Основы естествознания - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Из истории естествознания. Опасные связи: И. И. Иванов и опыты скрещивания... 15 4054.36kb.
Концепции современного естествознания 10 2805.52kb.
Общие проблемы истории естествознания. Этос классической науки: Р. 15 3262.3kb.
Классики истории науки. Золотые годы отечественной истории науки... 14 3499.51kb.
В. И. Жуковский //Успехи современного естествознания 2009. №7. 1 65.55kb.
Дж. С. Милль и его «Основы», Фоссет и Кернс Трактат Милля «Основы... 1 119.52kb.
Рабочая программа по курсу «Основы религиозных культур и светской... 1 262.02kb.
Духовно-нравственные основы российской цивилизации 1 63.83kb.
С. П. Филин Концепции современного естествознания: конспект лекций 18 1752.34kb.
- 1 229.64kb.
РефератТема: «Предпосылки возникновения и этапы развития науки»Учебная... 1 136.57kb.
Книга первая хромой тимур сергей Петрович бородин 39 16136.29kb.
- 4 1234.94kb.
Основы естествознания - страница №1/4


Министерство образования Российской Федерации

Омский государственный технический университет

В.В. Даньшина
основы естествознания
Учебное пособие


Омск 2002

УДК 5(073)

ББК 20 я 75

Д 19


Рецензенты:

М.А. Воронцова, канд. хим. наук, доцент ОмГУ;

В.Л. Теплоухов, канд. техн. наук, доцент ОФ РЗИТЛП

Даньшина В.В.

Д 19 Основы естествознания: Учеб. пособие. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. - 80 с.
Рассмотрены физические и химические основы современного естествознания как теоретический фундамент новых наукоемких технологий, формирующие представление об интегральной картине мироздания, освещена история и роль естествознания в социальном и экономическом развитии общества.

Предназначено для студентов специальностей 061000, 061100, 061500, 062100.

Подготовлено на кафедре «Маркетинг и предпринимательство».

Ó В.В. Даньшина, 2002

Ó Омский государственный

технический университет, 2002


ВВЕДЕНИЕ
В конце ХХ века в обществе произошли радикальные преобразования. Применение электроники, глобальных компьютерных сетей привело к настоящему информационному буму. Это повлекло за собой всесторонние изменения не только в науке и технике, но и в экономической и социальной жизни.

Поэтому логичным шагом стало введение на гуманитарных специальностях курса «Концепции современного естествознания». Рассматриваемая дисциплина - это междисциплинарный синтез физики, химии и биологии на основе историко-философского и эволюционно-синергетического подходов к современному естествознанию.

Цель данного учебного пособия состоит в том, чтобы научить специалиста выделять в огромном потоке информации фундаментальные закономерности и универсальные принципы, управляющие окружающим миром, сформировать представление об интегральной картине мироздания, исходя из целостности и многообразия природы. Естественнонаучная подготовка не только закладывает основы научных знаний и эрудиции, но и формирует новый тип рационального научного мышления, творческий метод познания природных и социальных явлений в их взаимосвязи и взаимодополнении.

Знание концепций современного естествознания поможет будущим экономистам расширить кругозор и овладеть конкретными естественнонаучными знаниями, которые связаны с социально-экономическими проблемами, от решения которых зависит благополучие каждого человека. Специалист, владеющий вопросами естественных наук вместе с теоретическими знаниями экономики, без труда составит экономически обоснованный бизнес-план и решит сколь угодно сложную экономическую задачу.

Практически все руководители в различных отраслях экономики и науки прямо или косвенно участвуют в распределении финансовых ресурсов. Понятно, что только при правильном, рациональном их распределении можно ожидать наибольшего экономического, социального или другого положительного эффекта. Такое оптимальное распределение финансовых ресурсов способны осуществить только специалисты высокой квалификации, профессиональный уровень которых зависит не только от их гуманитарных, но и естественнонаучных знаний.

1. ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ КУЛЬТУРЫ


    1. Проблема двух культур

Культура - сфера духовной жизни людей. Это человекоформирующий феномен, создаваемый самими людьми и существующий в виде особого аспекта жизни общества. Понятие «культура» употребляется для характеристики специфических сфер деятельности: культура труда, культура быта, художественная культура, естественнонаучная культура, гуманитарная культура. Естественнонаучная культура изучает то, что существует независимо от человека - природу. Гуманитарная культура исследует знания о человеке, явления духовной жизни общества. Различия между двумя культурами обусловлены самой спецификой объектов изучения естественных и гуманитарных наук.

Истоки проблем двух культур следует искать в античности, когда возникло два подхода к познанию мира. С одной стороны, это научный подход Евклида и Архимеда, основа которого - числовые закономерности, аксиомы и законы бытия. У древних греков очень высокий статус имела математика, так как, по их мнению, она наиболее причастна к постижению высшего бытия. Платон ставил арифметику на первое место как самую совершенную и логически обоснованную науку. «Бог показал нам число, счету нас научило Небо через смену дней и ночей, т.е. через астрономию, поэтому арифметика связана с самым прекрасным». С другой стороны, это творчество философов и художников, которое средствами художественных образов отражает реальность.

В то время как в природе действуют стихийные и независимые от человека процессы, в обществе ничто не совершается без сознательных целей, интересов и мотиваций. На этом основании естественнонаучную культуру нередко противопоставляют культуре гуманитарной. Поскольку методы исследования в естествознании сформировались раньше, чем в гуманитарных науках, то в истории познания делались неоднократные попытки перенести их целиком и полностью в гуманитарные науки. Такие попытки подверглись резкой критике со стороны специалистов, изучавших явления социальной жизни и духовной культуры. Английский писатель Ч. Сноу сформулировал альтернативу «двух культур», по его мнению, разделенных настолько в современном мире, что представители каждой из них не понимают друг друга. Именно это привело к современному экологическому состоянию планеты, опасности термоядерной войны, но самое главное к резкому снижению этических и эстетических показателей культуры, к все возрастающему влиянию технократической психологии.

С течением времени расхождение двух интеллектуальных систем: естественнонаучной и гуманитарной – углубилось. В конце концов их стали рассматривать как антагонистические, взаимоисключающие. В нашей печати в 60-х годах велись очень интенсивные дискуссии между «физиками» и «лириками». Они показали как несостоятельность неумеренных притязаний тех и других на монопольное обладание истиной, так и необходимость взаимодействия естественных и гуманитарных наук, более целостного развития культуры как таковой.

В последние десятилетия под влиянием возникновения новых общенаучных и междисциплинарных направлений исследования происходит сближение двух культур. С одной стороны, это постоянное проникновение математических методов (например, математическое моделирование в экономике), физических моделей, технического оснащения (компьютеризация, например, «1С Бухгалтерия», разнообразное оборудование психологических лабораторий, использование радиоизотопных методов определения возраста археологических находок и др.) в гуманитарные науки. Например, художник ХХ века П. Филонов отстаивал принцип «аналитического искусства», основанный на разложении натуры на бесконечно дробящиеся первоэлементы, или К. Малевич использовал комбинирование на плоскости простейших геометрических фигур в соответствии с разработанной им системой «абстрактного искусства». Специалисты-гуманитарии: экономисты, менеджеры, маркетологи, социологи, юристы и другие - начинают применять системный подход, идеи и методы кибернетики и теории информации в своих исследованиях. Тем самым устанавливаются связи гуманитарных наук с естественными науками, которые тоже заинтересованы в этом.

С другой стороны, результаты логических и лингвистических исследований используются в разработках информационных средств естествознания. Развитие кибернетики, появление в ней принципиально новых технологий обусловили тенденцию к очеловечиванию естественнонаучных знаний. Теперь ЭВМ освободила ученого от логических трудностей, оставив ему лишь чисто творческую деятельность. Компьютеры получают широкое применение в качестве инструмента практически во всех сферах гуманитарной деятельности, заменяя человеческий интеллект или помогая ему. Все большее значение приобретают совместные разработки естественников, гуманитариев, обществоведов и философов в сфере этических и правовых проблем науки. Актуализируются экономические и юридические вопросы организации науки, возрастает роль науковедческих разработок.

Указанные формы культуры имеют определенные различия, но не настолько сильные и резкие, чтобы противопоставлять их друг другу. В своей общечеловеческой сути, основе культура едина при всем многообразии ее разновидностей. Одни и те же творцы достигли высот и в науке, и в искусстве - Леонардо да Винчи, М.В. Ломоносов (физико-химик и поэт), А.П. Бородин (ученый-химик и композитор), Д.И. Менделеев (ученый-химик и экономист), И.А Ефремов (ученый-палеонтолог и писатель), А.Л. Чижевский (биолог и историк). Профессор-физик и поэт В.Ф. Ноздрев обоснованно считает органической и плодотворной связь между наукой и искусством: «Работа в области поэзии дает сильное развитие фантазии и образности мышления, что является необходимыми факторами успешной работы ученого в науке. С другой стороны, творческая работа в науке является философским фундаментом для поэзии, значительно повышает общую культуру личности. Поэтому противоестественно отрывать их друг от друга».


    1. Научный метод

На протяжении всей своей истории люди выработали несколько способов познания окружающего их мира. Одним из таких важнейших способов является наука.



Наука – это часть культуры, создающая мир знаний, состоящий только из экспериментально доказанных данных об этом мире.

Структура науки

  1. Фактологические знания – набор систематизированных фактов объективной действительности.

  2. Теоретические знания – теории, объясняющие факты.

  3. Технико-прикладные знания – технический эффект, достигаемый в результате практического применения фактологических и теоретических знаний.

  4. Практические знания – экономический эффект, который можно получить в случае применения вышеназванных групп знаний.

Научное познание осуществляется методично.

Метод - совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности. Метод – инструмент достижения цели. Философ CVII века Ф. Бэкон сравнивал метод познания с фонарем, освещающим дорогу путнику, идущему в темноте.



Научный метод - способ научного познания окружающего мира. Важнейшими формами (сторонами) научного познания являются эмпирическая и теоретическая.

Эмпирическая сторона предполагает необходимость сбора фактов и информации (наблюдение и эксперимент), а также их описание.

Наблюдение - целенаправленный строгий процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены.

Эксперимент - метод познания, при помощи которого явления действительности исследуются в контролируемых и управляемых условиях.

Теоретическая сторона связана с объяснением, обобщением, созданием новых теорий, выдвижением гипотез, открытием новых законов.

Гипотеза- предположение о взаимной связи явлений, выдвигаемое на основе накопленного экспериментального материала. Поэтому гипотеза есть не достоверное знание, а вероятное. Она требует проверки и доказательств.

Некоторые гипотезы оказываются ошибочными и отбрасываются при дальнейшем развитии науки, как, например, гипотеза флогистона. Другие выдерживают проверку опытом и, правильно предсказывая новые, ранее не известные явления, входят в науку в качестве теорий, например квантовая гипотеза М. Планка привела к созданию квантовой теории.



Теория - форма научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности. Хорошая теория должна удовлетворять следующим требованиям: быть достаточно общей, исходить из небольшого числа фундаментальных положений, быть точной, допускать возможные усовершенствования. Научная теория и эксперимент (наука и практика) – вот два кита, на которых держится ветвистое древо познания. Леонардо да Винчи писал: «Влюбленные в практику без науки словно кормчий, ступающий на корабль без руля или компаса, они никогда не уверены, куда плывут. Наука – полководец, а практика – солдат».

В прошлом было широко распространено мнение, что развитие науки происходит путем постепенного, непрерывного накопления все новых и новых научных истин. Такой взгляд назван кумулятивным, в лучшем случае он может относиться к отдельным периодам развития науки, но не отражает целостной картины ее развития, т.к. на протяжении более длительных периодов наблюдается пересмотр прежних представлений и концепций.

Теория до тех пор остается принятой сообществом, пока не подвергается сомнению основная парадигма (парадигма - научная теория, выражающая существенные черты действительности и господствующая в течение определенного исторического периода в научном сообществе).

Американский ученый Томас Кун представил динамику науки следующим образом:



Старая парадигма Эволюционная стадия развития науки Революция в науке Новая парадигма.

В эволюционный период наука развивается спокойно, по отработанным привычным принципам и методам исследования. Задача науки на этом этапе – проводить все более и более точные расчеты частных закономерностей, шлифовать основные положения, придавая им более совершенный, логически стройный вид. Но проходит время, и период эволюционного развития науки заканчивается, начинается период революции. Происходит крушение старых принципов, устанавливаются новые взгляды, новые представления, новые теории. Старые теории далеко не сразу, не без борьбы уступают место новым теориям.

В истории развития естествознания выделяют три научных революции. Первая революция (аристотелевская) произошла в VI – IV вв. до н.э. в познании мира, в результате которой и появилась на свет наука. Важнейшим фрагментом античной научной картины мира стало последовательное геоцентрическое учение о модели мира. В центре конечной Вселенной находится неподвижная Земля, а Солнце, Луна, планеты и звёзды обращаются вокруг неё по круговым орбитам, расположенным на восьми сферах. Что лежит за последней сферой, не объяснялось.

Вторая научная революция (ньютоновская) пришлась на XVI - XVIII вв. Её исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической. В центре бесконечной Вселенной находится Солнце, а Луна, планеты и звёзды обращаются вокруг него. Основной смысл второй научной революции - становление классического естествознания. Итог - механистическая научная картина мира, завершенная И. Ньютоном.

Третья глобальная научная революция (эйнштейновская) произошла на рубеже XIX - XX вв. Её исходным пунктом в модели мира считается переход к полицентризму. Общий мировоззренческий итог - переход к новой квантово-релятивистской физической картине мира.

Но вот революция закончилась, возникает новая парадигма, и вновь наступает эволюционный период развития науки. Новая теория не всегда отрицает старую, но чаще всего включает ее в себя как часть, т.е. становится более широкой и всеохватывающей. Развитие науки идет по непрерывно восходящей спирали. И этот путь бесконечен…

В основе методов естествознания лежит единство эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв или хотя бы преимущество развития одной за счет другой закрывает путь к правильному назначению природы: теория становится беспредметной, опыт - слепым.

Контрольные вопросы




  1. Что такое культура? Какие культуры вы знаете?

2. Почему противопоставлялись естественнонаучная и гуманитарная культуры?

3. Какие тенденции наметились во взаимоотношениях между двумя культурами в конце XX века?

4. Приведите примеры использования специалистами-гуманитариями достижений естествознания.

5. Приведите примеры использования элементов гуманитарной культуры в естествознании.



  1. Дайте определение терминам «метод», «научный метод».

  2. Какие существуют формы научного познания?

  3. Как представлял динамику науки Т. Кун?

  4. Что лежит в основе методов естествознания?

  5. Какие научные революции выделяют в естествознании?

Библиографический список




  1. Денисов С.Ф., Дмитриева Л.М. Естественные и технические науки в мире культуры. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 1997. - 447 с.

  2. Культура: теории и проблемы / Т.Ф. Кузнецова, В.М. Межуев, И.О. Шайтанов и др. - М.: Наука, 1995. - 278 с.

  3. Наука и культура / Под ред. В.Ж. Келле. - М.: Наука, 1984. - 336 с.

  4. Проблемы взаимодействия общественных и естественных наук. - М.: МГУ, 1987. - 164 с.

5. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998. - 232 с.

6. Степин В.С., Горохов В.Г. Розов М.А. Философия науки и техники. - М.: Гардарина, 1996. - 400 с.

7. Чучин-Русов А.Е. Конвергенция культур: история и культура. - М.: Магистр, 1999. - 40 с.
2. ИСТОРИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
2.1. Предмет, цели, структура естествознания
Выяснив основные особенности современной науки, можно дать определение естествознанию. Естествознание - система наук о природе.

Природа - (в широком смысле) весь мир в многообразии его форм; употребляется в одном ряду с понятиями «материя», «Вселенная». Природа рассматривается не абстрактно, вне деятельности человека, а конкретно, как находящаяся под воздействием человека. Естествознание совершенствуется в процессе активного преобразования природы в интересах общества.



Предмет естествознания – факты и явления природы, которые воспринимаются нашими органами чувств непосредственно или опосредованно, через различные технические приспособления. Факты и явления, выявляющие определенные законы природы, остаются неизменными. В разные периоды развития науки один и тот же факт может быть объяснен по-разному, но это не меняет сущности самого факта.

Цели естествознания: 1. Находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления. 2. Использовать на практике познанные законы, силы, вещества и явления природы. Можно сказать, ближайшая цель естествознания - познание истины (законов природы); а конечная цель - содействие их практическому использованию.

Современное естествознание включает многие естественнонаучные отрасли: физику, химию, биологию, а также смежные отрасли, такие, как физическая химия, биофизика, биохимия, химическая физика, биогеофизика и т.п. Иерархия (от греч. hierarchia - лестница соподчинения) основных естественных наук имеет циклически замкнутый характер.


Структуру естествознания можно изобразить с помощью схемы

Из этой схемы видно, что химия имеет своим основанием физику, при этом сама является основанием для биологии и психологии. Психология занимает высшее место, но вместе с тем циклически замыкается с исходной наукой всей цепи - физикой. Цикличность - это свойство, присущее самой природе. Всем известен круговорот веществ в природе. Каждые сутки ночь сменяется днем, и каждый год наступает весна. Растения, умирая, оставляют на Земле семена, из которых затем появляется новая жизнь. И все повторяется сначала. Поэтому нет ничего удивительного в том, что все естественные науки, имеющие общий объект исследования - природу, тоже обладают цикличностью.


Место естествознания в обществе


Естествознание находится между техническими и гуманитарными дисциплинами. Поэтому его место в обществе можно представить следующей схемой:
идеология  философия  естествознание  техника производство
Естествознание, с одной стороны, изучает для техники неизвестные ранее вещества и силы природы. С другой - техника с ее потребностями остается движущей силой развития естествознания, она определяет направление научных исследований. От уровня техники зависит уровень производства.

Согласно схеме, естествознание тесно связано и с философией, из недр которой оно вышло. Естественнонаучные открытия служат реальной почвой для философского обобщения. Но и философия необходима естествознанию, т.к. ученые без философского мышления не смогут выработать научную теорию (гипотезу). От уровня мировоззрения зависит идеология в государстве, регионе, на предприятии.


2.2. Закономерности и периоды развития естествознания
В развитии естествознания выделяют пять закономерностей:

1) обусловленность практикой;

2) преемственность в развитии идей естествознания, методов и приемов исследования, неразрывность всего познания природы;

3) постепенность развития естествознания при чередовании периодов относительно спокойного развития и резкой революционной ломки всей естественно научной картины мира;

4) взаимодействие наук (когда один предмет изучается одновременно многими науками, их методами, а метод одной науки применяется к изучению предметов другой науки);

5) противоречивость развития естествознания - на смену борющимся между собой односторонним концепциям в порядке разрешения их конфликта приходит принципиально новая концепция, охватывающая предмет в целом.

Попытки не считаться с закономерностями развития естествознания влекут за собой серьезные недостатки в деятельности отдельных ученых и целых научных направлений:

- отрыв от запросов техники порождает уход в схоластику (оторванное от жизни, бесплодное умствование);

- непонимание преемственности в развитии естествознания ведет к утрате способности находить исторические корни современных воззрений;

- игнорирование взаимодействия отраслей естествознания порождает либо отрицание применимости методов одних наук для других, либо, наоборот, отрицание специфики предмета одной науки на том основании, что он может изучаться методами других наук.

Наконец, всякое администрирование в области естествознания, подмена научных аргументов декретами, попытки сковать свободу критики, навязывание науки одной точки зрения как якобы правильной, ведет к застою естествознания.

Периоды в истории естествознания





  1. Натурфилософский период

Самый первый этап развития естествознания называется натурфилософией (от лат. natura - природа). Большое развитие натурфилософия получила в Древней Греции. В целом техника была еще слабо развита, хотя имелись уже отдельные выдающиеся технические достижения. Начали складываться в самостоятельные отрасли знания астрономия и обслуживающая ее математика. В их развитие немалый для своей эпохи вклад внес Пифагор (582-500 гг. до н. э.). Помимо всем известной «теоремы Пифагора», на его счету ряд других открытий: ввел понятие иррациональности, придерживался мнения о шарообразности Земли, ввел учение о числе. «Самое мудрое в мире - число», - учил он. Позднее стала выделяться химия (в форме алхимии). Анатомия, медицина, физика находились в зачаточном состоянии. Все естественнонаучные знания входили в одну науку: философию.

По мере роста производительных сил древнегреческого общества возрастало и значение товарооборота. Появилось и получило развитие денежное обращение. Деньги начали функционировать как всеобщий эквивалент при обмене товаров. Было понятно, что различные по качеству товары, сопоставляя друг с другом, можно привести к общему денежному знаменателю. Эта экономическая идея была затем распространена на природу.

Самой стройной по тем временам была идея атомистического строения материи, впервые высказанная Левкиппом (500-400 гг. до н. э.) и развитая его учеником Демокритом (460-370 гг. до н. э.). Они считали, что мир состоит из атомов и пустоты. Атомы представляют собой мельчайшие и неделимые частицы, различающиеся по форме и величине. Но все они настолько малы, что недоступны для восприятия органами чувств человека. Учение Демокрита об атомном строении тел, о бесконечности Вселенной настолько опережало время, что впоследствии многие поколения ученых разрабатывали его идеи.

По мере накопления знаний о мире задача их систематизации становилась все более актуальной. Эта задача была выполнена одним из величайших мыслителей древности - Аристотелем. Он впервые попытался дать классификацию наук и создал последовательное учение о геоцентрической системе мира. Космология (учение о Вселенной) Аристотеля включала представление о пространственной конечности Вселенной, в центре которой неподвижно пребывает Земля, имеющая форму шара, а Солнце, Луна, планеты и звезды обращаются вокруг нее по круговым орбитам. Геоцентрическое учение Аристотеля, впоследствии математически оформленное и обоснованное Птолемеем, заняло господствующее положение в космологии вплоть до XVI века.

Первые естественнонаучные теории появились именно в Древней Греции. Автором одной из них был крупнейший ученый-математик Евклид, живший в III в. до н. э. В своем объемистом труде «Начала» он привел в единую логическую систему все математические достижения того времени. Созданный Евклидом метод аксиом позволил ему построить здание геометрии, носящей по сей день его имя.

Выдающимся ученым древности является Архимед (287-212 гг. до н. э.). Это был первый представитель математической физики, стремящийся воплотить законы механики (закон рычага, учение о центре тяжести, о плавании тел и др.) в действующие конструкции машин. Он решил ряд задач по вычислению площадей поверхностей и объемов, определил значение числа  (представляющего собой отношение длины окружности к своему диаметру). Архимед положил начало гидростатике, которая нашла широкое применение при проверке изделий из драгоценных металлов и определении грузоподъемности кораблей. Общеизвестным в настоящее время является закон Архимеда: «На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом».




  1. Подготовительный период

Эпоха средних веков характеризовалась в Европе закатом классической греческой культуры и резким усилением влияния церкви на всю духовную жизнь общества. Наука стала придатком теологии. Вместо естественных наук развивались астрология, алхимия, магия, кабалистика чисел. Медленно шло накопление новых фактов.

Пока европейская христианская наука переживала длительный период упадка (вплоть до XIII в.), на Востоке, наоборот, наблюдался прогресс науки. Труды античных мыслителей, особенно Аристотеля, сохранились в монастырских библиотеках. Их проникновение в страны исламской культуры произошло после захвата арабами Александрии, и позже Византии - турками.

Особую роль в развитии естествознания в средние века сыграли мыслители арабско-мусульманского мира. Аль-Хорезми Мухаммед бен Муса (787 - ок. 850) написал труды по астрономии и географии. Его осново-полагающие трактаты по арифметике и алгебре оказали большое влияние на развитие математики в Западной Европе.

Ученый-энциклопедист Бируни (973 - ок. 1050) написал на арабском языке труды по истории Индии, математике, астрономии, географии, физике, медицине, геологии и др. Впервые на Среднем Востоке высказал мысль о движении Земли вокруг Солнца, предложил тригонометрический метод определения географических широт, определил удельный вес многих минералов, рассчитал длину окружности Земли.

Авиценна (Ибн Сина) (ок. 980-1037), ученый, философ, врач, в философии продолжал традиции восточного аристотелизма, отчасти неоплатонизма. Основные философские сочинения («Книга исцеления», «Книга указаний и наставлений») содержат также естественнонаучные воззрения. Его книга «Канон врачебной науки», переведенная на многие языки, оказала большое влияние на развитие медицины в Европе.

Персидский и таджикский поэт, математик и философ Омар Хайям (ок. 1048 - ок. 1123) в математических трудах дал изложение решения уравнений до 3-й степени включительно. В 1079 г. провел реформу календаря, которая стала возможной благодаря его астрономическим наблюдениям. Всемирно известны его философские четверостишия - рубаи. Они проникнуты пафосом свободы личности, полны глубокого философского смысла.

Улугбек Мухаммед Тарагай (1394-1449), государственный деятель, ученый, просветитель, построил обсерваторию. Главный труд, выполненный на ней, - «Новые астрономические таблицы» - содержит изложение теоретических основ астрономии и каталог положений 1018 звезд, определенных с большой точностью при помощи тригонометрии.

Арабские мыслители в большей мере сохранили связь с античной философией и наукой, в первую очередь с учением Аристотеля.


3. Механический период (16-18 вв.)

Промышленность превращалась из ремесла в мануфактуру, энергетической базой которой служило механическое движение, отсюда встала задача - изучать механическое движение. Естествознание этого периода революционно по своим тенденциям. Мореплавание нуждалось в небесной механике, военное дело - в разработке баллистики.

Переход к Новому времени ознаменовался радикальным изменением миропонимания, благодаря появлению гелиоцентрического учения Н. Коперника, согласно которому Земля, наравне с другими планетами, движется вокруг Солнца. Идеи Коперника полностью поддерживал Г. Галилей. Он представлял не только астрономические, но и механические доводы в пользу учения Коперника. Галилей сформулировал принцип инерции: любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выведет его из этого состояния. Он положил конец многовековому заблуждению, идущему от Аристотеля, о том, что для поддержания равномерного движения необходима постоянная сила. Галилей был одним из основоположников опытного естествознания. Ему принадлежит экспериментальное обнаружение весомости воздуха, открытие законов колебания маятника, немалый вклад в разработку учения о сопротивлении материалов.

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 и принципа относительности, открытых Галилеем, а также законов движения планет Кеплера;

2) создание методов для количественного анализа механического движения в целом. Ньютон разработал математический анализ. Он создал свой вариант дифференциального и интегрального исчисления, благодаря этому ему удалось точно сформулировать законы динамики и закон всемирного тяготения, согласно которому все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в которой они находятся, испытывают взаимное притяжение, прямо пропорциональное их массам и обратно пропорциональное квадрату расстояния между ними. Закон всемирного тяготения носит универсальный характер, т.к. ему подчиняется все - малое и большое, земное и небесное. Он открыл широкие возможности для развития научного подхода к исследованию Вселенной и ее составных частей на основе лишь немногих фундаментальных законов и взаимодействий, имеющих одинаковую силу на Земле, в научной лаборатории и в космосе.

Именно Ньютон впервые создал единую механику всех земных и небесных тел. Механика Ньютона и по сей день не потеряла своего значения, только стало ясно, что существуют границы ее применимости.
4. Стихийно-диалектический период

Промышленность вступает в фазу крупного машинного производства. Энергетической базой промышленности становится паровой двигатель, и преимущественное развитие механики перестает удовлетворять потребностям производства. На первый план выдвигаются физика и химия, изучающие взаимопревращения форм энергии и видов вещества.

В 1820 г. А. Ампер разработал теорию связи электричества и магнетизма. Он ввел понятия электрического тока и напряжения, электрической цепи. Открыл закон, носящий его имя.

В 1831 г. М. Фарадей открыл электродинамическую индукцию, законы электролиза, изобрел электродвигатель.

Дж. Джоуль экспериментировал с электрическим током и измерял количество выделенной теплоты. Он показал, что теплота - не вещество, а состоит из движения частичек тела.

Дж. К. Максвелл в 1873 г. создал электромагнитную теорию света. Он показал, что колебания световых волн совершаются под воздействием напряженности электрического и магнитного полей. Значение Максвелла в том, что он открыл законы, управляющие поведением электрических и магнитных полей и их взаимодействием с зарядами и магнитами.

В XIX в. большие открытия были сделаны и в химии, главное из них -периодизация элементов. К середине XIX в. было известно более 60 химических элементов и множество их соединений. Предпринимались попытки их классификации по разным признакам. В 1869 г. Д.И. Менделеев пришел к выводу, что существует зависимость между свойствами каждого элемента и атомными весами. Основываясь на этом, он и создал свою периодическую таблицу элементов. Первый вариант таблицы был опубликован в 1871 г. В результате Д.И. Менделеев предсказал свойства еще не открытых элементов и оставил в таблице для них места. Через несколько лет эти элементы были открыты.

Большие события в этот период происходили и в биологии. Еще в 1809 г. Ж. Ламарк выдвинул идею эволюции, основав ее на понятиях наследствен-ности и управления частей организма. В 1839 г. Ч. Дарвин сформулировал теорию эволюции путем естественного отбора.

Наряду с фундаментальными работами, раскрывающими процесс эволюции, развития природы, появились новые естественнонаучные открытия, подтверждающие наличие всеобщих связей в природе.

К числу этих открытий относится клеточная теория, созданная в 1838 г. М.Я. Шлейденом и Т. Шванном. Шванн следующим образом сформулировал сделанное открытие: «Весь класс клеточных растений состоит только из клеток. Все многообразные формы животных возникают также только из клеток, причем аналогичных клеткам растений». Открытие клеточного строения растений и животных доказало связь и единство всего органического мира.

Развивалась и наука о строении человеческого организма – физиология. Основателем сравнительной физиологии считается немецкий врач И. Мюллер. Его ученик Р. Вирхов доказал, что клетки образуются путем деления других клеток. Вместе с Э. Геккелем он также доказал, что хранение и передача наследственных признаков осуществляется с помощью клеточного ядра.

Л. Пастер выделил активную часть микроорганизмов – бактерии. Он показал, что бактерии очень жизнеспособны и уничтожить их можно только путем стерилизации. Пастер внес огромный вклад и в медицинскую науку, изучив иммунитет человека и создав прививки против сибирской язвы, холеры, бешенства.

Эти открытия раскрыли полнее диалектику природы и нанесли окончательный удар по механистической картине мира.
Контрольные вопросы


  1. Что такое естествознание? Назовите предмет, цели, структуру естествознания.

  2. Какое место занимает естествознание в обществе?

  3. Какие выявлены закономерности в развитии естествознания? К чему приводят попытки не считаться с закономерностями?

  4. Какие периоды выделяют в истории естествознания?

  5. Дайте характеристику натурфилософскому периоду.

  6. Почему второй период получил название «подготовительного»?

  7. Чем характеризовалось развитие естественных наук в восточной культуре?

  8. Почему третий период называется механическим?

  9. Какая отмечатся тенденция в развитии естествознания третьего периода?

10. По каким направлениям происходило формирование механистической картины мира?

11. Охарактеризуйте развитие естествознания в XIX веке.

12. Какие науки лидируют в четвертом периоде развития естествознания?

Библиографический список




  1. Голубев Г.Н. Улугбек. - М.: Мол. гвардия, 1960. - 198 с.

  2. Гребенников Е.А. Николай Коперник. - М.: Наука, 1982. - 143 с.

  3. Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие. - М.: Высш. шк., 1998. - 383 с.

  4. Идеи и наш мир: Великие концепции прошлого и настоящего / Под ред. Р. Стюарта. - М.: ББМ АО, ТЕРРА - книжный клуб, 1998. - 224 с.

  5. Кефели И.Ф. История науки и техники. - СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 1995. - 170 с.

  6. Концепции современного естествознания. - Ростов н/Д: «Феникс», 1997. - 448 с.

  7. Ньютон и философские проблемы физики XX века. - М.: Наука, 1991. - 205 с.

  8. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998. - 232 с.

  9. Уткина Н.Ф. Михаил Васильевич Ломоносов. - М.: Мысль, 1986. - 223с.

  10. Фолта Я. Н-Л. История естествознания в датах. - М.: Прогресс, 1987. - 494 с.




  1. ПАНОРАМА СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ




    1. Развитие естествознания в ХХ веке

Современная наука - феномен весьма сложный и неоднозначный. Ее уже невозможно охарактеризовать одним словом, как это было с предшествую-щими этапами развития науки (античная наука - натурфилософская, средне-вековая - схоластическая, классическая - метафизическая). Современная наука - это широкая ассоциация математических, естественнонаучных, гумани-тарных и технических отраслей, дисциплинарных и междисциплинарных исследований, фундаментальных и прикладных, прочих знаний.

Стимулирующее воздействие на естествознание новых потребностей техники привело к тому, что в начале ХХ века началась новейшая революция в естествознании, прежде всего, в физике, где был сделан целый ряд ошеломляющих открытий, разрушивших всю ньютоновскую космологию. Сюда относится открытие радиоактивного распада Э. Резерфордом, светового давления П.Н. Лебедевым, создание теории относительности А. Эйнштейном, изобретение радио А.С. Поповым, введение идеи кванта М. Планком. Они разрушили прежние представления о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Трехмерное пространство и одномерное время превратились в относительные проявления четырехмерного пространственно-временного континуума. Время течет по-разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых предметов время замедляется, а при определенных обстоятельствах оно может и совсем остановиться. Микрочастицы обнаруживают себя и как частицы, и как волны, демонстрируя свою двойственную природу.

Физика как ведущая отрасль всего естествознания играет роль стимулятора по отношению к другим отраслям естествознания. Например, изобретение электронного микроскопа и введение метода меченых атомов вызвало переворот во всей биологии, физиологии, биохимии.

В середине века наряду с физикой лидируют науки, смежные с естествознанием - космонавтика, кибернетика, а также химия. Главной задачей химии становится получение веществ с заданными свойствами (материалы для электроники), синтез полимеров (каучук, пластмассы, искусственное волокно), получение синтетического топлива, легких сплавов и заменителей металла для авиации и космонавтики.

В конце ХХ века на место лидера выдвигается биология. Именно в ее рамках при переходе от клеточного уровня исследования к молекулярному были сделаны наиболее революционные открытия:

1) выявлена генетическая роль нуклеиновых кислот. Именно молекула ДНК отвечает за передачу наследственной информации от одной клетки к другой;

2) молекулярные механизмы генетической репродукции и биосинтеза белка. Ф. Крик и Дж. Уотсон расшифровали молекулярную структуру ДНК. Было выяснено, что основной функцией генов является кодирование синтеза белка;

3) молекулярно-генетические механизмы изменчивости - классическая рекомбинация генов, мутация генов, неклассическая (нереципрокная) рекомбинация генов.

В результате были заложены научные основы новой отрасли науки - генной инженерии, целью которой стало создание новых форм организмов, наделенных свойствами, которые ранее у них отсутствовали.





следующая страница >>