Концепции современного естествознания_Бочкарев А.И, Бочкарева Т.. Учебник для студентов вузов А. И. Бочкарёв, Т. С. Бочкарёва, С. В. Саксонов под ред проф. А. И. Бочкарёва. Тольятти тгус, 2008. 386 с
 Скачать 2.96 Mb.
|
|
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тольяттинский государственный университет сервиса (ТГУС)» А. И. БОЧКАРЁВ, Т. С. БОЧКАРЁВА, С. В. САКСОНОВ КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Учебник Тольятти 2008 УДК 5(075.8) ББК 20я73 Б 86 Рецензенты: д.б.н., проф., засл. деятель науки РФ, чл.-корр. РАН, директор Института экологии Волжского бассейна Г. С. Розенберг; д.т.н., проф., засл. деятель науки и техники РФ, президент Тольяттинского отделения РАЕН В. И. Столбов
Учебник написан в строгом соответствии с Государственным образовательным стандартом по дисциплине «Концепции современного естествознания» с учетом многолетнего опыта преподавания данной дисциплины в Тольяттинском государственном университете сервиса, а также опытом Интернет-тестирования Минобрнауки РФ. В учебнике рассмотрены основные концепции современного естествознания с позиций синергетической парадигмы фундаментальности, реализуемой авторами при организации синергетической образовательной среды по дисциплинам кафедры «Современное естествознание» ТГУС. Рассмотрены эволюция современного естествознания от античности до наших дней, концепции самоорганизации в физике, химии, биологии, психологии, принципы целостности естествознания, механизмы языка, принципы синергетики, формирование эволюционного естествознания, созидание синергетической среды в системах различной природы. Содержание и нелинейная структура учебника разработаны как мультидисциплинарный дидактический комплекс, формирующий целостное мировоззрение, инновационную культуру студентов, магистров и аспирантов. Учебник адаптирован к технологии дистанционного обучения «Прометей» и является основной (системообразующей) частью учебно-методического комплекса по этой дисциплине (учебное пособие для самостоятельной подготовки, лабораторный практикум с виртуальными работами, база данных из вопросов (более 3000 вопросов), лекций-презентаций и видеолекций). Учебник может быть полезен не только студентам вузов, но и аспирантам, магистрам и преподавателям, а также тем, кто интересуется достижениями и проблемами современного естествознания.
ПРЕДИСЛОВИЕ Специфика учебной дисциплины «Концепции современного естествознания», ориентированной на студентов гуманитарных и социально-экономических специальностей, состоит в том, чтобы системно понятным языком представить весь спектр концептуальных разработок современного естествознания с пользой для жизни и образования будущих специалистов, бакалавров, магистров. Концепция естественнонаучного образования гуманитариев и ее воплощение далеки от идеала, и много лет дискредитировалась исходная идея путем освоения этой дисциплины разными специалистами: от физиков до гуманитариев, излагающих в меру своей подготовки и пристрастий целый курс, сделав его, таким образом, безпредметным. Большей дискредитации подвергается дисциплина после чтения ее гуманитариями с попытками широких обобщений, что способствует формированию целостного видения мира и культуры мышления, но не несет толкового естественно-научного знания, однако, так и у «чистых физиков» возникает ситуация неприменимости данного курса в жизни и профессиональной деятельности из-за излишней конкретики. Так где же золотая середина? В любой методологии должен присутствовать концептуальный стержень – главная идея, реализация которой и образовала бы структуру представления данного курса, составляла бы его внутреннюю логику. На взгляд авторов данного учебника такой концептуальной идеей является синергетическая парадигма фундаментальности, находящаяся в корреляции с главной идеей и традициями русского космизма, «нового диалога человека и природы», отражающие главные отличия научного постижения природы. Современное естествознание все больше становится наукой о развитии: в биологии, синергетике, неравновесной термодинамике, космологии, в котором преобладает синергетический подход. Сумма частных картин не дает цельной картины и не только из-за неконтролируемого взаимодействия в природе и ничейных территорий (промежуточных предметов) разных наук, сколько в том, что такой подход и тенденции к дифференциации оставляют за пределами наших формализованных знаний большие массивы тех знаний, умений и обладаний, которые как бы «выбрасывают с водой и ребенка». Чтобы обойти эту неопределенность проф. А.Д. Сухановым обосновывается идея неконтролированного воздействия и трансдисциплинарные (над) дисциплинарные идеи. Остается только недоумевать, а есть ли предмет у современного естествознания, который по стихийному подходу авторов многих учебников по дисциплине «Концепции современного естествознания» видимо мыслится как некоторый многоголовый монстр, содержащий предметы (дисциплины), составляющие по всеобщему заблуждению междисциплинарный синтез этого, хотя и ограниченного множества предметов. Все дело в том, что синтез возможен по принципу наложения (суперпозиции) и справедлив лишь для линейных замкнутых систем. Совокупность наук и дисциплин, составляющих современное естествознание, является нелинейной, открытой, самоорганизующейся системой, для которой принцип суперпозиции несправедлив. Стало быть, имеет место не интеграция ряда дисциплин, не декларируемый междисциплинарный их синтез, и, к сожалению, реализованный во многих учебниках по КСЕ дифференциальный подход к изучению природы по частям. Реальность такова: хотим мы этого, или не хотим, в этом курсе имеет место глубокое взаимопроникновение, мультидисциплинарное взаимодействие, «эмерджентный нелинейный синтез» с алгоритмом реальности открытых нелинейных систем различной природы (прим. ред.). Этот алгоритм работает в природе, особенно в живой, имеет отношение к естественному отбору, борьбе за существование к превосходству сложного, и приоритету простого. Поэтому необходимо постижение Природы в дисциплине «Концепции современного естествознания» в соответствии с синергетической парадигмой фундаментальности без отторжения. Учебник явился результатом многолетнего преподавания курса в Тольяттинском государственном университете сервиса, постановки его в соответствии с двумя поколениями государственного образовательного стандарта, написанием учебника, имеющего рекомендательный гриф Минобразования (1998), ряда учебных пособий, создания информационно-синергетической среды данной дисциплины на современном уровне. Авторы благодарны докторанту, к.б.н., доц. Васюкову В.М. за правку и замечания к разделам 3,5;6; аспиранту Бочкаревой Р.А. за верстку и разработку всего оригинала-макета учебника. Авторы благодарны студентам ТГУС, среди которых апробировался материал настоящего учебника, на лекционных, семинарских, занятиях, индивидуальных творческих работах, исследованиях восприятия его студентами, поэтому содержание приняло лаконичный, читаемый и обучаемый вид. Учебник полезен как для самообразования, так и контроля знаний и не исключает, а предполагает изучение других работ по данной дисциплине, приведенный в списке литературы и содержащийся авторский учебный материал в базе данных сайта кафедры «Современное естествознание» Тольяттинского государственного университета сервиса для системы дистанционного обучения «Прометей». 1. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ ФОРМЫ КУЛЬТУРЫ. НАУЧНЫЙ МЕТОД 1.1. Естественно-научная и гуманитарная формы культуры Под культурой в самом широком смысле принято понимать все то, что создано человечеством в ходе его исторического развития. Иначе говоря, культура – это совокупность созданных человечеством материальных (материальная культура) и духовных (духовная культура) ценностей, а также способность человека производить и использовать данные ценности. Нельзя забывать, что культура воплощает целостную систему представлений о мире, которая характеризует уровень развития, как всего общества, так и отдельной личности. Понятие культуры в наше время недопустимо ассоциировать только с гуманитарным знанием, включающим философию, психологию, теорию литературы, музыки, изобразительного искусства и их отдельные феномены в виде тех или иных произведений. Культура определяет духовный мир человека, а он между тем формируется также и под воздействием осмысления Природы, поэтому естественнонаучное знание – это также часть общечеловеческой культуры. Классическая и неклассическая стратегии естественнонаучного мышления развивались на основе наблюдений за природой и оформились благодаря естествознанию, так что можно уверенно утверждать, что оно обогатило сокровищницу мировой культуры бесценным вкладом – даром понимать природу и одновременно осознавать зависимость характера получаемого знания от своей мысленной позиции.В определенном смысле человек понял, что природа открывается ему настолько, насколько он внутренне настроен что-либо узнать о ней. Где, как не в этом, можно увидеть ярчайшее проявление единства человека и природы, гуманитарного и естественнонаучного начал культуры. Очевидно, что человек может существовать только при соблюдении определенных условий бытия. Прежде всего, должны быть удовлетворены его потребности в пище, одежде, жилище, тепле, т.е. его материальные (биологические) потребности. С развитием цивилизации материальные потребности непрерывно растут. Однако материальные потребности людей не исчерпывают всех их потребностей. Человек – существо разумное и биосоциальное. В связи с этим у человека, помимо материальных, имеются еще и так называемые духовные потребности. К понятию «духовное» обычно относят сознание, мышление, психологию, волю, характер, ощущения, естественную потребность человека в познании окружающего мира (природы и общества). Таким образом, духовные потребности человека – это потребности в развитии его знаний, чувств и ощущений с целью более полного и всестороннего ощущения красоты мира, развития воли, характера и т.д. Все это создает духовный мир человека, его духовную культуру. Развитие и совершенствование духовного мира является, в конечном счете, одним из важнейших элементов смысла существования человека на Земле. Для удовлетворения духовных потребностей люди создали науку, искусство, философию, литературу, мораль, религию и т.д. Материальные носители духовного – язык, книги, художественно-изобразительные средства. Осваивая эти ценности, человек постепенно развивает свой внутренний духовный мир: знания, интересы, ценности, т.е. все элементы духовной культуры. И, в конечном счете, можно образно сказать, что именно духовная культура делает человека Человеком. Важнейшей частью духовной культуры, как было уже отмечено, наряду с искусством, правосознанием, религией и т.д., является наука. Наука – это особая сфера деятельности человека, направленная как на получение новых знаний, так и на разработку новых методов их получения. Современная наука – сложная и многообразная система отдельных дисциплин. Науковеды насчитывают их несколько сотен. К настоящему времени сложилась устойчивая традиция разделения всех дисциплин на две большие группы: естественно-научные и социогуманитарные знания, в связи, с чем выделяют два типа нар естественные и гуманитарные. Очевидно, что естественные и гуманитарные науки различаются, прежде всего, объектами исследования первые изучают природу, а вторые – человека и общество, характеризуются присущими только им особенностями познавательно деятельности. Они различаются не только объектом познания, но средствами и методами познания, формами результатов познания стилем мышления и методологическими установками. Совокупность систем ценностей, идеалов, стилей мышления, методологических установок, присущих отдельным дисциплинам и их комплексам, называют научной культурой. Различают формы культуры естественно-научного и гуманитарного познания. Так возникло и получило широкое распространение представление о «двух формах культуры» в науке − естественно-научной и гуманитарной. Естественно-научная форма культуры – система знаний о природе. Гуманитарная форма культура – система знаний о позитивно значимых ценностях бытия человека, социальных слоев, государства, человечества. Наличие в единой культуре двух разнородных типов знания (естественно-научного и гуманитарного) стало предметом философского анализа еще в XIX в. Однако в XX в. произошел заметный и все более увеличавающийся разрыв между естественно-научной и гуманитарной культурами. Это связано с тем, что XX в. отмечен грандиозными успехами естествознания и последовавшей за этим научно-технической революцией. Овладение атомной энергией, создание всемирных глобальных телевизионных систем, выход человека в космос, расшифровка генетического кода и т.д. – эти и другие достижения естественно-научной культуры существенно изменили стиль и образ жизни человека. Гуманитарная же форма культуры предъявить что-либо равноценное не смогла. Принимая также во внимание то обстоятельство, что развитие естествознания в XX в. связано с глобальной математизацией науки, приведшей к успешному применению математического моделирования для описания явлений и природных процессов, и на этой основе получены выдающиеся достижения и открытия, естественные науки приобрели статус «точных наук», а естествознание – статус «точного знания». Соответственно гуманитарные науки в массовом сознании перешли в разряд «неточных наук», или вообще «не наук». Специфика естественно-научной формы культуры заключается в том, что знание о природе отчуждено от исследователя. Последний находится как бы за пределами сферы знания, сторонним наблюдателем. Поэтому естественнонаучное знание может постоянно совершенствоваться: на смену одному естествоиспытателю приходит другой, потом третий и т. п. Одни и те же естественно-научные законы могут открываться разными учеными, могут быть «синтетическими», т. е. включать в себя несколько различных открытий. В то же время естественно-научное знание становится все более специализированным, во многих случаях недоступным представителям других специальностей. В связи с этим широкое распространение получила научно-популярная литература, как бы «перекидывающая мост» между обыденным сознанием и узкоспециализированным научным знанием. Когда возникли и обособились отдельные науки о природе, вызревание подобных идей не то чтобы затормозилось, но перешло в латентную (скрытую) фазу. Долгое время они формировались подспудно, так как параллельно шел независимый процесс накопления и осмысления того, что происходит в природе. Мультидисциплинарные идеи обретали плоть по мере умножения конкретных знаний. Гуманитарная форма культуры ориентирована на общечеловеческие ценности, такие, как гуманизм, демократия, мораль, права человека и т. п. Но исследователь этой культуры находится внутри рассматриваемых проблем. Философские системы, религии, филологические исследования включают в себя особенности, присущие их творцу. Вся его жизнь часто неразрывно вплетена в «ткань» этих систем, религий и т.п. Поэтому и методы исследования, используемые в области гуманитарного знания, разительно отличаются от естественно-научных и сводятся преимущественно к интерпретациям, толкованиям, сравнениям. Постепенно между двумя типами наук и форм культур образовалась научная пропасть, которая постепенно расширялась, и ученые, посвятившие себя изучению естественных и гуманитарных наук, стали все меньше понимать друг друга. Возникла опасная тенденция раскола научной интеллектуальной элиты современного общества. К счастью, в последние десятилетия процесс конфронтации двух типов наук стал сменяться их сближением, а в ряде случаев и процессами интеграции. Сама дифференциация наук по предметам изучения возникла сравнительно недавно. В древности существовала единая наука о природе. Она называлась натурфилософия. На природу смотрели как на единую сущность, и поэтому это была одна наука. С течением времени в связи с расширением практических потребностей человека появились спектр отдельных наук о природе. Сначала астрономия и небесная механика, потом механика земных движений, далее учение о теплоте. Возник спектр междисциплинарных наук, таких как биохимия, физическая химия, и др. из-за специфических предметов исследования. При изучении пограничных явлений возникли методы смежных наук, в которых появилась новая тенденция, заключающаяся в интеграции научного знания, ибо много наук порождало больше незнания, специфичность отдельных наук и их языка. Создаются физическая, химическая, биологическая и др. картины мира, каждые из которых имеют свои границы. Вот и пришли к парадоксальной ситуации изучения единой природы по частям, которые отнюдь не способны естественным образом к взаимному проникновению и взаимопониманию. Это случилось по причине ухода от единого предмета и объекта, как бы его не называли. Ведь на улице «чужих детей не бывает», а «у семи нянек – дите без глаз». Так может быть в этом и состоит тормоз развития цивилизации, как закате единой культуры, понимаемой как способ жизни, а не выживания по второму сценарию? Сумма частных картин не дает цельной картины и не только из-за неконтролируемого взаимодействия в природе и ничейных территорий (промежуточных предметов) разных наук, сколько в том, что такой подход и тенденции к дифференциации и интеграции оставляют за пределами наших формализованных знаний большие массивы тех знаний, умений и обладаний, которые как бы «выбрасывают с водой и ребенка». Обращаясь к аналогиям, вспомним, что в искусстве также существуют направления, различающиеся методами отражения действительности. Это реализм, модернизм, импрессионизм и т. д. Нам трудно было бы оценить достоинства живописного произведения, в котором причудливо сочетались бы разные стили. Эклектика не порождает гармонии. Также и дисциплина «Концепции современного естествознания» может выродиться в набор большого числа отдельных наук, не рождающих вместе синергетического эффекта постижения природы на фундаментальном уровне без отторжения, поскольку упорное деление единого предмета по определению отторгает субъекта и делает его «сторонним наблюдателем», недоумевающим от того, что его готовят для энциклопедических знаний всего того, что содержится в этом множестве наук никогда не используемых в его жизни. Необходимо отдавать себе отчет в том, что современное естествознание как мультидисциплинарная наука вовсе не сводится к совокупности знаний, полученных в частных науках. Оно использует эти знания, но особым образом. Здесь подразумевается более высокий уровень интеграции, усиления, взаимопроникновения, чем при традиционном междисциплинарном синтезе, а именно мультидисциплинарный синтез, порождающий взаимопроникновение наук, взаимоусиление итогового познавательного результата. Дело в том, что современное естествознание – это мультидисциплинарная научная область знания, предназначенная для формирования умений и обладаний человека, являющегося часть естественной и искусственной природы. Этим обозначается его направленность на поиск единых, универсальных закономерностей природы, воплощенных в объединяющих идеях и представлениях, признаваемых во всех естественных науках. Поэтому для становления современного естествознания необходим очень высокий уровень развития частных наук. Сейчас еще нельзя сказать, что он достигнут, поэтому современное естествознание находится в стадии формирования своих фундаментальных парадигм (систем основополагающих представлений), объединяющей идеей, например, служит синергетическая парадигма фундаментальности. Другая важнейшая особенность современного естествознания связана с тем, что осмысление накопленного знания невозможно без исследования процедур его получения, т.е. знания истории науки и техники. Они принципиально влияют на результаты, формируя ту или иную стратегию научного мышления. Однако сейчас отметим, что на этом уровне современное (со-временное) естествознание интегрирует не только совокупные знания о природе, но и возвращает исследователя в новый диалог с природой на фундаментальном уровне без отторжения. Человек не противопоставляется миру природы, а рассматривается как его органическая часть. В XX в. на основе неклассической стратегии естественнонаучного мышления зародилась новая неклассическая научная ментальность, главный смысл которой – отражение мира не в виде аддитивного множества объектов, явлений и типов, форм культур, а в виде сложной нелинейной, (мультидисциплинарной) системы взаимодействия частей и целого. Благодаря ей мир в нашем сознании обретает целостность, т. е. становится принципиально не делимым на отдельные фрагменты. Он наполняется внутренней гармонией вопреки внешне разрозненным и неоднозначным проявлениям. За многогранностью и многообразием объектов и процессов нашему пониманию открывается сложность открытого нелинейного мира. В понимании всего сказанного выше заключается инновационная культура как специфика мышления современного образованного человека (см. разд. 9.7). Благодаря системе образования эти качества личности должны формироваться и воспроизводиться в последующих поколениях. Тем более огорчительно, что современная система образования фактически не выполняет этой миссии, т.е. не формируем инновационной и интеллектуальной культуры в процессе обучения, воспитания и развития. Даже в наметившемся «болонском процессе» в двухступенчатом образовании бакалавр-магистр образуются лестница компетенций: знать, уметь, владеть, быть, как бы перевернув познание с ног на голову и отделив его, т.е. субъекта познания (человека) от объекта (природы). Древние люди по меткому выражению П. Флоренского понимали, что «прежде чем хотеть, нужно быть»: в единстве с природой и познавать, не отторгаясь от нее. Стало быть, что стоит такое образование, которое, по сути, подразумевает бытие после становления. По алгоритму И. Пригожина новый диалог человека и природы должен происходить «от бытия к становлению, от существующего к возникающему», т.е. постижение природы на фундаментальном уровне без отторжения. То есть целью постижения должно быть не владение, а обладание, присущее познающему субъекту на всех стадиях, поскольку «знание действительно становится силой, когда через владение приводит к самообладанию» (прим. ред.) Таким образом, лестница компетенций должна быть такой: быть, (если не будешь, то и не станешь), знать, уметь, обладать. Что может быть выше этого? Владеть (овладеть можно и силой) не обладая это временно, поскольку силу и власть можно потерять, а «обладать, владея» это нельзя потерять, отнять, купить и т.д., поскольку это является атрибутом, внутренней сущностью образованного интеллигентного человека. Классическая ментальность более соответствует грубому повседневному опыту человека, а потому ее становление происходит без особых затруднений, как бы самопроизвольно. Несмотря на это, наше образование от школы до университета построено так, что львиная доля усилий (явных и неявных) тратится именно на ее усовершенствование. При этом для всего иного уже не остается времени, и большая часть студентов университетов оказывается обладателями преимущественно классического, а не синергетического стиля мышления. Резонно все же поставить вопрос: а так ли уж это опасно? Нам думается, что опасно по следующим причинам. Во-первых, такая личность духовно обделена – она имеет представление лишь о части мира, потому что неклассическая его сторона навсегда скрыта от нее. Во-вторых, доминирование классического подхода в преподавании настраивает на восприятие природных и социальных процессов как некоего нарушения здравого смысла, как экзотического отступления от нормы, требующего для своего объяснения особых, специфических теорий. За подобными представлениями кроется не только общая научная малограмотность, которая не должна проявляться у образованного человека. Это чревато и профессиональной несостоятельностью, поскольку инновационная культура определяет успешность деятельности в любой сфере. В-третьих, подобные реакции к тому же вызывают и психологический дискомфорт – ведь встречаясь с неожиданными для классического мировоззрения фактами, человек испытывает эмоциональный и интеллектуальный стресс вместо того, чтобы воспринять их как естественное проявление неклассичности, нелинейности окружающего мира. Наилучшим тренировочным полем для овладения неклассической стратегией мышления является процесс освоения знаний в естественнонаучной области. Человеческое общество вступило в век господства принципиально новых, высоких технологий в различных сферах деятельности. И совершенно естественно, что новому, более высокому уровню цивилизации должна соответствовать новая, более высокая ступень развития человека и человеческого общества в целом в их взаимодействии с природой. Возникает задача целостного, гармонического развития духовных и материальных сил человека. А путь к ее решению – в единении и интеграции естественных и гуманитарных знаний, путь к единой (инновационной) культуре. 1.2. Научный метод Исследование феномена история науки непременно приводит к конкретным личностям – ученым, сделавшими открытия, изобретения, являющиеся «посредниками» в инновационной среде развития цивилизации. Современное естествознание немыслимо без истории науки и техники, однако преподавание дисциплины «Концепции современное естествознание» может стать неэффективным, если будет превышена мера соотношение содержания истории науки и техники и самого предмета современного естествознания. По истории науки и техники последнее время написано много хороших пособий, и они имеют самостоятельный интерес. С течением времени искусство сбора научной информации и выработки на ее основе определенных представлений подразделилось на ряд последовательных этапов. Появились научные методы, объединение которых в определенную систему привело к созданию методологии проведения научных исследований. Научный метод начинается с наблюдения объектов и событий и ведет к построению научных теорий и их проверке. Научный метод – это совокупность приемов или операций практической или теоретической деятельности. Конкретные, частные, специальные приемы и способы исследования в разных науках могут заметно отличаться друг от друга, но общий подход к познанию, т.е. метод исследования, остается в сущности тем же самым. В этом смысле частные приемы и методы познания, используемые в конкретных науках, можно охарактеризовать как тактику исследования, а общие принципы и методы – как его стратегию. Для анализа и оценки различных методов существует особое учение – методология. Методология – это учение о принципах построения, формах и способах научного познания. В методологии обычно выделяют общие методы исследования, используемые большинством наук на разных этапах познавательной деятельности. Следует подчеркнуть, что методология тесно смыкается с так называемой формальной логикой, которая главное внимание направляет на выяснение структуры готового, оформившегося знания, на описание его формальных связей и элементов на языке символов и формул при отвлечении от конкретного содержания высказываний и умозаключений. Метод – есть совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности. Каждый акт познавательного процесса включает в себя в той или иной степени как наглядно-чувственные, эмпирические, так и абстрактные, теоретические элементы. Каждый акт живого созерцания пронизан мыслью, опосредован понятиями, категориями. Исторически путь естественно-научного познания окружающего мира начинался с живого созерцания – чувственного восприятия фактов на основе практики. От живого созерцания человек переходит к абстрактному мышлению, а от него – снова к практике, в которой он реализует свои мысли, выверяет их истинность. Идеи служат направляющей силой, но для своего воплощения они должны постоянно подтверждаться через наблюдения, эксперименты, т.е. посредством эмпирического познания. Эмпирическое и теоретическое познание – это единый процесс, характерный для любого естественно-научного исследования на любой его стадии. На эмпирическом и теоретическом уровнях используется понятийный аппарат мышления – понятия, суждения, умозаключения. Эмпирический уровень познания. Эмпирическое познание имеет дело с фактами и их описанием. Проследим кратко всю последовательность наблюдаемых действий. Вся научная информация основана на наблюдениях и подвергается объективной проверке. Непосредственные наблюдения ограничиваются только ощущениями, полученными от пяти органов чувств (зрение, слух, обоняние, осязание, вкус). Эти данные можно проверить, поскольку наши органы чувств могут обманываться (зрительные и звуковые галлюцинации, различное восприятие тепла и холода, вкусовых ощущений, запахов в зависимости от условий и т.д.). На этих иллюзиях часто строятся фокусы. До того как наблюдения станут фактом, они должны быть проверены. Ощущение – это простейшие чувственные образы, отражения, «копии» предметов. Целостный образ, отражающий непосредственно воздействующие на органы чувств предметы, их свойства и отношения, называется восприятием. Опыт восприятия каждого из органов чувств опосредует восприятие, осуществляемое с помощью других органов чувств. Решающую роль играет зрение. Способность мозга запечатлевать, сохранять воздействие или сигналы вешней среды и в нужный момент воспроизводить их называется памятью. Память играет очень важную познавательную роль в жизни человека. Психические явления, сменяющие друг друга и не связанные с предшествующими явлениями прежде, чем закрепиться в памяти, не могут остаться фактом сознания. В результате восприятия внешних воздействий и сохранения их во времени памятью возникают представления. Представления–это образы тех объектов, которые когда-то воздействовали на органы чувств человека, а потом восстанавливаются по сохранившимся в мозгу следам и при отсутствии этих объектов.Ощущения и восприятия – начало возникновения сознательного отражения. Память закрепляет и сохраняет полученную информацию. В представлении уже теряется непосредственная чувственная данность объекта сознания. Представление – промежуточная ступень при переходе от ощущения к мысли. Научный факт. Необходимое условие естественно-научного исследования состоит в установлении фактов. Эмпирическое познание поставляет науке факты, фиксируя при этом устойчивые связи, закономерности окружающего нас мира. Без теоретического осмысления невозможно целостное восприятие действительности, в рамках которого многообразные факты укладывались бы в некоторую единую систему. Наблюдение–преднамеренное, планомерное восприятие, осуществляемое с целью выявить существенные свойства объекта познания. Наблюдение относится к активной форме деятельности, направленной на определенные объекты и предполагающей формулировку целей и задач. Эксперимент–метод, или прием, исследования, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в заранее определенные условия. Метод изменения условий, в которых находится исследуемый объект, – это основной метод эксперимента. Мышление–высшая ступень познания. Хотя его источник – ощущения и восприятие, но оно выходит за их границы и позволяет формировать знания о таких объектах, свойствах и явлениях, которые не доступны органам чувств. Мышление–целенаправленное, опосредованное и обобщенное отражение в мозгу человека существенных свойств, причинных отношений и закономерных связей вещей. Основными формами мышления являются понятия, суждения и умозаключения. Понятие–это мысль, в которой отражаются общие и существенные свойства объектов и явлений. Понятия не только отражают общее, но и группируют, классифицируют объекты в соответствии с их различиями. Понятия возникают и существуют в определенной связи, в виде суждений. Мыслить – значить судить о чем-либо, выявлять определенные связи и отношения между различными сторонами объекта или между объектами. Суждение – форма мысли, в которой посредством связи понятий утверждается (или отрицается) что-либо о чем-либо. По отношению к действительности суждения оцениваются как истинные или ложные. К тому или иному суждению человек может прийти путем непосредственного наблюдения какого-либо факта или опосредованным путем – с помощью умозаключения. Умозаключение представляет собой рассуждение, в ходе которого из одного или нескольких суждений, называемых предпосылками или посылками, выводится новое суждение (заключение или следствие), логически непосредственно вытекающее из посылок. Главная задача теоретического мышления – привести полученные данные в стройную систему и создать из них научную картину мира, лишенную логического противоречия. Важной формой теоретического мышления является гипотеза (предположение) – вид умозаключения о сущности еще недостаточно изученной области действительности. Гипотеза требует проверки и доказательства, после чего она приобретает характер теории – системы обобщенного знания, объясняющей те или иные стороны действительности. Теоретический уровень познания. Отдельные наблюдения и эксперименты отвечают на строго конкретные вопросы. Затем из отдельных «кирпичиков» информации складывается целое здание – теория. Однако при построении теории, как правило, используются уже другие, более высокие уровни познания, так называемые методы теоретического познания: формализация, абстрагирование, индукция и дедукция, анализ и синтез, моделирование. Одна из важных задач естественно-научного познания – обобщение всего известного об окружающем мире. Эксперимент и наблюдение дают огромное многообразие данных, порой не согласованных между собой и даже противоречивых. Главная задача теоретического мышления – привести полученные данные в стройную систему и создать из них научную картину мира, лишенную логического противоречия. Важной формой теоретического мышления является гипотеза–предположение, исходящее из ряда фактов и допускающее существование объекта, его свойств, определенных отношений. Гипотеза – это вид умозаключения, пытающегося проникнуть в сущность еще недостаточно изученной области действительности. Гипотеза требует проверки и доказательства, после чего она приобретает характер теории – системы обобщенного знания, объяснения тех или иных сторон действительности. Описание, объяснение и предвидение. Эмпирическое познание имеет дело с фактами и их описанием. При теоретическом анализе эмпирического материала логической обработке подвергается вся совокупность эмпирических данных, полученных различными путями и зафиксированных в различных источниках информации. В процессе теоретического мышления познание идет от фактов и их описания к интерпретации, объяснению их. Первым и необходимым условием объяснения фактов является их понимание, т.е. осмысление фактов в системе понятий данной науки. Понять явление означает – выяснить те особенности, благодаря которым оно играет определенную роль в составе целого, раскрыть суть, способ его возникновения. В современном понимании методология – учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. В частности, методология естествознания – это учение о принципах построения, формах и способах естественно-научного познания. В естественно-научном исследовании природы важен не только хороший метод, но и мастерство его применения. Сравнение есть установление сходства и различия объектов. Анализ представляет собой мысленное или реальное разложение объекта на составляющие его части. Когда путем анализа частности достаточно изучены, наступает следующая стадия познания – синтез–объединение в единое целое расчлененных анализом элементов. Анализ фиксирует в основном то специфическое, что отличает части друг от друга. Синтез вскрывает то общее, что связывает части в единое целое. Анализ и синтез – основные приемы мышления. Абстрагирование–мысленное выделение какого-либо предмета, в отвлечении от его связей с другими предметами, какого-либо свойства предмета в отвлечении от других его свойств, какого-либо отношения предметов в отвлечении от самих предметов.Абстрагирование составляет необходимое условие возникновения и развития любой науки и человеческого познания вообще. Абстрагирование – это движение мысли вглубь предмета, выделение его существенных элементов. Идеализациякак специфический вид абстрагирования – это мыслительное образование абстрактных объектов, не существующих и не осуществимых в действительности, но для которых имеются прообразы в реальном мире. Идеализация – это процесс образования понятий, реальные прототипы которых могут быть указаны лишь с той или иной степенью приближения. Под абстрактным понимается одностороннее, неполное отражение объекта в сознании. Конкретное – результат научного исследования, отражение объективной действительности в системе понятий и категорий, теоретически осмысленное единство многообразного в объекте исследования. Методом теоретического познания объекта как целого является восхождение от абстрактного к конкретному. Аналогией называется вероятное, правдоподобное заключение о сходстве двух предметов в каком-либо признаке на основании установленного их сходства в других признаках. Аналогии дают лишь вероятные заключения, они играют огромную роль в познании, так как ведут к образованию гипотез – научных догадок и предположений, которые в ходе последующего этапа исследований и доказательств могут превратиться в научные теории. Аналогия как метод чаще всего применяется в теории подобия, на которой основано моделирование. В современной науке и технике все большее распространение получает метод моделирования, сущность которого заключается в воспроизведении свойств объекта познания на специально устроенном его аналоге– модели. Принцип моделирования составляет основу кибернетики. Моделирования стали применять в социологии, экономике и др. В качестве метода естественно-научного исследования индукцию можно определить как процесс выведения общего положения из наблюдения ряда частных единичных фактов. Дедукция – это процесс аналитического рассуждения от общего к частному или менее общему. Началом (посылками) дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений, а концом – следствия из посылок, теорем. Если посылки дедукции истинны, то истинны и ее следствия. Дедукция – основное средство доказательства. Применение дедукции позволяет вывести из очевидных истин знания, которые уже не могут с непосредственной ясностью постигаться нашим умом, однако представляются в силу самого способа их получения вполне обоснованными и тем самым достоверными. Дедукция, проводящаяся по строгим правилам, не может приводить к заблуждениям. Открытие–установление новых, ранее неизвестных закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания. За способностью как бы «внезапно» схватывать суть дела и чувствовать полную уверенность в правильности идеи по существу стоит накопленный опыт, приобретенные ранее знания и упорная работа ищущей мысли. При этом каждое новое открытие или изобретение подготовлено множеством предшествующих побед и заблуждений. Одна из характерных особенностей творческой работы состоит в разрешении противоречий. Любое научное открытие или изобретение представляет собой создание нового, неизбежно связанного с отрицанием старого. В этом заключается диалектика развития мысли. Творческий процесс вполне логичен. Выстраивается логическая цепь операций, в которой одно звено закономерно следует за другим: постановка задачи, предвидение идеального конечного результата, отыскание противоречия, мешающего достижению цели, открытие причины противоречия и, наконец, разрешение противоречия. Сила творческого воображения позволяет человеку взглянуть на примелькавшиеся вещи новыми глазами и различить в них черты, доселе никем не замеченные. Существенное значение в воспитании творческого воображения играет искусство. В процессе научного открытия большую роль играет интуиция–способность постижения истины путем прямого ее усмотрения без обоснования с помощью доказательства. Многие ученые и художники считают, что самыми плодотворными в их творческом процессе являются моменты приливов вдохновения. После каких-то, может быть, очень долгих и мучительных исканий вдруг наступает удивительное чувство творческого порыва и ясности сознания. В этот момент человек работает быстро и сам чувствует, что делает хорошо, именно так, как нужно, как ему хотелось. Понятие интуиции сближает научное творчество с художественным. Характерная черта научного мышления – доказательность. Истинность или ложность того или иного утверждения, как правило, не обладает прозрачной очевидностью. Во всяком доказательстве имеются: тезис, основания доказательства (аргументы) и способ доказательства. Тезисом называется положение, истинность или ложность которого выясняется посредством доказательства. Доказательство, посредством которого выясняется ложность, называется опровержением. Все положения, на которые опирается доказательство и из которых необходимо следует истинность доказываемого тезиса, называются основаниями или аргументами. Основания состоят из положений о достоверных фактах, определений, аксиом и ранее доказанных положений. Аксиомы–положения, не доказываемые в данной науке и играющие в ней роль допускаемых оснований доказываемых истин. Связь оснований и выводов из них, имеющая результатом необходимое признание истинности доказываемого тезиса, называется способом доказательства. Доказательство одного и того же положения науки может быть различным. Связь оснований, ведущая к истинности доказательного тезиса, не единственная. Рассмотренные методы и последовательное их применение позволили создать совершенную методологию научного исследования и решить основную задачу естественно-научного познания – правильно отражать объективную действительность в сознании человека, т.е. отражать ее такой, какая она существует сама по себе, независимо от человеческого сознания. Между явлениями природы существуют устойчивые, повторяющиеся связи – проявления законов природы. В системе научного знания большое значение имеют теории. Теории дают представление о закономерностях и существующих связях в определенной области. Теория – это обобщение, логически объясняющее определенный набор фактов. Теория сама по себе – не факт, так как недоступна для непосредственного наблюдения. Тем не менее, ее можно проверить и в зависимости от результатов признать или отклонить. Главное отличие теории от гипотезы – ее достоверность, доказанность. Естественно-научная теория дает объяснение целой области природных явлений с единой точки зрения. Квинтэссенцией теории являются законы, устанавливающие количественные связи и соотношения между различными наблюдаемыми в опыте величинами. Нужно различать законы природы и законы науки. Первые проявляются в особенностях протекания природных явлений и процессов и во взаимосвязи некоторых величин. Они неизменны и всегда выполняются. Научные законы – это попытка описать законы природы на языке математических формул или других точных формулировок. Однако для понимания специфики теории как формы знания важно учитывать, что все теории оперируют не реальными объектами, а их идеальными моделями, которые неизбежно абстрагируются от каких-то реальных сторон объектов и поэтому всегда дают неполную картину действительности. Главные элементы теории – ее принципы и законы. Принципы –наиболее общие и важные фундаментальные положения теории. Как обобщающий результат предыдущего познания в данной теории, принципы всесторонне раскрываются и обосновываются. При построении теории принципы играют роль исходных, основных и первичных посылок, закладываемых в фундамент теории. Законы конкретизируют принципы, раскрывают взаимосвязь вытекающих из них следствий. Раскрывая сущность объектов, законы их существования, взаимодействия, изменения и развития, теория позволяет объяснить явления, предсказывать новые, еще неизвестные факты и характеризующие их закономерности, прогнозировать закономерное поведение изучаемой системы в будущем. Таким образом, теория выполняет две важнейшие функции: объяснения и предсказания, научного предвидения. Теория – одна из наиболее устойчивых форм научного знания. Такая стабильность обеспечивается и ее системностью, и в большей или меньшей степени ее общим характером. Чем более общим является знание, тем оно устойчивее. Переход к новому принципу – по существу, переход к новой теории. При этом новая теория должна обязательно удовлетворять принципу соответствия, сформулированному Н. Бором. Согласно этому принципу каждая правильная новая, более общая теория должна не отвергать устоявшуюся, предшествующую ей менее общую теорию, а сводиться к ней в тех условиях, при которых она была получена. Так, например, более общая специальная теория относительности не отвергает классическую механику, а сводится к ней при скоростях, много меньших скорости света. Все теоретическое знание выражается не в одной теории, а в совокупности множества теорий. Изменения в наиболее общих теориях приводят к качественным изменениям всей системы теоретического знания, в результате чего происходит научная революция. Известные научные революции связаны с именами Н. Коперника, И. Ньютона, А. Эйнштейна. |