Исторические этапы познания природы и становление естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Данные антропологии и палеонтологии свидетельствуют, что современный человек сформировался около 30 - 40 тыс. лет назад. Его появление стало крайне важным обстоятельством в эволюции биосферы, так как в этом процессе начал действовать новый фактор - антропогенный: человек стал использовать биосферу для удовлетворения своих потребностей. С этой целью им были созданы различные орудия труда и придуманы способы, обеспечивающие его жизнедеятельность. Иными словами, человек стал творцом культуры.

Первая созданная человеком культура - палеолит (каменный век) - существовала примерно 20 -30 тысяч лет. Она совпала с периодом длительного оледенения. Экономической основой жизни человеческого общества тогда была охота на крупных животных: оленей, носорогов, ослов, лошадей, мамонтов. На стоянках человека каменного века ученые находят многочисленные кости диких животных - свидетельство успешной охоты. Интенсивное истребление крупных травоядных животных привело к сравнительно быстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов.

Несмотря на трудные условия, человек в это время сумел распространиться на значительной территории планеты, создав социальный организм - общество, основанное на совместном труде (охоте и собирательстве) и коллективной памяти. Тем не менее, человек палеолита еще продолжал оставаться частью природы, пользуясь ее дарами и не начиная ее сознательного переустройства. Тем самым человек все еще вписывался в естественные биогеохимические циклы. К концу палеолита, как считают современные ученые, человечество столкнулось с первым в своей истории демографическим кризисом - перенаселенностью.

10-12 тысяч лет назад наступило резкое потепление, отступил ледник, леса распространились в Европе, вымерли крупные животные. В результате были созданы новые условия жизни, которые коренным образом изменили экологическую базу человеческого общества и привели к первому глобальному экологическому кризису - перенаселению планеты. Это означало, что закончился период использования человеком готовых (созданных природой) средств существования. В новых условиях необходимо было активно добывать и перерабатывать природные продукты.

Началась эпоха неолита (нового каменного века), в которой наряду с охотой, рыбной ловлей и собирательством все большее значение приобретал процесс производства пищи. Предпринимаются первые попытки одомашнивания животных, разведения растении, зарождается производство керамики. Уже 9-10 тысяч лет назад существовали поселения, среди остатков которых обнаруживают пшеницу, ячмень, чечевицу, кости домашних животных - коз, овец, свиней. В разных местах Передней и Средней Азии, Кавказа, Южной Европы формируются зачатки земледельческого и скотоводческого хозяйства. Развивается подсечное земледелие, начинается освоение минеральных ресурсов, зарождается металлургия. Происходит переход к производящему хозяйству - неолитическая революция, которая и стала способом разрешения экологического кризиса. Ценой, которую человечество заплатило за это, было уменьшение численности населения в 8 раз. Эта революция завершила эру животной жизни человека, с нее начинается целенаправленное его вмешательство в природные процессы, трансформация биосферы в соответствии со своими потребностями.

На этом этапе культуры развитие человеческого общества пошло значительно быстрее. Появились первые цивилизации на Древнем Востоке, затем в Древней Греции; возникли частная собственность и наука, ставшие основой европейской, а затем и мировой цивилизации. Человек, его разум (воплощенный в научную мысль) и деятельность стали фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы. Человечество становится доминирующим видом среди живого вещества биосферы. Сегодня человек освоил не только всю территорию нашей планеты, не оставил ни одного незаселенного уголка (даже в Антарктиде есть научные станции), но и вышел в космос (пока, правда, только в околоземное космическое пространство), освоение которого уже вполне реально является делом завтрашнего дня, ближайшего будущего.

Все это позволило В.И. Вернадскому назвать не только живое вещество планеты, но прежде всего человека, вооруженного научной мыслью, величайшей геологической силой современности. Если живое вещество создавало современный облик нашей планеты в течение миллионов и миллиардов лет, то человек своей деятельностью меняет его на наших глазах, демонстрируя поистине безграничные возможности в деле переустройства природы.

Таким образом, все эти 12 тысяч лет, прошедшие после неолитической революции, были эпохой покорения природы, когда она сама не принималась во внимание в качестве активного партнера для человечества. Особенно это характерно для европейской цивилизации, которая приняла христианский тезис о сотворении мира для человека, считающегося господином этого мира, имеющим право делать с этим миром все что угодно.

Масштабы созданной человечеством материальной культуры поистине огромны. Темпы ее развития постоянно увеличиваются и вместе с этим увеличивается воздействие человека на биосферу.

Уровень воздействия человека на окружающую среду зависит в первую очередь от технической вооруженности общества. Она была крайне мала на начальных этапах развития человечества. Однако с развитием общества, в ходе технического прогресса ситуация изменялась коренным образом. XX столетие, сформировавшее качественно новые отношения науки, техники и технологии, колоссально увеличило масштабы воздействия общества на природу и поставило перед человечеством целый ряд чрезвычайно острых проблем.

По силе своего воздействия на планету техника сегодня в состоянии как минимум на равных спорить с живым веществом. По результатам преобразованной окружающей среды с помощью техники можно уже говорить о новом ее состоянии - техносфере. Понятие «техносфера» выражает совокупность технических устройств и систем вместе с различными видами технической деятельности человека. Ее структура достаточно сложна, так как включает в себя техногенное вещество, технические системы, живое вещество, верхнюю часть земной коры, атмосферу, гидросферу. Более того, с началом эры космических полетов техносфера вышла далеко за пределы биосферы и охватывает уже околоземное космическое пространство.

Техносфера все больше преобразует природу, изменяя прежние и создавая новые ландшафты, активно влияя на другие сферы и оболочки Земли. Однако, пока что наука и техника нацелены на максимальную эксплуатацию природных ресурсов, удовлетворение нужд человека и общества любой ценой. Последствия такого воздействия на природу удручают. Технические ландшафты производства, уничтожение жизни в целых регионах - отрицательные плоды технического воздействия человека на окружающую среду. Поэтому в настоящее время жизненно необходимым становится изменение характера взаимоотношений человека с природой.

Исторические этапы познания природы и становление естествознания. Особенности естественнонаучного познания мира и структура современного естествознания

Естествознание - совокупность наук о природе как единой целостности; 1) изучает природные объекты и происходящие в них процессы, 2) включает в предмет своего познания объекты, созданные человеком. Совокупный объект естествознания - природа. Природный мир представлен живыми и неживыми объектами. В самом широком смысле понятие природа обозначает весь мир в целом. Понятие природы совпадает в своем содержании с такими научными и философскими категориями, как бытие, Универсум, реальность, Вселенная, космос, поскольку с помощью этих терминов также обозначают совокупность всего сущего, включая и самого человека. Истоки понятия природа связывают с древнегреческим термином цэуйт (фюсис), имеющим целый спектр этимологических значений: органическое произрастание; рост и выросшее в процессе этого роста; процесс, рассматриваемый в целом; и т. п.

В Новое время природа обозначается латинским термином natura (натура), который используется и в таких смыслах, как мир, миропорядок, Вселенная и др. С этого периода преобладающим смыслом понятия природа становится ее статус как объекта естествознания. Естествознание является основой для формирования научной картины мира.

Будучи составной частью науки, естествознание имеет длительную историю. Процесс познания человеком природы начался ещё в глубокой древности. Понятие «естествознание» появилось в Новое время в Западной Европе. Особенностью науки Нового времени является: 1) опора на опытно-экспериментальное знание; 2) в развитии науки этого времени значительную роль сыграли успехи математики, приведшие к возникновению алгебры, аналитической геометрии, к созданию дифференциального и интегрального исчислений и др.

Система ествествознания не является незыблемой: с XVII - до середины XX вв. Лидером была физика, то сегодня подъем переживают биологические исследования (особенно в пограничных областях - биофизике, биохимии, молекулярной биологии). В естествознании выделяют 4 глобальные научные революции, которые способствовали смене исторических типов научной рациональности.

Первая революция (XVII-XVIII) ознаменовала собой становление классического естествознания. Сформировалась первая физическая картина мира, представлявшая механическую картину природы.

Вторая глобальная революция (конец XVIII - начало XIX вв.) К сер. XIX в. - появление дисциплинарно-организованной науки. Происходит развитие специализированных отраслей естественнонаучного исследования. В это время механическая картина мира утрачивает статус общенаучной. В биологии, химии и других областях знания формируются специфические картины реальности, нередуцируемые к механической.

Первая и вторая глобальные революции в естествознании участвовали в оформлении и развитии классического типа научной рациональности, с присущими именно этому типу нормами и идеалами.

Третья глобальная революция в науке (охватывает период с конца XIX - начала XX столетия.) ознаменовала собой переход к неклассическому типу научной рациональности. На основе достижения неклассического естествознания сформировалась общенаучная картина природы как сложной динамической целостности, самоорганизующейся системы. В неклассическом естествознании очевидным становится факт зависимости науки от социальных обстоятельств, ценностно-целевых ориентаций субъекта науки.

Четвертая глобальная научная революция (конец 20 столетия) проявила себя в радикальной перестройке всех оснований науки. Основные проявления 4 глобальной научной революции: наука становится социальной силой, междисциплинарная проблематика, идеи синергетики, объектами науки становятся саморазвивающиеся системы например (экосистемы), пересматривается истина, аргументация в науке. Глобальная революция привела к формированию постнеклассической науки (современной). Для которой характерно вхождение человекоразмерных исследований, ценностных нормативов и сближение естествознания и гуманитарных дисциплин. Естествознание выступает как теоретическое отношение человека к природному миру, как наука о человеке в природе. Ныне естествознание представлено сотнями научных дисциплин: физических, химических, биологических, космологических и др. Структура естествознания является непосредственным отражением логики природы. Общий объем и структура естественнонаучных знаний огромны и разнообразны. Сюда включается знание о веществе и его строении, о движении и взаимодействии веществ, о химических элементах и соединениях, о живой материи и жизни, о Земле и Космосе. От этих объектов естествознания берут свое начало и фундаментальные естественнонаучные направления. Тела, их движение, превращения и формы проявления на различных уровнях являются объектом физических научных знаний. В силу своего фундаментального характера они лежат в основе естествознания и обусловливают все другие знания.

Химические элементы, их свойства, превращения и соединения отражаются химическими знаниями. Они имеют много точек соприкосновения с физическими знаниями, на основе чего возникает целый ряд смежных дисциплин - физическая химия, химическая физика и др.

Биологические знания охватывают группу знаний о живом, своим предметом изучения они имеют клетку и все от нее производное. В основе биологических знаний лежат знания о веществе, химических элементах. В силу этого на стыке наук возникают такие науки, как биофизика, биохимия и др.

Земля как планета является предметом изучения геологических и географических знаний. Они рассматривают строение и развитие нашей планеты. На стыке с другими группами знаний возникают геохимия, палеонтология, геофизика и др. Одним из наиболее древних, но в то же время самым современным направлением в науке являются космологические знания, предметом которых является Вселенная как целое. Космология изучает состояния и изменения космических объектов.

В ХХ столетии произошло важное разделение науки на фундаментальную и прикладную в зависимости от направленности и непосредственного отношения к практике. Задачей фундаментальных наук является познание законов, управляющих поведением и взаимодействием базисных структур природы, общества и мышления. Цель прикладных наук - применение результатов фундаментальных наук для решения не только познавательных, но и социально-практических, производственных, технических проблем.

В естествознании также существуют фундаментальные и прикладные науки.

Проблемы, которые ставятся перед учеными извне, называются прикладными, решаются они в рамках прикладного естествознания. Проблемы, возникающие внутри самой науки, - фундаментальными.

Предмет физики и ее место в структуре естественнонаучного знания

естествознание ноосфера физика микромир

Физика - наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира. (Л.Д.Ландау). Классическая физика началась с И.Ньютона (XVII в), который последовательно описал механические процессы движения и взаимодействия макроскопических тел на основе созданного им математического языка (дифференциального и интегрального исчисления). В дальнейшем в предмет изучения физики входят тепловые и электромагнитные процессы, возникает классическая термодинамика и классическая электродинамика. Научная революция в физике начала ХХ в. приводит к появлению релятивистской физики и физики и микромира, что во многом делает физику лидером и своеобразным фундаментом в изучении природы современной наукой. Сегодня физика представляет собой разветвленную систему научного знания, включающую в себя, в частности, такие разнообразные отрасли, как атомная физика, ядерная физика, физика полупроводников и наноматериалов, термодинамика неравновесных процессов, космомикрофизика, физика процессов горения, взрыва, плазмы, физика взаимодействий (теория гравитации, квантовая хромодинамика). Влияние физики на развитие естествознания в ХХ веке проявилось в создании таких научных дисциплин, как физическая химия, биофизика, квантовая химия, геофизика, астрофизика и др. На основе достижений физики ХХ в. Стремительно развивается технико-технологический базис современной цивилизации, предполагающий использование энергетических и информационных технологий, волоконной оптической связи, лазерных, полупроводниковых, нанотехнологи и др.

Революция в естествознании на рубеже XIX-XX вв. и становление физики микромира

В конце XIX в. большинство ученых склонялось к точке зрения, что физическая картина мира, основанная на классической науке (и, прежде всего, физике) в основном построена и в дальнейшем не потребует существенных изменений. Но на рубеже XIX- ХХ вв. в физике произошел ряд выдающихся открытий, положивших начало изучения микро- и мега мира.

В 1895 г. В. К. Рентгеном были открыты таинственные «Х-лучи». В1896 г. А. Беккерель открыл явление естественной радиоактивности.

В 1897 г Дж. Томсоном была открыта первая элементарная частица -- электрон. Год спустя, в 1898 г. П.Кюри и М. Склодовской-Кюри были получены первые радиоактивные элементы - полоний и радий. П. Н. Лебедев в 1899 г. Доказал существование светового давления. В 1900 г. М. Планк выдвинул гипотезу о квантовании действия в природе, что в дальнейшем сыграло выдающуюся роль в становлении и развитии физики микромира. В 1903 г. Дж. Томсоном была создана первая, «пуддинговая», модель атома. Однако она просуществовала недолго. В 1911 г. В арсенал науки вошла планетарная модель атома Э. Резерфорда. Ряд проблем, связанных с осмыслением этой модели, послужил отправной точкой для развития атомной физики, а в дальнейшем и квантовой механики. Свое разработку планетарная модель получила в творчестве Н.Бора, выдвинувшего знаменитые постулаты, позволившие преодолеть возникшие затруднения в развитии физики атома. В 1924 г. произошло крупное событие в истории неклассической науки: Л. Де Бройлъ выдвинул гипотезу о волновых свойствах материи, что послужило основанием для формулировки принципа корпускулярно-волнового дуализма, зафиксировавшего двойственную противоречивую природу микрообъектов. Экспериментально подтвержденная гипотеза де Бройля явилась отправной точкой для формирования квантовой механики. Движение микрообъектов в пространстве и времени с ее позиций нельзя отождествлять с механическим движением. Согласно соотношению неопределенностей В. Гейзенберга, если точно известно местоположение частицы в пространстве, то остается неизбежная неточность в определении ее импульса, и наоборот. Законы квантовой механики имеют статистический (вероятностный) характер.

Для описания микропроцессов Н.Бором были предложены два основополагающих принципа: принцип соответствия и принцип дополнительности. Это обстоятельство во многом определило становление и развитие копенгагенской интерпретации нерелятивистской квантовой механики. Ее создание неотделимо от творчества таких выдающихся физиков ХХ в., как В. Гейзенберг, М. Борн, Э. Шредингер. В Паули и др. Вместе с Н.Бором они не только заложили основы физики микромира, но и внесли существенный вклад в становление стиля мышления неклассической науки ХХ в..

Концепции ноосферы и устойчивого развития

Современная биосфера является результатом длительной эволюции всего органического мира и неживой природы. В этой эволюции принимает участие и сам человек, воздействие которого на природу постоянно усиливается и по своим масштабам приближается к действию геологических процессов. Биосфера Земли все больше становится управляемой человеческим разумом, постепенно превращаясь в ноосферу.

Еще в 20 - 30-х годах нашего столетия В.И. Вернадский, размышляя о геологической роли человека, вооруженного научной мыслью (разумом), пришел к выводу, что геохимическая роль человека определяется не его массой (хотя численность человечества постоянно растет), а производственной деятельностью. Это значит, что важнейшим фактором, от которого зависит жизнь на нашей планете, становится разумная коллективная деятельность человека.

Для Вернадского было очевидным, что биосфера под влиянием разумной человеческой деятельности переходит в качественно новое состояние. Это новое состояние биосферы, преобразованной человеческой мыслью и трудом, Вернадский назвал ноосферой. Ее существенной характеристикой является поддержание глобального равновесия системы на основе оптимального сочетания социально-исторических и естественно-природных законов.

Сам термин «ноосфера», в прямом переводе означающий «сфера разума», был введен французскими учеными и философами Е. Леруа и П. Тейяром де Шарденом, которые по их собственному признанию, впервые использовали его после парижских лекций В.И. Вернадского 1922 - 1926 годов. Вернадский, знакомый с ними, тоже стал использовать этот термин, но, в отличие от них, понимавших под ноосферой некий «мыслящий пласт», подходил к ноосфере с сугубо материалистических позиций. Концепция ноосферы Вернадского явилась логическим завершением многолетней работы ученого над проблемами живого вещества и биосферы.

С появлением человека на Земле начинается процесс ноосферогенеза. Но если до сих пор он проходил бессознательно, как стихийный природный процесс, сейчас мы подошли к тому рубежу, который требует от человека четкого осознания им своей глобальной задачи, выработки стратегии и тактики для достижения поставленной цели.

Развивая свои представления и идеи, Вернадский выделил необходимые предпосылки для создания ноосферы:

1. Человечество стало единым целым. Сегодня событие, происшедшее в захолустном уголке любой точки любого континента или океана, отражается и имеет следствия - большие и малые - в ряде других мест, всюду на поверхности Земли.

2. Преобразование средств связи и обмена информацией, которые сегодня обеспечивают мгновенную ее передачу.

3. Реальное равенство людей как необходимое условие ноосферы.

4. Поднятие общего уровня жизни как условие реального равенства людей, а также возможность влияния народных масс на ход государственных и общественных дел.

5. Развитие энергетики, открытие и использование новых видов энергии, необходимых для подъема уровня жизни.

6. Исключение войн из жизни общества.

Создание этих предпосылок становится возможным в результате взрыва научной мысли в XX веке. Это же обстоятельство соответственно приведет к трансформации биосферы в ноосферу, а в жизни народов произойдут необходимые позитивные изменения, никак не противоречащие этому процессу.

Поэтому ноосферу следует рассматривать как высшую стадию развития биосферы, связанную с возникновением и развитием в ней человеческого общества, которое, познавая законы природы, становится крупнейшей планетарной силой, превышающей по своим масштабам все известные геологические процессы. Становление ноосферы теснейшим образом связано с овладением всеми формами движения материи и созданием новых живых организмов с помощью методов и средств биотехнологии, и генной инженерии.

Ценность концепции Вернадского состоит в том, что она дает конструктивную модель вероятного будущего, а ее ограниченность в том, что она рассматривает человека прежде всего, как разумное существо, тогда как он редко ведет себя по-настоящему разумно. Идеи Вернадского сегодня вновь широко обсуждаются в научных кругах. Они становятся методологической основой для многих современных концепций и теорий, направленных на решение экологической проблемы и сохранение человечества.

Биосфера существовала до появления на Земле человека, может существовать и без него. Но человек без биосферы существовать не может. Осознание глобальной экологической опасности, грозящей гибелью человечеству, заставило мировое сообщество искать новые пути выхода из создавшегося положения и привело к пониманию необходимости разработки концепции устойчивого развития.

Эта концепция была принята на конференции ООН по окружающей среде и развитию (1992 год, Рио-де-Жанейро), где была отмечена невозможность прогресса развивающихся стран по пути, который прошли развитые страны. Было признано, что эта модель развития завершится гибелью человечества. Поэтому была провозглашена необходимость перехода мирового сообщества на путь устойчивого развития, то есть развития общества на базе экологически целесообразного природопользования, обеспечивающего высокое качество жизни для людей целого ряда поколений.

Устойчивое развитие было выдвинуто как основная задача человечества на конец XX - начало XXI века. Эта модель развития предполагает:

1. Снижение материале- и энергоемкости производства, максимальное сокращение отходов, снижение оборота токсичных веществ и расширение использования возобновляемых ресурсов, включая источники энергии.

2. Переход к ценообразованию, учитывающему экологические критерии (цену ущерба окружающей среде) и стимулирующему использованию новых, экономически безопасных ресурсе- и энергосберегающих технологий в сочетании с системой налогов и штрафов.

3. Содействие устойчивому ведению сельского хозяйства и развитию сельских районов через повышение продуктивности сельскохозяйственных культур, улучшение питательных свойств растительной и животной продукции, использование комплексных методов борьбы с вредителями сельского хозяйства и т.д.

4. Передача индустриально развитыми странами передовых технологий развивающимся странам, в частности, новых технологий, созданных на основе генетических материалов, полученных из развивающихся стран.

5. Создание международных институтов, способных определить единую глобальную линию устойчивого развития, устанавливать единые для всех стран экологические стандарты, аккумулировать и перераспределять ресурсы в интересах всего сообщества, контролировать соблюдение всеми государствами единых правил экологического поведения.

Заключение

Сегодня очевидно, что биосфера Земли - сложнейшая система - находится в сильно неравновесном состоянии. Мы знаем также, что из таких состояний самоорганизующиеся системы, к числу которых принадлежит и биосфера, выходят скачком. Мы подходим к точке бифуркации, за которой лежат несколько возможных вариантов будущего. Среди них - возможность экологической катастрофы, полное исчезновение жизни на Земле или по крайней мере существование жизни, но уже без человечества. Наиболее благоприятным выходом для человечества из этой ситуации было бы образование ноосферы. Присутствие разума в системе, находящейся в ситуации перехода, меняет эту ситуацию. Предотвратить переходный процесс в биосфере человек не в силах, но есть возможность свести к минимуму или совсем убрать те неблагоприятные флуктуации, которые подталкивают неустойчивую систему к нежелательным для человека вариантам перехода. Так, запрещение и полное уничтожение ядерного и химического оружия устранит флуктуацию, способную вызвать уничтожение биосферы в военном конфликте. Еще лучше, если будут достигнуты договоренности о сокращении и уничтожении обычных видов вооружений, а высвободившиеся ресурсы направлены на решение экологических проблем. Также очевидно, что экологические проблемы нужно решать каждый день совместными усилиями всех стран, народов, всех людей. Судя по всему, человечеству не обойтись без снижения потребления энергии, более экономичного ведения промышленного производства, сокращения добычи и расходования важнейших полезных ископаемых. Необходимо осознать демографические проблемы, изменить отношение к животному и растительному миру планеты. Все это невозможно без научного предвидения результатов любой природопреобразующей и социальной деятельности людей, а также без создания налаженной системы управления и контроля за проведением в жизнь разрабатываемых мероприятий.

Можно сказать, что в ситуации перехода посредством скачка человечество держит экзамен на разумность. От нас зависит наше будущее, каким оно будет и будет ли оно вообще. Другого пути нет.

Литература

1. Бережной С. А., Романов В. В., Седов Ю. И. Экология. Тверь, 1993.

2. Вернадский В.И. Начало и вечность жизни. М., 1989.

3. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. М., 1988.

4. Гиренок Ф.И. Экология, цивилизация, ноосфера. М., 1987.

5. Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И. Биология; общие закономерности. М., 1996.

6. Концепция модели устойчивого развития социализма. Новая мировоззренческая парадигма. М., 1995 - 1996.

7. Кузнецов В.И.. Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М., 1996.

8. Моисеев Н.Н. Идеи естествознания и общественные науки. М., 1991.

9. Моисеев Н.Н. Восхождение к разуму. М., 1993.

10. Моисеев Н.Н. Современный рационализм, М., 1995.

11. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная. М., 1996.

12. П.Тейяр де Шарден, Феномен человека. М., 1987.

Размещено на Allbest.ru