2. ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА. Естественнонаучная картина


Естественнонаучная картина мира | Кинезиолог

Естественнонаучная картина мира

Цель естествознания — познание окружающего нас мира и формирование непротиворечивых умозрительных моделей объектов нашего познания. Построенные модели доказывают свою адекватность реальности тем, что позволяют нам более эффективно пользоваться этой реальностью в своих интересах. Поэтому конечная цель естествознания - наиболее эффективное использование мира в интересах человека.

Совершенно очевидно, что подобная задача никогда не будет до конца выполненной, так как наши модели никогда не смогут полностью отразить реальность, поскольку являются лишь её моделями.

Тем не менее, научное знание всегда стремится быть максимально системным, полным и целостным. И поэтому естествознание стремится к созданию системной общей естественнонаучной картины мира, где определенным образом взаимоувязаны все основные положения и разделы естествознания.

Естественнонаучная картина мира - это система важнейших принципов и законов, лежащих в основе функционирования и развития мира Природы, проверенные и доказанные представления об устройстве мира.

В описании такой картины мира, как правило, используют­ся понятные современникам аналогии и символи­ка. Но с течением времени по мере обнаружения новых научных фактов естественнонаучная картина мира меняется, чтобы соответствовать новому уровню развития естественных наук. В формировании такой обобщенной картины мира наиболее важное значение приоб­ретают концепции и теории, наиболее развитые в конкретный исторический период, пришедшие из наиболее развитых отраслей естество­знания. В то же время некоторые другие разделы естественнонаучного знания могут оставаться или вообще невостребованными, или малопроявленными, второстепенными.

Так, в античности сформировалась специфическая картина мира, разграничивающая совершенный небесный Космос и несовершенный земной мир. При этом Космос обозначал, например, у древних греков всякую упорядоченность, согла­сованность, совершенство, в противовес неупорядоченному, несовершенному Хаосу. Человек представал при этом, с од­ной стороны, как микрокосмос, порождаемый макрокосмо­сом, Вселенной, а с другой, — как безвольная игрушка в ру­ках богов и Природы. Вселенная, природный мир совершают некий кругооборот своего движения, символизируя цикличность, повторяемость всех природных процессов и явлений. Ведущая роль в такой картине мира принадлежала астрономии, математике, мифологии. В ней активно использовались по­нятные людям античности символы — колесо, огонь, лук и стрелы, колесница. Разумеется, подобная картина мира еще не может быть названа научной, поскольку сочетает элементы научных представлений с религиозными и мифологическими. Положение существенно меняется, например, в условиях европейского Возрождения, отражая изменения общих пред­ставлений во взглядах на мир и место человека в нем. Мыслители этой эпохи стремились объяснить существование единого бесконечного материального мира из него самого, неза­висимо от деятельности внешней потусторонней силы — бо­жества, — понимая его как мир, подчиняющийся единому закону причинно-следственной связи. Развивались атомис­тические представления о строении материи, а также пантеи­стические идеи, суть которых в отождествлении Бога и При­роды, в растворении Бога в Природе. А движущая сила рас­сматривалось как неотделимое от материи разумное начало — мировая душа, архей — активная жизненная сила, вечный божественный разум. Как видим, и в этой картине мира еще не очень явно выделено научное начало, и научные представ­ления причудливо переплетаются с вненаучными — магичес­кими, эзотерическими.

kineziolog.su

Естественнонаучная картина мира — Мегаобучалка

Представления о свойствах и закономерностях окружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период дают конкретные науки, изучающие определенные области явлений и процессов природы. Поскольку природа есть нечто единое целое, постольку и знания о ней должны иметь целостный характер, т.е. представлять собой определенную систему. Такую общую совокупность научных знаний о природе издавна называют учением о природе или естествознанием.

Раньше в естествознание входили все сравнительно немногочисленные знания, которые были известны о природе, но уже с эпохи Возрождения возникают и обособляются отдельные его отрасли и дисциплины, т.е. начинается процесс дифференциации естественнонаучного знания. Ясно, что не все знания являются одинаково важными для понимания природы.

Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие естественнонаучной картины мира, под которой подразумевают систему важнейших понятий, принципов и фундаментальных законов, лежащих в основе понимания окружающей нас природы. Сам термин «картина мира» указывает на то, что речь здесь идет не о части или фрагменте мира, а о целостной концепции природы. Как правило, в формировании такой картины природы наибольшее значение приобретают фундаментальные понятия и законы наиболее развитых отраслей естествознания, которые в определенный исторический период выдвигаются в качестве основополагающей науки или лидера естествознания. Не подлежит сомнению, что фундаментальные науки оказывают свое влияние на представления о мире других наук и ученых определенной эпохи. Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картины природы. В действительности такая картина возникает как результат синтеза

фундаментальных открытий и законов разных отраслей и дисциплин естествознания.

2.1. Концепции естествознания и научная картина природы

Важнейшие концепции естествознания служат основой научных представлений об общей картине природы, поскольку в них формулируются фундаментальные понятия, принципы и законы естествознания в каждую историческую эпоху его развития. Именно они составляют научную основу картины природы в целом и поэтому в значительной степени определяют научный климат эпохи. В теснейшем взаимодействии с развитием наук о природе, начиная с XVII в., развивалась математика, которая создала для тогдашнего естествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное и интегральное исчисления, а также дальнейшие их ответвления.

Цементирующей основой картины природы и мира в целом служили мировоззренческие и философские идеи о строении мироздания, законы его изменения и развития. Человек всегда стремился понять окружающий его мир и свое место в нем. Поэтому уже на ранних этапах цивилизации возникают мифологические и религиозные представления о мире, которые со временем вытесняются научными взглядами на него.

Однако без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Человек не только природное существо, он теснейшими узами связан с обществом, в котором протекает вся его деятельность. Фундаментальные понятия и принципы жизнедеятельности общества составляют вторую, дополнительную часть целостной научной картины мира. Поэтому следует различать естественнонаучную картину природы, которая составляет первую часть общей картины мира и формируется из результатов исследований и достижений наук о природе. Общая же научная картина мира представляет собой синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания и обществознания.

Наша книга посвящена концепциям естествознания, и поэтому мы будем рассматривать, какое влияние эти концепции оказывали на формирование научной картины природы в процессе исторического развития естествознания. Однако еще до появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали

в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнегреческим мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в Античности назывался космосом, произошел из неупорядоченного хаоса. Эти идеи перекликаются с идеями, которые в рамках теории образования диссипативных структур в наше время развивает И. Пригожин со своими сотрудниками. Примечательно, что свою книгу, написанную вместе с И. Стенгерс, он назвал «Порядок из хаоса».

В древнегреческой натурфилософии такие взгляды нашли свое отражение в учениях ряда философов, в том числе и наиболее выдающихся. Так, в частности, у Аристотеля (384—322 до н.э.) мы находим деление мира на совершенный небесный космос и несовершенный земной мир. Сам термин «космос» обозначал у древних греков любую упорядоченность, совершенство, гармонию, согласованность. Именно совершенство, гармония и организованность приписывались небесному миру.

В дальнейшем на смену мифологическим и натурфилософским взглядам приходят представления, основанные на наблюдении реальных явлений и процессов природы, опирающиеся на здравый смысл. Именно из них возникает, по сути дела, стихийно-эмпирическая картина мира, которая в значительной мере носит индивидуальный, личностный характер, так как связана с непосредственным жизненным опытом конкретного индивида, его ощущениями, восприятиями, их объяснением и пониманием. В то же время такая картина мира существенно отличается как от мифологической, так и от натурфилософской картины потому, что она основывается на реальных, а не на мифических и придуманных фактах.

С появлением экспериментального естествознания и научной астрономии новые общие взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводах естественных наук своего времени и поэтому стали называться естественнонаучной картиной мира.

Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпирической картины конкретного субъекта? Почему наука вынуждена была строить свою картину мира? В чем состоит преимущество научной картины мира?

Ответ на эти вопросы мы найдем у классиков естествознания, которые анализировали это понятие в своих трудах. Наиболее ясный ответ дал А. Эйнштейн.

«Человек, — пишет он, — стремится каким-то адекватным способом создать в себе простую и ясную картину мира для того, чтобы в известной степени заменить этот мир созданной таким образом картиной. Этим занимается художник, поэт, теоретизирующий философ и

естествоиспытатель, каждый по-своему. На эту картину и ее оформление человек переносит центр тяжести своей духовной жизни, чтобы в ней обрести покой и уверенность, которые он не может найти в слишком тесном головокружительном круговороте собственной жизни»1.

Картина мира у любого человека слишком индивидуальна, поскольку она основана на собственном опыте, личных впечатлениях и ощущениях. Естествознание, как и наука в целом, стремится найти объективные, не зависящие от индивидуального субъекта закономерности природы. Поэтому в науке приходится абстрагироваться от личных ощущений и представлений и построить такую систему знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь. Ясно, однако, что не всякая система знаний представляет собой картину природы. Для этого необходимо, во-первых, чтобы эта система отображала наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы; во-вторых, все такие свойства должны рассматриваться в рамках единой, целостной картины, так как никакой отдельный фундаментальный закон естествознания не составляет еще картины природы; в-третьих, естественнонаучная картина мира должна быть такой общей теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о мире; в-четвертых, научную картину мира следует постоянно соотносить и сверять как с самой природой, так и с изменением фундаментальных знаний о ней.

Первые научные картины природы возникли в рамках отдельных естественнонаучных дисциплин, и прежде всего занимавших лидирующее положение в науке своего времени. В XVII—XVIII вв. такое положение занимала механика, а во второй половине XIX в. такой наукой, несомненно, считалась физика, которая включала в свой состав также термодинамику и теорию электромагнетизма. Поэтому идею о необходимости создания физической картины мира предложили выдающиеся физики того времени Г. Герц и М. Планк.

Сам термин «научная картина мира» применительно к физике ввел Герц (1857—1894), который понимал под ней внутренний образ мира, который складывается у ученого в результате исследования внешнего, объективного мира. Если такой образ адекватно отображает реальные связи и закономерности внешнего мира, то и логические связи между понятиями и суждениями научной картины должны соответствовать объективным закономерностям внешнего мира. Как подчеркивал Герц, логические связи между представлениями внутреннего образа

1Эйнштейн Л. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 2. М., 1967. С. 136.

 

внешнего мира должны быть «образами естественно необходимых следствий отображаемых предметов».

Более подробный анализ научной картины мира мы находим в высказываниях М. Планка, которые опубликованы в его книге «Единство физической картины мира». Как и позднее Эйнштейн, Планк указывал, что научная картина мира создается для того, чтобы получить целостное представление об изучаемом внешнем мире. Такое представление должно быть очищено от антропоморфных, связанных с человеком впечатлений и ощущений. Однако в результате отвлечения от таких конкретных ощущений полученный образ мира выглядит «гораздо более бледным, сухим и лишенным непосредственной наглядности по сравнению с пестрым, красочным великолепием первоначальной картины, которая возникла из разнообразных потребностей человеческой жизни и несла на себе отпечаток всех специфических ощущений»1.

В чем же тогда заключается преимущество научной картины перед непосредственным живым созерцанием внешнего мира, на котором основана, по сути дела, практическая картина мира, создаваемая каждым человеком на основе своего жизненного опыта? Планк считает, что преимущество научной картины мира, благодаря которому она вытеснит все прежние картины, состоит в ее «единстве — единстве по отношению ко всем исследователям, всем народностям, всем культурам»2. Следовательно, она имеет объективный характер, и поэтому ее цель «состоит не в полном приспособлении наших мыслей к нашим ощущениям, а в полном освобождении физической картины мира от индивидуальности творческого ума»3.

Разумеется, без творческой деятельности ученого, его воображения и интуиции, невозможно создание картины мира, но в окончательном виде эта картина не должна содержать каких-либо ссылок на индивидуальные особенности исследователя. Именно поэтому Планк подчеркивает общность полученной картины мира, возможность ее использования учеными разных народов и культур. Эту же мысль более подробно развивает и обосновывает в своих работах Эйнштейн.

Наконец, нельзя не отметить, что и Планк и Эйнштейн обращали внимание на то, что научная картина мира любой науки имеет, с одной стороны, ограниченный характер, поскольку она определена предметом конкретной науки. С другой стороны, такая картина относительна в силу исторически ограниченного характера самого процесса человеческо-

1Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966. С. 44.

2 Там же.

3 Там же. С. 49.

го познания. Поэтому построение ее в окончательном, завершенном виде они считали недостижимой целью. В применении к физике такой взгляд на картину мира подробно обосновывает А. Эйнштейн.

«Какое место, — спрашивает он, — занимает картина мира физиков-теоретиков среди всех возможных таких картин? Благодаря использованию языка математики, эта картина удовлетворяет высоким требованиям в отношении строгости и точности выражения взаимозависимостей. Но зато физик вынужден сильно ограничивать свой предмет, довольствуясь изображением наиболее простых, доступных нашему опыту явлений, тогда как все сложные явления не могут быть воссозданы человеческим умом с той точностью, которые необходимы физику-теоретику. Высшая аккуратность, ясность и уверенность — за счет полноты. Но какую прелесть может иметь охват такого небольшого среза природы, если наиболее тонкое и сложное малодушно оставляется в стороне? Заслуживает ли результат столь скромного занятия гордого названия «картины мира»? Я думаю — да, ибо общие положения, лежащие в основе мысленных построений теоретической физики, претендуют быть действительными для всех происходящих в природе событий»1.

По мере развития науки и практики в научную картину мира будут вноситься изменения, исправления и улучшения, но эта картина никогда не обретет характера абсолютной истины.

Анализируя физическую картину мира, Г. Герц, М. Планк, А. Эйнштейн и другие ученые подчеркивали, таким образом, ее общий, целостный и относительный характер. Чтобы яснее понять сущность картины мира, которую создает любая наука, следует сравнить ее с какой-либо общей ее теорией. Хотя такая теория тоже дает общее, целостное, относительно верное отображение конкретной области реального мира, но по отношению к картине мира соответствующей науки она будет представлять лишь фрагмент, часть этой обшей картины. Приблизительно такое же соотношение существует между картиной мира отдельной науки о природе и естественнонаучной картиной мира в целом. В сравнении с картиной отдельной науки естественнонаучная картина мира отображает не какую либо часть или фрагмент исследуемой области природы, а всю природу в целом. Правда, при своем формировании она опирается на общие концепции, фундаментальные понятия, принципы и теории лидирующей в определенный период истории естествознания науки, т.е. на определенную парадигму.

Все эти соображения говорят о тесной взаимосвязи научной картины природы, создаваемой отдельными фундаментальными науками

1Эйнштейн А. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 4. М., 1967. С. 40.

естествознания, с основными их концепциями. Первоначально такие картины отдельных областей природы возникали в рамках частных наук, таких, как физика, химия, биология и другие. В дальнейшем в результате обобщения результатов их исследования и созданных концепций с позиций лидирующей в данный период времени науки возникала общая естественнонаучная картина природы. Отсюда становится ясным, какую важную роль играют концепции естествознания в формировании научной картины мира. В связи с этим необходимо выявить роль концепций и парадигм в становлении этой картины.

В науке термин «концепция» используется обычно для обозначения системы понятий и принципов, в частности при объяснении определенного круга явлений и процессов. Такие концепции могут заметно отличаться друг от друга как по глубине раскрытия сущности явлений, так и по широте их применения. Как правило, в начале для объяснения применяются феноменологические концепции, основанные на непосредственном описании изучаемых явлений, или феноменов, откуда происходит название самой этой концепции. В дальнейшем обращаются к различным теоретическим концепциям, которые раскрывают внутренние механизмы протекания явлений и опираются на абстрактные понятия и принципы. Так, например, при объяснении оптических явлений сначала появилась феноменологическая концепция, которая описывала простейшие явления прямолинейного распространения света, его отражения и преломления. Но она не касалась вопросов о природе света и не пыталась объяснить, почему световые лучи распространяются по прямой линии или угол отражения равен углу падения луча. Первой концепцией, которая попыталась это объяснить, была корпускулярная концепция, поддержанная Ньютоном. Она рассматривала свет как движение мельчайших корпускул света и удовлетворительно объясняла все простейшие эмпирические законы световых явлений. Однако корпускулярная концепция оказалась не в состоянии объяснить явления интерференции и дифракции света. Поэтому она была вынуждена уступить место новой, волновой концепции, которая рассматривала свет как волновое движение, подобное движению волн на поверхности воды. Эта концепция сумела объяснить интерференцию света посредством взаимодействия световых волн (их наложения друг на друга), а дифракцию — огибанием световыми волнами препятствий. Однако слабым местом волновой концепции было допущение о существовании светового эфира, упругой специфической среды, поперечными колебаниями которой объяснялось распространение световых волн. Впоследствии благодаря созданию Дж. Максвеллом теории электромагнетизма исчезла необходимость в обращении к световому

эфиру, а сами оптические явления стали рассматриваться как особый вид электромагнитных колебаний. Установление взаимосвязи между электрическими, магнитными и световыми явлениями способствовало объединению их в рамках единой электромагнитной концепции. Эта концепция в конечном итоге способствовала формированию новой электромагнитной картины природы, которая показала, что наряду с веществом в мире существует также электромагнитное поле.

Этот краткий экскурс в историю физики ясно показывает, как происходит формирование теорий, научных концепций и картин природы, создаваемых отдельными науками. То же самое можно было бы проиллюстрировать на примере химии и биологии.

Таким образом, построение картины природы в отдельной науке проходит ряд последовательных стадий. Сначала для объяснения наблюдаемых явлений создаются простейшие понятия и эмпирические законы. Затем открываются законы и теории, с помощью которых пытаются объяснить сущность наблюдаемых явлений и эмпирических законов. В дальнейшем возникают фундаментальные теории или концепции, которые могут стать картиной природы, создаваемой отдельной наукой. Диалектический синтез картин природы отдельных наук приводит к формированию целостной естественнонаучной картины мира. Вполне понятно, что никакая отдельная научная теория не может претендовать на роль научной картины природы. Больше всего на эту роль могут претендовать фундаментальные понятия и теории, которые формулируются в концепциях и парадигмах Науки. Как и концепции естествознания, научные парадигмы выступают в качестве ведущих теорий конкретных наук и образцов исследования частных проблем. В рамках научной картины мира они должны приобрести форму принципов, имеющих мировоззренческий и философский характер. Именно такой характер имеет, например, понятие электромагнитного поля, которое дополнило понятие вещества, безраздельно господствовавшее в механистической картине природы.

Поэтому задача парадигм и концепций скорее методологическая, чем мировоззренческая и философская. Тем не менее любые парадигмы и концепции науки играют важнейшую роль в становлении научной картины мира. Именно они отображают наиболее существенные и общие свойства и отношения отдельных областей научного познания. Так, например, концепции естествознания выражают специфические понятия и закономерности отдельных областей естественных наук, а концепции обществознания — общественных наук.

Таким образом, чтобы получить ясное представление о научной картине той или иной области природы, изучаемой соответствующей

естественной наукой, необходимо изучить ту систему основных понятий и законов, на которые она опирается. Именно эта система включает в свой состав важнейшие понятия, фундаментальные законы и принципы соответствующей науки. Исторически так в основном и происходило: сначала возникали конкретные научные парадигмы и концепции, потом научные картины отдельных наук, а затем и целых отраслей естествознания.

В процессе эволюции и прогресса научного познания происходит смена старых понятий новыми понятиями, менее общих теорий более общими и фундаментальными теориями. А это со временем неизбежно приводит к смене научных картин мира, но при этом продолжает действовать принцип преемственности, общий для развития всего научного знания. Старая картина мира не отбрасывается целиком, а продолжает сохранять свое значение, уточняются только границы ее применимости. Электромагнитная картина мира не отвергла механистическую картину мира, а уточнила область ее применения. Аналогично этому квантово-релятивистская картина не отбросила электромагнитную картину, а указала пределы ее применимости.

Кроме того, становление картины мира, как отмечено выше, тесно связано с философскими категориями и научным мировоззрением в целом.

2.2. Связь научной картины мира с мировоззрением и философией

Человек живет не только в природной среде, но и в обществе, и поэтому его взгляд на мир не ограничивается представлениями о природе, но также включает его мнения об общественном устройстве, его законах и порядках. Поскольку индивидуальная жизнь людей складывается под влиянием собственного жизненного опыта, постольку и их взгляды на общество, и, следовательно, картина общества у них различны. Наука же ставит своей целью создать целостную картину общества, которая имела бы общий, универсальный и — что особенно важно — объективный характер.

Таким образом, общая научная картина мира, складывающаяся из картины природы, формируемой естествознанием, и картины общества, создаваемой обществознанием, дает единое, целостное представление о фундаментальных принципах развития природы и общества. Однако законы общества существенно отличаются от законов природы прежде всего тем, что действия людей имеют осознанный и целенаправленный характер, в то время как в природе действуют сле-

пые, стихийные силы и потому в ней отсутствуют какие-либо цели. Тем не менее и в обществе, несмотря на различие целей, интересов и стремлений разных людей, в конечном итоге устанавливается определенный порядок, выражающий закономерный характер его развития. Отсюда становится ясным, что между научной картиной естествознания и картиной обществознания существует глубокая внутренняя связь, которая находит свое конкретное воплощение в существовании общей научной картины мира. Поскольку общие понятия, принципы и законы научной картины мира и категории и принципы, изучаемые в рамках философии, тесно связаны друг с другом, постольку возникает вопрос об их различии и специфике.

Научные картины, создаваемые отдельными науками, так же как картины естествознания и мира в целом, ставят своей важнейшей целью систематизацию знаний разной степени общности. Процесс систематизации и синтеза знаний предполагает поиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых становится возможным понять место и роль конкретных закономерностей в общей системе научного знания, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Такое понимание означает целостное рассмотрение научных знаний, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Поэтому картина природы, создаваемая отдельной наукой о природе или естествознанием в целом, представляет собой систему знаний различной степени общности и глубины, которая возникает в результате их синтеза. При этом картина отдельной науки, например физики, будет частью, или фрагментом, общей естественнонаучной картины природы, а последняя будет составлять часть картины мира в целом, включающей природу и общество.

Если отдельные научные теории ставят своей целью объяснение, понимание и предсказание конкретных фактов изучаемой области мира, то картины мира стремятся выделить основные понятия и фундаментальные принципы науки, в которую входит данная теория. Опираясь на них, картина мира помогает понять роль и место отдельных понятий и закономерностей в общей системе мира. Именно в этом отношении она играет систематизирующую роль в познании и благодаря этому же приобретает общий эвристический и прогностический характер. Действительно, в рамках узких границ отдельной научной теории или даже конкретной научной дисциплины трудно уловить общие тенденции развития достаточно широкой области явлений, а тем более природы и общества в целом. Обобщение и синтез знания в научной картине мира дают возможность понять, в каком направлении происходит это развитие, какие наиболее важные про-

блемы выдвигаются перед наукой. Такой общий подход к познанию реальности теснейшим образом связывает научную картину мира с философией и мировоззрением в целом.

Под мировоззрением подразумевается общий взгляд на мир, совокупность представлений о его устройстве, месте и назначении в нем человека, отношении людей к миру и к самим себе. Сначала все эти элементы оказываются нерасчлененными, и только с появлением науки в мировоззрении начинают выделять познавательные, ценностные, эмоциональные, нравственные и другие аспекты. Одной из ранних форм мировоззрения была мифология, которая в своих мифах давала фантастическое отображение происхождения мира, его устройства, а также защищала установленные в древнем обществе порядки, отношения между людьми, правила их поведения и т.п. На смену мифологии приходит религия, основанная на вере в существование верховного творца мира, определяющего как судьбу человечества, так и отдельных людей. С возникновением науки появляется научное мировоззрение. Ядром научного мировоззрения является философия, которая с помощью универсальных категорий бытия и познания может, с одной стороны, влиять на мировоззрения, а с другой — на науку и научные картины мира. Поскольку философские системы могут исходить из религиозных, идеалистических, иррационалистических воззрений, постольку и возникающие на их основе мировоззрения будут иметь соответственно религиозный, идеалистический, иррационалис-тический, субъективный или стихийно-эмпирический характер.

Научное мировоззрение отличается от других форм мировоззрения тем, что в своих выводах оно сознательно опирается на данные науки и ее достижения. С получением принципиально новых результатов оно вносит уточнения и коррективы в свои положения. Такое взаимодействие с наукой мировоззрение осуществляет через философию как свою теоретическую основу. Уже отсюда становится ясным, что мировоззрение и философия — это не одно и то же. Мировоззрение более емкое понятие, которое включает в свой объем кроме философии также аксиологию, или учение о ценностях. Познавая мир, каждый человек подходит к нему с определенной оценкой, что в нем его удовлетворяет и не удовлетворяет, что необходимо сделать для его изменения. Анализ таких ценностных ориентаций и составляет предмет аксиологии.

Научные картины мира занимают промежуточное положение между мировоззрением и философией. Непосредственно они связаны с философией, так как именно универсальные категории философии оказывают свое влияние на характер и структуру научной картины мира. Вместе с тем научная картина оказывает обратное воздействие

на философию, а через нее и на научное мировоззрение. Ведь научная картина мира предполагает определенное сходство с объективным миром, представляя относительно верное его отображение. Действительно, картина природы, создаваемая современным естествознанием, основывается на результатах исследования целого ряда естественнонаучных дисциплин, обобщения их достижений и синтеза достигнутого. В целом эти результаты относительно верно отображают закономерности существования и развития природы. Следовательно, если такая картина является адекватной действительности, то она не должна противоречить исходным посылкам научного мировоззрения. К ним относятся, во-первых, принцип объективного исследования мира, во-вторых, принцип его развития. Трудность здесь возникает в рамках философии, составляющей теоретическую основу мировоззрения. Принцип объективности познания мира признает и стихийный, и метафизический, и естественноисторический, и диалектический материализм. Но когда заходит речь о принципе развития познания вообще и науки в особенности, то мнения здесь расходятся. Сторонники метафизического и стихийного материализма не признают развития понятий, законов и принципов науки, считают их не относительными истинами, а истинами неизменными, не подлежащими пересмотру и уточнению. Вместе с тем некоторые философы из факта относительности научных истин, их пересмотра и изменения приходят к отрицанию объективной истины в науке. Иногда даже сами ученые, вопреки своим научным результатам, отстаивают подобные взгляды. Вот почему научное мировоззрение и философия должны опираться на итоги и результаты науки и развиваться в тесном взаимодействии с принципами научной картины мира. Осмысливая и интерпретируя достижения естествознания и создаваемую им картину мира, научная философия совершенствует свою форму, уточняет и развивает свои принципы и категории, придает им необходимую точность и общность. Однако эти принципы и категории имеют специфический характер, и вряд ли поэтому их следует непосредственно включать в состав научной картины мира. Бесспорно, они важны и необходимы для понимания и обоснования научной картины мира, но эта картина имеет свои особые понятия и принципы. Поэтому представляется сомнительным, чтобы научная картина мира могла что-либо выиграть от включения философских категорий в свой состав. Скорее наоборот, такая рекомендация может быть оценена как попытка натурфилософского подхода к решению научных проблем.

Как показывает история естествознания, такие фундаментальные философские категории и принципы, как причинность и детерми-

низм, взаимосвязь случайности и необходимости, возможности и действительности и другие, отражающие наиболее общие закономерности реального мира, неизбежно находят свое выражение и интерпретацию в последовательно сменяющихся научных картинах мира. В свою очередь, доминирующая картина мира может существенно повлиять на характер философского мировоззрения. Как известно, представления механистической картины мира во многом предопределили метафизический и механистический характер материалистической философии XVIII в.

Развитие естествознания и научных картин мира продолжают оказывать влияние на философию и в дальнейшем. Достаточно отметить, какое огромное воздействие новые революционные открытия в квантовой механике и теории относительности оказали на понимание таких основополагающих категорий философии, как причинность, случайность и детерминизм. В наше время возникновение системного подхода и синергетики заставили пересмотреть прежние представления о роли случайности в мире, порядке и беспорядке, организации и самоорганизации.

2.3. Революции в естествознании и смена картин мира

Первую революцию в науке относят к XVII в. и связывают с возникновением экспериментального естествознания. Вместо разного рода натурфилософских догадок и гипотез о скрытых качествах вещей ученые той эпохи, начиная с Г. Галилея, стали проверять свои предположения и гипотезы с помощью точно построенного эксперимента. Экспериментальный метод с тех пор стал важнейшим методом исследования природы, и его значение трудно переоценить. Вместе с ним совершенствовались также теоретические методы.

Вторая революция возникла в конце XIX — начале XX в., когда в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о научной картине мира. Эти открытия были связаны прежде всего с обнаружением кванта энергии, установлением строения вещества и взаимосвязи массы и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными «кирпичиками мироздания», из которых состоит природа, считались атомы, то в конце XIX в..были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц). Согласно первой модели атома, построенной англий-

ским ученым Э. Резерфордом (1871—1937), атом уподоблялся миниатюрной Солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Такая система была, однако, неустойчивой: вращающиеся электроны, теряя свою энергию, в конце концов должны были упасть на ядро. Но опыт показывает, что атомы являются весьма устойчивыми образованиями и для их разрушения требуются огромные силы. В связи с этим прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Н. Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты энергии видимого света вызывают электрический ток. Это явление, как известно, используется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при экспозиции.

В 30-х гг. XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, как, например, электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем экспериментально былю доказано, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а в других — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а энергия поля — распространяться в виде волн. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что элементарные частицы одновременно обладают как свойствами корпускул, так и волн.

В 1925—1927 гг. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая, квантовая механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли разнообразные квантовые теории: квантовая

4-925

электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения элементарных частиц микромира.

Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности — в корне изменила научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы имеют ковариантную, или ту же самую, математическую форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших в этой теории.

megaobuchalka.ru

2. ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА

делимости материи и поиском первокирпичиков Мироздания (атомы, эле- ментарные частицы, кварки) и пределами познаваемости мира. Сегодня в науке вызревает новый подход, связанный с переходом от изучения строения объектов к изучению их взаимосвязей и взаимодействий, ибо различные формы собираются не только из частей, но и из их отношений. Истоки его лежат в идеях синергетики.

Становление новых познавательных моделей в ХХ веке, главным обра- зомквантово-релятивистскойи синергетической, привело к переосмыслению идей и постулатов классического рационализма, и прежде всего, пониманию неоднозначности, многовариантности, нелинейности и стохастичности разви- тия мира и всех его подсистем.

Современная синергетическая картина мира основывается на идеях универсального эволюционизма и рисует мир как иерархию взаимосвязанных развивающихся систем. В рамках этой картины, возможно, описать механиз- мы развития природных, социальных, культурных, научных, абстрактных и других систем, исходя из единых позиций. Ее идеи составляют базиспост-

неклассической науки.

Новые понятия и термины: классический, неклассический, постне- классический.

Ведущие идеи:

-естественнонаучная картина мира как система научных знаний и пред- ставлений о мире, познавательных моделей и методов, которые сформи- ровались на том или ином этапекультурно-историческогоразвития об- щества;

-физическая картина мира как базис ЕНКМ;

-эволюция ФКМ и ее влияние на другие области естествознания.

2.1.2 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Впроцессе развития естествознания и взаимодействия его с философией

ииными областями познания сложился ряд понятий, которые считаются фундаментальными: материя, отражение, взаимодействие, движение, про- странство, время и другие.

1.Материя и формы ее существования: вещество и поле

Врамках современных научных представлений материя (лат. materia),

есть основа всего множества существующих в мире объектов и систем, всех их свойств, связей и форм. Через нее проявляется родство всего сущего. В философии- это одна из основополагающих категорий, которая используется для обозначения«объективной реальности, которая.... отображается нашими ощущениями, существует независимо от них» (В.Ленин)

Материя - это объективная реальность, данная нам в ощущениях и существующая независимо от нашего сознания.

Важнейшими свойствами материи, которые появились на определен- ном этапе ее эволюции и которые проявляется лишь у самой высокооргани- зованной ее части- человека являются разум и сознание. На протяжении все-

studfiles.net

Естественнонаучная картина мира



Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

С появлением научной астрономии и экспериментального есте­ствознания в XVII веке новые общие взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах точных экспериментов и выво­дов естествознания, и поэтому стали рассматриваться в качестве естественнонаучной картины мира.

Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпи­рической картины конкретного субъекта? Картина мира у любого человека слишком индивидуальна, по­скольку она основана на собственном опыте, личных впечатлениях и ощущениях. Естествознание, как и наука в целом, стремится най­ти объективные, не зависящие от индивидуального субъекта зако­номерности природы. Поэтому в науке приходится абстрагировать­ся от личных ощущений и представлений и построить такую систе­му знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь.

Принципы:

  • чтобы эта сис­тема отображала наиболее фундаментальные свойства и закономер­ности природы;
  • все такие свойства должны рассматри­ваться в рамках единой, целостной картины, так как никакой от­дельный фундаментальный закон естествознания не составляет еще картины природы;
  • естественнонаучная картина мира должна быть такой общей теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о природе;
  • такую картину следует постоянно проверять и соотносить как с самой природой, так и с изменением фундаментальных знаний о ней.

Первые научные картины природы возникли в рамках наиболее развитых естественнонаучных дисциплин и, прежде всего, зани­мавших лидирующее положение в науке своего времени.

  • в 17-18вв. такое положение занимала механика. Коперник, Кузанский, Бруно, Ньютон, Лагранж, Лаплас, Кант. Объяснение развития природы и общества законами механической формы движения материи, к-рые рассматриваются как универсальные и распространяются на все виды материального движения.

Возникновение и распространение связано с достижениями классической механики 17-18 вв. (Галилей, Ньютон и др.). Выработаны специфические представления о материи, движении, пространстве и времени, причинности... Механика, несмотря на ограниченность уровнем естествознания 17-18 вв., сыграла положительную роль в развитии науки и философии.

Давали естественнонаучное понимание многим явлениям природы, освободив их от мифологических и религиозно-схоластических толкований.

Абсолютизация законов механики привела к созданию механистической картины мира, согласно к-рой вся вселенная (от атомов до планет) представляет собой замкнутую механическую систему, состоящую из неизменных элементов, движение к-рых определяется законами классической механики. Этому уровню развития науки соответствовал метафизический способ мышления (Метафизика). Несостоятельность... Попытки объяснить с т. зр. механики электромагнитные, химические, биологические и тем более социальные явления неизбежно оказывались безуспешными.

Достижения естествознания 19- 20 вв. разрушили механистическую картину мира

  • 19в — электродинамика - в рамках механистической картины сложилась термодинамическая картина мира, основанная на молекулярно- кинетической концепции и вероятностно-статических законах. Окончательное крушение механистической картины мира вызвала теория электромагнитного поля, созданная М. Фарадеем и Дж. К. Максвеллом во второй половине 19 в. Если до Максвелла физическая реальность мыслилась в виде материальных точек, то после него физическая реальность предстала в виде непрерывных полей, не поддающихся механистическому объяснению.
  • 20в — квантово-релятивистскаяначало - теория относительности Эйнштейна. Основные выводы:
    • всякое движение может описываться только по отношению к другим телам, которые могут приниматься за систе­мы отсчета, связанные с определенной системой координат;
    • пространство и время тесно взаимосвязаны друг с другом ибо только совместно они определяют положение движу­щегося тела. Именно поэтому время в теории относитель­ности выступает как четвертая координата для описания движения, хотя и отличная от пространственных координат;
    • специальная теория относительности показала, что ковариантность, или одинаковость формы, законов механики для всех инерциальных, или галилеевых, систем отсчета сохраняет свою силу и для законов электродинамики, но только для этого вместо преобразований Галилея исполь­зуются преобразования Лоренца;
    • при обобщении принципа относительности и распростра­нении его на электромагнитные процессы постулируется постоянство скорости света, которое никак не учитывается в механике.

Особенности:

  • Изучаемые объекты зависят от условий и акта наблюдения.
  • Неустранимость субъекта (ученый всегда присутствует в объектах теории)
  • Замена созерцательного стиля мышления деятельностным
  • Уходит в прошлое научный детерминизм (однозначность причинно-следственных связей), появляется стремление к синтезированию различных видов и уровней знания, методология децентрации и теория поля, в котором всё взаимосвязано.

Современная картина мира

как онтология науки XX – XXI вв.

Особенности развития самой науки, позволившие создать современную научную картину мира.

Несмотря на продолжающиеся процессы, ведущие к дифференциации науки, ведущим в развитии науки стал процесс объединения, интеграции всех научных отраслей в единое научное знание. Это наиболее ярко проявилось в развитии естественных наук, особенно математики, физики, химии, биологии.

Как объекты, так и методы исследования становятся все более всеобщими.

Под влиянием интеграционных процессов представления об основных сферах бытия – неживом, живом, социальном, казавшихся ранее противоположными, утрачивают свою несовместимость. Эту растущую общность в развитии различных отраслей знания выдающийся русский естествоиспытатель В.В. Докучаев охарактеризовал следующим образом: «Существуют соотношения, генетическая связь, вековая, закономерная между мертвой и живой природой, с одной стороны, и человеком, его бытом и даже духовным миром – с другой.

Именно эти соотношения, эти закономерные взаимодействия и составляют сущность познания естества, ядро истинной натурфилософии». Все больше физические методы и физические понятия используются при изучении биологических явлений на молекулярном уровне. Живой организм характеризуется физическим понятием открытой системы. Физические, химические, биологические процессы оцениваются в категориях самоорганизации, процесса интеграции – синергетики, основы ее заложены в конце XX в. И. Пригожиным. На основе этих процессов интеграции формируется новая картина мира – неклассическая. Но она содержит в себе немало противоречий («белых пятен», «черных дыр»), тем не менее, она обладает определенной степенью определенности, целостности.

Основные характеристики (особенности) современной картины мира:

1) Мир характеризуется как некая целостность, как некое единство, т.е. мир един, представляет собой нечто системное, целостное, континуальное. Создатели современного естествознания согласны с тем, что единство – важнейший признак мира, но описывается разными учеными по-разному. Например, А. Эйнштейн выражал единство материи, энергии и времени формулой E = mv², где Е – энергия, m – масса, v – скорость. Иначе представил эту картину И. Пригожин, характеризуя мир как единство порядка (организации) и хаоса (дезорганизации). Американский микрофизик Р. Фейнман утверждал, что с позиций квантовой физики оказывается, что «лягушки сделаны из того же материала, что и камни».

2) Несмотря на то, что мир един, но не является однообразным, т.е. признавая единство мира, современная наука не отрицает его структурности, дискретности. Мир чрезвычайно разнообразен. Различают 3 основных мира: большой (мегамир), средний (мидимир), соизмеримый с человеком и малый мир (микромир). При сопоставлении мидимира оказывается, что основные параметры этого и других миров практически несоизмеримы. Поэтому, человеческие представления о времени, пространстве, движении, как установил Эйнштейн, относительны.

3) Несмотря на различие между различными структурами все уровни мира имеют общее свойство – становление, развитие, движение.

Современная наука понимает движение иначе, чем классическая: классическая наука видела в движении процессы, которые полностью открыты естествознанию и исключают случайность. Так, например, считал Лаплас, полагавший, что все можно рассчитать и спрогнозировать с помощью математических расчетов – классический детерминизм в понимании движения. Хотя современная наука не отрицает закономерности движения, она не отрицает роль случайности. В частности, обращается внимание на то, что начало процесса развития Вселенной было следствием Большого Взрыва, который был случайностью, поэтому случайность будет иметь место и в развитии. Правда, случайность тоже подчиняется каким-либо закономерностям – возникает теория вероятностей. Современная наука представляет собой синтез идей детерминации и идей теории вероятностей с ролью случайности.

Эти выводы возникли на основе новейших современных комплексов наук – информатики, синергетики, общей теории систем – они внесли важнейшие новые представления в современную картину мира:

  • Мир представляет собой единство порядка и хаоса (опирается на выводы синергетики) – мир есть постоянная смена присущих ему 2 состояний: состояния хаоса и порядка, причем, по мнению Пригожина, переход от хаоса к порядку носит вероятностный характер (перераспределение материи), поэтому, с точки зрения синергетики, случайность и необходимость – равноправные партнеры.
  • Процессы характеризуются не только материальной, но и движение информационной стороны бытия – переход от хаоса к порядку происходит в виде каких-то сообщений, сведений, сообщений и т.д. Движение информации рассматривается как неотъемленная составляющая общего развития Вселенной.
  • Основные формы поведения, которые свойственны (как раньше считалось) только живым организмам (которые были описаны Дарвиным) имеют свои аналоги и в добиологических системах. Поэтому современная наука считает, что эволюционирует не только живая, но и неживая материя. Таким образом, между законом эволюции Ч. Дарвина и периодической системой элементов Менделеева существует тесная взаимосвязь и она отражает представление о единой универсальной эволюции природы, т.е. отражает процесс эволюции добиологической и биологической природных систем. Наиболее весомый вклад внесли: физика, биология и синергетика.

википедия

Картина мира

Картина мира — термин, используемый в различных смыслах для обозначения[3]:

  • мировоззренческих структур, лежащих в фундаменте культуры определенной исторической эпохи. В этом же значении используются термины образ мира, модель мира, видение мира, характеризующие целостность мировоззрения.
  • научных онтологии, то есть тех представлений о мире, которые являются особым типом научного теоретического знания. В этом смысле понятие научной картины мира используется для обозначения:
    • горизонта систематизации знаний, полученных в различных научных дисциплинах. Научная картина мира при этом выступает как целостный образ мира, включающий представления о природе и обществе
    • системы представлений о природе, складывающихся в результате синтеза естественнонаучных знаний (аналогичным образом этим понятием обозначается совокупность знаний, полученных в гуманитарных и общественных науках)
    • посредством этого понятия формируется видение предмета конкретной науки, которое складывается на соответствующем этапе её истории и меняется при переходе от одного этапа к другому.

Соответственно указанным значениям, понятие научной картины мира расщепляется на ряд взаимосвязанных понятий, каждое из которых обозначает особый тип научной картины мира как особый уровень систематизации научных знаний[3][6]:

  • общенаучная картина мира (систематизированное знание, полученное в различных областях)
  • естественнонаучная картина мира и социально(общественно)-научная картина мира
  • конкретно-научная картина мира (физическая картина мира, картина исследуемой реальности)
  • специальная (частная, локальная) научная картина мира отдельных отраслей науки.

Также выделяют «наивную» картину мира[7]

Научная картина мира не является ни философией, ни наукой; от научной теории научная картина мира отличается философским преобразованием категорий науки в фундаментальные понятия и отсутствием процесса получения и аргументации знания; при этом научная картина мира не сводится к философским принципам, так как является следствием развития научного знания.[6]

[править] Исторические типы

Чётко и однозначно фиксируемых радикальных смен научной картины мира, научных революций в истории развития науки можно выделить три, которые обычно принято персонифицировать по именам трёх ученых, сыгравших наибольшую роль в происходивших изменениях.[2]

[править] Аристотелевская

Период: VI—IV века до нашей эры

Обусловленность:

Отражение в трудах:

  • Наиболее полно — Аристотеля: создание формальной логики (учение о доказательстве, главный инструмент выведения и систематизации знания, разработал категориально понятийный аппарат), утверждение своеобразного канона организации научного исследования (история вопроса, постановка проблемы, аргументы за и против, обоснование решения), дифференциация самого знания (отделение науки о природе от математики и метафизики)

Результат:

  • возникновение самой науки
  • отделение науки от других форм познания и освоения мира
  • создание определенных норм и образцов научного знания.

[править] Ньютоновская научная революция

Классическое естествознание

Период: XVI—XVIII века

Исходный пункт: переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической.

Обусловленность:

Отражение в трудах:

  • Открытия: Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта. И. Ньютон подвел итог их исследованиям, сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде.

Основные изменения:

  • Язык математики, выделение строго объективных количественных характеристик земных тел (форма величина, масса, движение), выражение их в строгих математических закономерностях
  • Методы экспериментального исследования. Исследуемые явления — в строго контролируемых условиях
  • Отказ от концепции гармоничного, завершенного, целесообразно организованного космоса.
  • Представления: Вселенная бесконечна и объединена только действием идентичных законов
  • Доминанта: механика, все соображения, основанные на понятиях ценности, совершенства, целеполагания, были исключены из сферы научного поиска.
  • Познавательная деятельность: чёткая оппозиция субъекта и объекта исследования.

Итог: появление механистической научной картины мира на базе экспериментально математического естествознания.

[править] Эйнштейновская революция

Период: рубеж XIX—XX веков.

Обусловленность:

  • Открытия:
    • сложная структура атома
    • явление радиоактивности
    • дискретность характера электромагнитного излучения
  • и др.

Итог: была подорвана важнейшая предпосылка механистической картины мира — убежденность в том, что с помощью простых сил, действующих между неизменными объектами, можно объяснить все явления природы.

[править] Сравнение с другими «картинами мира»

Научная картина мира — это одна из возможных картин мира, поэтому ей присуще как что-то общее со всеми остальными картинами мира — мифологической, религиозной, философской, — так и нечто особенное, что выделяет именно научную картину мира из многообразия всех остальных образов мира[8]

[править] С религиозным

Научная картина мира может отличаться от религиозных представлений о мире, основанных на авторитете пророков, религиозной традиции, священных текстах и т. д. Поэтому религиозные представления более консервативны в отличие от научных, меняющихся в результате обнаружения новых фактов. В свою очередь, религиозные концепции мироздания могут изменяться, чтобы приблизиться к научным взглядам своего времени. В основе получения научной картины мира лежит эксперимент, который позволяет подтвердить достоверность тех или иных суждений. В основе религиозной картины мира лежит вера в истинность тех или иных суждений, принадлежащих какому-либо авторитету. Тем не менее, вследствие переживания всевозможных эзотерических состояний (не только религиозного или оккультного происхождения), человек может получить личный опыт, подтверждающий определенную картину мира, но в большинстве случаев попытки построить на этом научную картину мира относятся к псевдонауке.

[править] С художественным и бытовым

Научная картина мира отличается также от мировоззрения, свойственного бытовому или художественному восприятию мира, использующего бытовой/художественный язык для обозначения объектов и явлений мира. Например, человек искусства создает художественные образы мира на основании синтеза своего субъективного (эмоционального восприятия) и объективного (бесстрастного) постижения, в то время как человек науки сосредоточен на исключительно объективном и с помощью критического мышления устраняет субъективность из результатов исследований.

[править] С философским

Отношения науки и философии являются предметом дискуссии. С одной стороны, история философии — это гуманитарная наука, основной метод которой — толкование и сравнение текстов. С другой стороны, философия претендует на то, чтобы быть чем-то большим, чем наука, её началом и итогом, методологией науки и её обобщением, теорией более высокого порядка, метанаукой. Наука существует как процесс выдвижения и опровержения гипотез, роль философии при этом заключается в исследовании критериев научности и рациональности. Вместе с тем, философия осмысливает научные открытия, включая их в контекст сформированного знания и тем самым определяя их значение. С этим связано древнее представление о философии как о царице наук или о науке наук.

[править] Со смешанными

Все перечисленные представления могут присутствовать у человека вместе и в различных сочетаниях. Научная картина мира, хотя и может составлять значительную часть мировоззрения, никогда не является его адекватной заменой, так как в своем индивидуальном бытии человек нуждается как в эмоциях[источник не указан 1016 дней] и художественном или чисто бытовом восприятии окружающей действительности, так и в представлениях о том, что находится за пределами достоверно известного или на границе неизвестности, которую предстоит преодолеть в тот или иной момент в процессе познания.

[править] Эволюция представлений

Существуют различные мнения о том, как изменяются представления о мире в истории человечества. Поскольку наука появилась сравнительно недавно, она может давать дополнительные сведения о мире. Однако некоторые философы считают, что со временем научная картина мира должна полностью вытеснить все другие.

По классификации Конта, научная картина мира олицетворяет собой третью, позитивную (после теологической и метафизической) фазу последовательного фазиса философской мысли в истории всего человечества.

Фейербах так сказал о смене своих идей:

«Бог был моей первой мыслью, разум — второй, человек — третьей и последне

 

 

megapredmet.ru

Естественнонаучная картина мира — МегаЛекции

Представления о свойствах и закономерностях окружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период дают конкретные науки, изучающие определенные области явлений и процессов природы. Поскольку природа есть нечто единое целое, постольку и знания о ней должны иметь целостный характер, т.е. представлять собой определенную систему. Такую общую совокупность научных знаний о природе издавна называют учением о природе или естествознанием.

Раньше в естествознание входили все сравнительно немногочисленные знания, которые были известны о природе, но уже с эпохи Возрождения возникают и обособляются отдельные его отрасли и дисциплины, т.е. начинается процесс дифференциации естественнонаучного знания. Ясно, что не все знания являются одинаково важными для понимания природы.

Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие естественнонаучной картины мира, под которой подразумевают систему важнейших понятий, принципов и фундаментальных законов, лежащих в основе понимания окружающей нас природы. Сам термин «картина мира» указывает на то, что речь здесь идет не о части или фрагменте мира, а о целостной концепции природы. Как правило, в формировании такой картины природы наибольшее значение приобретают фундаментальные понятия и законы наиболее развитых отраслей естествознания, которые в определенный исторический период выдвигаются в качестве основополагающей науки или лидера естествознания. Не подлежит сомнению, что фундаментальные науки оказывают свое влияние на представления о мире других наук и ученых определенной эпохи. Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картины природы. В действительности такая картина возникает как результат синтеза

фундаментальных открытий и законов разных отраслей и дисциплин естествознания.

2.1. Концепции естествознания и научная картина природы

Важнейшие концепции естествознания служат основой научных представлений об общей картине природы, поскольку в них формулируются фундаментальные понятия, принципы и законы естествознания в каждую историческую эпоху его развития. Именно они составляют научную основу картины природы в целом и поэтому в значительной степени определяют научный климат эпохи. В теснейшем взаимодействии с развитием наук о природе, начиная с XVII в., развивалась математика, которая создала для тогдашнего естествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное и интегральное исчисления, а также дальнейшие их ответвления.

Цементирующей основой картины природы и мира в целом служили мировоззренческие и философские идеи о строении мироздания, законы его изменения и развития. Человек всегда стремился понять окружающий его мир и свое место в нем. Поэтому уже на ранних этапах цивилизации возникают мифологические и религиозные представления о мире, которые со временем вытесняются научными взглядами на него.

Однако без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Человек не только природное существо, он теснейшими узами связан с обществом, в котором протекает вся его деятельность. Фундаментальные понятия и принципы жизнедеятельности общества составляют вторую, дополнительную часть целостной научной картины мира. Поэтому следует различать естественнонаучную картину природы, которая составляет первую часть общей картины мира и формируется из результатов исследований и достижений наук о природе. Общая же научная картина мира представляет собой синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания и обществознания.

Наша книга посвящена концепциям естествознания, и поэтому мы будем рассматривать, какое влияние эти концепции оказывали на формирование научной картины природы в процессе исторического развития естествознания. Однако еще до появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали

в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнегреческим мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в Античности назывался космосом, произошел из неупорядоченного хаоса. Эти идеи перекликаются с идеями, которые в рамках теории образования диссипативных структур в наше время развивает И. Пригожин со своими сотрудниками. Примечательно, что свою книгу, написанную вместе с И. Стенгерс, он назвал «Порядок из хаоса».

В древнегреческой натурфилософии такие взгляды нашли свое отражение в учениях ряда философов, в том числе и наиболее выдающихся. Так, в частности, у Аристотеля (384—322 до н.э.) мы находим деление мира на совершенный небесный космос и несовершенный земной мир. Сам термин «космос» обозначал у древних греков любую упорядоченность, совершенство, гармонию, согласованность. Именно совершенство, гармония и организованность приписывались небесному миру.

В дальнейшем на смену мифологическим и натурфилософским взглядам приходят представления, основанные на наблюдении реальных явлений и процессов природы, опирающиеся на здравый смысл. Именно из них возникает, по сути дела, стихийно-эмпирическая картина мира, которая в значительной мере носит индивидуальный, личностный характер, так как связана с непосредственным жизненным опытом конкретного индивида, его ощущениями, восприятиями, их объяснением и пониманием. В то же время такая картина мира существенно отличается как от мифологической, так и от натурфилософской картины потому, что она основывается на реальных, а не на мифических и придуманных фактах.

С появлением экспериментального естествознания и научной астрономии новые общие взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводах естественных наук своего времени и поэтому стали называться естественнонаучной картиной мира.

Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпирической картины конкретного субъекта? Почему наука вынуждена была строить свою картину мира? В чем состоит преимущество научной картины мира?

Ответ на эти вопросы мы найдем у классиков естествознания, которые анализировали это понятие в своих трудах. Наиболее ясный ответ дал А. Эйнштейн.

«Человек, — пишет он, — стремится каким-то адекватным способом создать в себе простую и ясную картину мира для того, чтобы в известной степени заменить этот мир созданной таким образом картиной. Этим занимается художник, поэт, теоретизирующий философ и

естествоиспытатель, каждый по-своему. На эту картину и ее оформление человек переносит центр тяжести своей духовной жизни, чтобы в ней обрести покой и уверенность, которые он не может найти в слишком тесном головокружительном круговороте собственной жизни»1.

Картина мира у любого человека слишком индивидуальна, поскольку она основана на собственном опыте, личных впечатлениях и ощущениях. Естествознание, как и наука в целом, стремится найти объективные, не зависящие от индивидуального субъекта закономерности природы. Поэтому в науке приходится абстрагироваться от личных ощущений и представлений и построить такую систему знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь. Ясно, однако, что не всякая система знаний представляет собой картину природы. Для этого необходимо, во-первых, чтобы эта система отображала наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы; во-вторых, все такие свойства должны рассматриваться в рамках единой, целостной картины, так как никакой отдельный фундаментальный закон естествознания не составляет еще картины природы; в-третьих, естественнонаучная картина мира должна быть такой общей теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о мире; в-четвертых, научную картину мира следует постоянно соотносить и сверять как с самой природой, так и с изменением фундаментальных знаний о ней.

Первые научные картины природы возникли в рамках отдельных естественнонаучных дисциплин, и прежде всего занимавших лидирующее положение в науке своего времени. В XVII—XVIII вв. такое положение занимала механика, а во второй половине XIX в. такой наукой, несомненно, считалась физика, которая включала в свой состав также термодинамику и теорию электромагнетизма. Поэтому идею о необходимости создания физической картины мира предложили выдающиеся физики того времени Г. Герц и М. Планк.

Сам термин «научная картина мира» применительно к физике ввел Герц (1857—1894), который понимал под ней внутренний образ мира, который складывается у ученого в результате исследования внешнего, объективного мира. Если такой образ адекватно отображает реальные связи и закономерности внешнего мира, то и логические связи между понятиями и суждениями научной картины должны соответствовать объективным закономерностям внешнего мира. Как подчеркивал Герц, логические связи между представлениями внутреннего образа

1Эйнштейн Л. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 2. М., 1967. С. 136.

 

внешнего мира должны быть «образами естественно необходимых следствий отображаемых предметов».

Более подробный анализ научной картины мира мы находим в высказываниях М. Планка, которые опубликованы в его книге «Единство физической картины мира». Как и позднее Эйнштейн, Планк указывал, что научная картина мира создается для того, чтобы получить целостное представление об изучаемом внешнем мире. Такое представление должно быть очищено от антропоморфных, связанных с человеком впечатлений и ощущений. Однако в результате отвлечения от таких конкретных ощущений полученный образ мира выглядит «гораздо более бледным, сухим и лишенным непосредственной наглядности по сравнению с пестрым, красочным великолепием первоначальной картины, которая возникла из разнообразных потребностей человеческой жизни и несла на себе отпечаток всех специфических ощущений»1.

В чем же тогда заключается преимущество научной картины перед непосредственным живым созерцанием внешнего мира, на котором основана, по сути дела, практическая картина мира, создаваемая каждым человеком на основе своего жизненного опыта? Планк считает, что преимущество научной картины мира, благодаря которому она вытеснит все прежние картины, состоит в ее «единстве — единстве по отношению ко всем исследователям, всем народностям, всем культурам»2. Следовательно, она имеет объективный характер, и поэтому ее цель «состоит не в полном приспособлении наших мыслей к нашим ощущениям, а в полном освобождении физической картины мира от индивидуальности творческого ума»3.

Разумеется, без творческой деятельности ученого, его воображения и интуиции, невозможно создание картины мира, но в окончательном виде эта картина не должна содержать каких-либо ссылок на индивидуальные особенности исследователя. Именно поэтому Планк подчеркивает общность полученной картины мира, возможность ее использования учеными разных народов и культур. Эту же мысль более подробно развивает и обосновывает в своих работах Эйнштейн.

Наконец, нельзя не отметить, что и Планк и Эйнштейн обращали внимание на то, что научная картина мира любой науки имеет, с одной стороны, ограниченный характер, поскольку она определена предметом конкретной науки. С другой стороны, такая картина относительна в силу исторически ограниченного характера самого процесса человеческо-

1Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966. С. 44.

2 Там же.

3 Там же. С. 49.

го познания. Поэтому построение ее в окончательном, завершенном виде они считали недостижимой целью. В применении к физике такой взгляд на картину мира подробно обосновывает А. Эйнштейн.

«Какое место, — спрашивает он, — занимает картина мира физиков-теоретиков среди всех возможных таких картин? Благодаря использованию языка математики, эта картина удовлетворяет высоким требованиям в отношении строгости и точности выражения взаимозависимостей. Но зато физик вынужден сильно ограничивать свой предмет, довольствуясь изображением наиболее простых, доступных нашему опыту явлений, тогда как все сложные явления не могут быть воссозданы человеческим умом с той точностью, которые необходимы физику-теоретику. Высшая аккуратность, ясность и уверенность — за счет полноты. Но какую прелесть может иметь охват такого небольшого среза природы, если наиболее тонкое и сложное малодушно оставляется в стороне? Заслуживает ли результат столь скромного занятия гордого названия «картины мира»? Я думаю — да, ибо общие положения, лежащие в основе мысленных построений теоретической физики, претендуют быть действительными для всех происходящих в природе событий»1.

По мере развития науки и практики в научную картину мира будут вноситься изменения, исправления и улучшения, но эта картина никогда не обретет характера абсолютной истины.

Анализируя физическую картину мира, Г. Герц, М. Планк, А. Эйнштейн и другие ученые подчеркивали, таким образом, ее общий, целостный и относительный характер. Чтобы яснее понять сущность картины мира, которую создает любая наука, следует сравнить ее с какой-либо общей ее теорией. Хотя такая теория тоже дает общее, целостное, относительно верное отображение конкретной области реального мира, но по отношению к картине мира соответствующей науки она будет представлять лишь фрагмент, часть этой обшей картины. Приблизительно такое же соотношение существует между картиной мира отдельной науки о природе и естественнонаучной картиной мира в целом. В сравнении с картиной отдельной науки естественнонаучная картина мира отображает не какую либо часть или фрагмент исследуемой области природы, а всю природу в целом. Правда, при своем формировании она опирается на общие концепции, фундаментальные понятия, принципы и теории лидирующей в определенный период истории естествознания науки, т.е. на определенную парадигму.

Все эти соображения говорят о тесной взаимосвязи научной картины природы, создаваемой отдельными фундаментальными науками

1Эйнштейн А. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 4. М., 1967. С. 40.

естествознания, с основными их концепциями. Первоначально такие картины отдельных областей природы возникали в рамках частных наук, таких, как физика, химия, биология и другие. В дальнейшем в результате обобщения результатов их исследования и созданных концепций с позиций лидирующей в данный период времени науки возникала общая естественнонаучная картина природы. Отсюда становится ясным, какую важную роль играют концепции естествознания в формировании научной картины мира. В связи с этим необходимо выявить роль концепций и парадигм в становлении этой картины.

В науке термин «концепция» используется обычно для обозначения системы понятий и принципов, в частности при объяснении определенного круга явлений и процессов. Такие концепции могут заметно отличаться друг от друга как по глубине раскрытия сущности явлений, так и по широте их применения. Как правило, в начале для объяснения применяются феноменологические концепции, основанные на непосредственном описании изучаемых явлений, или феноменов, откуда происходит название самой этой концепции. В дальнейшем обращаются к различным теоретическим концепциям, которые раскрывают внутренние механизмы протекания явлений и опираются на абстрактные понятия и принципы. Так, например, при объяснении оптических явлений сначала появилась феноменологическая концепция, которая описывала простейшие явления прямолинейного распространения света, его отражения и преломления. Но она не касалась вопросов о природе света и не пыталась объяснить, почему световые лучи распространяются по прямой линии или угол отражения равен углу падения луча. Первой концепцией, которая попыталась это объяснить, была корпускулярная концепция, поддержанная Ньютоном. Она рассматривала свет как движение мельчайших корпускул света и удовлетворительно объясняла все простейшие эмпирические законы световых явлений. Однако корпускулярная концепция оказалась не в состоянии объяснить явления интерференции и дифракции света. Поэтому она была вынуждена уступить место новой, волновой концепции, которая рассматривала свет как волновое движение, подобное движению волн на поверхности воды. Эта концепция сумела объяснить интерференцию света посредством взаимодействия световых волн (их наложения друг на друга), а дифракцию — огибанием световыми волнами препятствий. Однако слабым местом волновой концепции было допущение о существовании светового эфира, упругой специфической среды, поперечными колебаниями которой объяснялось распространение световых волн. Впоследствии благодаря созданию Дж. Максвеллом теории электромагнетизма исчезла необходимость в обращении к световому

эфиру, а сами оптические явления стали рассматриваться как особый вид электромагнитных колебаний. Установление взаимосвязи между электрическими, магнитными и световыми явлениями способствовало объединению их в рамках единой электромагнитной концепции. Эта концепция в конечном итоге способствовала формированию новой электромагнитной картины природы, которая показала, что наряду с веществом в мире существует также электромагнитное поле.

Этот краткий экскурс в историю физики ясно показывает, как происходит формирование теорий, научных концепций и картин природы, создаваемых отдельными науками. То же самое можно было бы проиллюстрировать на примере химии и биологии.

Таким образом, построение картины природы в отдельной науке проходит ряд последовательных стадий. Сначала для объяснения наблюдаемых явлений создаются простейшие понятия и эмпирические законы. Затем открываются законы и теории, с помощью которых пытаются объяснить сущность наблюдаемых явлений и эмпирических законов. В дальнейшем возникают фундаментальные теории или концепции, которые могут стать картиной природы, создаваемой отдельной наукой. Диалектический синтез картин природы отдельных наук приводит к формированию целостной естественнонаучной картины мира. Вполне понятно, что никакая отдельная научная теория не может претендовать на роль научной картины природы. Больше всего на эту роль могут претендовать фундаментальные понятия и теории, которые формулируются в концепциях и парадигмах Науки. Как и концепции естествознания, научные парадигмы выступают в качестве ведущих теорий конкретных наук и образцов исследования частных проблем. В рамках научной картины мира они должны приобрести форму принципов, имеющих мировоззренческий и философский характер. Именно такой характер имеет, например, понятие электромагнитного поля, которое дополнило понятие вещества, безраздельно господствовавшее в механистической картине природы.

Поэтому задача парадигм и концепций скорее методологическая, чем мировоззренческая и философская. Тем не менее любые парадигмы и концепции науки играют важнейшую роль в становлении научной картины мира. Именно они отображают наиболее существенные и общие свойства и отношения отдельных областей научного познания. Так, например, концепции естествознания выражают специфические понятия и закономерности отдельных областей естественных наук, а концепции обществознания — общественных наук.

Таким образом, чтобы получить ясное представление о научной картине той или иной области природы, изучаемой соответствующей

естественной наукой, необходимо изучить ту систему основных понятий и законов, на которые она опирается. Именно эта система включает в свой состав важнейшие понятия, фундаментальные законы и принципы соответствующей науки. Исторически так в основном и происходило: сначала возникали конкретные научные парадигмы и концепции, потом научные картины отдельных наук, а затем и целых отраслей естествознания.

В процессе эволюции и прогресса научного познания происходит смена старых понятий новыми понятиями, менее общих теорий более общими и фундаментальными теориями. А это со временем неизбежно приводит к смене научных картин мира, но при этом продолжает действовать принцип преемственности, общий для развития всего научного знания. Старая картина мира не отбрасывается целиком, а продолжает сохранять свое значение, уточняются только границы ее применимости. Электромагнитная картина мира не отвергла механистическую картину мира, а уточнила область ее применения. Аналогично этому квантово-релятивистская картина не отбросила электромагнитную картину, а указала пределы ее применимости.

Кроме того, становление картины мира, как отмечено выше, тесно связано с философскими категориями и научным мировоззрением в целом.

2.2. Связь научной картины мира с мировоззрением и философией

Человек живет не только в природной среде, но и в обществе, и поэтому его взгляд на мир не ограничивается представлениями о природе, но также включает его мнения об общественном устройстве, его законах и порядках. Поскольку индивидуальная жизнь людей складывается под влиянием собственного жизненного опыта, постольку и их взгляды на общество, и, следовательно, картина общества у них различны. Наука же ставит своей целью создать целостную картину общества, которая имела бы общий, универсальный и — что особенно важно — объективный характер.

Таким образом, общая научная картина мира, складывающаяся из картины природы, формируемой естествознанием, и картины общества, создаваемой обществознанием, дает единое, целостное представление о фундаментальных принципах развития природы и общества. Однако законы общества существенно отличаются от законов природы прежде всего тем, что действия людей имеют осознанный и целенаправленный характер, в то время как в природе действуют сле-

пые, стихийные силы и потому в ней отсутствуют какие-либо цели. Тем не менее и в обществе, несмотря на различие целей, интересов и стремлений разных людей, в конечном итоге устанавливается определенный порядок, выражающий закономерный характер его развития. Отсюда становится ясным, что между научной картиной естествознания и картиной обществознания существует глубокая внутренняя связь, которая находит свое конкретное воплощение в существовании общей научной картины мира. Поскольку общие понятия, принципы и законы научной картины мира и категории и принципы, изучаемые в рамках философии, тесно связаны друг с другом, постольку возникает вопрос об их различии и специфике.

Научные картины, создаваемые отдельными науками, так же как картины естествознания и мира в целом, ставят своей важнейшей целью систематизацию знаний разной степени общности. Процесс систематизации и синтеза знаний предполагает поиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых становится возможным понять место и роль конкретных закономерностей в общей системе научного знания, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Такое понимание означает целостное рассмотрение научных знаний, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Поэтому картина природы, создаваемая отдельной наукой о природе или естествознанием в целом, представляет собой систему знаний различной степени общности и глубины, которая возникает в результате их синтеза. При этом картина отдельной науки, например физики, будет частью, или фрагментом, общей естественнонаучной картины природы, а последняя будет составлять часть картины мира в целом, включающей природу и общество.

Если отдельные научные теории ставят своей целью объяснение, понимание и предсказание конкретных фактов изучаемой области мира, то картины мира стремятся выделить основные понятия и фундаментальные принципы науки, в которую входит данная теория. Опираясь на них, картина мира помогает понять роль и место отдельных понятий и закономерностей в общей системе мира. Именно в этом отношении она играет систематизирующую роль в познании и благодаря этому же приобретает общий эвристический и прогностический характер. Действительно, в рамках узких границ отдельной научной теории или даже конкретной научной дисциплины трудно уловить общие тенденции развития достаточно широкой области явлений, а тем более природы и общества в целом. Обобщение и синтез знания в научной картине мира дают возможность понять, в каком направлении происходит это развитие, какие наиболее важные про-

блемы выдвигаются перед наукой. Такой общий подход к познанию реальности теснейшим образом связывает научную картину мира с философией и мировоззрением в целом.

Под мировоззрением подразумевается общий взгляд на мир, совокупность представлений о его устройстве, месте и назначении в нем человека, отношении людей к миру и к самим себе. Сначала все эти элементы оказываются нерасчлененными, и только с появлением науки в мировоззрении начинают выделять познавательные, ценностные, эмоциональные, нравственные и другие аспекты. Одной из ранних форм мировоззрения была мифология, которая в своих мифах давала фантастическое отображение происхождения мира, его устройства, а также защищала установленные в древнем обществе порядки, отношения между людьми, правила их поведения и т.п. На смену мифологии приходит религия, основанная на вере в существование верховного творца мира, определяющего как судьбу человечества, так и отдельных людей. С возникновением науки появляется научное мировоззрение. Ядром научного мировоззрения является философия, которая с помощью универсальных категорий бытия и познания может, с одной стороны, влиять на мировоззрения, а с другой — на науку и научные картины мира. Поскольку философские системы могут исходить из религиозных, идеалистических, иррационалистических воззрений, постольку и возникающие на их основе мировоззрения будут иметь соответственно религиозный, идеалистический, иррационалис-тический, субъективный или стихийно-эмпирический характер.

Научное мировоззрение отличается от других форм мировоззрения тем, что в своих выводах оно сознательно опирается на данные науки и ее достижения. С получением принципиально новых результатов оно вносит уточнения и коррективы в свои положения. Такое взаимодействие с наукой мировоззрение осуществляет через философию как свою теоретическую основу. Уже отсюда становится ясным, что мировоззрение и философия — это не одно и то же. Мировоззрение более емкое понятие, которое включает в свой объем кроме философии также аксиологию, или учение о ценностях. Познавая мир, каждый человек подходит к нему с определенной оценкой, что в нем его удовлетворяет и не удовлетворяет, что необходимо сделать для его изменения. Анализ таких ценностных ориентаций и составляет предмет аксиологии.

Научные картины мира занимают промежуточное положение между мировоззрением и философией. Непосредственно они связаны с философией, так как именно универсальные категории философии оказывают свое влияние на характер и структуру научной картины мира. Вместе с тем научная картина оказывает обратное воздействие

на философию, а через нее и на научное мировоззрение. Ведь научная картина мира предполагает определенное сходство с объективным миром, представляя относительно верное его отображение. Действительно, картина природы, создаваемая современным естествознанием, основывается на результатах исследования целого ряда естественнонаучных дисциплин, обобщения их достижений и синтеза достигнутого. В целом эти результаты относительно верно отображают закономерности существования и развития природы. Следовательно, если такая картина является адекватной действительности, то она не должна противоречить исходным посылкам научного мировоззрения. К ним относятся, во-первых, принцип объективного исследования мира, во-вторых, принцип его развития. Трудность здесь возникает в рамках философии, составляющей теоретическую основу мировоззрения. Принцип объективности познания мира признает и стихийный, и метафизический, и естественноисторический, и диалектический материализм. Но когда заходит речь о принципе развития познания вообще и науки в особенности, то мнения здесь расходятся. Сторонники метафизического и стихийного материализма не признают развития понятий, законов и принципов науки, считают их не относительными истинами, а истинами неизменными, не подлежащими пересмотру и уточнению. Вместе с тем некоторые философы из факта относительности научных истин, их пересмотра и изменения приходят к отрицанию объективной истины в науке. Иногда даже сами ученые, вопреки своим научным результатам, отстаивают подобные взгляды. Вот почему научное мировоззрение и философия должны опираться на итоги и результаты науки и развиваться в тесном взаимодействии с принципами научной картины мира. Осмысливая и интерпретируя достижения естествознания и создаваемую им картину мира, научная философия совершенствует свою форму, уточняет и развивает свои принципы и категории, придает им необходимую точность и общность. Однако эти принципы и категории имеют специфический характер, и вряд ли поэтому их следует непосредственно включать в состав научной картины мира. Бесспорно, они важны и необходимы для понимания и обоснования научной картины мира, но эта картина имеет свои особые понятия и принципы. Поэтому представляется сомнительным, чтобы научная картина мира могла что-либо выиграть от включения философских категорий в свой состав. Скорее наоборот, такая рекомендация может быть оценена как попытка натурфилософского подхода к решению научных проблем.

Как показывает история естествознания, такие фундаментальные философские категории и принципы, как причинность и детерми-

низм, взаимосвязь случайности и необходимости, возможности и действительности и другие, отражающие наиболее общие закономерности реального мира, неизбежно находят свое выражение и интерпретацию в последовательно сменяющихся научных картинах мира. В свою очередь, доминирующая картина мира может существенно повлиять на характер философского мировоззрения. Как известно, представления механистической картины мира во многом предопределили метафизический и механистический характер материалистической философии XVIII в.

Развитие естествознания и научных картин мира продолжают оказывать влияние на философию и в дальнейшем. Достаточно отметить, какое огромное воздействие новые революционные открытия в квантовой механике и теории относительности оказали на понимание таких основополагающих категорий философии, как причинность, случайность и детерминизм. В наше время возникновение системного подхода и синергетики заставили пересмотреть прежние представления о роли случайности в мире, порядке и беспорядке, организации и самоорганизации.

2.3. Революции в естествознании и смена картин мира

Первую революцию в науке относят к XVII в. и связывают с возникновением экспериментального естествознания. Вместо разного рода натурфилософских догадок и гипотез о скрытых качествах вещей ученые той эпохи, начиная с Г. Галилея, стали проверять свои предположения и гипотезы с помощью точно построенного эксперимента. Экспериментальный метод с тех пор стал важнейшим методом исследования природы, и его значение трудно переоценить. Вместе с ним совершенствовались также теоретические методы.

Вторая революция возникла в конце XIX — начале XX в., когда в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о научной картине мира. Эти открытия были связаны прежде всего с обнаружением кванта энергии, установлением строения вещества и взаимосвязи массы и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными «кирпичиками мироздания», из которых состоит природа, считались атомы, то в конце XIX в..были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц). Согласно первой модели атома, построенной англий-

ским ученым Э. Резерфордом (1871—1937), атом уподоблялся миниатюрной Солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Такая система была, однако, неустойчивой: вращающиеся электроны, теряя свою энергию, в конце концов должны были упасть на ядро. Но опыт показывает, что атомы являются весьма устойчивыми образованиями и для их разрушения требуются огромные силы. В связи с этим прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Н. Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты энергии видимого света вызывают электрический ток. Это явление, как известно, используется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при экспозиции.

В 30-х гг. XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, как, например, электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем экспериментально былю доказано, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а в других — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а энергия поля — распространяться в виде волн. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что элементарные частицы одновременно обладают как свойствами корпускул, так и волн.

В 1925—1927 гг. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая, квантовая механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли разнообразные квантовые теории: квантовая

4-925

электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения элементарных частиц микромира.

Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности — в корне изменила научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы имеют ковариантную, или ту же самую, математическую форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших в этой теории.

megalektsii.ru

Естественнонаучная картина мира

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

  1. Глобальный эволюционизм
  2. Синергетика — теория самоорганизации
  3. Общие контуры современной естественно-научной картины мира

Заключение

Список использованных источников

Введение

Термин «научная картина мира» подразумевает некую аналогию между совокупностью описывающих реальный мир научных абстракций и этаким большущим живописным полотном, на котором художник компактно разместил все предметы мира. Как и все прочие аналогии, эта довольно приблизительно отражает суть дела, но в целом удачно.

Античный ученый мир рисовал свою «картину» с большой долей фантазии и выдумки, сходство же с изображаемым было минимальным. Ньютоновская картина мира стала суше, строже и во много раз точнее (этакая черно-белая фотография, местами, правда, неясная). Нынешняя научная картина мира «оживила» неподвижную доселе Вселенную, обнаружила в каждом ее фрагменте эволюцию и развитие.

В основе построения научной картины мира лежит принцип единства природы и принцип единства знания. Общий смысл последнего заключается в том, что знание не только бесконечно многообразно, но оно вместе с тем обладает чертами общности и целостности. Если принцип единства природы выступает в качестве общей философской основы построения картины мира, то принцип единства знаний, реализованный в системности представлений о мире, является методологическим инструментом, способом выражения целостности природы.

Наука - это социальный институт, и он теснейшим образом связан с развитием всего общества. Роль науки в истории человечества постоянно возрастает. И потому всякое умаление роли науки, естествознания в настоящее время чрезвычайно опасно, оно обезоруживает человечество перед нарастанием глобальных проблем современности.

1. Глобальный эволюционизм

Появление принципа глобального эволюционизма означает, что в современном естествознании утвердилось убеждение в том, что материя, Вселенная в целом и во всех ее элементах не могут существовать вне развития.

Это принципиально новый для естествознания взгляд на вещи, хотя сама идея эволюции родом из XIX в. Наиболее сильно она прозвучала, как известно, в учении Ч. Дарвина о происхождении видов. Данная концепция легла в основу рождавшейся теоретической биологии. Эволюционное учение оказало сильнейшее влияние на умы современников Ч. Дарвина, однако перебраться через пропасть, отделявшую науки о живом от наук о неорганическом мире, в XIX в. оно так и не сумело, ограничив свое действие растительным и животным миром. Пожалуй, лишь в социологии была сделана попытка прямого переноса дарвиновских идей (Г. Спенсер), но это было уже за пределами естествознания. Классические же фундаментальные науки, составлявшие основу ньютоновской картины мира, остались совершенно не затронутыми ни буквой, ни духом эволюционного учения. Вселенная в целом представлялась равновесной и неизменяемой. А поскольку время ее существования бесконечно, то вполне вероятен шанс появления в результате случайных локальных возмущений наблюдаемых неравновесных образований с заметной организацией своих структур (галактик, планетных систем и т.д.).

Точно таким же «противоестественным» явлением, или артефактом (от лат. arte — искусственно и factus — сделанный), выглядело появление жизни на нашей планете. И по всему выходило, что такого рода «отклонения» в существовании Вселенной — явления временные и со всем остальным космосом никак не связанные. Таков был довольно грустный итог естественнонаучной картины мира в XIX в.

В XX в. все радикально поменялось. Первую крупную брешь в антиэволюционном настрое классической физики пробило в начале 20-х годов открытие расширения Вселенной, или иначе — ее нестационарности. Но если Вселенная расширяется, галактики разбегаются друг от друга, то встает вопрос о силах, сообщивших галактикам начальную скорость и необходимую для этого энергию. Современное (конца XX в.) естествознание считает, что оно может ответить на этот вопрос. Таким ответом является теория Большого взрыва, воспроизводящая процессы зарождения нашей Вселенной из некоего исходного состояния и ее последующей эволюции, приводящей в конечном счете к ныне наблюдаемому облику. Эта теория более или менее прочно утвердилась в естествознании в 70-е годы (хотя сама идея была предложена еще в 40-е).

Радикальное обновление наших представлений об устройстве мироздания: Вселенная нестационарна, она имела начало во времени, следовательно, она исторична, т.е. эволюционирует во времени. И эту 15-миллиардолетнюю эволюцию в принципе можно реконструировать.

Таким образом, идея эволюции прорвалась в физику и космологию. Но не только в них. В последние десятилетия благосклонное отношение к эволюционным представлениям начала проявлять и химия.

До сей поры проблема «происхождения видов» вещества химиков не волновала. Однако ситуация изменилась, когда концепция Большого взрыва указала на историческую последовательность появления во Вселенной различных элементов. Ведь в первые мгновения жизни Вселенной в ней было так горячо, что ни один из компонентов вещества (атомы, молекулы) не мог существовать. Лишь в конце первых трех минут образовалось небольшое количество ядерного материала (ядер водорода и гелия), а первые «нормальные», целые атомы легких элементов возникли через несколько сотен тысяч лет после взрыва. Так что звезды первого поколения начинали жизнь с ограниченным набором легких элементов, из которых в результате самопроизвольного синтеза и вышло впоследствии все разнообразие таблицы Менделеева. Так что в ней, возможно, зафиксирована не только структурная упорядоченность химических элементов, но и реальная история их появления.

Еще более любопытная картина обнаруживается при наложении идеи эволюции на процесс образования сложных молекулярных соединений. Привычная нам дарвиновская эволюция показывает непрерывное нарастание сложности организации растительных и животных организмов (от одноклеточных до человека) через механизм естественного отбора. Миллионы видов были отбракованы этим механизмом, остались лишь самые эффективные. Поразительно, но нечто похожее, по-видимому, происходило и тогда, когда природа только «готовилась» к порождению жизни. Об этом говорит тот факт, что из более чем ста известных химических элементов основу всего живого составляют только шесть: углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Их общая доля в живых организмах составляет 97,4%. Еще 12 элементов дают примерно 1,6%.

Мир собственно химических соединений не менее диспропорционален. Ныне известно около 8 млн химических соединений, 96% из них — это органические соединения, составленные из все тех же 6—18 элементов. Из всех же остальных химических элементов природа почему-то создала не более чем 300 тыс. неорганических соединений. Столь разительные несоответствия невозможно объяснить различной распространенностью химических элементов на Земле или даже в космосе. Она совсем другая. Так что налицо совершенно очевидный «отбор» химических элементов, свойства которых (прочность и энергоемкость образуемых ими химических связей, легкость их перераспределения и т.п.) «дают преимущество» при переходе на более высокий уровень сложности и упорядоченности вещества.

Действие механизма отбора просматривается и на следующем «витке» эволюции: из многих миллионов органических соединений в построении биосистем заняты лишь несколько сотен, из ста известных аминокислот для составления белковых молекул живых организмов природой использовано только двадцать и т.д. На такого рода факты и опираются представления о «предбио-логической эволюции», т.е. эволюции химических элементов и соединений.

Уже сформулированы первые теории химической эволюции как саморазвития каталитических систем. Конечно, в этой области еще очень много неясного, малообоснованного и т.д., но важен сам факт «обращения» современной химии в «эволюционную веру».

В XX в. эволюционное учение интенсивно развивалось и в рамках самой его прародительницы — биологии. Современный эволюционизм в научных дисциплинах биологического профиля предстает как многоплановое учение, ведущее поиск закономерностей и механизмов эволюции сразу на многих уровнях организации живой материи: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном и даже биогеоценотическом. Наиболее выдающиеся успехи достигнуты, конечно, на молекулярно-генетическом уровне: расшифрован генетический механизм передачи наследуемой информации, выяснены роль и структура ДНК и РНК, найдены методы определения последовательностей нуклеотидов в них и т.п. Синтетическая теория эволюции (синтез генетики и дарвинизма) развела процессы микроэволюции (на уровне популяций) и макроэволюции (на надвидовых уровнях), установила в качестве элементарной эволюционной единицы популяцию и т.д. Таким образом, именно дарвиновская концепция эволюции стала тем основным руслом, в которое вливаются многочисленные потоки разнородного специализированного биологического знания.

Идея эволюции праздновала успех и в других областях естествознания: в геологии, например, окончательно утвердилась концепция дрейфа континентов; а такие науки, как экология, биогеохимия, антропология, были изначально «эволюционны».

2. Синергетика — теория самоорганизации

Появление синергетики в современном естествознании инициировано, скорее всего, подготовкой глобального эволюционного синтеза всех естественно-научных дисциплин. Эту тенденцию в немалой степени сдерживало такое обстоятельство, как разительная асимметрия процессов деградации и развития в живой и неживой природе. Дело в том, что в классической науке (XIX в.) господствовало убеждение, что материи изначально присуща тенденция к разрушению всякой упорядоченности, стремление к исходному равновесию, что в энергетическом смысле и означало неупорядоченность, т.е. хаос. Такой взгляд на вещи сформировался под воздействием образцовой физической дисциплины — равновесной термодинамики.

Эта наука занимается процессами взаимопревращения различных видов энергии. Ею установлено, что взаимные превращения тепла и работы неравнозначны. Работа может полностью превратиться в тепло трением или другими способами, а вот тепло полностью превратить в работу принципиально невозможно. Это означает, что во взаимопереходах одних видов энергии в другие существует выделенная самой природой направленность. Знаменитое второе начало (закон) термодинамики в формулировке немецкого физика Р. Клаузиуса звучит так: «Теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему».

Закон сохранения и превращения энергии (первое начало термодинамики) в принципе не запрещает такого перехода, лишь бы количество энергии сохранялось в прежнем объеме. Но в реальности такого никогда не происходит. Вот эту-то односторонность, однонаправленность перераспределения энергии в замкнутых системах и подчеркивает второе начало. Для отражения этого процесса в термодинамику было введено новое понятие — энтропия. Под энтропией стали понимать меру беспорядка системы. Более точная формулировка второго начала термодинамики приняла такой вид: «При самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает».

Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это наиболее простое состояние системы, или состояние термодинамического равновесия, при котором движение частиц хаотично. Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно полному хаосу.

Общий итог достаточно печален: необратимая направленность процессов преобразования энергии в изолированных системах рано или поздно приведет к превращению всех видов энергии в тепловую, которая рассеется, т.е. в среднем равномерно распределится между всеми элементами системы, что и будет означать термодинамическое равновесие, или полный хаос. Если наша Вселенная замкнута, то ее ждет именно такая незавидная участь. Из хаоса, как утверждали древние греки, она родилась, в хаос же, как предполагает классическая термодинамика, и возвратится.

Возникает, правда, любопытный вопрос: если Вселенная эволюционирует только к хаосу, то как же она могла возникнуть и сорганизоваться до нынешнего упорядоченного состояния? Однако этим вопросом классическая термодинамика не задавалась, ибо формировалась в эпоху, когда нестационарный характер Вселенной не обсуждался. В это время единственным немым укором термодинамике служила дарвиновская теория эволюции. Ведь предполагаемый этой теорией процесс развития растительного и животного мира характеризовался его непрерывным усложнением, нарастанием высоты организации и порядка. Живая природа почему-то стремилась прочь от термодинамического равновесия и хаоса.

Удивление это многократно возросло после замены модели стационарной Вселенной на модель развивающейся Вселенной, в которой ясно просматривалось нарастающее усложнение организации материальных объектов — от элементарных и субэлементарных частиц в первые мгновения после Большого взрыва до наблюдаемых ныне звездных и галактических систем.

Стало ясно, что для сохранения непротиворечивости общей картины мира необходимо постулировать наличие у материи в целом не только разрушительной, но и созидательной тенденции. Материя способна осуществлять работу и против термодинамического равновесия, самоорганизовываться и самоусложняться.

Стоит отметить, что постулат о способности материи к саморазвитию в философию был введен достаточно давно. А вот его необходимость в фундаментальных естественных науках (физике, химии) начинает осознаваться только сейчас. На волне этих проблем и возникла синергетика — теория самоорганизации. Ее разработка началась несколько десятилетий назад, и в настоящее время она развивается по нескольким направлениям: это синергетика (Г. Хакен), неравновесная термодинамика (И. Пригожин) и др. Не вдаваясь в детали и оттенки развития этих направлений, охарактеризуем общий смысл предлагаемого ими комплекса идей, называя их синергетическими (термин Г. Хакена).

Главный мировоззренческий сдвиг, произведенный синергетикой, можно выразить следующим образом:

- процессы разрушения и созидания, деградации и эволюции во Вселенной по меньшей мере равноправны;

- процессы созидания (нарастания сложности и упорядоченности) имеют единый алгоритм независимо от природы систем, в которых они осуществляются.

Таким образом, синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация как в живой, так и неживой природе. Под самоорганизацией при этом понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации. Отсюда следует, что объектом синергетики могут быть отнюдь не любые системы, а только те, которые удовлетворяют по меньшей мере двум условиям:

- они должны быть открытыми, т.е. обмениваться веществом или энергией с внешней средой;

- они должны также быть существенно неравновесными, т.е. находиться в состоянии, далеком от термодинамического равновесия.

Но именно такими являются большинство известных нам систем. Изолированные системы классической термодинамики — это определенная идеализация, в реальности такие системы исключение, а не правило.

Итак, синергетика утверждает, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности. В цикле развития такой системы наблюдаются две фазы:

  1. Период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию.
  2. Выход из критического состояния одномоментно, скачком и переход в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности.

Важная особенность: переход системы в новое устойчивое состояние неоднозначен. Достигшая критических параметров система из состояния сильной неустойчивости как бы «сваливается» в одно из многих возможных новых для нее устойчивых состояний. В этой точке (ее называют точкой бифуркации) эволюционный путь системы как бы разветвляется, и какая именно ветвь развития будет выбрана — решает случай. Но после того как «выбор сделан» и система перешла в качественно новое устойчивое состояние, назад возврата нет. Процесс этот необратим. А отсюда, между прочим, следует, что развитие таких систем имеет принципиально непредсказуемый характер. Можно просчитать варианты ветвления путей эволюции системы, но какой именно из них будет выбран случаем, однозначно спрогнозировать нельзя.

Линейный характер эволюции сложных систем, к которому привыкла классическая наука, не правило, а скорее исключение; развитие большинства таких систем носит нелинейный характер. А это значит, что для сложных систем всегда существует несколько возможных путей эволюции.

Развитие осуществляется через случайный выбор одной из нескольких разрешенных возможностей дальнейшей эволюции в точках бифуркации. Следовательно, случайность — не досадное недоразумение, она встроена в механизм эволюции. А еще это означает, что нынешний путь эволюции системы может быть и не лучше отвергнутых случайным выбором.

Синергетика родом из физических дисциплин — термодинамики, радиофизики, но ее идеи носят междисциплинарный характер. Они подводят базу под совершающийся в естествознании глобальный эволюционный синтез. Поэтому в синергетике видят одну из важнейших составляющих современной научной картины мира.

3. Общие контуры современной естественно-научной картины мира

Мир, в котором мы живем, состоит из разномасштабных открытых систем, развитие которых подчиняется некоторым общим закономерностям. При этом он имеет свою долгую историю, которая в общих чертах известна современной науке. Вот как выглядит хронология наиболее важных событий этой истории:

15 млрд. лет назад — Большой взрыв,

3 мин спустя — образование вещественной основы Вселенной (фотоны, нейтрино и антинейтрино с примесью ядер водорода, гелия и электронов),

Через несколько сотен — появление атомов (легких тысяч лет элементов),

14—11 млрд. лет назад — образование разномасштабных структур (галактик), появление звезд первого поколения, образование атомов тяжелых элементов,

5 млрд. лет назад — рождение Солнца,

4,6 млрд. лет назад — образование Земли,

3,8 млрд. лет назад — зарождение жизни,

450 млн. лет назад — появление растений,

150 млн. лет назад — появление млекопитающих,

2 млн. лет назад — начало антропогенеза.

Подчеркнем, что современной науке известны не только «даты», но во многом и сами механизмы эволюции Вселенной от Большого взрыва до наших дней.

Причем наиболее крупные прорывы к тайнам истории Вселенной осуществлены во второй половине 20 века: предложена и обоснована концепция Большого взрыва, построена кварковая модель атома, установлены типы фундаментальных взаимодействий, сформулированы первые теории их объединения и т.д.

Обращается внимание в первую очередь на успехи физики и космологии потому, что именно эти фундаментальные науки формируют общие контуры научной картины мира.

Картина мира, рисуемая современным естествознанием, необыкновенно сложна и проста одновременно. Сложна, потому что способна поставить в тупик человека, привыкшего к согласующимся со здравым смыслом классическим научным представлениям. Идеи начала времени, корпускулярно-волнового дуализма квантовых объектов, внутренней структуры вакуума, способной рождать виртуальные частицы, — эти и другие подобные новации придают нынешней картине мира немножко «безумный» вид. (Впрочем, это преходяще: когда-то ведь и мысль о шарообразности Земли тоже выглядела совершенно «безумной»).

Вместе с тем эта картина мира величественно проста, стройна и даже элегантна. Подобные качества ей придают в основном уже рассмотренные нами ведущие принципы построения и организации современного научного знания:

- системность,

- глобальный эволюционизм,

- самоорганизация,

- историчность.

Данные принципы построения научной картины мира в целом соответствуют фундаментальным закономерностям существования и развития самой Природы.

Системность означает воспроизведение наукой того факта, что наблюдаемая Вселенная предстает как наиболее крупная из всех известных нам систем, состоящая из огромного множества элементов (подсистем) разного уровня сложности и упорядоченности.

Под «системой» обычно понимают некое упорядоченное множество взаимосвязанных элементов. Эффект системности обнаруживается в появлении у целостной системы новых свойств, возникающих в результате взаимодействия элементов (атомы водорода и кислорода, например, объединенные в молекулу воды, радикально меняют свои обычные свойства). Другой важной характеристикой системной организации является иерархичность, субординация — последовательное включение систем нижних уровней в системы более высоких уровней.

Системный способ объединения элементов выражает их принципиальное единство: благодаря иерархичному включению систем разных уровней друг в друга (по принципу матрешки) любой элемент любой системы оказывается связан со всеми элементами всех возможных систем. (Например: человек — биосфера — планета Земля — Солнечная система — Галактика и т.д.) Именно такой, принципиально единый, характер демонстрирует нам окружающий мир. Подобным же образом организуется, соответственно, как научная картина мира, так и создающее ее естествознание. Все его части ныне теснейшим образом взаимосвязаны; сейчас практически нет ни одной «чистой» науки, все пронизано и преобразовано физикой и химией.

Глобальный эволюционизм — это признание невозможности существования Вселенной и всех порождаемых ею менее масштабных систем вне развития, эволюции. Эволюционирующий характер Вселенной также свидетельствует о принципиальном единстве мира, каждая составная часть которого есть историческое следствие глобального эволюционного процесса, начатого Большим взрывом.

Самоорганизация — это наблюдаемая способность материи к самоусложнению и созданию все более упорядоченных структур в ходе эволюции. Механизм перехода материальных систем в более сложное и упорядоченное состояние, по-видимому, сходен для систем всех уровней.

Эти принципиальные особенности современной естественнонаучной картины мира и определяют в главном ее общий контур, а также сам способ организации разнообразного научного знания в нечто целое и последовательное.

Однако у нее есть и еще одна особенность, отличающая ее от прежних вариантов. Она заключается в признании историчности, а следовательно, принципиальной незавершенности настоящей, да и любой другой научной картины мира. Та, которая есть сейчас, порождена как предшествующей историей, так и специфическими социокультурными особенностями нашего времени. Развитие общества, изменение его ценностных ориентаций, осознание важности исследования уникальных природных систем, в которые составной частью включен сам человек, меняет стратегию научного поиска, само отношение человека к миру. Но ведь развивается и Вселенная. Конечно, развитие общества и Вселенной осуществляется в разных темпоритмах. Но их взаимное наложение делает идею построения окончательной, завершенной, абсолютно истинной научной картины мира практически неосуществимой.

Заключение

Таким образом, раньше в естествознание входили все сравнительно немногочисленные знания, которые были известны о природе, но уже с эпохи Возрождения возникают и обособляются отдельные его отрасли и дисциплины, т.е. начинается процесс дифференциации естественнонаучного знания. Ясно, что не все знания являются одинаково важными для понимания природы.

Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие естественнонаучной картины мира, под которой подразумевают систему важнейших понятий, принципов и фундаментальных законов, лежащих в основе понимания окружающей нас природы.

Сам термин «картина мира» указывает на то, что речь здесь идет не о части или фрагменте мира, а о целостной концепции природы. Как правило, в формировании такой картины природы наибольшее значение приобретают фундаментальные понятия и законы наиболее развитых отраслей естествознания, которые в определенный исторический период выдвигаются в качестве основополагающей науки или лидера естествознания. Не подлежит сомнению, что фундаментальные науки оказывают свое влияние на представления о мире других наук и ученых определенной эпохи. Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картины природы. В действительности такая картина возникает как результат синтезафундаментальных открытий и законов разных отраслей и дисциплин естествознания.

Список использованных источников

  1. Ващекин Н.П. Концепции современного естествознания. М.: МГУК, 2006.
  2. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Наука, 1997.
  3. Потеев М.И. Концепции современного естествознания. Санкт-Петербург: Питер, 2003.
  4. Пуанкаре А. О науке. М.: Наука, 2007.
  5. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М.: Инфо-М, 2004.

help-stud.ru

Естественно-научная картина мира

РЕФЕРАТ

по теме:

«Естественно-научная картина мира»

1. Механическая картина мира

Становление механистической картины мира справедливо связывают с именем Галилео Галилея, который установил законы движения свободно падающих тел и сформулировал механический принцип относительности. Но главная заслуга Галилея в том, что он впервые применил для исследования природы экспериментальный метод вместе с измерениями исследуемых величин и математической обработкой результатов измерений. Если эксперименты спорадически ставились и раньше, то математический их анализ впервые систематически стал применять именно он.

Подход Галилея к изучению природы принципиально отличался от ранее существовавшего натурфилософского способа, при котором для объяснения явлений природы придумывались априорные, не связанные с опытом и наблюдениями, чисто умозрительные схемы.

Натурфилософия, что следует из ее названия, представляет собой попытку использовать общие философские принципы для объяснения природы. Такие попытки предпринимались еще с античной эпохи, когда недостаток конкретных данных философы стремились компенсировать общими философскими рассуждениями. Иногда при этом высказывались гениальные догадки, которые на многие столетия опережали результаты конкретных исследований. Достаточно напомнить хотя бы об атомистической гипотезе строения вещества, которая была выдвинута древнегреческим философом Левкиппом (V до н.э.) и более детально обоснована его учеником Демокритом (ок. 460 до н.э. — г. смерти неизв.), а также об идее эволюции, высказанной Эмпедоклом (ок. 490 — ок. 430 до н.э.) и его последователями. Однако после того как постепенно возникали конкретные науки и они отделялись от нерасчленненого философского знания, натурфилософские объяснения стали тормозом для развития науки.

В этом можно убедиться, сравнив взгляды на движение Аристотеля и Галилея. Исходя из априорной натурфилософской идеи, Аристотель считал "совершенным" движение по кругу, а Галилей, опираясь на наблюдения и эксперимент, ввел понятие инерциального движения. По его мнению, тело, не подверженное воздействию каких-либо внешних сил, будет двигаться не по кругу, а равномерно по прямой траектории или оставаться в покое. Такое представление, конечно, — абстракция и идеализация, поскольку в действительности нельзя наблюдать такую ситуацию, чтобы на тело не действовали какие-либо силы. Однако эта абстракция является плодотворной, ибо она мысленно продолжает тот эксперимент, который приближенно можно осуществить в действительности, когда, изолируясь от действия целого ряда внешних сил, можно установить, что тело будет продолжать свое движение по мере уменьшения воздействия на него посторонних сил.

Переход к экспериментальному изучению природы и математическая обработка результатов экспериментов позволили Галилею открыть законы движения свободно падающих тел. Принципиальное отличие нового метода исследования природы от натурфилософского состояло, следовательно, в том, что в нем гипотезы систематически проверялись опытом. Эксперимент можно рассматривать как вопрос, обращенный к природе. Чтобы получить на него определенный ответ, необходимо так сформулировать вопрос, чтобы получить на него вполне однозначный и определенный ответ. Для этого следует так построить эксперимент, чтобы по возможности максимально изолироваться от воздействия посторонних факторов, которые мешают наблюдению изучаемого явления в "чистом виде". В свою очередь гипотеза, представляющая собой вопрос к природе, должна допускать эмпирическую проверку выводимых из нее некоторых следствий. В этих целях, начиная с Галилея, стали широко использовать математику для количественной оценки результатов экспериментов.

Таким образом, новое экспериментальное естествознание в отличие от натурфилософских догадок и умозрений прошлого стало развиваться в тесном взаимодействии теории и опыта, когда каждая гипотеза или теоретическое предположение систематически проверяются опытом и измерениями. Именно благодаря этому Галилею удалось опровергнуть прежнее предположение, высказанное еще Аристотелем, что путь падающего тела пропорционален его скорости. Предприняв эксперименты с падением тяжелых тел (пушечных ядер), Галилей убедился, что этот путь пропорционален их ускорению, равному 9,81 м/с2 . Из астрономических достижений Галилея следует отметить открытие спутников Юпитера, а также обнаружение пятен на Солнце и гор на Луне, что подрывало прежнюю веру в совершенство небесного космоса.

Новый крупный шаг в развитии естествознания ознаменовался открытием законов движения планет. Если Галилей имел дело с изучением движения земных тел, то немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571—1630) осмелился исследовать движения небесных тел, вторгся в область, которая раньше считалась запретной для науки. Кроме того, для своего исследования он не мог обратиться к эксперименту и поэтому вынужден был воспользоваться многолетними систематическим наблюдениями движения планеты Марс, сделанными датским астрономом Тихо Браге (1546—1601). Перепробовав множество вариантов, Кеплер остановился на гипотезе, что траекторией Марса, как и других планет, является не окружность, а эллипс. Результаты наблюдений Тихо Браге соответствовали этой гипотезе и тем самым подтверждали ее.

Открытие законов движения планет Кеплером имело неоценимое значение для развития естествознания. Оно свидетельствовало, во-первых, о том, что между движениями земных и небесных тел не существует непреодолимой пропасти, поскольку все они подчиняются определенным естественным законам, во-вторых, сам путь открытия законов движения небесных тел в принципе не отличается от открытия законов земных тел. Правда, из-за невозможности осуществления экспериментов с небесными телами для исследования законов их движения пришлось обратиться к наблюдениям. Тем не менее и здесь исследование осуществлялось в тесном взаимодействии теории и наблюдения, тщательной проверке выдвигаемых гипотез измерениями движений небесных тел.

Формирование классической механики и основанной на ней механистической картины мира происходило по двум направлениям:

1) обобщение полученных ранее результатов и прежде всего законов движения свободно падающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных Кеплером;

2) создание методов для количественного анализа механического движения в целом.

Известно, что Ньютон создал свой вариант дифференциального и интегрального исчисления непосредственно для решения основных проблем механики: определения мгновенной скорости как производной от пути по времени движения и ускорения как производной от скорости по времени или второй производной от пути по времени. Благодаря этому ему удалось точно сформулировать основные законы динамики и закон всемирного тяготения. Теперь количественный подход к описанию движения кажется чем-то само собой разумеющимся, но в XVIII в. это было крупнейшим завоеванием научной мысли. Для сравнения достаточно отметить, что китайская наука, несмотря на ее несомненные достижения в эмпирических областях (изобретение пороха, бумаги, компаса и другие открытия), так и не смогла подняться до установления количественных закономерностей движения. Решающую же роль в становлении механики сыграл, как уже отмечалось, экспериментальный метод, который обеспечил возможность проверять все догадки, предположения и гипотезы с помощью тщательно продуманных опытов.

Ньютон, как и его предшественники, придавал большое значение наблюдениям и эксперименту, видя в них важнейший критерий для отделения ложных гипотез от истинных. Поэтому он резко выступал против допущения так называемых скрытых качеств, с помощью которых последователи Аристотеля пытались объяснить многие явления и процессы природы.

Сказать, что каждый род вещей наделен особым скрытым качеством, при помощи которого он действует и производит эффекты, — указывал Ньютон, — значит ничего не сказать.

В связи с этим он выдвигает совершенно новый принцип исследования природы, согласно которому вывести два или три общих начала движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных начал, — было бы очень важным шагом в философии, хотя причины этих начал и не были еще открыты.

Эти начала движения и представляют собой основные законы механики, которые Ньютон точно формулирует в своем главном труде "Математические начала натуральной философии", опубликованном в 1687 г.

Первый закон, который часто называют законом инерции, утверждает:

Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

Этот закон, как отмечалось выше, был открыт еще Галилеем, который отказался от прежних наивных представлений, что движение существует лишь тогда, когда на тело действуют силы. Путем мысленных экспериментов он сумел показать, что по мере уменьшения воздействия внешних сил тело будет продолжать свое движение, так что при отсутствии всех внешних сил оно должно оставаться либо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении. Конечно, в реальных движениях никогда нельзя полностью освободиться от воздействия сил трения, сопротивления воздуха и других внешних сил, и поэтому закон инерции представляет собой идеализацию, в которой отвлекаются от действительно сложной картины движения и воображают себе картину идеальную, которую можно получить путем предельного перехода, т.е. посредством непрерывного уменьшения действия на тело внешних сил и перехода к такому состоянию, когда это воздействие станет равным нулю.

Второй основной закон занимает в механике центральное место:

mirznanii.com