Исторические этапы развития естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Исторические этапы развития естествознания

1.1 Подготовительный этап

1.2 Механистический этап

1.3 Эволюционный этап

1.4 Период новейшей революции

2. Роль практики в развитии естествознания

Заключение

Библиографический список

Введение

В настоящее время под естествознанием понимается точное естествознание, то есть такое знание о природе, которое базируется на научном эксперименте, характеризуется развитой теоретической формой и математическим оформлением.

В систему естественных наук помимо основных наук: физики, химии, биологии включается так же и множество других - география, геология, астрономия и даже науки, стоящие на границе между естественными и гуманитарными науками, например, психология, целью которой является изучение поведения человека и животных.

Отличием естествознания как науки от специальных естественных наук является то, что оно исследует одни и те же природные явления сразу с позиций нескольких наук, «выискивая» наиболее общие закономерности и тенденции, рассматривает Природу как бы сверху.

Начиная с эпохи Коперника история естествознания рассматривается в свете научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов природы. Этапов выделяют иногда три - четыре, иногда более десяти.

1. Исторические этапы развития естествознания

1.1 Подготовительный этап

естествознание общество природа

Охватывает древние века и средневековье - по середину 16 в.

Процесс познания человеком природы начался еще в глубокой древности, но интенсивно стал развиваться в античный период. Важную роль в дальнейшем становлении естествознания как науки сыграли основанные на наблюдениях великие догадки древних философов.

Естественнонаучные знания Древнего Востока проникли в Древнюю Грецию в 6 в. до н.э. и обрели статус науки как определенной системы знаний. Эта наука называлась натурфилософией (от лат. natura -- природа). Натурфилософы были одновременно и философами, и учеными. Они воспринимали природу во всей ее полноте и были исследователями в различных областях знания. Эта стадия развития науки характеризуется концептуальным хаосом, проявлением которого и стала конкуренция различных воззрений на природу.

Так, родоначальник античной натурфилософии Фалес сумел предсказать солнечное затмение, наблюдавшееся в Греции в 585 г. до н. э. Эмпедокл, живший в 6 в. до н. э., объяснил причину солнечного затмения прохождением Луны между Солнцем и Землей. Эмпедокл также высказал удивительную догадку о том, что свет распространяется с огромной скоростью, и мы просто не замечаем длительности его распространения. Помимо работ в области астрономии Фалес известен также своими трудами по географии и физиологии, а Эмпедокл прославился не только как философ, но и как врач, физик и физиолог. Широко известны достижения античности в математике (Евклид, 3 в. до н. э., Пифагор, 6 в. до н. э.), механике (Архимед, 3 в. до н. э.), астрономии (Птолемей, 2 в. до н. э.).

Особую роль в развитии процесса познания природы в 10-12 вв. сыграли мыслители арабско-мусульманского мира, сохранившие связь с античной натурфилософией: ирано-таджикский философ и врач Ибн-Сина (Авиценна), ирано-таджикский математик, астроном, поэт и мыслитель Омар Хайям, арабский философ и врач Ибн Рошд (Аверроэс). Таким образом, в античный и средневековый периоды были созданы предпосылки для развития научного естествознания.

С этапом связывают следующие события:

1. Зарождение диалектики (учение о развитии) - показательны мысли Гераклита о вечном движении, изменении и развитии;

2. Появление основ теории материализма - важны идеи о материи у Левкиша, понятие атома у Демокрита, учение Эпикура о формах движения атомов;

3. Становление методологии в процессе познания - следует, прежде всего, отметить философские труды Аристотеля о достоверном, истинном, неоспоримом знании, получаемом в ходе описания объектов и субъектов окружающей природы;

4. Становление и развитие основ математики и механики - известные «Начала» планиметрия Евклида, где он умело, использовал метод Аристотеля, положив в основу геометрии ряд аксиом. Сам Аристотель так же по праву считается основателем механики: в своей теории движения он выделяет «движущее» - силу как причину движения и «движимое» тело приобретающее скорость. Аристотель ввел понятие «скорость» путь, пройденный за единицу времени, и «время» - последовательность состояний тела. Большая заслуга в развитии статики и гидростатики принадлежит Архимеду, открывшему также закон рычага;

5. Становление астрономии как науки - появление учения Птолемея о геоцентрической системе мира.

Основным этапом развития естествознания считается этап схоластики (5 - 15 вв. до н.э.).

Схоластика - учение, основанное одновременно на богословии и на концепции Аристотеля относительно «души» как функции тела, а не какого-либо внешнего феномена. Ученые-схоласты объясняли устройство мира, как с позиций разумного начала, так и с позиций «озарения» верой (верой во Всевышнего). Главное в рассуждениях сводилось к выяснению соотношения между приобретенными знаниями и верой. В основном доминировал тезис «Вера превыше разума».

Во время схоластики в мире процветали астрология, алхимия, магия, кабалистика (т.е. в большей степени ненаучные знания), однако в некоторых случаях результаты поисков носили позитивный характер в деле познания Вселенной, мира окружающих веществ и т.п.

Первая стадия научного естествознания - натурфилософия, зародившаяся в позднем средневековье, относится к эпохе Возрождения (15-17 вв.). Этот период характеризуется получением знаний путем наблюдения, а не эксперимента, преобладанием догадок, а не опытно воспроизводимых выводов.

Таким образом, несмотря на неразвитость естествознания, стадию натурфилософии отличает важная методологическая основа - синтез философских и естественнонаучных идей. Именно благодаря философскому подходу к осмыслению естественнонаучных знаний создаются научные картины мира, которые вырабатываются наукой каждой исторической эпохи.

На этом этапе получили развитие естественные науки - астрономия, медицина, математика. Больших успехов добились ученые-мыслители и исследователи из Средней Азии - Улугбек (обсерватория и каталог звезд), аль-Хорезми (трактаты в арифметике и алгебре), из Индокитая - Брахмупта (каноны теории чисел и квадратных уравнений) и др.

В итоге ученые пришли к выводу, что жизнь существует благодаря вечным неизменным и дискретным по форме вещам и течет в периодическом режиме.

1.2 Механистический этап

С середины 16 в. по середину 18 в. Простирается крайне важный период развития естествознания - этап механизма.

Зарождение развития капиталистических отношений дает толчок к развитию науки. Естествознание возникает как систематическая и экспериментальная наука.

Понятие естествознание переходит к изучению явлений природы, основанному на расчленении целого на части (т.е. природу уподобляет механизм).

Вторая стадия развития естествознания - аналитическое естествознание

(17 - конец 19в.) - связана с формированием и систематическим развитием экспериментально-теоретических исследований. Натурфилософское познание природы превратилось в современное естествознание, в систематическое научное познание на базе экспериментов и математического изложения полученных результатов. На стадии аналитического естествознания была получена основная масса достижений в изучении природы. Среди них - открытие законов классической механики, закона всемирного тяготения, периодического закона, разработка теории химического строения органических соединений, теории эволюции живых организмов.

Главенствовали по-прежнему идея сохранения и идея реалистичности.

Идея сохранения выразилась в следующих законах:

1. Закон инерции (Г.Галилей);

2. Принцип относительности явлений (Н.Коперник);

3. Закон сохранения механической энергии (Лейбниц);

4. Закон сохранения массы вещества (Ломоносов).

Начало этого периода обычно связывают с разработкой гелиоцентрической системы мира Н. Коперником и с учением о множественности миров Д.Бруно. Далее следует установление И.Кеплером на основе астрономических наблюдений, проведенных Т.Браге, трех законов небесной механики (законы движения планет вокруг солнца, 1609).

Основы механицизма заложил величайший естествоиспытатель Г. Галилей. Его по праву считают основоположником экспериментальной физики. Галилей соединил научное мышление с опытом, определил ряд фундаментальных понятий механики (инерцию, ускорение как характеристику неравномерного движения), открыл закон, согласно которому ускорение свободно падающего тела не зависит от его массы, активно поддерживал учение Коперника о гелиоцентрической системе.

Завершил научное построение механической картины мира И.Ньютон. Ньютон, родившийся, как считают некоторые историки, в день смерти Галилея, придал полную научную ясность выводам (по механике) своего предшественника, заключив их в точную математическую оболочку. Он сформулировал, используя разработанные им же дифференциального исчисление, три основных закона механики и закон всемирного тяготения. Записав дифференциальный закон движения, Ньютон тем самым объяснил и законы Кеплера, носящие как говорил А.Эйнштейн, чисто интегральный характер.

Основной недостаток механистического подхода к объяснению явления живой природы состоит в том, что законы механики не могут объяснить развитие.

1.3 Эволюционный этап

Середина 18 в. по начало 20 в.

Начинается с развития крупного машинного производства, интенсивно развивается сельское хозяйство. И в естествознании в этот период начинают проводить систематические инструментальные исследования. Появляется необходимость сочетать анализ с синтезом.

Третья стадия - синтетическое естествознание (конец XIX - конец XX в.).

На стадии синтетического естествознания возрастает роль теоретических знаний, интенсивно исследуются как природные объекты, так и процессы. Эволюционный подход к познанию природы становится методологической основой синтетического естествознания. Этот период развития науки характеризуется ясным пониманием целостности природы и неразрывной взаимосвязи отдельных ее частей.

Этот этап знаменателен появлением ряда гипотез и теорий, научно обосновывающих, проблему развития мира:

- космогонической гипотезы И.Канта о возникновении Солнечной системы в результате сгущения газообразного облака;

- теории катастроф Ж.Кювье, предполагающей внезапные изменения в земной коре под влиянием постоянных геологических факторов;

- фундаментального закона сохранения и превращения энергии в работах некоторых естествоиспытателей, например Ю. фон Майера, Г. Гельмгольца;

- клеточной теории построения всего живого М. Шлейдена и Т. Шванна;

- учения об эволюции и теории естественного отбора Ч.Дарвина.

Главенствующая идея направленности процесса выразилась в 2 законах:

1) II Закон термодинамики;

2) Закон естественного отбора.

Конец 19 - начало 20 в. Этот период часто определяют как крушение механицизма. В это время во взглядах ученых качественно меняются приоритеты в объяснении физических явлений - от чисто механического подхода к электромагнитному подходу и квантовому. Период натурфилософии можно считать законченным в се?едине 19 века. Ф. Энгельс (1820--1895), понимая ограниченность натурфилософии, ее неспособность дать естествознанию нужную методологию, в которой оно так нуждалось, приступает в 70-х гг. 19 в. к разработке труда «Диалектика природы», целью которой было сделать диалектико-материалистический анализ достижений науки в понимании природы, раскрытии всеобщих свойств и законов движения материи. Диалектико-материалистические воззрения Ф. Энгельса складывались под влиянием эволюционного учения Ч. Дарвина, благодаря которому в учении о науке сформировался, а затем и утвердился исторический метод исследования.

Этап знаменуется:

- разработкой классической электродинамики в работах М.Фарадея, Г. Герца, Д.Максвелла(1831 - 1865);

- открытием радиоактивности А.Беккерелем (1896);

- открытием электрона Д. Томсоном (1897);

- выдвижением квантовой гипотезы теплового излучения М. Планком (1900);

- разработка специальной теории относительности А.Эйнштейном (1905);

- открытием атомного ядра Э. Резерфордом (1911);

-квантовым подходом Н.Бора в теории атома водорода (1913).

1.4 Период новейшей революции

Период новейшей ?еволюции в естествознании совпал с вступлением капитализма в стадию империализма. Новые потребности техники оказали стимулирующее действие на естествознание, приведшее к тому, ?то в се?едине 90-х гг. 19 в. началась новейшая ?еволюция в естествознании, главным образом в физике.

Современный этап развития естествознания (20 в. - по настоящее время) связывают с такими достижениями:

1. Разработка общей теории относительности (теория гравитации) (А.Эйнштейн,1916). Очень четко суть этого открытия охарактеризовал сам Эйнштейн в работе «Физика и реальность», где он говорит о том, что если раньше (имеется в виду время господства классической механики Ньютона) считали, что в случае исчезновения из Вселенной всей материи пространство и время сохранились бы, то теория относительности обнаружила, что вместе с материей исчезли бы и пространство, и время.

2. Появление модели расширяющейся Вселенной (А.Фридман,1922);

3. Разработка квантовой механики (В.Гейзенберг, Э.Шредингер, 1925-1926);

4. Открытие нейтрона (Д.Чедвик,1932);

5. Создание кибернетики (Н.Винер, 1948);

6. Построение модели молекулы ДНК (Д.Уотсон, Ф.Крик, 1953);

7. Открытие структуры генетического кода (М. Ниренберг, Х.Корана и др.,1961), появление генной инженерии;

8. Разработка и первые успехи нанотехнологий (2004).

Подводя итоги, можно сделать вывод о том, что взаимодействие развития естествознания и общества неоспоримо, так как они не могут развиваться друг без друга. По мнению выдающегося российского историка В.О. Ключевского (1841 - 1911), «человеческая личность, людское общество и природа страны - вот те три основные силы, которые строят людское общежитие... Идеал исторического воспитания народа состоит в полном и стройном развитии всех элементов общежития и в таком их соотношении, при котором каждый элемент развивается и действует в меру своего нормального значения в общественном составе, не принижая себя и не угнетая других».

2. Роль практики в развитии естествознания

В развитии естествознания немало велика роль практики.

Рассмотрим некоторые примеры, когда практические потребности привели к развитию той или иной области естествознания, а иногда даже вылились в целые научные направления.

1. Необходимость руководить земледелием, определять время начала земледельческих работ, потребности мореплавания, связанные с ориентацией ночью в длительных морских путешествиях требовали измерения времени, которое было связано с изучением видимого движения Солнца и других небесных светил. Это способствовало развитию астрономии.

2. Астрономия же может развиваться только используя знания математики, что выдвинуло вперед эту науку, причем прежде всего стали развиваться арифметика и элементарная геометрия. Строительство жилищ ставило перед геометрией практические задачи.

3. Человека и животных одолевали различные болезни, с которыми нужно было бороться. Это положило начало развитию медицины и ветеринарии.

4. В то же время успешное лечение болезней человека и животных было невозможно без знаний физиологии, анатомии, ботаники. Таким образом, медицина и ветеринария вызвали к жизни эти науки.

5. Для развития ремесел требовалась наука, которая исследовала бы свойства тел и формы проявления сил природы. Практические потребности, таким образом, стимулировали возникновение и развитие физики.

6. Техника производства часов требовала развития теории равномерного движения. Решение проблемы колебаний маятника было найдено X. Гюйгенсом и положило начало развитию теории колебаний.

7. Голландию можно считать страной, где зародилась такая наука, как гидростатика. В этой стране огромное количество озер и рек, поэтому гидротехнические сооружения имели здесь колоссальное значение. А сооружать порты, каналы, плотины невозможно было без знания законов и положений гидростатики.

8. Стремление получить совершенный тип парового двигателя привело к созданию паровой машины Уатта, а желание повысить коэффициент полезного действия (КПД) паровой машины послужило основой для развития термодинамики С. Карно.

9. Широкое распространение паровых машин оказало существенное влияние на открытие закона сохранения и превращения энергии.

10. Оптика тоже оказалась под сильным влиянием практических потребностей.

С тех пор как Г.Галилей продемонстрировал значение зрительной трубы для мореплавания, эта область физики стала бурно развиваться. Были созданы бинокли. Желание заглянуть внутрь вещества способствовало появлению микроскопов, а стремление получше рассмотреть звезды -- телескопов.

11. История науки убедительно доказывает, что как только обнаруживается практическая потребность того или иного открытия, сразу начинается интенсивное развитие соответствующей области науки. Так, например, исследование строения атома и атомного ядра шло сравнительно медленно до 1939 г. Итальянский физик Э. Ферми, впервые обнаруживший деление ядер урана, даже не заявил об открытии. Оно было сделано немецкими физиками О. Ганом и Ф. Штрассма-ном. Когда же обнаружилось, что можно использовать колоссальные запасы энергии, выделяющиеся при распаде атомных ядер для промышленных и военных целей, размах соответствующих исследований увеличился в десятки и сотни раз.

12. Огромная отрасль науки -- кибернетика, -- была создана не из чистой любознательности, хотя и вобрала в себя достижения логики. Во время второй мировой войны возникла необходимость наладить средства противовоздушной обороны (ПВО). Американцы поручили Н. Винеру и Дж. Биглоу изучить возможности автоматической регулировки стрельбы орудий ПВО. Решению этой проблемы и обязана своим появлением новая наука -- кибернетика.

13. Роль практических потребностей велика в становлении химии. Металлургия и производство лекарств требовали бурного ее развития.

14. Изучение металлов стало вообще источником самых блестящих открытий. Решение проблем горения способствовало созданию целой новой отрасли знания -- математической теории и физики горения и взрыва.

15. Развитие хлопчатобумажной промышленности связано с возникновением новых отраслей химической промышленности -- производства серной кислоты, соды и хлора, которые были необходимы для обработки хлопка (серная кислота -- для соды, а сода -- для мыла, без которого невозможна промывка окрашенных тканей).

16. Создание взрывчатых веществ потребовало производства азотной кислоты из чилийской селитры и серной кислоты, следовательно, стали развиваться и этиновые отрасли химической промышленности. Однако не во всех науках, разумеется, можно обнаружить столь очевидную зависимость от практических потребностей.

Заключение

Таким образом, мы замечаем, что развитие человечества сопровождается развитием науки.

Много лет назад, ученые, вносившие свой вклад в развитие науки, сочетали в себе профессиональные качества и высокую культуру духа. Все существующие теории были построены учеными не только благодаря своим знаниям, но и высокой степени интуиции.

Современная наука быстро прогрессирует и научные открытия совершаются на наших глазах. Современное естествознание представляет собой сложную, разветвленную систему множества наук. Наука не состоит из отдельных, мало связанных между собой теорий, а представляет собой во многом единое целое, состоящее из разновременных по своему происхождению частей.

За последние полвека объем знаний, накопленных человечеством с античного времени, удвоился. Возникли новые направления: синергетика, неравновесная термодинамика, генная инженерия, информатика, аналитическая психология и др.

Библиографический список

1. Данилова, B.C., Кожевников, Н.Н. Основные концепции современного естествознания / В. С.Данилова, Н.Н. Кожевников -- М.: Аспект Пресс, 2000. -- 39с.

2. Докукин, М.Ю. Концепции современного естествознания. Учеб пособие / М. Ю. Докукин - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010 г. 19 -25с.

3. Хорошавина, С.Г. Концепции современного естествознания. Курс лекций. / С.Г. Хорошавина. Изд. 4-е. -- Ростов н /Д: Феникс, 2010 г. 35 - 40с.

4. http://nanodigest.ru/content/view/1249/58/

Размещено на Allbest.ru