Естествознание как система наук о природе.
Краткий курс лекций по предмету
«Основы современного естествознания»
Предмет и содержание современного естествознания
Естествознание – наука о природе; совокупность естественных наук, взятая как целое. Земля, на которой мы живем. Вселенная, простирающаяся вокруг нас, живая и неживая материя, которую мы познаем в своих ощущениях, и, наконец, сам человек – вот то, что изучает естествознание.
Другими словами, предметом естествознания являются различные виды материи и формы их движения, проявляющиеся в природе, их связи и закономерности. Современное естествознание образуется из таких областей научного знания, как:
· Физика, взятая как совокупность дисциплин;
· Химия органических и неорганических соединений;
· География, геология, минералогия, метеорология;
· Астрономия, астрофизика, астрохимия;
· Биология – от систематики до молекулярной биологии
· Науки о человеке
В обобщенном виде можно сказать, что естествознание состоит из таких последовательно вложенных друг в друга основных частей как физика, химия, биология и психология.
· Все эти науки в отдельности и все естествознание в целом основывается на логически обоснованной и общеупотребительной математике.
Математика во всем многообразии дисциплин является универсальным инструментом для научного познания. Необходимая для всего точного естествознания математика начинается с простейшего счета (арифметики) и со всевозможных простейших измерений (простейшей геометрии Евклида).
По мере своего развития естествознание использует все более совершенную математику, вплоть до высшей.
Естествознание изучает мир, как он есть, в его естественном состоянии, взятом как единое целое. Естествознание изучает нашу планету, ближний и дальний Космос, твердое вещество, жидкости и газы, живое вещество и человека, как продукт природы.
Естествознание – неотъемлемая и важнейшая часть духовной культуры человечества. Необходимо знать современные фундаментальные научные положения, наиболее общие мировоззренческие и методологические представления о естествознании, так как отдельные отрасли знания – естественные, технические, социальные, гуманитарные в отрыве одна от другой не могут дать целостную картину природы, общества и человека.
В наше время происходит всемирная гуманитарно-экологическая революция, сменяющая научно-техническую, или проще технический взрыв, базировавшийся на накопленном знании в XIX–XX вв. В 1687 г, когда в свет вышла основная работа И. Ньютона «Математические начала натуральной философии» физический мир представлялся ученым цельным и взаимосвязанным. Казалось, что его можно описать с помощью небольшого числа компактных формул.
Так Ньютон в своей работе описывает три закона движения – закон инерции, закон пропорциональности силы и ускорения, закон равенства действия и противодействия, из которых выводиться большое число следствий, образующих фундамент классической механики и классической физики. В этом же произведении, из взаимного тяготения тел, пропорционального их массам и обратно пропорционального квадрату расстояния между ними, Ньютон вывел установленные И.
Кеплером законы движения планет. Вряд ли Ньютон либо кто-нибудь другой мог предполагать, как разовьется в будущем фундаментальная наука.
Еще сравнительно недавно физика казалась химикам и биологам закрытой сектой, члены которой смотрят на непосвященных свысока и общаются между собой на непонятном языке. Это было время бурного развития теории элементарных частиц, первых экспериментов на больших ускорителях (синхрофазотронах), уверенности в скором решении проблемы получения термоядерной энергии, популярных изложений теории относительности и квантовой механики.
Позже появились научно-популярные статьи, и широкая публика смогла получить хоть какое-то представление обо всем этом. Наступила пора узкой специализации, когда даже специалисты, работающие в смежных областях физики или другой науки, перестали понимать друг друга. Чтобы оценить сделанное соседом по смежной теме, требовались специальные знания.
Экономика и естествознание как наука - как можно
Ушли в прошлое времена, когда универсалы могли заниматься то электричеством, то теплотой, то разрабатывать математические методы.
И вот, через 300 лет после Ньютона из-за обилия новейших специальных знаний возникла острая потребность в универсальности.
Наука стала тоньше, точнее, изощреннее. Стало совершеннее техническое оборудование, появились искусные косвенные методы наблюдений и регистрации в эксперименте, разработан изящный и разветвленный математический аппарат.
Но при всей филигранности современные исследования становятся уже, чем прежде. Объект нынешней науки расчленен и разложен на составляющие, раздроблен и отчасти рассеян (например, паразитология – микробиология – вирусология; молекулярная химия – атомная химия – химия элементарных частиц). Конечно, само такое дробление – неминуемый этап познания: сначала изучается часть, потом судят о целом. Но первый этап (специализация) налицо, а второй лишь мерцает на горизонте.
Тенденция, обратная специализации, существовала всегда.
Сейчас она возобладала, появились смежные дисциплины, такие как кибернетика, биофизика, биохимия, радиобиология, геохимия, геофизика и др. В объединении усилий специалистов разных отраслей знаний очень часто кроется путь к решению проблем, которые раньше не могли быть решены методами одной науки. Ярким примером может служить расшифровка генетического кода: при его раскрытии использовали и сугубо биологические (генетические) достижения, и методы экспериментальной физики (рентгено-структурный анализ), методы биохимии и математические расчеты.
Современная наука переживает фазу синтеза и наведения мостов между еще недавно весьма далекими друг от друга областями. Учитывая тенденции к объединению идей самых различных отраслей знаний, отмечая аналогии в окружающем нас мире, исходя из способности систем самой различной природы к самоорганизации можно, в общем, рассматривать Вселенную, нашу планету, неживую и живую материю, человека и его воздействие на природу.
Это даст возможность прогнозировать будущее планеты и человечества, корректировать его техногенную деятельность.
Последнее десятилетие в естествознании характеризуется интенсивным развитием таких наук, как социобиология, этология, экологическая этика, биополитика.
Социобиология (от социо- и биология) — междисциплинарная наука (научное направление), сформировавшаяся в середине 70-х годов на стыке нескольких научных дисциплин – эволюционной биологии, этологии и социологии.
Изучает генетические основы социального поведения животных и человека. Другими словами, социобиология пытается объяснять поведение живых существ набором определенных преимуществ, выработавшихся в ходе эволюции.
Эта наука часто рассматривается как ответвление биологии и социологии. В то же время исследовательское поле социобиологии пересекается с изучением эволюционных теорий, зоологией, генетикой, археологией и другими дисциплинами.
Социобиология оказалась одной из самых неоднозначных и противоречивых научных дисциплин второй половины 20 века. Всё началось в 1975 с публикации книги энтомолога Эдварда Уилсона Sociobiology: The New Synthesis.
Книга была первой попыткой объяснить такие типы социального поведения животных (в основном, муравьев, так как это была специализации Уилсона) как альтруизм, агрессия и т. п. при помощи эволюционных механизмов. В этой книге лишь последняя глава касалась поведения людей. Позднее Уилсон напишет книгу On Human Nature (социобиология о поведении людей).
Эта книга принесёт автору Пулитцеровскую премию.
Загрузка.
Этология — полевая дисциплина зоологии, изучающая поведение животных (изначально - людей). Тесно связана с зоологией, эволюционной теорией, физиологией, генетикой, сравнительной психологией, зоопсихологией. Основоположник этологии, лауреат Нобелевской премии Конрад Лоренц, называл этологию «морфологией поведения животного».
Термин «этология» взят из греческого языка, слово этос— в греческом языке означает нравы, характер, привычка, обычай .
Этологию можно противопоставить сравнительной психологии . которая также изучает поведение животных, но объясняет его с точки зрения психологии.
Сравнительная психология рассматривает изучение поведения в сравнении с психологией человека, этология же рассматривает поведение животных в контексте того, что мы знаем о анатомии и физиологии животного. Кроме того, ранние работы по сравнительной психологии в основном были устремлены на изучение обучения и соответственно тяготели к исследованию поведения в искусственных ситуациях, а ранняя этология изучала поведение в естественных условиях, уделяя внимание описанию инстинктивного поведения.
Экологическая этика — это междисциплинарная комплексная область исследования, сформировавшаяся на стыке экологии и классической этики.
Экологическую этику еще иногда называют природоохранной, зеленой, энвайроментальной. Предметом экологической этики является обоснование и разработка этических принципов и правил, регулирующих моральные отношения человека к природе и отдельным ее представителям. Методами экологической этики являются: диалектический метод, системный метод, эволюционный метод, экстраполяция, наблюдение, [эксперимент] и другие общенаучные и частнонаучные теоретические и эмпирические методы, в зависимости от конкретных ситуаций.
Экологическая этика мотивирует природоохранные действия в двух направлениях:
- люди действуют или избегают действий из соображений и ради блага самой природы, охраняют природу ради нее самой;
- эти действия совершаются из морального принципа, без каких-либо корыстных интересов человека, а то и ему во вред.
Биополитика – отрасль науки, представляет своего рода "кентавра" с биологическим туловищем и политической головой. На базе биологических данных и концепций и, в особенности, исследований биосоциальных систем на разных уровнях эволюции она стремится подойти к анализу проблем политики.
Это направление исторически родилось в недрах американской политологии – науки об управлении государством в самом широком смысле, т.е. науки о политической системе общества. Политологи были озабочены недостаточностью теоретической базы своей науки и, в частности, явно недостаточным вниманием к природе человека как единственного действующего лица на политической арене.
Биополитика — одно из основных научно-философских направлений социобиологии, целью которого является раскрытие и изучение биологических законов, лежащих в основе поведения людей.
В настоящей работе под этим термином понимаются политические коллизии и конфликты, связанные с социальным контролем психологических функций человека. То, что XXI век станет «веком биологии» уже никто не сомневается. Достаточно напомнить появившиеся новые термины: «биологизация социальных и гуманитарных наук», «геном человека» (недавно расшифрован учеными ), «биоинформатика», «биокультурология», «биотехнология», «биоэтика», а также «биотерроризм».
Одним словом, биология за последние годы вносит существенный вклад в разработку сложных концепций культурного и экономического развития человечества. Новые ее достижения, например, генные технологии (клонирование организмов, стволовые клетки), помогают избавиться от многих неизлечимых ранее болезней у человека.
Достижения генной инженерии дают возможность решить глобальную для человечества проблему — нехватка продуктов питания. При этом возникают проблемы биоэтики и биополитологии.
Для чего же нужно изучать современное естествознание? Во-первых, культурный, образованный человек должен знать, что такое теория относительности, генетика, социобиология, экология, и другие науки, общие принципы построения и эволюции Вселенной, Земли и всего живого. Во-вторых, это важно потому, что многое в нашей жизни строится в соответствии с научной методологией.
Хотя человечеству далеко до совершенной научной организации труда, тем не менее, научные принципы лежат в основе многих видов деятельности, и их нужно уметь использовать. В-третьих, знания, необходимые любому специалисту, так или иначе, связаны и в какой-то степени основаны на научных данных. И, наконец, целью естествознания является подготовка специалистов, или, по крайней мере, людей, которые могли бы отличить шарлатанов от специалистов.
ЗАДАНИЯ (1): 1.
Дайте определение науке «Естествознание». 2. Что является предметом естествознания? 3. Какова роль общеупотребительной математики в естествознании и науке в целом. 4. Что означает «узкая специализация» и «универсальность» в науке? 5. Охарактеризуйте подробнее одну из современных наук, возникших на рубеже 21 века.
Определение науки и естествознания как отрасли науки
Прежде чем говорить о естествознании как о науке, рассмотрим этимологию русского слова «наука».
«На» - приставка. «Ука» - на славянском языке обозначает «учение». Таким образом, «наука» буквально означает «научение». В большинстве же европейских языков синоним нашего слова наука обозначается латинским словом «scientia», что в переводе означает «знание». Видно, что дать однозначное научное толкование этого понятия и понятия самой науки — задача многотрудная, если не сказать вечная.
В широком смысле слова наука есть:
- во-первых, форма общественного сознания,
- во-вторых, сфера человеческой деятельности,
- в-третьих, система социальных институтов (здесь институты понимаются как элементы социальной структуры общества, но не как учебные заведения).
В данном учебном курсе нас должен более всего интересовать первый аспект определения науки, т. е. ее интеллектуальная форма, которая непосредственно связана и с определением естествознания.
Именно естествознание — это система представлений и понятий о явлениях, естественно существующих в реальном мире. Казалось бы, привычное для нас слово понятно и просто, но оно необыкновенно глубоко по смыслу, философично. Буквально по-гречески – это учение о бытии.
Из старославянского языка «естьство» - сущность, бытие. Тоже получается «знание о бытии». Хотя некоторые словари определяют «естествознание» как естественную историю.
Теперь о сути самой науки как отрасли культуры. Ее основная функция — выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности; ее результат — сумма знаний, лежащих в основе научной картины мира (синтез научных теорий). Наука также есть обозначение отдельных отраслей научного знания. Непосредственные цели науки — описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения, на основе открываемых ею законов.
Система наук в современную эпоху (начало XXI века) условно делится на:
v естественные (есте́ственные нау́ки — разделы науки, отвечающие за изучение внешних по отношению к человеку, природных явлений (физика, химия, биология, география, геология, астрономия),
v общественные (социальные) (общественные науки, социальные науки — это группа академических дисциплин, которые изучают аспекты бытия человека в аспекте его общественной деятельности) (археология, психология, педагогическая наука, история и др.),
v гуманитарные (гуманитарные науки – дисциплины, изучающие человека в сфере его духовной, умственной, нравственной, культурной и общественной деятельности) (психология, философия, этика, журналистика, культурология и др.),
v технические науки (технические науки — комплекс наук, исследующих явления, важные для развития техники, либо её саму (архитектура, информатика, космонавтика, машиностроение и др.).
Зародившись в древнем мире, в античные времена, в основном в Западной Европе, в странах Средиземноморья, наука, как отрасль культуры и духовности, начала складываться с 16-17 веков (с наступлением Нового времени). В ходе исторического развития наука превратилась в важнейший социальный институт, оказывающий значительное, иногда решающее, влияние на все сферы жизни общества и культуры в целом.
Ход исторического развития науки позволяет констатировать, что объем научного знания и научной деятельности удваивается с 17 до середины 20 века каждые 10-15 лет, а последние 50 лет за каждые 7-8 лет (рост открытий, научной информации, числа научных работников и т.
д.). Неоднократно изменялась структура, принципы познания, категории и методы, а также форма организации науки, формировалась ее философия.
Неоднократно изменилось и определение самой науки. Наука, в западном ее варианте, стала формироваться в 16-17 веках, прежде всего, усилиями англичанина Френсиса Бэкона и француза Рене Декарта. Они, развивая логическую и методологическую линии величайшего античного эллина Аристотеля и средневекового мыслителя Роджера Бэкона, ввели в науку основополагающие для того времени методы (буквально с греческого methodos — путь к чему-либо) индукции и дедукции.
Эти методы были обоснованы как основной инструмент познания, а наука — как средство покорения природы. Эксперимент был ими указан как главный прием научного исследования или испытания природы.
Стиль мышления в науке, со времен Бэкона и Декарта, Браге и Кеплера, Коперника и Бруно, Галилея и Ньютона, характеризуется:
1) опорой на эксперимент (наблюдение, в астрономии),
2) господством аналитического (математического) подхода, направляющего мышление на поиск простейших первоэлементов реальности.
С другой стороны, наука соединяет в себе чувственность с рациональностью. Это позволяет дать более полное и точное, но не окончательное, определение науки: наука — это особый рациональный способ познания мира, основанный на эмпирической проверке или/и математическом доказательстве.
Итак, естествознание – учение о бытии. Философское понятие бытия включает в себя природу, общество и человека.
Человек с позиций объективного бытия интересен как мыслящее существо, обладающее сознанием.
Сознание изучается психологией, а формы правильного мышления — логикой, созданной в Древней Греции Аристотелем. Совокупность научных знаний о природе формируется естествознанием, естественными науками. Фундаментальные сферы естественных наук — материя, жизнь, человек, Земля и планеты, Солнечной системы, галактики, Вселенная.
Математика занимает особое место среди наук, впрямую не относится к естественным наукам, но является главным инструментом мышления ученых-естественников.
Таким образом, исходя из приведенной классификации наук и их сути, можно утверждать, что естествознание — это совокупность наук, создающих теории, гипотезы, которые затем подвергаются эмпирической проверке, т.о. создаются эмпирические обобщения, описывающих природные явления, которые воспринимаются нашими органами чувств и описываются разумом (рационально).
Это позволяет ввести основной принцип естествознания: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку. Опыт — критерий истины в естествознании, науке о природе в широком смысле слова.
Естествознание общезначимо, т. е. дает истину пригодную и принимаемую всеми людьми. Поэтому оно всегда рассматривалось в качестве эталона объективности. От технических наук естествознание отличается направленностью на познание, а не на преобразование мира, а от математики тем, что исследует природные, естественно существующие, а не мыслимые, знаковые системы.
Естествознание как интегральная наука о природе.;
Изучаемый нами курс называется «Концепции современного естествознания».
Слово «концепция» в переводе с латинского означает понимание . система. Это - определенный способ понимания или истолкования каких-либо явлений, процессов, основная точка зрения. Концепция - это кратко выраженный основной смысл той или иной теории, ее суть. Когда теория еще не выработана, а имеется только главная идея для объяснения некоторого класса событий, то такую идею тоже называют концепцией. Во втором случае концепция означает ведущий замысел или конструктивный принцип научной деятельности.
В общем смысле под термином « КОНЦЕПЦИЯ » понимается система взглядов, то или иное понимание явлений, процессов или единый, определяющий замысел, ведущая мысль какого-либо произведения.
Таким образом, каждая теория и гипотеза имеют свою концепцию, свой смысл и свой принцип научной деятельности.
Парадигма (от греч. parádeigma – пример, образец) – строго научная теория, господствующая в течение определенного исторического периода в научном обществе. Это модель постановки проблем, методов их исследования и решения.
Что же должно и что не может рассматриваться в курсе КСЕ? В задачу курса «Концепции современного естествознания» не входит изучение специфических фактов посредством наблюдения, эксперимента, получения обобщающих выводов и теоретических построений.
Этим занимаются многие сотни специальных дисциплин. И даже изучение разработанных теорий невозможно в одном курсе. В нашу задачу входит ознакомление лишь с концепциями современного естествознания.
Если учесть, что в современном естествознании насчитывается не одна тысяча специализированных дисциплин, то станет ясно, что ни в каком одном учебном курсе их охватить нельзя.
Поэтому нас будут интересовать не всякие концепции естествознания, а только такие, которые имеют общенаучное значение, назовем их основными. К числу основных можно отнести такие концепции, которые имеют прямое и непосредственное отношение к формированию научной картины мира, а также концепции, которые уже получили общенаучное методологическое значение или приобретают его в настоящее время.
Сегодня «большая наука» отчетливо подразделяется на три крупных блока - науки о природе, технические и гуманитарные науки. Каждый из этих блоков, в свою очередь, подразделяется на большое число общих разделов и частных дисциплин.
В соответствии с названием изучаемого курса мы будем касаться преимущественно первого блока - наук о природе, или естествознания.
Слово « естествознание » происходит от соединения слов « естество », то есть природа, и « знание », то есть знание о природе, совокупность наук о природе .
Такое определение выглядит несколько обобщенным и представляет собой характеристику естествознания скорее на этимологическом уровне, чем определение по существу.
Но избежать этого невозможно по двум причинам. Во-первых, множество специальных естественнонаучных дисциплин своим содержанием не исчерпывает всего, что мы подразумеваем под природой: природа глубже и богаче всех имеющихся теорий. Во-вторых, в силу универсальных связей в природе она выступает как единое образование.
Но это единство не раскрывается ни одной частной наукой, ни всей их суммой. А между тем для развития специальных наук необходимо общее знание природы. Для получения таких общих представлений каждая историческая эпоха вырабатывает соответствующую естественнонаучную картину мира.
В настоящее время под естествознанием понимается « точное естествознание », то есть такое знание о природе, которое базируется на научном эксперименте, характеризуется развитой теоретической формой и математическим оформлением.
ü Различные формы движения материи в природе;
ü Лестница последовательных уровней организации материи и их взаимосвязи;
ü Основные формы всякого бытия – пространство и время;
ü Закономерная связь явлений природы как общего, так и специфического характера.
Цели естествознания - двоякие:
1) находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления;
2) раскрывать возможности использования на практике познанных законов, сил и веществ природы.
Можно сказать, что у естествознания есть ближайшая . или непосредственная цель – это познание законов природы, а, значит, и истины, и конечная цель – содействие практическому использованию этих законов.
Таким образом, цели естествознания совпадают с целями самой человеческой деятельности.
Понятие «естествознание» возникло в конце средних веков. Эта новая наука начала свое триумфальное шествие с эпохи Возрождения, когда была признана возможность математического описания результатов, полученных экспериментальным путем.
С развитием новой науки возникла необходимость более глубокого разделения ее на специальные дисциплины, для более тщательного и глубокого изучения отдельных явлений и процессов определенной области действительности. Естественные науки . получившие свое гражданство с 18 в. — это совокупность всех наук, занимающихся исследованием природы.
Главные сферы естественных наук — материя, жизнь, человек, Земля, Вселенная — позволили сгруппировать их следующим образом:
1. физика, химия, физическая химия, механика;
2.
биология, ботаника, зоология
3. анатомия, физиология, учение о происхождении и развитии, учение о наследственности;
4. география, геология, минералогия, палеонтология, метеорология;
5. астрономия вместе с астрофизикой и астрохимией.
Невозможно назвать всех ученых, внесших в развитие естествознания наиболее весомый вклад, но нельзя говорить о естествознании, не упомянув таких гениев, как Галилео Галилей, Исаак Ньютон, Рене Декарт, Михаил Васильевич Ломоносов, Чарльз Дарвин, Грегор Мендель, Майкл Фарадей, Дмитрий Иванович Менделеев, Владимир Иванович Вернадский.