Лекция №1 КСЕ. Лекция 1 КСЕ. Лекция 1 Тема Естествознание в системе науки и культуры План Предмет и задачи естествознания. Основные понятия
 Скачать 28.38 Kb.
|
|
Лекция №1 Тема 1. «Естествознание в системе науки и культуры» План: Предмет и задачи естествознания. Основные понятия. Понятие науки и научной картины мира. Естественные и гуманитарные науки. Исторические этапы развития науки. Общие контуры естественно-научной картины мира. Особенности современной естественно-научной картины мира. 1. Предмет и задачи естествознания. Основные понятия. Естествознание- система наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое. Естествознание - одна из 3-х основных областей научного знания - о природе, обществе, мышлении. Предмет естествознания- различные формы движения материи в природе. Материальные носители, образующие лестницу последовательных уровней структурной организации материи: их взаимосвязи, внутренняя структура и генезис. Основные формы всякого бытия - пространство и время, закономерная связь явлений природы. Термином природачаще всего обозначают совокупность объектов и систем материального мира в их естественном состоянии, не являющейся продуктом трудовой деятельности человека. Целиестествознания двоякие: 1. Находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления. 2. Раскрывать возможность использования на практике познанных законов, сил и веществ природы. Построение новой деятельности. Методы естествознания. Эмпирические. Наблюдение – целенаправленное восприятие явлений объективной действительности. Описание – фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах. Измерение – сравнение объектов по какой-либо шкале. Эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях. Теоретические. Формализация – построение абстрактно-математических моделей. Аксиоматизация – построение теорий на основе аксиом. Гипотетико-дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах. Основные понятия естествознания Материя. Философское понятие: “материя - объективная реальность”. Естественные науки изучают различные формы движения материи. По современным взглядам, материя есть совокупность квантованных полей, кванты которых есть элементарные частицы. Вакуум — это одно из состояний квантованного поля, когда не возбуждено ни одной частицы. Энергия- общая мера различных форм движения материи в системе. Запасенная системой внешняя (полученная из вне) энергия, может быть превращена в механическую энергию. Часть теряемой внутренней энергии способна превращаться в немеханические формы и составляет свободную энергию системы. За счет свободной энергии система может совершать работу. Еще часть выделяется в виде тепла, рассеиваемого в окружающем пространстве и не может быть превращена. Эта связанная энергия, характеризуется энтропией - мерой рассеяния, хаоса. Энтропия - мера беспорядка системы. Сам термин энтропия был введен Р. Ю. Э. Клаузиусом не многим более 100 лет назад. Все на Земле возникает и развивается благодаря энергии, все умирает и разрушается с ростом энтропии. Энергия - источник и мера движения материи и действия сил, энтропия - мера их постепенного угасания. Из всех известных величин энтропия - единственная физическая величина, которая однозначно изменяется со временем - возрастает в закрытых системах. Информация - определенность, предсказуемость состояний и отношений системы (в широком значении). Информацию можно также определить, как эквивалент упорядоченности системы, т.е. отрицательной энтропии. Синерге́тика (от др.-греч. συν- — приставка со значением совместности и ἔργον «деятельность») — междисциплинарное направление науки, объясняющее образование и самоорганизацию моделей и структур в открытых системах, далеких от термодинамического равновесия. Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых систем усреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления особых режимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния. Самоорганизация- механизм самопроизвольного возникновения, относительно устойчивого существования и саморазрушения упорядоченных структур. То есть пространственно-временные структуры не накладываются, а возникают изнутри системы при переходе ее на новый уровень. При наличии нескольких вариантов путей развития системы, в соответствии с решением нелинейных дифференциальных уравнений состояния, у системы есть приоритетные пути развития, зависящие от свойств надсистем, так называемые аттракторы. Аттрактор - близок к понятию цель. Относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает все множество траекторий движения системы. Если система попадает в конус аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию. 2. Понятие науки и научной картины мира. Наука – форма познания, направленная на получение объективных знаний о действительности, имеющих доказательство. Наука стремится к максимальной объективности, отразить мир так, как он существует сам по себе. Никакой другой вид знания (искусство, идеология, религия) такой цели перед собой не ставит. Пример: наука и религия – наука направлена на поиск естественных, а не сверхъестественных причин тех или иных явлений. Специфика научного знания – доказательство (теоретическое или эмпирическое). Современная наука определяет мировоззрение человека, связана с практикой преобразования природы и социальных отношений. Большая часть материальной культуры создана на базе науки. Научная картина мира (НКМ) – форма обобщения и синтеза научных знаний в виде системы общих представлений о природе. В НКМ выделяют общенаучные картины мира (естественно- научную и социально-гуманитарную) и частнонаучные (физическую, астрономичесую, химическую, биологическую). В основе НКМ лежат прежде всего представления естественных наук (физики, астрономии, химии, биологии), являющихся фундаментом научного знания. Понятийный аппарат представлен философскими категориями (материя, движение, пространство, время и др.) и принципами (материального единства мира, всеобщей связи и обусловленности явлений и др.), общенаучными понятиями и законами (например, закон сохранения энергии, самоорганизация), а также фундаментальными понятиями отдельных наук (вещество, поле, Вселенная, популяция и др.). 3. Естественные и гуманитарные науки. Наука представляет систему из нескольких тысяч дисциплин. По степени удаленности от практики их классифицируют на фундаментальные, не связанные непосредственно с практикой, и прикладные. По предмету выделяют науки всеобщие, общенаучные и частные (естественные, технические и гуманитарные). Философия является наукой о всеобщем. Предметом общенаучных теорий являются аспекты всеобщего. К общенаучным дисциплинам относятся математические науки, синергетика, кибернетика, информатика, теория систем. Например, математика изучает количественные закономерности мира. Предметом естественных наук является природа. Предмет технических наук – техника, законы создания и функционирования технических устройств. Гуманитарные науки (обществознание) – науки о человеке и обществе. Гуманитарные науки, в свою очередь, делятся на социальные и собственно гуманитарные. Предметом социальных наук является общество, гуманитарных - человек. Задачей фундаментальных наук является познание законов, лежащих в основе бытия. Они определяют содержание научной картины мира. Прикладные науки направлены на практическое применение результатов фундаментальных наук. К фундаментальным относятся: философские науки, общенаучные дисциплины, естественные науки (механика, астрономия, физика, химия, геология, география, биология, зоология, антропология и др.), социальные науки (история, археология, этнография, экономика, политология, право и др.), гуманитарные науки (психология, филология, лингвистика и др.). К прикладным наукам относятся: технические науки (технология машин, сопротивление материалов, металлургия, электротехника, ядерная энергетика, космонавтика и др.), сельскохозяйственные, медицинские, педагогические науки и т.д. Следует отметить, что утверждение «гуманитарные науки – науки о человеке, а естественные – о природе» не совсем корректно, т.к. биология тоже изучает человека, а теоретическая психология, математическая лингвистика, экономика, социология и др. используют методы естествознания (человек – часть природы). Грани междуестественными и гуманитарными науками нечетки, поэтому их не следует делить по степени точности или объективности. Методы естествознания являются основой познания, т.к. физическая, химическая и биологическая формы движения являются фундаментом для социальной формы движения материи. А опыт играет в естественных науках принципиально важную роль. Как сказал физик У.Томсон (лорд Кельвин): «Если вы можете измерять и выражать в числах то, о чем говорите, то об этом предмете вы кое-что знаете». Квантовая механика, например, была создана под давлением фактов в противовес убеждениям научного сообщества в истинности принципов классического естествознания. Степень проникновения естественнонаучных методов в гуманитарные науки возрастает. Например, в исторических исследованиях оно дает надежную основу для уточнения дат исторических событий. Без естественных наук были бы невозможны достижения о происхождении человека и общества. 4. Исторические этапы развития науки. В разных отраслях познания переход от донаучного знания к научному происходил в разное время. Переход был связан с осознанием идеи доказательности знания, с определением предмета познания, с открытием фундаментальных законов, позволяющих объяснять множество фактов, с формулированием базовых принципов, на которых строится фундаментальная теория. В философии такой переход совершился в античности – VI веке до н.э., математике – III веке до н.э., астрономии – II веке н.э., физике – в XVII веке, химии – XVIII, биологии – XIX, психологии – XX и т.п. В развитии науки выделяются исторические этапы, а в их рамках эволюционные и революционные периоды. Научная революция – закономерный, периодически повторяющийся процесс перехода к новому способу познания под давлением эмпирических фактов. Выделяют три глобальные научные революции, а в их рамках выделяют коперниканскую, дарвиновскую, квантовомеханическую и синергетическую миниреволюции. Аристотелевская наука (VI до н.э.-XV) - существует идея доказательства знания, но эксперимент как метод познания неизвестен. Важнейшие теории: учение о числах Пифагора, открывшего понятие иррациональности, атомистика Демокриталогика (учение о доказательстве) Аристотеля, первая законченная теоретическая система - геометрия (метод аксиом) Евклида, геоцентрическая космология Аристотеля-Птолемея (звезды и планеты прикреплены к твердым и прозрачным сферам, вращающимся вокруг Земли). Наука не самостоятельна, развивается в рамках философии. Ньютоновская или классическая наука (XVI-XIX). Здесь наука отделилась от философии, т.е. наука в собственном смысле слова. Утвердилась идея практического (экспериментального) доказательства знания (отсюда название – экспериментально-математическое естествознание). Формальной датой возникновения современной науки считается 1543 год, когда Н.Коперник опубликовал в завершенном виде гелиоцентрическую модель мира. Основоположниками классической науки являются Галилео Галилей и Исаак Ньютон. Галилей – физик и астроном, основатель экспериментального метода познания, создатель телескопа. Галилей сумел дать естественнонаучное доказательство справедливости гелиоцентрической системы. Ньютон завершил начатое Галилеем создание классической механики и открыл закон всемирного тяготения (1687). В этот период ядром науки является механика Ньютона, считающаяся универсальным методом объяснения всех явлений. Лаплас сформулировал идею абсолютного механистического детерминизма. Максвелл в 1864 году создал электродинамику – теорию электромагнитного поля. Это вторая фундаментальная теория классической науки, отличная от механики, но принципиально не опровергающая механистическое мировоззрение, казавшееся единственно возможным. Эйнштейновская или неклассическая наука (XX-XIX) основана на представлениях квантовой механики (1927), лежащей в основе наук о микромире; теории относительности Эйнштейна (СТО, 1905 и ОТО, 1916) – физической теории пространства и времени; синергетики (1970-е годы) – теории самоорганизации материи. Иногда говорят о постнеклассической науке, ядром которой объявляется синергетика. Например, один из основоположников синергетики объявил ее «обобщением физики». Но синергетика дополняет, а не опровергает прежние физические представления. По словам А.И.Липкина, физическая проекция синергетики – не«обобщение квантовой механики и космологии», а еще один раздел физики, являющийся обобщением кинетической теории Больцмана. 5. Общие контуры естественно-научной картины мира. До конца XIX века в обществе господствовала религиозная картина мира (креационизм), согласно которой Бог создал мир из ничего 7.5 тысяч лет назад (5509г. до н.э. по подсчетам христианских богословов XIX века) за 6 дней. Все виды материальных объектов были созданы в готовом виде. Общие контуры современной научной картины мира: -14 миллиардов лет назад - возникла Вселенная; -13 млрд. лет назад - галактики и звезды первого поколения; -5 млрд. лет назад – Солнце; -4.6 млрд. лет назад – Земля; -3.8 млрд. лет назад – жизнь; -2.5 млн. лет назад – начался антропогенез; -150 тыс. лет назад - появился человек современного типа; -40 тыс. лет назад - завершилась биологическая эволюция человека. Уровни организации материи: -макромир - мир объектов масштаба человеческого опыта, т.е. пространственные величины которого измеряются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, временные - в сек., минутах, часах, годах; -микромир - мир предельно малых непосредственно не наблюдаемых объектов, т.е. пространственная размерность которых измеряется от 10-8 см (размер атома) до 10-16 см (предполагаемый размер кварка), а время жизни от бесконечности до 10-24 сек (время жизни самых нестабильных частиц – резонансов); -мегамир - мир космических объектов, расстояния в котором измеряются световыми годами, время – млн. и млрд. лет. Формы организации материи: -формы организации неживой природы: элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, вакуум, макроскопические тела, планеты, звезды, галактики, скопления галактик, Метагалактика (наблюдаемая часть Вселенной); -формы организации живой природы:доклеточные системы (нуклеиновые кислоты и белки), субклеточные системы (вирусы),клетки (одноклеточные организмы и элементарные единицы живых организмов), многоклеточные организмы (растения и животные), надорганизменые структуры (виды, популяции, биоценозы, биосфера). 6. Особенности современной естественно-научной картины мира. В изучении природы сложились два противоположных метода познания, которые приобрели статус общефилософских – диалектический и метафизический. При метафизическом подходе явления окружающего мира рассматриваются изолированно друг от друга, без учета их взаимных связей. Этот подход господствовал в классической науке. Исторически первая научная картина мира сложилась в XVII-XVIII веках на основе классического естествознания. Механистическая картина мира, долгое время считавшаяся единственно возможной, сформировалась на основе механики Ньютона. В рамках механистической парадигмы Вселенная представала как механизм, действующий по строгим законам необходимости. В таком мире нет случайности. Случайность – это то, причин чего пока не знаем. Вселенная представляет пустое пространство, в котором по строгим траекториям движутся массы вещества. Материя – вещество - состоит из неделимых атомов, обладающих постоянной массой. Время абсолютно и независимо от вещества. На основе знания настоящего возможно однозначно предсказать будущее и реконструировать прошлое. Такой взгляд стал следствием абсолютизации законов классической механики Ньютона, отрицания объективного характера случайности в философии Р.Декарта, Б.Спинозы и французских материалистов XVIII века. Новые открытия в естествознании, не находящие объяснения в рамках прежней парадигмы, подталкивали ученых к отказу от классических механистических представлений. Научная революция на рубеже XIX-XX веков привела к трансформации классического взгляда на реальность. Это специальная и общая теория относительности А.Эйнштейна, квантовая механика, астрофизика, синергетика. Наполнение новой парадигмы происходило также за счет психологии (концепция бессознательного), биологии (генетика). Современная наука переосмыслила понятия пространства, времени, материи, причинности, случайности и непрерывности. Новая парадигма отказывается от субстанциональной концепции пространства и времени в пользу реляционной. Материя не сводится к веществу, существуя также в форме поля и вакуума. Современный детерминизм признает объективный характер случайности. Случайные события могут произойти или не произойти – их появление зависит от несущественных условий. Основой современной научной картины мира являются фундаментальные знания, полученные, прежде всего, в области физики. В конце ХХ века стали говорить об усилении влияния биологии (идея единства земной и космической эволюции). В современной науке универсальной является идея развития, проникновение которой в космологию, физику, химию, биологию, антропологию, социологию и т.д. привело к существенному изменению взгляда на мир. Принцип глобального эволюционизма означает, что материя, Вселенная, все элементы действительности не существуют вне развития. Современное естествознание утверждает: все существующее есть результат развития. Развитие естествознания и техники подготовили уникальное в истории науки и общества явление – научно-техническую революцию (НТР). Первый этап – технический - НТР начался в середине ХХ века и продолжился до середины 1970-х годов. Основными техническими направлениями стали атомная энергетика, электронно-вычислительная и ракетно-космическая техника. Характеристикой второго – технологического - этапа стали технологии, обещающие превзойти достижения предыдущего этапа НТР. Следствием, например, стала невиданная информатизация общества. Новые технологии включают автоматизированные производства, лазерные технологии, генную инженерию, нанотехнологии, информационные технологии и др. |