История и методология науки
 Скачать 1.6 Mb.
|
|
Картина мира в глобальном эволюционизме опирается на положение об универсальной взаимосвязи неживой, живой и социальной форм материальной самоорганизации. При этом эволюционирующими формами выступают: - на уровне неживой природы: физический вакуум, элементарные частицы, вещество Вселенной (лептоны, барионы, излучение), космические тела (звезды, ассоциации, галактики, планеты), в частности, Земля и ее физический и органический мир; 145 Barrow J.D., Tipler F.J. The anthropic cosmological principle. Oxford, 1986 249 - на уровне живой природы: переходные макромолекулярные образования, ткани, органы, организмы, популяции, виды, биоценозы, биосфера в целом. - на уровне социальной формы материи: племя, нация, этнос – на культурном уровне самоорганизации, сами традиционные культуры – на межкультурном, социальном уровне, а также весь социум – на биосферном и ноосферном уровне. Вселенная предстает в виде трех взаимосвязанных, но различающихся универсальными характеристиками уровней целостности: мегамира, макромира и микромира. Термином микромир обозначают уровень материальной самоорганизации, который характеризуется предельно малыми параметрами, в частности, планковскими единицами длины и времени, постоянной Планка, имеющей энергетический смысл, длинами волн де Бройля. Объекты микромира - элементарные частицы, кванты полей, квантовое поле, физический вакуум. При этом среди элементарных частиц выделяют частицы вещества (фермионы) и бозе-частицы (бозоны). Все фермионы имеют полуцелое (1/2 или –1/2) значение спина (фундаментальной характеристики частицы, связанной с ее собственным вращением). Поведение частиц, тождественных фермионам, описывает статистика Ферми-Дирака. Для таких частиц действует запрет Паули, согласно которому две тождественные частицы с полуцелым спином (1/2) не могут находиться в одном состоянии. Ферми-частицы (частицы вещества) делятся на кварки и лептоны, которые приняты за далее неделимые бесструктурные элементарные частицы вещества. Элементарные частицы с целочисленным значением спина (1 или 2) называют бозе-частицами (бозонами). Их состояние не подчиняется принципу Паули, а поведение описывает другой статистический закон - закон Бозе – Эйнштейна. Любое количество бозонов может находиться в одном состоянии. В современной физике фермионы и бозоны рассматриваются как частицы различной природы. Ферми-частицы выступают частицами вещества, бозе- частицы – квантами полей. При этом среди бозонов выделяют векторные бозе- частицы со спином 1 или 2, с которыми связывает фундаментальные калибровочные симметрии, и скалярные бозе-частицы с нулевым спином, природу которых усматривают в физическом вакууме – состоянии с нулевым средним значением энергии всех физических полей. 250 Представление об эволюции на уровне микромира связано с этапами изменения исходной праматерии в ходе космической эволюции. Одной из гипотез, раскрывающих механизм эволюции микромира, выступает представление о суперсиле как некоем едином типе взаимодействия, предшествующем трем наблюдаемым в настоящее время типам взаимодействий: гравитационным, сильным ядерным и электрослабым. 146 Под мегамиромпонимается уровень целостности Вселенной, структурные составляющие которой характеризуются размерами, намного превышающими размеры Земли. Основной единицей измерения скоростей и расстояний в мегамире выступает скорость света. Пространственные параметры мегамира измеряются в парсеках, световых годах, астрономических единицах. Материя на уровне мегамира выступает в виде космического вещества (лептоны, барионы, излучение, а также межзвездный газ и межзвездная пыль), космических тел (звезды, планеты, кометы, метеориты, астероиды и пр.) и космических образований (звездных систем и ассоциаций, галактик и их скоплений). Галактики представляют собой гигантское скопление звезд, имеющее общий центр тяготения. В среднюю галактику входит от 100 до 150 млрд. звезд. Галактики объединяются в группы. Скопления и сверхскопления галактик образуют ячеистую структуру Вселенной, напоминающую пчелиные соты. Ячейка, представляющая собой сверхскопление галактик – самое крупное структурное образование мегамира. Конечная ступень в иерархической организации звездных систем и галактик – Метагалактика, в которую входит порядка 100 млрд. галактик. 147 Основными видами взаимодействий в мегамире выступают гравитационные и электромагнитные взаимодействия (излучения разных длин волн). Средний энергетический уровень для мегамира представлен температурой порядка 1 млн. градусов по абсолютной шкале Кельвина. Фундаментальные физические константы мегамира: скорость света (с = 3.10 8 м/с), гравитационная постоянная (G = 6,67 ·10 –11 Н·м 2 /кг 2 ), масса и заряд электрона, масса и заряд протона. Помимо указанных констант современная космология выявила еще ряд универсальных физических и характеристик мегамира, сохраняющих свое постоянное значение. Например, установлено, что во Вселенной на один протон приходится миллиард фотонов. Космическое отношение числа фотонов к числу протонов: S = 10 9 , - играет важную роль в 146 Девис П. Суперсила. М.,1989. 147 Редже Т. Этюды о Вселенной. М., 1985; Воронов П.С. Человек и Земля в структуре Вселенной. Л., 1988. 251 структурной организации мегамира, определяя состав барионного вещества (3/4 ядра водорода и ¼ ядра гелия). 148 Представление об эволюции мегамира тесно связано с проблемой возникновения многообразия элементарных частиц и основных видов взаимодействий, наблюдаемых в настоящее время. В эволюции космической материи выделяют последовательные этапы (или эры), характеризующиеся преобладающим типом взаимодействия и видом элементарных частиц. Эра великого объединения связывается с превращением возбужденного вакуума, которое приводит под действием неизвестной пока суперсилы к сверхплотному состоянию праматерии, состоящей из супертяжелых частиц. Эра адронов – с разделением единой супресилы на три разных типа взаимодействий: гравитационные, сильный ядерные и электрослабые. В результате образуются кварки и лептоны, затем адроны – тяжелые элементарные частицы, имеющие сложный состав (в частности, протоны и нейтроны). Начало эры адронов – состояние сверхгорячей Вселенной (температуры порядка 10 27 К), называют Большим Взрывом. Эра лептонов наступает с понижением температуры до температур 10 12 К. В конце этой эры Вселенная наполняется потоками электронных нейтрино. Следующая фотонная эра характеризуется снижением температуры и перепадами температур от значений порядка 10 10 К до 3000К (местами) и разделением электрослабых взаимодействий на слабые ядерные и электромагнитные, квантами которых являются фотоны. В этот период жизни Вселенной образуется атомарный водород и атомарный гелий, происходит разделение фотононного излучения от атомарного вещества. Первое космическое вещество в виде газа, состоящего из водорода и гелия (75% - Н 2 и 15% Не 2 ), составляло ничтожную долю космической материи. Далее по мере охлаждение и расширения Вселенной стали возникать газовые области повышенной плотности с возрастающей силой тяготения. Явление самогравитации (постепенного сжатия) рассматривается как фактор образования звезд. Процесс образования звезд - уже начало новой эры структурной Вселенной Под макромиром понимается уровень взаимосвязанных материальных тел и процессов, непосредственно наблюдаемых в масштабах Земли. Единицами измерения расстояний выступают метры и километры. Размеры макроскопических тел много больше размера атома (≈ 10 –8 см). Скорости движения тел намного меньше скорости света, а их масса намного меньше 148 Девис П. Случайна Вселенная. М., 1985. 252 массы Земли. Температурный режим макромира колеблется в небольшом диапазоне около 300К (27С). Преобладают гравитационные взаимодействия в виде силы тяжести и электромагнитные. Фундаментальными константами макромира выступают ускорение свободного падения и скорость света. Материальные структуры макромира представлены физическими телами, состоящими их атомов и молекул неорганического происхождения, и более сложными структурами, имеющим клеточное строение. Тела неорганической природы характеризуются формой, массой, энергией и другими физическими параметрами. Формы и виды живой материи представляют собой предмет биологии и характеризуются уже не только физическими и химическими параметрами, но, прежде всего механизмом воспроизводства. В глобальном эволюционизме развивается представление о структурных уровнях самоорганизации форм живой природы. Уровни самоорганизации в макромире представлены взаимосвязью и иерархическим подчинением неживой, живой и социальной форм материи. В качестве неживой формы рассматривается геологические оболочки Земли. Эволюционное развитие физического мира Земли раскрывается на основании единства геохимических процессов и представления о геологической и геохимической эволюции. Развитие органического мира Земли раскрывается на основе представления о механизмах биохимической и биологической эволюции. Согласно современным представлениям, результат биохимической эволюции – появление генетической системы с матричным кодом саморепродукции. На этой основе формируются и развиваются более сложные живые системы – протоклетки и клетки, выступающие основой биологического уровня самоорганизации живой природы. Результатом биологической эволюции выступает многообразие одноклеточных и многоклеточных форм жизни. 253 СОДЕРЖАНИЕ Стр. Введение Часть 1. Общее представление о методологии научного познания Раздел 1. Наука и научная рациональность 1. Формы знания. Мифология и наука. 2. Формы обоснования знания 3. Общие характеристики научного знания 4. Классификация наук 5. Критерии научного знания Раздел 2. Методология науки 1. Предмет методологии науки 2. Методологические принципы 2.1 Методологические принципы естественных наук 3.Методология развития научного знания. 3.1 Обоснование и развитие проблемы 3.2 Методологические функции гипотезы в развитии знания 3.3 Методы обоснования гипотез 4. Методология научного творчества – потенциал эвристики Часть 2. Предыстория классической науки 1. Проблема начала науки 2. Исторические этапы развития античной науки 2.1 История древнегреческой натурфилософии 2.2 Античная наука в эпоху эллинизма 3. Наука в средние века 4. Натурфилософия и наука эпохи Возрождения. 5. Натурфилософия и наука Нового времени 5.1 Экспериментальный метод и математические модели в натурфилософии Нового времени. 5.2 Научная революция XVII в. 5.3 Натурфилософия и механика Ньютона Часть 3. История классической науки 1. Классическая наука в XVIIIв. 1.1 Методология точного экспериментального естествознания 1.2 Проблемное поле науки XVIIIв. 1.3 Становление химии как области экспериментального естествознания. 2.Формирование корпуса дисциплин классической науки в XIXв. 2.1 Становление высшей математики и открытия в области астрономии. 3 3 7 8 12 13 14 15 19 23 23 27 33 39 51 55 56 79 85 92 96 96 99 103 107 107 112 116 120 120 254 2.2 Концептуальное оформление физики 3.3 Теоретические основания классической химии 3.4 Концептуальные основания биологии Часть 4. История развития неклассической науки в XX в. 1. Критерии и идеал теоретической науки 2. Мировоззренческие и методологические аспекты специальной и общей теории относительности 3. Методологические проблемы фундаментальных физических теорий 3.1 Развитие физики элементарных частиц 3.2 История и методологические принципы квантовой физики 4. История развития теоретической биологии 4.1 История становления генетики 4.2 Методологические проблемы эволюционной теории Часть 5. Междисиплинарная методология науки XX-XXI вв. 1. Формирование общенаучного понятийного аппарата – роль кибернетики в истории современной науки 2. Методология функционального подхода в научном исследовании 3.Теория систем и системный подход в истории науки XXв. 4. Методология системного анализа 5. Понятия и принципы информационной парадигмы 7. Синергетическая парадигма: истоки и методологические принципы 7.1 Теоретические и экспериментальные основания синергетики 7.2 Теория самоорганизации 7.3 Методологические принципы синергетической парадигмы Часть 6. Эволюция научной картины мира 1. Научная картина мира (общее понятие) 2. Исторические этапы эволюции научной картины мира 2.1 Механическая картина мира 2.2 Эволюция физической картины мира в XX в. 2.3 Идея эволюции в физической картине мира 3. Принципы формирования современной научной картины мира 3.1 Принцип самоорганизации в формировании научной картины мира 3.2 Междисциплинарный принцип системности в формировании научной картины мира 3.3 Глобальный эволюционизм 123 134 137 142 147 155 155 161 166 166 175 185 191 193 195 199 205 205 208 215 219 221 221 223 237 240 240 242 245 |