо­делирование позволяет сократить время при анализе производственного процесса, для которого создана математическая модель.

Классификация и систематизация - установление закономерностей между различными элемента­ми, создание системы из элементарных составляющих. Вне системы знание отрывочно и неполно, его нельзя сопоставлять с другими ут­верждениями, устранить ошибки и находить более простые решения. В использовании системы как принципиального подхода для описа­ния природы заключено отличие научного мировоззрения от всех других.

Эмпирические методы.

Наблюдение - целенаправленное наблюдение за природным процессом или экспериментом. Проводя наблюдения исследователь накаплива­ет информацию о природе.

Описание - этап, завершающий наблюде­ние. Без описания нет и наблюдения. Фиксация наблюдений необхо­дима для дальнейшей обработки результатов.

В современности наблюдение часто проводится с помощью приборов а ученый наблюдает показания самих приборов.

Эксперимент — способ исследования каких-либо явлений или процессов путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования.

Измерение — это материальный процесс сравнения какой-либо величины с эталоном, единицей измерения, с помощью соответствующих измерительных приборов. Число, выражающее отношение измеряемой величины к эталону, называется числовым значением этой величины. Измерение - это уста­новление количественных значений всех изучаемых свойств объекта. Количественные значения пришли на смену качественным характе­ристикам благодаря деятельности Галилео Галилея в XVII в.

Теоретические методы

Формализация - использование строго определенных понятий и терминов. Благодаря формализации ученые избегают путаницы. Формализация достигает высшего развития в логике и математике. В остальных науках формализация осуществляется с согласия, который вырабатывается учеными на встречах и конференциях относительно содержания определений, терминов, обозначений и др.

Важный вклад в формализацию науки внесли Аристотель, сред­невековые богословы, Ф. Бэкон (идол площади) и другие ученые.

Аксиоматизация - определение фундаментальных положений, принимаемых без доказательств. В математике первым использовал аксиоматический метод Евклид. Благодаря аксиоматизации стано­вится возможным создание систематизированного знания.

Выбор набора первоначальных положений накладывает отпеча­ток на построенную на их основе теорию. Если аксиомы противоречат друг другу, то можно получить взаимно исключающие теоретиче­ские предположения.

Построенная на основе набора аксиом теория должна иметь исключений и одновременно описывать, все объекты на основе еди­ных правил.

Гипотетико-дедуктивный метод - один из основных методов построения научных теорий. Основания научной теории принимают­ся как возможные гипотезы. На их основе строятся логически оправданные выводы (дедукция). Экспериментальная проверка получен­ных выводов позволяет убедиться в правильности исходных. посылок или в их ложности. В зависимости от результатов проверки основания выдвинутой гипотезы уточняются либо пересматриваются.

Эмпирический (экспериментальный) и теоретический уровни познания.

Использование научного метода позволяет получать, научное знание. Это знание разделено на два уровня - эмпирический (экспе­риментальный) и теоретический.

Экспериментальный уровень познания соответствует данным, полученным в результате наблюдения или эксперимента. Теоретический уровень - результат теоретического осмысления данных эксперимента и правил познания. Ученый не свободен в построении теорий. С одной стороны, он должен учитывать данные экспериментов, с другой - на него оказывают воздействие социально-культурные факторы, такие, как например как социальная среда, религиозное воззрения, философские теории.

Экспериментальный уровень требует интерпретации для связи с теоретическим уровнем. Собственно, из данных эксперимента теории создать нельзя. Дело в том, что ученому необходимо объяснить с их помощью фундаментальные положения, выбранные им для основы теоретических построений.

Теоретический и эмпирический уровни связаны друг с другом, эксперимент не существует вне теоретических положений. Теории не возникают на пустом месте. Для создания теории необходимы данные, получаемые на экспериментальном уровне.

Взаимосвязь экспериментального и теоретического уровня не однозначна. Из данных эксперимента можно создать несколько теорий. А из одной теории могут вытекать различные выводы, противоречащие друг другу – парадоксы.

Важное место во взаимосвязи эмпирического и теоретический уровни познания занимает интерпретация.

Интерпретация – придание, в том числе и философское смысла опыту и теории. В научных теориях всегда используются интерпретация экспериментальных фактов. Один и тот же наблюдаемый факт может быть истолкован или интерпретирован различ­ии способами, в зависимости от приверженности ученого той или эй научной теории. В ситуации создания новой теории создается и новая интерпретация фактов.

И в заключении этого раздела, рассмотрим математику, занимающую особую роль в естествознании и являющуюся его основой. Это обусловлено тем, что развитие современного естествознания неразрывно связано с ис­пользованием математики. Результатом научного познания окру­жающего мира становится открытие закономерностей, выраженное на языке математики. Использование математики позволяет рассчи­тывать последствия физических, химических, биологических, геоло­гических и других природных процессов. Математика позволяет реа­лизовать мечту каждого человека - рассчитать, т.е. предсказать, бу­дущее, и в этом проявляется величие и мощь как естествознания, так и фундамента естествознания - математики. Отсюда становится по­нятным включение математики в комплекс естественно-научных дисциплин. Долгое время математике отказывали в праве быть есте­ственно-научной дисциплиной. С точки зрения как философов, так и ученых математика абстрактная дисциплина. Уже в конце XIX в. стало ясно -математика не просто фундамент, она сама является актуальной дис­циплиной ровно настолько, насколько соответствует окружающей нас реальности. Достижения математиков часто шли впереди откры­тий физиков. Тем удивительнее тот факт, что открытия в «чистой» (как первоначально казалось, лишенной связи с реальным миром) дисциплине становились основой для развития последующих физи­ческих идей.

Формы научного знания

К формам научного знания обычно относят проблемы, ги­потезы, теории, а также идеи, принципы, категории и законы — важнейшие элементы теоретических систем.

К формам знания могут быть отнесены и факты.

Проблема определяется как «знание о незнании», как осоз­нанный учеными вопрос, для ответа на который имеющихся знаний недостаточно. Уметь правильно выбрать и поставить научную проблему очень важно.

При осмыслении фактов и попытках решения проблем рождается догадка, которая после логической обработки, формулирования и оценки либо отвергается как не имеющая необходимых и достаточных оснований, либо приобретает форму научной гипотезы.

Научная гипотеза - такое предположительное знание, истинность или ложность которого еще не доказана, но которое выдвигается не произвольно, а при соблюдении ряда правил — требований.

1. Отсутствие противоречий основных положений предлагаемой гипотезы не должна противоречить известным и проверенным фактам.

2. Соответствие новой гипотезы надежно установленным теориям (так, после открытия закона сохранения и превращения энергии все новые предложения о создании «вечного двигателя» просто не рассматриваются).

3. Доступность выдвигаемой гипотезы практической, экспериментальной проверке (хотя бы в принципе).

4. Максимальная простота гипотезы.

Главное отличие теории от гипотезы — достоверность, доказанность.

Главные элементы теории — ее принципы и законы.

Принципы — наиболее общие и важные фундаментальные положения теории. Как обобщающий результат предыдущего познания в данной теории принципы всесторонне раскрываются и обосновываются.

Законы науки отражают в форме теоретических утверждений объективные законы (т.е. общие и необходимые связи изучаемых явлений, объектов, процессов).

Категории науки — наиболее общие и важные понятия теории, характеризующие существенные свойства объекта теории, ее предмета. Принципы и законы выражаются через соотношение двух и более категорий.

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. Но и тео­рии подвержены количественным и качественным изменени­ям. Вслед за изменением фактического, эмпирического базиса теории, накоплением новых фактов ее законы уточняются или дополняются новыми. В конце концов, изменения затра­гивают и фундаментальные принципы теории.