Цели естествознания:

• выявление сущности явлений природы, их законов и на этой основе предвидение или создание новых явлений;

• умение использовать на практике познанные законы, силы и вещества природы.

В целом можно сказать, что цели естествознания совпадают с целями самой человеческой деятельности.

К естественным наукам относятся:

• Науки о космосе, его строении и эволюции (астрономия, космология, астрофизика, космохимия и т.д.);

• Физические науки (физика) – науки о наиболее глубоких законах природных объектов и в то же время – о наиболее простых формах их изменений;

• Химические науки (химия) – науки о веществах и их превращениях

• Биологические науки (биология) - науки о жизни;

• Науки о Земле – геология (наука о строении земной коры), география (наука о размерах и формах участков земной поверхности) и др.

Вопросы для самопроверки и повторения:

1. Назовите виды научного знания.

2. Какие критерии научного знания вас известны?

3. Каковы характерные черты науки?

4. Каковы отличия научного познания от ненаучного?

5. Назовите этапы развития науки и их основные черты?

6. Что изучает естествознание?

7. Какие этапы выделяют в развитии естествознания?

8. В чем заключается разница между фундаментальными и прикладными науками?

9. Что понимают под научной картиной мира?

2. Естественнонаучный метод познания и его составляющие: наблюдение, измерение, эксперимент, гипотеза, модель, теория.

     Хотя научная деятельность специфична, в ней применяются приемы рассуждений, используемые людьми в других сферах деятельности, в обыденной жизни. Для любого вида человеческой деятельности характерны приемы рассуждений, которые применяются и в науке, а именно: индукция и дедукция, анализ и синтез, абстрагирование и обобщение, идеализация, аналогия, описание, объяснение, предсказание, гипотеза, подтверждение, опровержение и пр.

При изучении естественных наук применяются теоретические (анализ, синтез, сравнение, классификация, систематизация, обобщение, моделирование, индукция, дедукция) и эмпирические методы познания (наблюдение, эксперимент). В реальном научном познании эти методы используются всегда в единстве.

Эмпирические методы познания. Слово «эмпирия» в переводе с древнегреческого означает опыт. В свою очередь научные опыты делятся на научные наблюдения и научные эксперименты.

Наблюдение – целенаправленное, организованное восприятие предметов и явлений. Это опыт, проводимый без вмешательства исследователя в естественное протекание изучаемого процесса. Они проводятся для сбора фактов, укрепляющих или опровергающих ту или иную гипотезу, которая является основой для определенных теоретических обобщений. Используются специальные приборы, инструменты.

Примерами естественнонаучных наблюдений являются: наблюдения за звездным небом, за изменениями погоды, климата, за поведением животных в естественных местах обитания, за солнечной и земной активностью. Типичный исторический пример – пятилетнее наблюдение выдающегося натуралиста Ч.Дарвина за животными и растительными видами во время кругосветного путешествия 1831-1836 гг.

В отличие от наблюдения, в рамках эксперимента изучаемое явление ставится в особые условия. Как писал Ф.Бэкон, "природа вещей лучше обнаруживает себя в состоянии искусственной стесненности, чем в естественной свободе".

Эксперимент – способ исследования, который отличается от наблюдения активным характером. Эксперимент позволяет изолировать исследуемый объект от влияния побочных, несущественных явлений, позволяет изучать объект в чистом виде. В ходе эксперимента можно многократно повторять ход процесса в строго фиксированных, контролируемых условиях. И можно планомерно изменять протекание процесса, состояние. Эксперимент – это опыт, проводимый с вмешательством исследователя в естественное протекание изучаемого процесса. Примерами естественнонаучных экспериментов являются опыты селекционеров животных и растений.

Теоретические методы познания. Слово «теория» в переводе с древнегреческого означает «исследование, рассуждение». Теоретические методы науки в отличие от эмпирических, при получении научных результатов используют мыслительные процедуры.

Индукция – метод умозаключения, при котором знание переносится с частого случая (объекта, процесса) на общий. Например, выстраивание Д. И. Менделеевым всех химических элементов в периодическую систему исходя из знания характеристик и свойств отельных элементов.

Дедукция (в переводе с греч. - выведение) – метод умозаключения, обратный по отношению к индукции. В нем на основе знаний о всей группе объектов (явлений) непосредственно устанавливаю знание применительно к частному случаю (объекту, явлению), т.е. непосредственно переносят знание с общего на частное. Например, предсказание Д. Менделеевым основных характеристик и свойств 10 неизвестных (на момент открытия периодического закона) химических элементов в дополнение к 62 известным.

Аналогия (в переводе - сходство) - прием познания, при котором на основании сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других свойствах. Т.е. знание с одного объекта непосредственно переносится на другой объект (явления), сходный с первым. Например, открытие в 1954 году в Якутии залежей алмазов в результате использования сходства геологических свойств геологических условий этой местности с аналогичными условиями в местах известных месторождений алмазов в Южной Африке.

Следующая группа научных методов предполагает отсроченный перенос знаний с одних объектов на другие и только после проведения дополнительных исследований (обычно экспериментов) и получения ответов на поставленные вопросы.

Анализ (в переводе с греч. – разложение, разъединение) – метод научного исследования, состоящий в разложении (действительном или мыслительном) общего процесса (объекта, явления) на составные части с последующим исследованием каждой из них по отдельности. Например, в химии – анализ сложных химических веществ посредством разложения их на более простые (полимер на мономеры) с применением к каждому частному исследованию общих химических законов.

Синтез (соединение) - научное исследование воссоединяет знания частных явлений (объектов) в единое целое, которое происходит не автоматически, а после проведения опытных или умозрительных дополнительных исследований. Например, формулирование Г. Менделем законов генетики после проведения опытов над растительными гибридами.

Моделирование (в переводе с лат. - образец) - это замена изучения интересующего нас явления в натуре аналогичным явлением на модели меньшего или большего масштаба, обычно в специальных лабораторных условиях. Это метод научного исследования объектов и процессов, основной частью которого является исследование научных моделей.

Модель – заменитель реального объекта (процесса), называемого оригиналом, имеющий с ним определенное сходство в интересующих исследователя свойствах и различие.

Идеальные (мыслительные) модели возникают в голове исследователя и подвергаются мысленному исследованию (комбинациям, воздействиям и т.д.), что позволяет ученому получать новые теоретические результаты. Например, знаки химических связей – черточки, точки (общая химия); двуспиральная модель ДНК (молекулярная биология).

Материальные модели являются объективными (существуют вне мозга человека), доступными любому исследователю для проведения практических опытов. Эти модели разнообразны. Обычно – это копии уменьшенного масштаба, где проводятся исследования. Например, в биологии – опытные делянки для выведения новых сортов культурных растений.

Характер используемых в конкретной науке методов определяется в первую очередь спецификой ее предмета.

     Важно подчеркнуть, что эмпирическое исследование не может начаться без определенной теоретической установки. Хотя говорят, что факты - воздух ученого, тем не менее, постижение реальности невозможно без теоретических построений.

Ход научного познания существенно зависит от развития используемых наукой средств. Использование подзорной трубы Галилеем, а потом - создание телескопов, радиотелескопов во многом определило развитие астрономии. Применение микроскопов, особенно электронных, сыграло огромную роль в развитии биологии. Без таких средств познания, как синхрофазотроны, невозможно развитие современной физики элементарных частиц. Применение компьютера революционизирует развитие науки.