Основы естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Понятие о естествознании

«Концепции современного естествознания» - это курс, призванный показать место и значение естествознания в культуре цивилизации, познакомить, на уровне общих представлений, с наиболее важными для понимания мира и человека концепциями наук о природе в их развитии.

Естествознание - это обширная область человеческих знаний о природе различных природных явлениях, природных объектах, закономерностях их возникновения, существования и развития т.е. точное естествознание вполне оформленное знание обо всем, что действительно существует или может существовать во Вселенной. Основу естествознания составляет 3 науки: физика, химия и биология и очень много сопутствующих: астрономия, математика, биохимия и многие другие.

Цель естествознания является познание законов природы, выявление скрытых связей, которые создают органическое единство физических, химических и биологических процессов, происходящих во Вселенной и на нашей Земле. Роль естествознания определяется его неразрывной связью с практической деятельностью человека. Потребности человека и привели к развитию естественных наук.

В настоящее время естествознание развивается по трем основным направлениям:

1) изучение очень большого (занимается астрономия, она изучает строение Вселенной, для точного определения положения Земли во Вселенной, одиноки ли мы в ней, каково влияние космоса на существующую жизнь на Земле);

2) изучение очень малого (занимается физика: это мир элементарных частиц, мир атомов, их взаимодействие и взаимопревращение, для того, чтобы использовать эти процессы на пользу человека для улучшения условий жизни на Земле);

3) изучение очень сложного (занимается химия и биология. Ученые пытаются понять как из простых химических элементов зародилась жизнь, где граница между живыми и неживыми системами, что является вещественной основой жизни и как протекают процессы самоорганизации в живых системах).

2. Общий ход развития естествознания

Естествознание стало развиваться в VI - V в. до н.э. в странах Древней Греции. В это время все знания о природе были объединены в одну науку, которая называлась натурфилософией (размышления о природе). Первые знания были не всегда достоверными, т.к. базировались на мифологии и религии. Основной способ познания сводился к наблюдению. Все натурфилософы искали первооснову мира, т.е. из чего построен весь окружающий мир.

3. Научная программа - Пифагора - Платона

Первой научной программой античности считается программа Платона и Пифагора. Пифагор считал, что все вещи, из которых состоит мир основаны на качественных отношениях к действительности. Зная числа, и занимаясь математикой можно установить связь между вещами, т.к. каждая вещь имеет определенную степень роста, степень изменчивости, и степень независимости. Философское обоснование этой программы отразил в своих трудах Платон. Он рассматривал материю, как мир идей, причем идея является первичной, а мир вещей вторичным. Абсолютными ценностями он считал истину, добродетель и красоту. Основные положения первой программы античности следующие:

1. Мир - это упорядоченный космос, чей порядок соответствует порядку человеческого разума.

2. Упорядоченность космоса является следствием существования некого, всепроникающего разума, наделившего природу определенной целью и назначением.

3. Познание сущности мира требует от человека развития его познавательных способностей, таких как память, логика, разум, нравственность, опыт, интуиция, в результате чего происходит духовное освобождение человека от сил природы.

Мировоззрение Платона оказало существенное значение на становление и развитие естественных наук.

4. Научная программа - атомистов

Второй научной программой античности стал атомизм, оказавшей громадное влияние на все последующее развитие науки. Основателями его были Ливкипп и Демокрит. Они предполагали, что мир состоит из неделимых частиц-атомов и пустоты. Демокрит учил, что реально существует не только бытие, но и небытие. Бытие это атомы, небытие-пустота, пустое пространство. Идея пустоты привела к идеи бесконечного пространства, где во всех направлениях беспорядочно носятся, перемещаются атомы.

Атом - неделимая, совершенно плотная, непроницаемая, невоспринимаемая чувствами (вследствие малой величины) самостоятельная частица вещества. Атомы никогда не возникают и никогда не погибают. Они бывают самой разнообразной формы - шарообразные, угловатые, вогнутые, выпуклые, крючковатые и т.д. и различны по размерам. Возникновение и распадение вещей объясняется соединением и разделением атомов, а изменение вещей - изменением порядка и положения атомов. Значит вещи изменчивы и переходящие.

По Демокриту - мир в целом - это беспредельная пустота, начиненная многими мирами. Миры образовались в результате того, что множество атомов, сталкиваясь друг с другом, образуют вихри - кругообразные движения атомов. В вихрях круглые и тяжелые атомы скапливаются в центре, а более легкие и мелкие вытесняются к периферии. Так возникли Земля и небо. Небо образует огонь, воздух и светила. Земля - центр нашего мир, на краю которого находятся звезды. Каждый мир замкнут. Мира переходящие, т.е. одни только возникают, другие находятся в рассвете, а третьи уже гибнут. Причем, все, что происходит в мире обусловлено какими-то причинами.

5. Научная программа Аристотеля

Программа Аристотеля, величайшего мыслителя, стала третьей научной программой античности. Своими исследованиями он подвел итог предшествующей натурфилософии и всему научному познанию того времени. В своей работе «Метафизика» он изложил свою гипотезу строения мира. Мир он представил, как целостное естественно-возникшее образование, имеющие причины в самом себе. Аристотель является первым ученым, который признал существование материального мира, т.е. мира чувственного восприятия вещей. По Аристотелю всякая существующая вещь состоит из 2-ух начал - материи и формы.

Материя - пассивное начало, чтобы стать вещью материя должна приобрести форму. Форма - это активное первоначало, способное существовать в чистом виде. Высшей формой в мире является Бог - перводвигатель мира. Он един и вечен. Простейшими формами по Аристотелю является тепло, холод, сухость, влажность. Соединяясь с первоматерией, они образуют 4 первоначала: теплое и сухое - образуют огонь, теплое и влажное - воздух, холодное и влажное - воду, холодное и сухое Землю.

Первоэлементы в мире расположены в определенном порядке, которые определяет структуру космоса. В Центре мира находится элемент Земли, который образует нашу планету, Земля - центр Вселенной. Она неподвижна и имеет сферическую форму. Вокруг Земли расположены - вода, затем воздух и огонь простирается до 1-го небесного тела Луны. Выше Луны начинается надлунный божественный мир, в котором все тела состоят из эфира. Он не изменяется и не превращается в другие элементы. В божественном подлунном мире все тела движутся непрерывно и равномерно по круговым орбитам. За сферой неподвижных небесных тел находится перводвигатель Бог, который придает движение сферам. Космос вечен, никогда не родится, никогда не погибнет, никогда не возникал и принципиально неуничтожим.

Эту научные программы заложили основу всем наукам, и в дальнейшем они только пересматривались и перерабатывались.

Так во II веке до новой эры Птолемей, на основе строения Космоса, предложенного Аристотелем, разработал геоцентрическую ( гео - греческое слово, означающее земля) систему строения мира, согласно которой Земля находится в центре Вселенной, она неподвижна, а все видимые небесные объекты вращаются вокруг Земли. Эта система продержалась более 18 веков, до 16 века.

Принципиально новую систему строения Вселенной разработал польский ученый Николай Коперник. В своей книге «Об обращении небесных сфер», которая вышла в 1543 г. Он предложил гелиоцентрическую (гелео-солнце) систему строения мира. В ее основе лежали следующие понятия:

1) В центре Мира находится солнце.

2) Земля и все другие планеты движутся вокруг солнца в одном направлении и вращаются вокруг одного из своих диаметров (вокруг оси)

3) Движение планет происходит по круговым орбитам равномерно, скорость их движения постоянна.

Учение Коперника произвело настоящую революцию не только в астрономии, но и во всем человеческом мировоззрении.

6. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

Культура - есть совокупность духовных ценностей, передаваемых от поколения к поколению по каналам социальной информации и способствующих сохранению общества. Важнейшими культурными ценностями являются способность к сознанию, языку, поиску Истины, сотворению Добра, восприятию Красоты, к духовно-практической деятельности, социально и научно-техническом творчеству.

Естественнонаучное знание обращено к Разуму, а гуманитарное - к Сердцу, чувствам. Естественнонаучные знания можно знать, гуманитарные мало знать - их нужно чувствовать, чтобы отличить добро от зла, прекрасное от безобразного. Можно сказать, что естественнонаучное знание в какой-то степени абстрактное, существует как бы «параллельно» с миром культуры, оно, так сказать, «было, есть и будет». Гуманитарное знание - это сам мир культуры. Оно необходимо главным образом для того, чтобы жить, а не только лишь знать, аккумулируя в себе ценности, идеалы, цели - способствует формированию определенного типа деятельности человека и в целом культуры.

Исследователь природы изучает природные явления, феномены как посторонний наблюдатель, из вне. Гуманитарий изучает явления культуры изнутри, он сам есть соучастник этих явлений, а целью исследования является познание феномена. Человек обладает знанием об окружающей вселенной о самом себе и собственных произведениях.

Это делит всю имеющуюся у него информацию на два больших раздела естественнонаучное и гуманитарное знание. Различие между естественным и гуманитарным знанием состоит в том, что: основано на разделении субъекта, (человека) и объекта исследования (природы), при этом преимущественно изучается объект.

Центром гуманитарной сферы знания - является сам субъект познания. То есть то что изучают естественные науки материально, предмет изучения гуманитарных дисциплин носит скорее идеальный характер, хотя изучается разумеется в своих материальных носителях. Важной особенностью гуманитарного знания в отличие от естественно научного, является нестабильность быстрая изменчивость объектов изучения.

В природе в большинстве случаев господствуют определенные и необходимые причинно-следственные взаимосвязи и закономерности, поэтому основная задача естественных наук выявить эти связи и на их основе объяснить природные явления, истинна здесь непреложна и может быть доказана. Явления духа даны для нас непосредственно, мы переживаем их как свои, основной принцип здесь понимание, истинность данных в значительной степени субъективна, она результат не доказывания, а интерпретации.

Гуманитарная культура есть культивирование таких ценностей, которые ориентированы на развитие и саморазвитие субъекта, т.е. самого человека. Это способность к саморазвитию, самообретению, к самосовершенствованию человека путем формирования гражданских качеств, нравственных оценок, правовых норм, эстетических вкусов, интеллектуальных и познавательных способностей. В конечном счете, это формирование человека-творца, обладающего сложившимся мировоззрением и создающего материальные и духовные ценности, а значит способствующего социальному прогрессу.

Естественно-техническая культура имеет противоположный вектор. Если гуманитарная культура как бы обращена во внутрь, на развитие субъекта, на формирование человеческого в человеке, на совершенствование межчеловеческих отношении, на гуманизацию всей социальной среды, то естетвенно-техническая культура обращена во вне - на познание и преобразование объекта, т.е. природной Среды, на превращение объектов природы, а именно вещества и энергии в объекты человеческих потребностей. Естественно - техническая культура есть совокупность знании и умении, методов и приемов, теоретических принципов и эмпирических процедур, формирующих дискурсивный стиль мышления и способствующих получению истинной информации об объекте, т.е. о Природе в широком смысле этого слова. Признаками такой культуры являются владение математическим аппаратом, строгость построения знаний, точный расчет, наличие логически выведенных посылок, оперирование идеализированными объектами, ориентация на формализованные языки. Платой за эти необходимые в исследовании объекта качества являются рассудочность, пренебрежение нравственными, эстетическими, религиозными и вообще всякими духовными ценностями; агрессивное отношение к гуманитарным дисциплинам, как якобы неточным и неполноценным; стремление к покорению природы в ущерб человеческому существованию.

Метод естествознания «генерализирующий» (то есть его цель отыскать общее в разнообразных явлениях, подвести их под общее правило), закон тем важнее, чем он универсальнее, чем больше случаев под него подпадает. В гуманитарных науках, тоже выводится общие закономерности, иначе они небыли бы науками, но поскольку основным объектом исследования является человек, невозможно пренебречь его индивидуальностью, поэтому метод гуманитарного знания можно назвать «индивидуализирующим».

На естественные и гуманитарные науки в разной степени оказывает влияние система человеческих ценностей. Для естественных наук нехарактерны ценностно-окрашенные суждения, составляющие существенный элемент гуманитарного знания. Гуманитарное знание может испытывать влияние той или иной идеологии, и в гораздо большей степени связана с ней, чем естественно научное знание.

Таким образом, можно утверждать закономерно выделения естественно научной и гуманитарной культур как особых типов культуры, они неразрывно связаны между собой сам человек существо биосоциальное, природное и общественное в нем неразрывно связанно; оба типа культуры принимают участие в формировании человеческого мировоззрения, а оно представляет собой целостное явление; имеется целый ряд пограничных проблем; естествознание часто сталкивается с проблемами социального или этического характера, хотя естествознание изучает преимущественно природу, но второй стороной исследования всегда является человек, поэтому методология исследования всегда включает в себя элементы гуманитарного знания, гуманитарные науки могут дать дополнительные данные подтверждающие истинность теории, ее красота внутренняя гармония и т.д. с другой стороны гуманитарные науки все шире используют методы и данные естественных наук.

Английский писатель Чарльз Сноу (в работе «Две культуры») указывает, что в настоящее время эти две сферы знания научно-техническое и художественно-гуманитарное знание имеют все меньше общего, все больше превращаются в две изолированных области культуры представители, которых все в меньшей степени способны понять друг друга. Разногласия между этими сферами знания по ряду ключевых вопросов (например, этическим аспектам научного поиска) вызывается по мысли Сноу, тем, что и естественники и гуманитарии, как правило, плохо разбираются в чужой области знания, это приводит к выдвижению неоправданных претензий на монопольное обладание истиной. Корни проблемы Сноу видит в сложившейся системе образования, которая по его мнению является излишне специализированной, не дающей людям получить подлинно всестороннее образование.

Противоречия между естественной и гуманитарной культурами дополняются противоречиями внутри самой науки Наука не способна дать исчерпывающих ответов, она решает частные вопросы, создавая концепции наилучшим образом объясняющие явления действительности, но создание таких теорий не представляет собой простого накопления знаний это более сложный процесс, включающий в себя как эволюционное поступательное развитие, так и «научные революции», когда пересмотру подвергаются даже наиболее фундаментальные основы научного знания. И новые теории строятся уже на совершенно иной основе.

Кроме того, противоречия содержит сам способ познания, составляющий сущность науки: природа едина и целостна, а наука разделена на самостоятельные дисциплины,. Объекты действительности - это целостные сложные образования, наука абстрагирует некоторые из них принимаемые за наиболее важные изолируя их от других аспектов того же явления. В настоящее время этот метод, как и метод сведения явления к простейшим элементам, во многих дисциплинах признается ограниченно применимым, но проблема состоит в том, что вся современная наука построена на их основе.

Сама структура науки разделенной на множество самостоятельных дисциплин вытекает именно из этого, но в настоящее время многие исследователи признают, что процесс дифференциации науки зашел слишком далеко, преодолеть эту тенденцию должны комплексные и интегративные дисциплины.

7. Проблемы двух культур

Естествознание является лишь одним полюсом современной культуры. Второй - гуманитарно-художественная культура, то есть искусство и гуманитарные науки.

Проблема разрыва между составляющими культуры была сформулирована Ч. П. Сноу в 1959 г. Основной его тезис: духовный мир интеллигенции раскололся на две противоположные части. На одном полюсе - художественная интеллигенция («лирики»), на другом - ученые («физики»).

Они настолько по-разному относятся к одним и тем же вещам, что не могут найти общего языка. Каждая группа обладает своей особой культурой, и эти Две Культуры чужды друг другу. В идеале они должны дополнять друг друга, образуя единое целое. К сожалению, в реальности между ними сложились отношения не взаимодополнения, а противопоставления и даже взаимоисключения.

Ярче всего последствия отчуждения двух культур высвечиваются глобальным экологическим кризисом, который во многом обусловлен быстрым развитием технологии материального производства и ее теоретической базы - естествознания.

Противопоставление двух культур имеет корни в различиях методов познания мира в научной и гуманитарно-художественной практике.

1 отличие. Естественнонаучное знание объективно, гуманитарное - субъективно. Естественнонаучный метод исследования основан только с материальными явлениями, обусловленными объективными законами, а гуманитарный метод допускает отсутствие однозначных, общеобязательных выводов, что для знания естественнонаучного было бы недопустимо.

2 отличие. Гуманитарное знание исторично, естественнонаучное - не обязательно.

3 отличие. Предмет гуманитарно-художественного познания индивидуален, предмет естественнонаучного познания - типичен. Гуманитарный метод, в отличие от естественнонаучного, создает не только знание, но и мнение, оценку познаваемого предмета (хорошо - плохо, красиво - безобразно, справедливо - несправедливо). Здесь знание обязательно сопровождается мнением, выражающим отношение исследователя к предмету. Явления же, изучаемые естествознанием, не добры и не злы, сами по себе они не имеют ценности. Человек может выбирать, подчиняться или нет закону, запрещающему красть, но он не волен подчиняться или не подчиняться закону всемирного тяготения.

4 отличие. Гуманитарная культура опирается на язык образов, естественнонаучная - на язык терминов и чисел. Естественные науки используют четкий формализованный язык терминов, значения которых понимаются однозначно любым ученым. Достижения же гуманитарной культуры могут быть вообще не выразимы словами, а только образами (картины, статуи, музыкальные произведения).

Т.О. научная и гуманитарная культуры противоположны, но противоположны диалектически. Они составляют единую общечеловеческую культуру и в равной мере движут ее развитием. Развитие же включает чередующиеся фазы обособления противоположностей, и интеграции, гармоничного объединения.

8. Научный метод

Понятие «метод» означает совокупность правил и приемов их использования, которые позволяют гарантированно и систематически добиваться поставленной цели. Цель научного метода заключается в получении научного знания о природных объектах и явлениях. От других видов знания (обыденного, гуманитарно-художественного, религиозного и т.д.) научное отличается систематичностью, объективностью, достоверностью, точностью и практической эффективностью. Объективность научного знания означает независимость от личности исследователя, от его индивидуальности. Достоверность научного знания обеспечивается принятой в науке традицией рациональной критики.

Элементы научного метода познания

1. «Эмпирический метод познания» означает: «полученный из опыта, из непосредственных ощущений».

1.1. Наблюдение. Имеет определенную цель. Место, время и другие обстоятельства наблюдения планируются, а его результаты фиксируются для дальнейшего использования. Результаты наблюдений - наблюдательные факты - подвергаются систематизации и классификации, что позволяет сформулировать эмпирические обобщения.

1.2. Эмпирическое обобщение -- это подсмотренная в природе закономерность, причины которой нам еще непонятны. Например, эмпирическим обобщением наблюдений восхода солнца является вывод о том, что солнце восходит в восточной стороне горизонта. Это еще не теоретический вывод, но уже и не отдельный факт. Это - более общая, чем факт, форма эмпирического знания. Эмпирическое обобщение возникает путем индукции.

1.3. Индукция -- метод познания, основанный на выведении общих следствий из частных посылок. Эмпирическое обобщение неизбежно вызывает вопрос о причинах установленной закономерности, побуждая к выдвижению гипотез.

1.4. Гипотеза -- это предположение о причине той или иной закономерности, о сущности того или иного объекта или явления.

2. «Теоретический метод познания» означает «полученный из конкретных вычислительных задач, общих теоретических утверждений»

2.1. Абстрагирование - этот метод выдвинул ученый грек Фалес Милетский (VII-VI вв. до н.э.) Абстрагирование -- метод познания, основанный на том, что не учитываются несущественные стороны и признаки изучаемого явления. Основной абстракцией Фалеса и его учеников стало представление о единой субстанции, лежащей в основе мира, - материи. У самого Фалеса роль субстанции еще играло конкретное вещество -- вода.

2.2. Дедукция (школа Пифагора) - метод познания, основанный на выведении частных следствий из общих посылок. У Пифагора роль субстанции играют числа. Числа, с его точки зрения, представляют собой самостоятельные сущности, являющиеся первоосновой мира.

9. Методы эмпирического уровня познания

Эмпирическое знание - первичное научное знание, которое получается при контакте с изучаемым объектом. Эмпирия (лат.) - опыт. Эмпирическое знание - описательное.

Эмпирический уровень: объяснение отсутствует, но предсказывать можно (если видим, что медь расширяется при нагревании, то можно предсказать, что и другие металлы тоже).

Методы получения знания: эмпирическое исследование осуществляется при помощи наблюдения, эксперимента и измерения.

Наблюдение - присутствует не только при реальном контакте с объектом, но и в нашем воображении (знаковое наблюдение - чтение, математика).

Вначале наблюдение предшествуют познанию, мы формулируем проблему. Мы можем высказать гипотезу. Наблюдение в конце исследования носит проверочный характер нашей теории.

В структуру наблюдения включают: объект, наблюдатель, условия наблюдения, приборы (инструменты), базисные знания.

Научное наблюдение требует протоколирование всех явлений (чтобы учёного могли проверить).

Наблюдения: прямые (объект доступен) и косвенные (объект не доступен, доступны только его следы и т.п., которые он оставил).

Апробация (лат.) - одобрение (оно не от слова «проба»).

Измерение: прямое (измерение длины), косвенное (времени, температуры; температура - энергия движения молекул).

Измерение в науке проводится многократно. Так как все величины будут разные в измерении. Каждый конкретный результат - среднее значение (также считается погрешность).

Эксперимент - активное воздействие на объект. Задача: поиск (не знаем, что будет) или проверяем уже существующую гипотезу.

Эмпирическое знание имеет логическую форму понятия. Когда мы связываем два эмпирических понятия или явления, то получаем законом (чем больше объём, тем меньше давление и пр.).

Эмпирическое знание - первое и последнее научное знание (Конт, Мах, это мнение позитивистов). Теоретическое знание не содержит нового знания по их мнению.

Но учёный не может быть эмпириком, так как использует язык (а язык абстрактен, он использует понятия, которые нельзя потрогать).

Факт - почти то же самое, что и теория (и то и другое - одно знание). Факт нуждается в интерпретации. Интерпретация факта вкладывает в него значение. У факта всегда много интерпретаций.

Структура факта: то, что мы переживаем (психологический компонент); то, что мы высказали (лингвистический компонент); само событие.

Факты, роль в науке: источник и проверка. Факты должны подтверждать знания. Постпозитивизм (Попер): факт не может подтверждать, но может опровергать теорию.

Локатор: любое научное знание - предположение (оно не может опровергаться и подтверждаться). Цель заменять старые предположения (догадки) новыми. А о том, что новые лучше старых мы «догадываемся».

Научные знания представляют собой сложную развивающуюся систему, в которой по мере эволюции возникают все новые уровни организации. Они оказывают обратное воздействие на ранее сложившиеся уровни знания и трансформируют их. В этом процессе постоянно возникают новые приемы и способы теоретического исследования, меняется стратегия научного поиска.

Существует два вида организации знания: эмпирический и теоретический. Соответственно можно выделить два типа познавательных процедур, порождающих эти знания.

Обращаясь к философскому аспекту этого вопроса необходимо отметить таких философов Нового Времени, как Ф.Бэкон, Т.Гоббс и Д.Локк. Фрэнсис Бэкон говорил, что путем, ведущим к знанию, является наблюдение, анализ, сравнение и эксперимент. Джон Локк полагал, что все наши знания мы черпаем из опыта и ощущений.

Различие эмпирического и теоретического уровней научного познания касается средств исследования, специфики методов и характера предмета исследования.

Рассмотрим средства эмпирического уровня научного познания. Эмпирическое исследование базируется на непосредственном практическом взаимодействии исследователя с изучаемым объектом. Оно предполагает осуществление наблюдений и экспериментальную деятельность. Поэтому средства эмпирического исследования необходимо включают в себя приборы, приборные установки и другие средства реального наблюдения и эксперимента.

В теоретическом же исследовании отсутствует непосредственное практическое взаимодействие с объектами. На этом уровне объект может изучаться только опосредованно, в мысленном эксперименте, но не в реальном.

Кроме средств, которые связаны с организацией экспериментов и наблюдений, в эмпирическом исследовании применяются и понятийные средства. Они функционируют как особый язык, который часто называют эмпирическим языком науки. Он имеет сложную организацию, в которой взаимодействуют собственно эмпирические термины и термины теоретического языка.

Смыслом эмпирических терминов являются особые абстракции, которые можно было бы назвать эмпирическими объектами. Их следует отличать от объектов реальности. Эмпирические объекты -- это абстракции, выделяющие в действительности некоторый набор свойств и отношений вещей. Реальные объекты представлены в эмпирическом познании в образе идеальных объектов, обладающих жестко фиксированным и ограниченным набором признаков. Реальному же объекту присуще бесконечное число признаков.

Что же касается теоретического познания, то в нем применяются иные исследовательские средства. Здесь отсутствуют средства материального, практического взаимодействия с изучаемым объектом. Но и язык теоретического исследования отличается от языка эмпирических описаний. В качестве его основы выступают теоретические термины, смыслом которых являются теоретические идеальные объекты.

Особенности средств и методов двух уровней научного познания связаны со спецификой предмета эмпирического и теоретического исследования. На каждом из этих уровней исследователь может иметь дело с одной и той же объективной реальностью, но он изучает ее в разных предметных срезах, в разных аспектах, а поэтому ее видение, ее представление в знаниях будут даваться по-разному. Эмпирическое исследование в основе своей ориентировано на изучение явлений и зависимостей между ними. На этом уровне познания сущностные связи не выделяются еще в чистом виде, но они как бы высвечиваются в явлениях, проступают через их конкретную оболочку.

На уровне же теоретического познания происходит выделение сущностных связей в чистом виде. Сущность объекта представляет собой взаимодействие ряда законов, которым подчиняется данный объект. Задача теории как раз и заключается в том, чтобы, расчленив эту сложную сеть законов на компоненты, затем воссоздать шаг за шагом их взаимодействие и таким образом раскрыть сущность объекта.

Эмпирический и теоретический уровни различаются по методам исследования. С помощью эмпирических методов исследования осуществляется накопление, фиксация, обобщение и систематизация опытных данных, их статистическая и индуктивная обработка, в то время как, с помощью теоретических происходит формирование законов наук и теорий.

К эмпирическим методам исследования относят наблюдение, сравнение, измерение и эксперимент, к теоретическим - аналогию, идеализацию, формализацию и др.

Наблюдение - это целенаправленное систематическое восприятие объекта, доставляющее первичный материал для научного исследования. Целенаправленность - важнейшая характеристика наблюдения. Концентрируя внимание на объекте, наблюдатель опирается на имеющиеся у него некоторые знания о нем, без которых нельзя определить цель наблюдения. Наблюдение характеризуется также систематичностью, которая выражается в восприятии объекта многократно и в разных условиях, планомерностью, исключающий пробелы в наблюдении, и активностью наблюдателя, его способностью к отбору нужной информации, определяемой целью исследования.

Требования, предъявляемые к научным наблюдениям:

четкая постановка цели наблюдения;

выбор методики и разработка плана;

системность;

контроль за надежностью и корректностью результатов наблюдения;

обработка, осмысление и истолкование полученного массива данных;

Как метод научного познания наблюдение дает исходную информацию об объекте, необходимую для его дальнейшего исследования.

Важную роль в познании играют сравнение и измерение. Сравнение представляет собой метод сопоставления объектов с целью выявления сходства или различия между ними. Если объекты сравниваются с объектом, выступающим в качестве эталона, то такое сравнение называется измерением.

Наиболее сложным и эффективным методом эмпирического познания является эксперимент, опирающийся на другие эмпирические методы. Эксперимент - метод исследования объекта, при котором исследователь (экспериментатор) активно воздействует на объект, создает искусственные условия, необходимые для выявления определенных его свойств. Эксперимент предполагает применение определенных средств: приборов, инструментов, экспериментальных установок, характеризуется активным воздействием на объект, может быть повторен столько раз, сколько требуется для получения достоверных результатов.

Существуют два типа экспериментальных задач:

исследовательский эксперимент, который связан с поиском неизвестных зависимостей между несколькими параметрами объекта;

проверочный эксперимент, который применяется в случае, когда требуется подтвердить или опровергнуть те или иные следствия теории.

В эксперименте, как правило, используются приборы - искусственные или естественные материальные системы, принципы, работы которых нам хорошо известны. Т.о. в рамках нашего эксперимента уже фигурирует в материальной форме наше знание, некоторые теоретические представления. Без них невозможен эксперимент, по крайней мере, в рамках науки. Всякая попытка отделить эксперимент от теории знаний делает невозможным понимание его природы, познавания сущности.

Эксперименты и данные наблюдения.

Различие между данными наблюдения и эмпирическими фактами как особыми типами эмпирического знания было зафиксировано еще в позитивистской философии науки 30-х годов. В это время шла довольно напряженная дискуссия относительно того, что может служить эмпирическим базисом науки. Вначале предполагалось, что ими являются непосредственные результаты опыта - данные наблюдения. В языке науки они выражаются в форме особых высказываний - записей в протоколах наблюдения, так называемые протокольные предложения.

В протоколе наблюдения указывается, кто наблюдал, время наблюдения, описываются приборы, если они применялись в наблюдении,

Анализ смысла протокольных предложений показал, что они содержат не только информацию об изучаемых явлениях, но и, как правило, включают ошибки наблюдателя, наслоения внешних возмущающих воздействий, систематические и случайные ошибки приборов и т.п. Но тогда стало очевидным, что данные наблюдения, в силу того, что они отягощены субъективными наслоениями, не могут служить основанием для теоретических построений.

В ходе дискуссий было установлено, что такими знаниями выступают эмпирические факты. Именно они образуют эмпирический базис, на который опираются научные теории.

Уже сам характер фактофиксирующих высказываний подчеркивает их особый объективный статус, по сравнению с протокольными предложениями. Но тогда возникает новая проблема: как осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим фактам и что гарантирует объективный статус научного факта?

Постановка этой проблемы была важным шагом на пути к выяснению структуры эмпирического познания. Эта проблема активно разрабатывалась в методологии науки XX столетия. В конкуренции различных подходов и концепций она выявила многие важные характеристики научной эмпирии, хотя и на сегодняшний день проблема далека от окончательного решения.

Важно сразу же уяснить, что научное наблюдение носит деятельностный характер, предполагая не просто пассивное созерцание изучаемых процессов, а их особую предварительную организацию, обеспечивающую контроль над их протеканием.

Деятельностная природа эмпирического исследования на уровне наблюдений наиболее отчетливо проявляется в ситуациях, когда наблюдение осуществляется в ходе реального эксперимента. По традиции эксперимент противопоставляется наблюдению вне эксперимента.

В заключение необходимо отметить, что эмпирическая зависимость является результатом индуктивного обобщения опыта и представляет собой вероятностно-истинное знание. Теоретический же закон -- это всегда знание достоверное.

Итак, выделив эмпирическое и теоретическое познание как два особых типа исследовательской деятельности, можно сказать, что предмет их разный, т.е. теория и эмпирическое исследование имеют дело с разными срезами одной и той же действительности. Эмпирическое исследование изучает явления и их корреляции; в этих корреляциях, в отношениях между явлениями оно может уловить действие закона. Но в чистом виде он выявляется только в результате теоретического исследования.

10. Методы теоретического познания

Человек познает мир в различных формах - в форме повседневного познания, познания религиозного, художественного, а также научного. Первые три формы считаются как вненаучные, и хотя научное познание выросло из повседневного, обыденного, оно существенно отличается от всех вненаучных форм. Научное познание имеет свою структуру, в которой выделяются два уровня: эмпирический и теоретический. На протяжении XVII-XVIII веков наука находилась преимущественно на эмпирической стадии, а о теоретической стали говорить лишь в XIX веке. Методы теоретического познания, под которыми понимались способы всестороннего исследования действительности в ее существенных законах и связях, стали постепенно надстраиваться над эмпирическими. Но даже, несмотря на это, эмпирическое и теоретическое исследования находились в тесном взаимодействии, предполагая тем самым целостную структуру научного познания. В связи с этим появились даже общенаучные методы теоретического познания, которые в равной степени были свойственны эмпирическому методу познания. В то же время, некоторые методы эмпирического познания использовались и теоретической стадией.

Основные научные методы теоретического уровня познания.

Абстрагирование - это метод, который сводится к отвлечению от каких-либо свойств объекта во время познания с целью более углубленного исследования какой-то одной его стороны. Абстрагирование в конечном результате должно выработать абстрактные понятия, характеризующие объекты с разных сторон.

Аналогия - умственное заключение о сходстве объектов, которое выражается в определенном отношение, исходя из их сходства в несколько иных отношениях.

Моделирование - метод, в основе которого лежит принцип подобия. Сущность его в том, что исследованию подвергается не сам объект, а его аналог (заместитель, модель), после чего полученные данные переносятся по определенным правилам на сам объект.

Идеализация - мысленное конструирование (сооружение) теорий об объектах, понятий, которые на самом деле не существуют в реальности и не могут в нее воплотиться, но такие, для которых в реальности существует аналог или близкий прообраз.

Анализ - метод деления одного целого на части для того, чтобы каждую часть познать по отдельности.

Синтез - процедура, обратная анализу, заключающаяся в соединении отдельных элементов в одну систему с целью дальнейшего познания.

Индукция - это метод, при котором конечный вывод делается из знаний, полученных в меньшей степени общности. Проще говоря, индукция - это движение от частного к общему.

Дедукция - противоположный метод индукции, обладающий теоретической направленностью.

Формализация - метод отображения содержательных знаний в виде знаков и символов. Базисом формализации является различение искусственных и естественных языков.

Все эти методы теоретического познания в той или иной степени могут быть присущи и эмпирическому познанию. Исторический и логический методы теоретического познания - тоже не исключение. Исторический метод представляет собой воспроизведение в подробностях истории объекта. Особенно он находит широкое применение в исторических науках, где большое значение имеет конкретность событий. Логический метод также воспроизводит историю, но только в основном, главном и существенном, не уделяя внимания тем событиям и фактам, которые вызваны случайными обстоятельствами.

Это далеко не все методы теоретического познания. Если говорить в общем, то в научном познании все методы могут проявляться одновременно, находясь в тесном взаимодействии друг с другом. Конкретное же использование отдельных методов определяется уровнем научного познания, а также особенностями объекта, процесса.

11. Возникновение и эволюция вселенной

Современное естествознание рассматривает концепцию возникновения Вселенной в результате «Большого взрыва». Произошло это примерно 15-20 млн. лет назад. Предполагается, что первоначальная материя находится в сингулярном состоянии, т.е. имела очень маленький объем, была сверх плотной и чрезвычайно раскаленной. Это сингулярное состояние в результате, каких то причин стало неустойчивым и произошел взрыв. В результате взрыва образовался сгусток плазмы, который начал расширятся и остывать. По мере остывания плазмы в ней стали появляться элементарные частицы (фотоны, нейтроны). Когда плазма остыла примерно до 3000^° по Кельвину, то стали появляться протоны, т.е. ядра водорода и гелия. По мере дальнейшего остывания протоны уже могли захватывать электроны и превращаться в атомы водорода и гелия. В результате сформировалась однородная вселенная, которая состояла из 3-х почти не взаимодействующих субстанций: лептоны (нейтрон и антинейтроны), фотона (частицы электромагнитного поля), барионное вещество (атом водорода, гелия и их изотопы). В сложившихся условиях Вселенная должна была расширяться и остывать, но произошел скачек, в результате чего создалась современная структурная вселенная.

Предполагалось, что в расширяющейся вселенной возникли и стали развиваться случайные уплотнения вещества (сгустки). Появление таких уплотнений и стало началом рождения крупных масштабных структур. Из-за неустойчивого состояния большие уплотнения распадались на более мелкие, которые и стали, возможно, зародышем галактики. В свою очередь, достигая состояния неустойчивости эти уплотнения распадались на более мелкие, которые породили звезды первого поколения.

Образования разномасштабных структур во вселенной открыло возможность для образования новых более сложных элементов и веществ, в результате чего сформировалась вся таблица Менделеева. Появление во вселенной всей гаммы химических элементов открыло новый этап в развитии вещества и формирование его структур. Стали появляться молекулы более сложного состава. Наличие в космосе химических элементов и молекул обеспечило возможность образования около некоторых звезд планетных систем типа нашей Солнечной. На некоторых планетах имеются все возможности для протекания геохимической эволюции, в результате чего образовалась наша Земля.

12. Строение микромира

Вакуум - по представлениям совокупной науки представляет собой физический объект, в котором непрерывно происходит рождение и уничтожение виртуальных частиц (материализованные порции энергии), при наличии внешнего источника энергии виртуальные частицы переходят в материальные. Вакуум способен порождать не только частицы, но и миры.

Элементарные частицы по современным представлениям являются наименьшими «кирпичиками», из которых состоят все объекты в мире. В настоящее время открыто примерно 400 элементарных частиц, но стабильными, т.е. живущими долгое время является только протон, электрон, фотон и нейтрон. Все элементарные частицы имеют свою массу, свой заряд, квантовое число, свое время жизни и у всех, у них имеются античастицы которые, имеют те же характеристики, но противоположный заряд. Наименьшим является кварк, который имеет дробный заряд (1/3, 2/3) из кварка образовались все тяжелые частицы. Основным свойством всех частиц является их взаимодействие и их взаимопревращение. Электромагнитное взаимодействие определяет структуру атомов и отвечает за большинство физических и химических явлений в природе.

В настоящее время известно 4 вида взаимодействия между частицами. Это взаимодействие отвечает за все изменения, которые происходят в мире, а именно они являются источником всех материальных преобразований тел и процессов. Каждый вид взаимодействия происходит путем обмена соответствующей частицы: гравитационное - гравитонами, электромагнитное - фотонами, сильное - глюонами и слабое - базонами:

1) гравитационный - гравитационное взаимодействие существует между всеми объектами Вселенной;

2) слабое взаимодействие отвечает за синтез веществ, оно происходит на солнце (водород превращается в гелий);

3) электромагнитное взаимодействие определяет структуру атомов и отвечает за большинство физических и химических явлений в природе;

4) сильное - отвечает за внутриядерные реакции. На его основе работают атомные станции и создана атомная бомба.

Сильное и слабое взаимодействие проявляется только в пределах атомного ядра и отвечает за распады частиц и превращение одних атомов в другие. Каждый атом обладает энергией, часть, которой связана с электронами, а часть - с ядром. Ядро каждого атома является колоссальным источником энергии, которая связана с взаимодействием ядерных частиц.

Ядро - это связанные системы протонов (+) и нейтронов. Ядро как квантовая система может находиться в различных возбужденных состояниях. В спокойном состоянии ядра могут быть стабильными и нестабильными, т.е. радиоактивными. Время, за которое распадается половина ядер, называется периодом полураспада. Период полураспада колеблются, примерно от 10¹⁸ лет до 10^-10 сек.

Атомы состоят из плотного ядра и электронных орбит. Ядро имеет «+» заряд, электроны «-» , а в целом он нейтрален. Атом является наименьшей структурной единицей химических элементов. У большинства элементов атомы химически нестабильны, что дает возможность присоединяться им друг к другу.

Молекулы - есть наименьшая структурная единица сложного химического соединения. Качественно молекула - это определенное вещество, которое состоит из нескольких химических элементов.

13. Строение макромира

При определенных условиях атомы и молекулы могут объединяться в огромные макроскопические тела, т. е образовывать вещества. Вещество считается основой макромира.

Вещество - это вид материи, т.е. то из чего состоит весь окружающий мир. Вещество бывает простым, если оно образовано атомами одного элемента и сложным, если оно образовано различными химическими элементами. Все вещества на земле подразделяются на органические и неорганические.

Органические вещества состоят из соединений углерода с другими элементами в основном с кислородом, водородом, азотом и серой. Они образуются только в живых системах и обладают рядом свойств отличающихся от неорганических.

К неорганическим веществам относятся нуклеиновые кислоты, белки, липиды, углеводы, гормоны, витамины и ферменты. Из органических веществ состоит пища, многие лекарства, одежда и углеводородистые полезные ископаемые (нефть, уголь, торф, природный газ и др.). Неорганические вещества - это соединение всех химических элементов кроме углерода. Существует огромное множество веществ на земле различных по составу свойствам. В настоящее время зарегистрировано более 10 млн. веществ, среди которых большую долю составляют вещества, полученные искусственным путем.

Жизнь на земле представлена в виде индивидуума, которые объединены в виды и популяции. Популяции образуют общества или биоценозы, которые при взаимодействии с окружающей средой составляют биогеоценозы. Совокупность биогеоценозов образует биосферу, где происходит обмен веществ и энергии.

14. Строение мегамира

Самые массивные объекты мегамира - планета. Наиболее исследованы планеты солнечной системы, которых 9 (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон). Самая ближняя к солнцу - Меркурий, самая дальняя - Плутон. Планеты имеют свои спутники, кроме того, в солнечную систему входят астероиды, которые представляют собой малые планеты и при встрече друг с другом дробятся на метеориты. Своеобразными образования в солнечной системе являются кометы. Они состоят из небольшого ядра и хвоста длинной в десятки км. Кометы самые дальние объекты солнечной системы. Считается, что на этом удалении проходит граница солнечной системы и далее начинается сфера влияния других звезд.

Звезды - это светящиеся газовые комические объекты, состоящие в основном из водорода и гелия. Считается, что они образовались от газопылевой среды в результате гравитационной конденсации. В зависимости от массы звезды в процессе эволюции они превращаются в «белых карликов», или черные дыры.

Звездные системы - это группы звезд связанных силами тяготения, имеющие совместное происхождение, и сходный химический состав. В звездных системах насчитывается до несколько сотен тысяч звезд. Совокупность звездных систем образуют галактики. Солнце принадлежит галактике млечного пути. Ближайшие к нам галактики видимые простым глазом: Туманность Андромеды, Магеллановы Облака. Самый большой объект в мире - Метагалактика, которая состоит из нескольких галактик. Некоторые ученые отождествляют метагалактику, - с Вселенной, а др. считают, что во Вселенной метагалактик много.

15. Понятие о научных картинах мира

Окружающий человека мир находит свое отражение в человеческом сознании и преломляясь закрепляется в знаниях, умениях, навыках, поведении, общении и формировании мировоззрения. В настоящие время общие знания о природе формируются в виде естественно научной картины мира. Для удобства ее называют НКМ. Она включает в себя важнейшие достижения науки, создающие определенное понимание мира и место человека в нем. Новые научные открытия меняют представления об окружающем мире и в соответствии с этим формируется новая картина мира.

НКМ представляет целостную систему об общих свойствах, уровнях и закономерностях природы. Различают общенаучные картины мира, картины мира с точки зрения отдельных наук (например, физическая картина мира, химическая, биологическая, астрономическая и др.) и картины мира с точки зрения каких-то господствующих методов исследования, стилей мышления (например: эволюционистская, информационно-кибернетическая, синергетическая, статистическая и др.).

В структуре НКМ выделяют 2 направления: понятийное и чувсвенно-образное. Понятийное направление представлено базовыми философскими понятиями, такими как пространство, материя, время, движение, всеобщая связь и взаимообусловленность явлений, а также фундаментальными понятиями отдельных наук, например, поле, вещество, биологический вид, клетка, атом и т.д.

Чувственно-образное направление представлено совокупностью представлений о тех или иных наглядных объектах и их свойствах, создаваемых с помощью моделей, (например, планетарная модель атома, структурный образ Галактики, строение Вселенной).

Таким образом, НКМ - особая форма систематизации знаний и мировоззрений. Она является промежуточным звеном между теорией конкретной науки и философией. НКМ с одной стороны основывается на идеях философии, с другой стороны опирается на эмпирический базис науки. Таким образом, НКМ - это особая форма систематизации знаний. Она выполняет функции связующего звена между философией и отдельными науками или специальными научными теориями, т.е. представляет собой результат образно-философского представления наиболее фундаментальных естественнонаучных законов и принципов. НКМ рассматривает природу как единый многогранный объект. Следовательно, НКМ - системное знание о главных объектах мира и о связях между ними.

16. Первая универсальная физико-космологическая картина мира (Аристотель)

Первую действительно универсальную картину Мира создал в IV в. до н.э. величайший древнегреческий философ Аристотель (384- 322 гг. до н.э.). В ней были объединены, систематизированы и логически развиты все накопленные веками знания о Природе. Это было учение о структуре, движении и свойствах всего, что входит в понятие " природа" (греч. physike; отсюда - физика). Свою физико-космологическую картину Мира Аристотель описал в трактате "О небе".

...