Konsep ilmu alam. Konsep ilmu pengetahuan alam modern

Perkenalan

Konsep ilmu alam modern merupakan salah satu ilmu yang paling luas penyebarannya. Dia mempelajari hampir semua bidang aktivitas manusia: dari sastra hingga matematika dan filsafat. Konsep ilmu pengetahuan alam modern terkait erat dengan sejarah. Banyak tokoh sejarah, seperti, misalnya, kepribadian Peter yang Agung dan Napoleon Bonaparte yang dibahas di bawah ini, mempunyai pengaruh yang kuat terhadap persepsi manusia terhadap dunia. Seluruh era dikaitkan dengan nama-nama orang tersebut.

Konsep ilmu pengetahuan alam modern juga mempelajari ajaran para filsuf dari berbagai zaman: dari Aristoteles kuno hingga filsuf modern. Merekalah yang pertama-tama memberikan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan seperti: apa itu manusia, apa tempatnya di Alam Semesta, dari mana dunia kita diciptakan, serta banyak pertanyaan lainnya.

Diketahui bahwa manusia mengungkapkan gagasan pertamanya tentang dunia dan tempatnya di dalamnya dalam mitos, legenda, dan tradisi. Mereka memberi tahu kami tentang peristiwa yang seharusnya terjadi. Beberapa peneliti mempertanyakan keandalan cerita-cerita ini, sementara yang lain menganggapnya sebagai sumber informasi yang dapat dipercaya tentang peristiwa-peristiwa kuno. Pendapat peneliti bagian kedua ini tampaknya beralasan. Lihat saja, misalnya, betapa banyak peristiwa sejarah nyata yang tercermin dalam bentuk legenda dan tradisi dalam agama Kristen. Tidak dapat disangkal hal itu dalam mitologi negara yang berbeda berbicara tentang fenomena yang sama. Misalnya, cerita tentang Banjir Besar ditemukan di banyak negara di dunia.

Fisika dan biologi mencoba menjelaskan semua hukum dunia, namun belum sepenuhnya berhasil: meskipun terdapat banyak penemuan dan teori hebat (misalnya teori relativitas Einstein), para ilmuwan masih harus menjawab banyak pertanyaan. . Biologi mengklaim bahwa manusia “keturunan kera”, tetapi tidak dapat memastikan fakta ini, karena tidak ada satu pun kerangka yang “cocok” ditemukan. Pernyataan ini secara aktif digunakan oleh para pendukung asal usul ilahi manusia.

Banyak norma etika dan moral yang ditemukan dalam agama-agama dunia. Bagaimanapun, imanlah yang berkontribusi pada pembentukan moral seseorang. Kepatuhan terhadap aturan, larangan, pantangan, perintah memungkinkan seseorang menjaga kemurnian dunia batinnya.

Saat ini, komputerisasi masyarakat sangatlah penting. Dengan bantuan komputer dan Internet Anda bisa mendapatkan hampir semua informasi. Siapa yang tahu cerita bagaimana orang belajar berhitung dan kapan komputer pribadi pertama kali muncul? Bagaimana perusahaan komputer seperti Apple Computers dan Microsoft berkembang? Bagaimanapun, mereka adalah produsen utama komputer dan perangkat lunak. Mempelajari pertanyaan-pertanyaan ini membantu menjawab pertanyaan tentang kedudukan manusia dalam masyarakat informasi modern.

Tapi apa bedanya komputer dengan otak manusia? Ini adalah seperangkat besi dan kabel sederhana yang digabungkan menjadi satu kesatuan. Meskipun kita tidak tahu banyak tentang cara kerja komputer, kita tidak sepenuhnya tahu cara kerja otak kita. Apakah mungkin untuk menginstal ini? Konsep ilmu pengetahuan alam modern saat ini seharusnya menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut.

KULIAH No. 1. Mata kuliah konsep ilmu pengetahuan alam modern. Filsafat alam

1. Pokok bahasan konsep ilmu pengetahuan alam modern. Sintesis Ilmu Pengetahuan

Ilmu pengetahuan Alam- ini bukanlah ilmu yang terpisah, ini adalah keseluruhan ilmu yang mempelajari alam dan hukum-hukumnya. Dengan demikian, mata kuliah ini secara bersamaan menyentuh matematika, fisika, kimia, biologi, filsafat, dll. Semua ilmu ini dapat diklasifikasikan:

1) ilmu matematika;

2) ilmu alam;

3) ilmu teknik;

4) humaniora.

Bagaimana cara mempelajari hal tersebut berbagai ilmu pengetahuan berkontribusi pada pemahaman kita tentang ilmu pengetahuan alam? Mari kita lihat secara sederhana dengan menggunakan contoh beberapa ilmu:

1) fisika dan kimia - ilmu alam yang mempelajari hukum alam. Fisika tidak mempelajari alam secara langsung - tugasnya adalah mengkonfirmasi atau, sebaliknya, menyangkal sesuatu;

2) fisika dan matematika. Hukum fisika dirumuskan (atau “tertulis”) dalam bahasa matematika. Untuk memahami hal ini, cukup mengingat kurikulum sekolah;

3) ilmu “hibrida” atau “disintesis”. Selama berabad-abad dan ribuan tahun, umat manusia telah memahami bahwa tanpa pencampuran (sintesis) ilmu pengetahuan, pengembangan lebih lanjut tidak mungkin dilakukan. Ini adalah bagaimana kimia fisik dan fisika kimia muncul (dalam Akademi Rusia Ilmu pengetahuan bahkan ada lembaga khusus kimia fisika dan fisika kimia), biokimia, biofisika. Einstein menggabungkan mekanika dan geometri non-Euclidean dalam teori relativitasnya.

Setelah ditemukannya O. Ghosn dan F. Strassmann yang mempelajarinya Sifat kimia fisi nuklir, fisika menerima perkembangan lebih lanjut dengan cara yang sama seperti seluruh ilmu pengetahuan dunia secara keseluruhan.

2. Filsafat alam. Perwakilan dari Sekolah Milesian

Ilmu pengetahuan alam modern berasal dari salah satu arah filosofis - filsafat alam. Salah satu yang paling banyak perwakilan terkemuka dari arah ini adalah siswa sekolah Milesian kuno (abad VII–V SM): Thales, Anaximenes, Anaximander.

Thales(640–545 SM) dapat disebut sebagai filsuf Eropa pertama.

Dia berasal dari keluarga kaya, terlibat dalam kegiatan perdagangan dan politik, dan sering bepergian. Dari hasil perjalanannya, Thales memperoleh pengetahuan yang sangat luas. Selain perdagangan dan politik, ia juga berkecimpung dalam bidang sains: astronomi, geometri, aritmatika, fisika.

Ada legenda yang menyatakan Thales meramalkan gerhana matahari yang terjadi pada tanggal 28 Mei 585 SM. e.

Dia juga memberikan kontribusi yang signifikan terhadap geometri: untuk pertama kalinya, Thales menentukan kondisi kemiripan segitiga yang memiliki sisi yang sama dan dua sudut yang berdekatan. Ia juga berjasa dengan gagasan sudut sebangun pada perpotongan dua garis lurus.

Dia membuat banyak penemuan: dia menetapkan panjang tahun menjadi 365 hari, membaginya menjadi dua belas tiga puluh hari, menetapkan Waktu tepatnya titik balik matahari dan ekuinoks, dll.

Thales percaya bahwa dasar dari segala sesuatu adalah air: ia ada di mana-mana. Air bahkan “menjenuhkan” benua; sungai dan laut mengalir keluar dari bumi. Ia memperhatikan bahwa makanan yang dikonsumsi makhluk hidup bersifat lembab dan bahkan panas pun timbul dari kelembapan. Thales, bisa dikatakan, "menghidupkan" air, dan dia menghubungkan animasi ini dengan populasi dunia oleh para dewa.

Anaximander(sekitar 610 - setelah 547 SM) prinsip dasar segala sesuatu, tidak seperti gurunya Thales, tidak menyebut air, tetapi apeiron (“yang tak terbatas”).

Apeiron adalah materi tak tentu yang tidak mempunyai karakteristik kualitatif dan tak terhingga secara kuantitatif. Anaximander juga berpendapat bahwa apeiron menggabungkan hal-hal yang berlawanan: panas - dingin, kering - basah, dll.

Gagasannya yang menarik adalah bahwa “Bumi terbit dengan bebas, tanpa terikat oleh apa pun, dan tetap di tempatnya, karena jaraknya sama dari mana pun.” Dengan demikian, Anaximander dapat disebut sebagai salah satu orang pertama yang memperdebatkan pandangan geosentris Alam Semesta.

Anaximenes(sekitar 585 - sekitar 525 SM) menyebut udara sebagai prinsip dasar segalanya. Ia berpendapat bahwa tidak hanya bumi, air, dan batu yang lahir dari udara, tetapi juga jiwa manusia. Anaximenes percaya bahwa para dewa tidak mempunyai kuasa atas udara, karena mereka sendiri terbuat dari udara.

KULIAH No. 2. Pengetahuan dan kognisi

1. Pengetahuan ilmiah dan kriterianya

Bagi ilmu pengetahuan alam, maupun bagi filsafat pada umumnya, kriteria seperti pengetahuan. Dalam kamus bahasa Rusia Ozhegov S.I. diberikan dua definisi konsep pengetahuan:

1) pemahaman tentang realitas melalui kesadaran;

2) seperangkat informasi dan pengetahuan di bidang tertentu. Mari kita definisikan apa itu pengetahuan dalam pengertian filosofis.

Pengetahuan – ini adalah hasil uji praktik multi-aspek yang telah dikonfirmasi dengan cara yang logis, sebuah proses pembelajaran tentang dunia di sekitar kita. Sifat pengetahuan filsafat yang beraneka ragam, sebagaimana disebutkan di atas, berasal dari kenyataan bahwa filsafat terdiri dari banyak ilmu.

Beberapa kriteria pengetahuan ilmiah dapat disebutkan:

1) sistematisasi pengetahuan;

2) konsistensi pengetahuan;

3) validitas pengetahuan.

Sistematisasi pengetahuan ilmiah berarti bahwa semua akumulasi pengalaman umat manusia mengarah (atau harus mengarah) pada sistem tertentu yang ketat.

Konsistensi ilmu pengetahuan artinya ilmu-ilmu dalam berbagai bidang ilmu saling melengkapi dan tidak mengecualikan satu sama lain. Kriteria ini langsung mengikuti kriteria sebelumnya. Kriteria pertama membantu menghilangkan kontradiksi lebih luas - sistem logis yang ketat dalam membangun pengetahuan tidak akan membiarkan beberapa hukum yang kontradiktif ada secara bersamaan.

Validitas pengetahuan ilmiah. Pengetahuan ilmiah dapat dikonfirmasi dengan mengulangi tindakan yang sama berulang kali (yaitu secara empiris). Pembuktian konsep ilmiah terjadi dengan mengacu pada data penelitian empiris atau dengan mengacu pada kemampuan mendeskripsikan dan memprediksi fenomena (dengan kata lain mengandalkan intuisi).

2. Kognisi. Metode kognisi

Sangat sulit untuk memberikan definisi yang tepat tentang konsep “kognisi”. Sebelum kita mencobanya, mari kita menganalisis konsep itu sendiri.

Jenis pengetahuan berikut ini dibedakan:

1) pengetahuan sehari-hari;

2) pengetahuan seni;

3) kognisi sensorik;

4) pengetahuan empiris.

Pengetahuan sehari-hari- Ini adalah pengalaman yang terakumulasi selama berabad-abad. Itu terletak pada observasi dan kecerdikan. Pengetahuan ini, tidak diragukan lagi, diperoleh hanya melalui latihan.

Pengetahuan artistik. Kekhasan kognisi artistik terletak pada kenyataan bahwa ia dibangun di atas gambaran visual, menampilkan dunia dan seseorang dalam keadaan holistik. Karya seni membantu Anda merasa terhubung dengan waktu. Lihatlah lukisan apa pun dan apa yang Anda lihat? Secara lahiriah, lukisan adalah kanvas yang “dilukis” oleh senimannya dengan cat warna-warni; itu adalah kanvas yang dipasang di bingkai kayu. Namun secara internal, ini adalah dunia integral yang menyembunyikan rahasianya. Mencoba mengungkap rahasia-rahasia ini (misalnya mengapa Mona Lisa tersenyum begitu misterius), kita merasa terhubung dengan masa lalu, sekarang, atau masa depan.

Kognisi sensorik- inilah yang kita rasakan dengan bantuan indera kita (misalnya, saya mendengar telepon genggam berdering, saya melihat apel merah, dll.).

Perbedaan utama antara pengetahuan indrawi dan pengetahuan empiris adalah bahwa pengetahuan empiris dilakukan melalui observasi atau eksperimen. Saat melakukan percobaan, komputer atau perangkat lain digunakan.

Metode pengetahuan:

1) induksi;

2) pengurangan;

3) analisis;

4) sintesis.

Induksi adalah kesimpulan yang dibuat berdasarkan dua premis atau lebih. Induksi dapat menghasilkan kesimpulan yang benar atau salah.

Deduksi merupakan peralihan dari hal yang umum ke hal yang khusus. Metode deduksi, berbeda dengan metode induksi, selalu menghasilkan kesimpulan yang benar.

Analisis - ini adalah pembagian objek atau fenomena yang dipelajari menjadi bagian-bagian dan komponen-komponennya.

Perpaduan - ini adalah proses kebalikan dari analisis, yaitu menghubungkan bagian-bagian suatu objek atau fenomena menjadi satu kesatuan.

Sekarang kita akan mencoba menemukan definisi yang paling tepat tentang konsep “kognisi”. Pengartian- ini adalah proses memperoleh pengetahuan melalui penelitian empiris atau indrawi, serta pemahaman hukum dunia objektif dan kumpulan pengetahuan di beberapa cabang ilmu pengetahuan atau seni.

3. Sarana ilmu pengetahuan

Sarana ilmu pengetahuan ditulis dalam bahasa ilmu pengetahuan. Semua filsuf ilmiah mencatat bahwa sebagian besar sarana pengetahuan ilmiah berasal dari matematika (Galileo bahkan berpendapat bahwa kitab alam ditulis dalam bahasa matematika). Oleh karena itu, matematika hampir tidak dapat disebut sebagai ilmu yang terpisah; ia bersentuhan dengan banyak ilmu: fisika, kimia, astronomi, dll.

Dalam sains disebut juga logika formal logika matematika, atau logika simbolik. Dari namanya “logika matematika” kita dapat menyimpulkan bahwa logika didasarkan pada aturan matematika yang ketat. Perkembangan logika matematika, seperti halnya logika formal, baru dimulai pada tahun 60an. abad XX Namun karena kerumitannya, ini hanya cocok untuk kecerdasan buatan.

KULIAH No. 3. Teori relativitas. Partikel dasar. Alam Semesta yang Panas. Asal usul tata surya

1. Teori relativitas Albert Einstein

Sebelum berbicara tentang teori relativitas Albert Einstein, kita perlu mempelajari pengalaman fisikawan lain.

Pada tahun 1881, fisikawan Amerika Michelson melakukan percobaan untuk memperjelas partisipasi eter (media hipotetis yang meresap ke segala arah, yang menurut konsep ilmiah abad-abad yang lalu, berperan sebagai pembawa cahaya dan interaksi elektromagnetik secara umum) dalam pergerakan tubuh. Dengan bantuan eksperimen ini, Michelson membantah hipotesis tentang eter stasioner yang ada pada saat itu. Arti dari hipotesis ini adalah ketika Bumi bergerak melalui eter, apa yang disebut “angin eterik” dapat diamati.

Namun eksperimen Michelson digunakan Einstein hanya untuk mengkonfirmasi teori relativitasnya.

Saat menciptakan teorinya, Einstein ingin menggabungkan mekanika dan teori medan elektromagnetik. Dalam mekanika klasik dirumuskan prinsip relativitas fisika, yang menyatakan bahwa semua proses mekanis adalah semua sistem inersia ah terjadi hal yang sama.

Einstein merumuskan prinsip relativitas fisika umum: semua fenomena fisik terjadi secara setara terhadap sistem inersia mana pun.

Menurut prinsip keteguhan kecepatan cahaya dan prinsip relativitas umum, relativitas adalah simultanitas dua peristiwa pada kerangka acuan. Sebelumnya, simultanitas diyakini sebagai peristiwa mutlak yang tidak bergantung pada pengamatnya. Namun dalam teori relativitasnya, Einstein membuktikan bahwa waktu dalam kerangka acuan yang bergerak mengalir jauh lebih lambat dibandingkan dengan berlalunya waktu dalam kerangka acuan yang tidak bergerak.

Besaran fisis seperti perpanjangan, waktu dan massa telah kehilangan status absolutnya dalam teori relativitas. Einstein hanya menyisakan gaya (misalnya gaya gravitasi) sebagai besaran yang berstatus konstan. Teori umum relativitas berisi interpretasi geometris terhadap fenomena gravitasi. Einstein berpendapat bahwa gaya gravitasi setara dengan kelengkungan ruang non-Euclidean. Artinya, suatu benda yang bergerak di luar angkasa dan terperangkap dalam medan gravitasi mengubah lintasan pergerakannya.

Sekarang kita dapat menyimpulkan bahwa dalam teori relativitas Albert Einstein, ada ruang dan waktu karakter fisik. Dan karena mereka memiliki karakteristik fisik, maka mereka adalah bagian dari dunia proses fisik, dan bagian yang membentuk keseluruhan struktur internal dunia ini, “yang berhubungan dengan hukum keberadaan dunia fisik.”

2. Partikel dasar. Asal Usul Alam Semesta

Menurut penelitian yang dilakukan dari satelit, ruang angkasa dipenuhi dengan radiasi gelombang mikro. Radiasi gelombang mikro ini merupakan “warisan” dari tahap awal keberadaan Alam Semesta kita.

Pada awal tahun 1930-an. Diketahui bahwa sebagian besar bintang terdiri dari helium. Namun, masih menjadi misteri dari mana karbon tersebut berasal. Pada tahun 1950-an Astrofisikawan Inggris, penulis, administrator, dramawan Fred Hoyle memulihkan jalannya reaksi di bintang. Pertimbangan inilah yang memungkinkan Hoyle untuk memprediksi tingkat energi penting inti karbon-12 pada tahun 1953, dan eksperimen yang dilakukan oleh fisikawan mengkonfirmasi prediksinya. Kemudian fisikawan Amerika William Fowler Setelah melakukan eksperimen yang sesuai, dia membenarkan teori ini. Dan baru pada saat itulah landasan teori yang sesuai disiapkan.

Ilmuwan Ralph Alpher Dan Robert Herman Kata alkitabiah “elem” digunakan untuk menggambarkan substansi utama. Dari situlah kemudian, menurut Alfer dan Herman, terbentuklah Alam Semesta kita. Zat purba ini tidak lebih dari gas neutron. Para ilmuwan ini mengembangkan teori yang menyatakan bahwa inti atom berat terikat pada neutron bebas. Proses ini berakhir hanya ketika tidak ada lagi neutron bebas. Hoyle, yang tidak menganggap serius teori Alpher dan Herman, menyebutnya “teori big bang” - yaitu teori big bang, tetapi di Rusia lebih dikenal dengan “teori Big Bang”.

Ada juga teori alam semesta yang dingin. Penulisnya, fisikawan Soviet, ahli kimia fisik dan astrofisikawan, Zeldovich Yakov Borisovich, mencatat bahwa data astronomi radio tidak mengkonfirmasi kepadatan radiasi yang tinggi dan suhu yang tinggi (yang seharusnya terjadi pada versi asal usul alam semesta yang “panas”). ). Zeldovich menyebut zat awal sebagai gas elektron dengan campuran neutrino.

Tahapan perkembangan Alam Semesta. Tahap awal keberadaan Alam Semesta dibagi menjadi 4 era:

1) era hadron;

2) era lepton;

3) era foton;

4) era radiasi.

Pada era pertama, era hadron, partikel elementer dibagi menjadi hadron dan lepton. Hadron berpartisipasi dalam proses yang lebih cepat, dan lepton - dalam proses yang lebih lambat.

Pada era kedua, era lepton, beberapa partikel menjadi tidak seimbang dengan radiasi, dan Alam Semesta menjadi transparan terhadap elektron neutrino.

Selama era ketiga, foton Foton mulai memainkan peran utama dalam perkembangan Alam Semesta. Pada awal era ini, jumlah proton dan neutron kurang lebih sama, namun kemudian mulai berubah menjadi satu sama lain.

Pada era keempat, era radiasi, proton mulai menangkap neutron; Inti berilium dan litium terbentuk, dan kepadatan Alam Semesta berkurang sekitar 5–6 kali lipat. Karena penurunan kepadatan alam semesta, atom-atom pertama mulai terbentuk.

Setelah era keempat (era radiasi), era lain dimulai: kelima, era sidereal. Selama era bintang, proses kompleks pembentukan protobintang dan protogalaksi dimulai.

3. Alam Semesta yang “Panas”.

Pendiri teori Alam Semesta “panas” adalah fisikawan Amerika Georgiy Antonovich Gamow. Dialah yang meletakkan dasar teori ini pada tahun 1946 dan kemudian mempelajarinya.

Seperti diketahui, sesuai dengan hukum termodinamika, pada kepadatan dan suhu tinggi suatu zat yang dipanaskan, radiasi harus selalu berada dalam kesetimbangan dengannya. Gamow berpendapat bahwa sebagai hasil dari proses nukleosintesis, radiasi harus tetap ada hingga saat ini. Hanya suhunya yang harus “diturunkan” karena ekspansi yang konstan.

Gamow berkonsultasi dengan berbagai ilmuwan selama hampir sepuluh tahun dan mengembangkan formula dan skema.

Sebagai hasil kerja keras, teori A - B - G muncul dengan nama penciptanya: Alpher, Bethe, Gamow.

Apa yang diberikan oleh teori alam semesta yang “panas”? Dia memberikan rasio yang diperlukan zat seperti hidrogen dan helium di alam semesta modern. Unsur-unsur berat mungkin tercipta selama ledakan supernova. Gamow juga memperkirakan radiasi latar dalam catatannya yang diterbitkan pada tahun 1953.

Keberadaan radiasi latar ini secara tidak sengaja dikonfirmasi oleh para ilmuwan Amerika (calon penerima penghargaan Penghargaan Nobel): fisikawan radio dan astrofisikawan Arno Penzias dan astronom radio Robert Wilson. Mereka sedang men-debug antena klakson teleskop radio baru dan tidak dapat menghilangkan gangguan tersebut. Baru kemudian mereka menyadari bahwa itu bukanlah gangguan sederhana, melainkan radiasi latar yang diprediksi oleh Gamow.

Teori Alam Semesta yang “panas” mempunyai pengaruh yang begitu kuat terhadap sains sehingga Hoyle, penulis teori Alam Semesta yang kekal, mengakui ketidakkonsistenan teorinya, meskipun ia kemudian mencoba memodernisasikannya.

4. Asal Usul Tata Surya

Pertanyaan tentang asal usul kita tata surya berkaitan dengan kosmogoni.

Salah satu teori utama asal usul tata surya dikemukakan oleh Kant. Ia berpendapat bahwa tata surya terbentuk dari kekacauan. Dia juga mengatakan semuanya ruang dunia diisi dengan sejenis materi lembam, yang tidak teratur, namun “berusaha mengubah dirinya menjadi lebih terorganisir melalui perkembangan alami.”

Kant juga mempercayai hal itu Bima Sakti untuk bintang - sama dengan Zodiak tata surya. Sebagai hasil penelitian dan berbagai pengamatannya, Kant mempresentasikan struktur Alam Semesta: Semesta - ini tidak lebih dari hierarki sistem yang memiliki gravitasi sendiri. Semua sistem, menurutnya, harus memiliki struktur yang serupa.

teori Laplace. Laplace, berdasarkan gagasan Kant, menciptakan teorinya sendiri, yang disebut hipotesis nebular Kant-Laplace. Hipotesis nebular Kant tidak diketahui karena satu alasan biasa: penerbit yang menerbitkan karya Kant ini bangkrut, dan gudang bukunya di Konigsberg disegel. Teori nebular Kant-Laplace untuk waktu yang lama tetap menjadi hipotesis rotasi pertama tentang asal usul tata surya. Teori ini juga memiliki kelemahan:

1) tidak menjelaskan besarnya ukuran orbit planet-planet raksasa terluar dan lambatnya rotasi Matahari;

2) dia tidak menjawab pertanyaan mengapa “momen jumlah planet hampir dua puluh sembilan kali lebih besar daripada momen jumlah Matahari, jika tata surya terisolasi.”

Ada juga hipotesis bencana tentang asal usul tata surya. Misalnya, Jeans menyarankan bahwa beberapa bintang lain pernah lewat di dekat Matahari kita, dan sebagai hasilnya, “proyeksi pasang surut” muncul di Matahari, yang diubah menjadi pancaran gas, yang kemudian menjadi tempat munculnya planet-planet.

Akademisi Vasily Grigorievich Fesenkov percaya bahwa planet-planet terbentuk sebagai hasil proses yang terjadi “di dalam” Matahari. Akibat reaksi nuklir, massa terlempar dari Matahari, yang kemudian membentuk planet. Emisi ini konsisten dengan perhitungan George Darwin(putra Charles Darwin) dan SAYA. Lyapunova.

Sistem pengetahuan ilmu alam

Ilmu pengetahuan Alam merupakan salah satu komponen sistem pengetahuan ilmiah modern, yang juga mencakup kompleks teknis dan sastra. Ilmu pengetahuan alam adalah sistem informasi tertata yang berkembang tentang hukum gerak materi.

Objek penelitiannya adalah ilmu-ilmu alam individual yang keseluruhannya pada awal abad ke-20. disebut sejarah alam, dari saat permulaannya hingga saat ini telah ada dan masih ada: materi, kehidupan, manusia, Bumi, Alam Semesta. Oleh karena itu, ilmu pengetahuan alam modern mengelompokkan ilmu-ilmu alam dasar sebagai berikut:

• fisika, kimia, kimia fisik;
• biologi, botani, zoologi;
• anatomi, fisiologi, genetika (studi tentang keturunan);
• geologi, mineralogi, paleontologi, meteorologi, geografi fisik;
• astronomi, kosmologi, astrofisika, astrokimia.

Tentu saja, hanya yang alami utama yang tercantum di sini, tetapi kenyataannya ilmu pengetahuan alam modern adalah kompleks yang kompleks dan bercabang, termasuk ratusan disiplin ilmu. Fisika sendiri menyatukan seluruh keluarga ilmu pengetahuan (mekanika, termodinamika, optik, elektrodinamika, dll). Ketika volume pengetahuan ilmiah bertambah, cabang-cabang ilmu pengetahuan tertentu memperoleh status disiplin ilmu dengan perangkat konseptual dan metode penelitian khusus mereka sendiri, yang sering membuat mereka sulit diakses oleh spesialis yang terlibat dalam cabang-cabang lain dari bidang yang sama, katakanlah, fisika.

Diferensiasi dalam ilmu-ilmu alam (seperti juga dalam ilmu pengetahuan pada umumnya) merupakan konsekuensi alamiah dan tak terelakkan dari semakin menyempitnya spesialisasi.

Pada saat yang sama, proses tandingan juga secara alami terjadi dalam perkembangan ilmu pengetahuan, khususnya disiplin ilmu pengetahuan alam dibentuk dan dibentuk, seperti yang sering dikatakan, “di persimpangan” ilmu pengetahuan: fisika kimia, biokimia, biofisika, biogeokimia dan banyak lagi. yang lain. Akibatnya, batas-batas yang pernah ditetapkan antara masing-masing disiplin ilmu dan bagian-bagiannya menjadi sangat bersyarat, fleksibel dan, bisa dikatakan, transparan.

Proses-proses ini, di satu sisi, mengarah pada peningkatan lebih lanjut dalam jumlah disiplin ilmu, tetapi di sisi lain, pada konvergensi dan interpenetrasinya, merupakan salah satu bukti integrasi ilmu-ilmu alam, yang mencerminkan tren umum di bidang ilmu pengetahuan. ilmu pengetahuan modern.

Mungkin di sinilah tepat untuk beralih ke disiplin ilmu yang tidak diragukan lagi menempati tempat khusus, seperti matematika, yang merupakan alat penelitian dan bahasa universal tidak hanya ilmu-ilmu alam, tetapi juga banyak ilmu lainnya - pola-pola kuantitatif yang dapat dilihat.

Tergantung pada metode yang mendasari penelitian, kita dapat berbicara tentang ilmu alam:

• deskriptif (meneliti bukti dan hubungan di antara mereka);
• eksak (membangun model matematika untuk mengekspresikan fakta dan hubungan yang ada, yaitu pola);
• terapan (menggunakan sistematika dan model ilmu alam deskriptif dan eksakta untuk menguasai dan mentransformasikan alam).

Namun, ciri umum umum dari semua ilmu yang mempelajari alam dan teknologi adalah aktivitas sadar pekerja profesional ilmu yang bertujuan untuk mendeskripsikan, menjelaskan dan meramalkan tingkah laku objek yang diteliti dan sifat fenomena yang dipelajari. Ilmu humaniora berbeda dalam hal penjelasan dan prediksi fenomena (peristiwa) biasanya tidak didasarkan pada penjelasan, tetapi pada pemahaman tentang realitas.

Inilah perbedaan mendasar antara ilmu-ilmu yang memiliki objek penelitian yang memungkinkan observasi sistematis, pengujian eksperimental berulang, dan eksperimen yang dapat direproduksi, dan ilmu-ilmu yang pada dasarnya mempelajari situasi unik dan tidak berulang yang, pada umumnya, tidak mengizinkan pengulangan eksperimen yang tepat. atau melakukan percobaan tertentu lebih dari satu kali.atau percobaan.

Kebudayaan modern berupaya mengatasi diferensiasi ilmu pengetahuan ke dalam banyak bidang dan disiplin ilmu yang independen, terutama perpecahan antara ilmu alam dan ilmu manusia, yang jelas muncul pada akhir abad ke-19. Bagaimanapun juga, dunia adalah satu kesatuan dengan segala keanekaragamannya yang tak terbatas, oleh karena itu wilayah-wilayah tersebut relatif independen sistem terpadu pengetahuan manusia saling berhubungan secara organik; perbedaan di sini bersifat sementara, kesatuan bersifat mutlak.

Saat ini, integrasi ilmu pengetahuan alam telah terlihat jelas, yang memanifestasikan dirinya dalam berbagai bentuk dan menjadi tren yang paling menonjol dalam perkembangannya. Kecenderungan ini semakin terlihat dalam interaksi ilmu-ilmu alam dengan humaniora. Buktinya adalah majunya prinsip-prinsip sistematika, pengorganisasian mandiri, dan evolusionisme global ke garis depan ilmu pengetahuan modern, yang membuka kemungkinan untuk menggabungkan berbagai macam pengetahuan ilmiah ke dalam suatu sistem yang integral dan konsisten, disatukan oleh hukum-hukum umum. evolusi benda-benda yang sifatnya berbeda-beda.

Ada banyak alasan untuk percaya bahwa kita sedang menyaksikan peningkatan pemulihan hubungan dan integrasi timbal balik antara ilmu pengetahuan alam dan ilmu pengetahuan manusia. Hal ini dibuktikan dengan meluasnya penggunaan dalam penelitian kemanusiaan tidak hanya sarana teknis dan teknologi informasi yang digunakan di alam dan ilmu-ilmu teknik, tetapi juga metode penelitian ilmiah umum yang dikembangkan dalam proses pengembangan ilmu pengetahuan alam.

Mata kuliah ini adalah konsep-konsep yang berkaitan dengan bentuk-bentuk keberadaan dan pergerakan benda hidup dan benda mati, sedangkan hukum-hukum yang menentukan jalannya fenomena sosial adalah mata kuliah humaniora. Namun perlu diingat bahwa betapapun berbedanya ilmu pengetahuan alam dan ilmu pengetahuan manusia, keduanya mempunyai satu kesatuan yang umum, yaitu logika ilmu pengetahuan. Ketundukan pada logika inilah yang membuat sains menjadi sebuah bidang aktifitas manusia bertujuan untuk mengidentifikasi dan mensistematisasikan secara teoritis pengetahuan objektif tentang realitas.

Gambaran ilmu pengetahuan alam tentang dunia diciptakan dan dimodifikasi oleh para ilmuwan kebangsaan yang berbeda, di antaranya adalah ateis yang yakin dan penganut berbagai agama dan denominasi. Namun, di dalamnya aktivitas profesional semuanya berangkat dari fakta bahwa dunia ini bersifat material, yaitu dunia ini ada secara objektif terlepas dari orang yang mempelajarinya. Namun perlu kita perhatikan bahwa proses kognisi itu sendiri dapat mempengaruhi objek-objek dunia material yang dipelajari dan bagaimana seseorang membayangkannya, bergantung pada tingkat perkembangan alat penelitian. Selain itu, setiap ilmuwan berangkat dari fakta bahwa dunia pada dasarnya dapat diketahui.

Proses pengetahuan ilmiah adalah pencarian kebenaran. Namun, kebenaran mutlak dalam sains tidak dapat dipahami, dan dengan setiap langkah di sepanjang jalur pengetahuan, sains bergerak semakin dalam. Jadi, pada setiap tahap pengetahuan, para ilmuwan menetapkan kebenaran relatif, memahami bahwa pada tahap berikutnya akan dicapai pengetahuan yang lebih akurat, lebih sesuai dengan kenyataan. Dan ini adalah bukti lain bahwa proses kognisi itu objektif dan tidak ada habisnya.

Saat ini sudah menjadi mode untuk membicarakan hukum alam dan masyarakat. Sehubungan dengan alam, hal ini sebenarnya tidak benar. Alam tidak mengenal hukum. Kami menciptakannya, mencoba mensistematisasikan apa yang terjadi. Istilah “hukum alam” harus dipahami dalam arti bahwa fenomena alam dapat diulang dan oleh karena itu dapat diprediksi. Bagaimanapun, pengulangan fenomena alam memungkinkan ilmu pengetahuan merumuskan hukum-hukum yang biasa disebut hukum alam. Dalam studinya, umat manusia berpedoman pada beberapa prinsip yang sangat umum yang memfasilitasi proses mempelajari fenomena alam.

Salah satu prinsip ilmu alam yang paling umum adalah prinsip kausalitas, menyatakan bahwa satu fenomena alam menimbulkan fenomena alam lainnya, menjadi penyebabnya.

Adanya rantai hubungan sebab-akibat terkadang memungkinkan kita menarik kesimpulan yang bersifat umum. Dengan demikian, hanya mengandalkan kesinambungan rantai sebab dan akibat, dokter kapal Jerman Robert Mayer mampu merumuskan hukum kekekalan dan transformasi energi, yang merupakan hukum dasar ilmu pengetahuan alam modern.

Perlu diingat bahwa pertanyaan “mengapa” sebenarnya tidak sah. Kita tidak mengetahui dan tampaknya tidak akan pernah mengetahui penyebab akhir dari fenomena alam apa pun. Akan lebih tepat jika menanyakan “bagaimana”. Pola apa yang menggambarkan fenomena ini?

Ilmu pengetahuan dalam perkembangannya berupaya mengidentifikasi penyebab-penyebab fenomena alam yang semakin mendalam. Proses ini memberikan alasan bagi para teolog untuk berpendapat bahwa pada akhirnya proses ilmiah harus mengarah pada definisi penyebab akhir, yaitu Tuhan, dan pada titik ini sains dan agama akan menyatu.

Prinsip umum lainnya adalah Prinsip penyembuhan Dan. Namanya diambil dari nama Pierre Curie yang, bersama istrinya Maria Sklodowska Curie, menemukan unsur kimia radium. Selain itu, Pierre Curie membuat cukup banyak penemuan ilmiah selama hidupnya yang singkat. Rupanya yang paling penting adalah prinsip Curie.

Bayangkan suatu kualitas A. Misalnya, muatan listrik atau, katakanlah, warna rambut merah, atau kualitas lainnya. Kecil kemungkinannya bahwa hal itu akan terdistribusi secara merata di ruang angkasa. Kemungkinan besar, akan ada gradien dalam ruang (gradien fungsi skalar adalah vektor yang diarahkan ke arah kenaikan tercepat fungsi ini. Besarnya gradien sama dengan turunan fungsi ini, diambil dalam arah peningkatan tercepatnya) dengan kualitas ini.

Prinsip Curie menyatakan bahwa jika ada gradien kualitas A tertentu, maka pasti akan terjadi perpindahan kualitas tersebut menuju defisiensinya, dan aliran kualitas A, yaitu kuantitasnya yang ditransfer melalui suatu satuan luas per satuan waktu, sebanding dengan besarnya gradien ini.

Bayangkan sebaran spasial suatu komoditas bernama daun salam di negara kita. Maksimumnya, tentu saja, terjadi di zona subtropis Kaukasus, dan minimumnya, yang cukup alami, terjadi di wilayah Far North. Ada gradasi daun salam. Menurut prinsip Curie, adanya gradien seperti itu akan menyebabkan perpindahan daun salam dari wilayah Kaukasus ke Utara.

Ada banyak sekali hukum empiris dari bidang kinetika fisika dan kimia mulai dari hukum Ohm hingga persamaan difusi klasik, yang merupakan konsekuensi dari prinsip Curie. Menurut saya, para ekonom harus menaruh perhatian besar pada prinsip ini. Pemahaman yang jelas tentang hal itu akan membantu Anda menghindari banyak kesalahan.

Hal yang telah disebutkan sebelumnya sangat produktif secara ilmiah prinsip dualitas (saling melengkapi). Hal ini didasarkan pada sifat ganda pengetahuan. Anda mungkin telah memperhatikan adanya konsep-konsep berpasangan yang bersama-sama mendefinisikan aspek-aspek yang saling eksklusif dari keseluruhan. Mengisolasi bagian-bagian tersebut merupakan bagian penting dari proses kognisi.

Saat menjelaskan apa pun, kami menggunakan abstraksi- menyoroti aspek-aspek yang sedang dipelajari yang penting dalam hal ini. Aspek-aspek yang tidak penting biasanya dihilangkan dari pertimbangan. Selanjutnya, jika abstraksi yang dipilih ternyata membuahkan hasil, maka ia menggantikan gagasan awal dari fenomena yang diteliti. Dalam hal ini, aspek-aspek yang diabaikan dari fenomena tersebut dihilangkan dari pertimbangan, meskipun aspek-aspek tersebut sangat signifikan.

Prinsip dualitas

Prinsip dualitas menginstruksikan kita untuk secara bersamaan mempertimbangkan dua aspek yang saling eksklusif ketika menjelaskan sesuatu. Tergantung pada keadaannya, salah satunya mungkin lebih signifikan. Dalam keadaan lain, hal lain akan lebih penting. Jika, ketika mencoba memecahkan suatu masalah, Anda menemui kesulitan yang tidak dapat diatasi, cobalah pendekatan yang didasarkan pada ide-ide alternatif. Besar kemungkinannya akan berhasil.

Siapa di antara Anda yang tahu apa itu cahaya? Di sekolah mereka menjelaskan kepadamu bahwa ini adalah gelombang elektromagnetik. Ide ini diterima dalam paradigma klasik dan, secara umum, menggambarkan sifat cahaya dengan cukup baik. Namun seperti yang Anda ketahui, cahaya terdiri dari partikel individu yang disebut foton. Tanpa gagasan ini mustahil menjelaskan efek fotolistrik, efek Compton, dan banyak lagi. Jadi apakah cahaya itu - apakah itu gelombang atau aliran partikel? Saat mempelajari sifat-sifat cahaya, kedua abstraksi tersebut dapat diterima. Menurut prinsip dualitas, kesalahan dalam uraian dapat dihindari dengan melakukan kedua uraian tersebut secara paralel.

Prinsip superposisi

Prinsip superposisi menyatakan bahwa akibat suatu pengaruh pada sistem materi Kedua faktor tersebut dapat disajikan dalam bentuk superposisi (overlay) pengaruh masing-masing faktor tersebut, yang bertindak secara independen satu sama lain. Prinsip ini secara implisit mengasumsikan bahwa ketika ditumpangkan, faktor-faktor tersebut tidak saling mengganggu. Prinsip ini memiliki tingkat keumuman yang lebih rendah dibandingkan prinsip Curie. Namun, dalam banyak kasus ternyata sangat berguna.

Prinsip simetri

Prinsip simetri didasarkan pada gagasan orisinal tentang homogenitas dan isotropi ruang. Mengasumsikan invarian proses alami terhadap transformasi simetri. Berdasarkan prinsip simetri, Emmy Noether menunjukkan bahwa hukum fisika dasar kekekalan energi dan momentum (momentum) merupakan konsekuensi dari homogenitas dan isotropi ruang.

Prinsip simetri menggunakan gagasan intuitif tentang persamaan sempurna antara kanan dan kiri. Orientasi alam yang “kiri” seharusnya tampak lebih mengejutkan bagi Anda. Anda mungkin tahu bahwa molekul-molekul dari banyak senyawa alami dipelintir seperti pegas. Misalnya gula atau kolesterol yang masuk ke dalam tubuh Anda memiliki struktur yang sedemikian bengkok. Banyak enzim yang berasal dari tumbuhan dan hewan memiliki struktur heliks. Jika senyawa tersebut diperoleh melalui sintesis kimia, maka, sesuai sepenuhnya dengan prinsip simetri, jumlah molekul yang dipilin dalam spiral kanan dan kiri kira-kira sama. Jadi, semua kehidupan di planet kita terdiri dari molekul-molekul yang dipelintir dalam spiral ke kiri. Perlu diketahui bahwa hati Anda bergeser ke kiri dan bukan ke kanan. Mengapa demikian, ilmu pengetahuan belum mengetahuinya. Untuk saat ini, mari kita perhatikan bahwa prinsip simetri, betapapun jelasnya kelihatannya, sangatlah terbatas.

Yang lebih terbatas lagi, meski tidak kalah bermanfaatnya, adalah prinsip kesamaan. Menurut prinsip ini, setelah transformasi tertentu, persamaan yang menggambarkan sistem serupa menjadi sama.

Mari kita ambil contoh, apa yang disebut fluktuasi kecil. Ternyata setelah beberapa transformasi matematis, osilasi beban yang digantung pada seutas benang dan arus listrik dalam rangkaian osilasi dapat dijelaskan dengan persamaan yang sama. Sayangnya, prinsip kesamaan tidak selalu bisa diterapkan. Namun, jika dalam proses kegiatan praktek Anda berhasil menemukan persamaan antara kelompok fenomena tertentu, anggaplah kesuksesan dijamin bagi Anda.

Prinsip relativitas

Menurut prinsip relativitas, tidak ada gerak yang mutlak. Oleh karena itu, tidak ada ruang yang mutlak, waktu yang mutlak, dan sebagainya. Prinsip ini mengandung arti bahwa jalannya proses alam tidak bergantung pada sudut pandang pengamat yang menggambarkannya. Hal itu dikemukakan oleh Albert Einstein sebagai salah satu landasan teori relativitas khusus. Dibantah oleh banyak ilmuwan. Saat ini, ia telah dengan kuat memasuki inti paradigma ilmiah modern.

Konsekuensi langsung dari prinsip relativitas adalah prinsip kekekalan hukum alam terhadap transformasi kerangka acuan di mana hukum tersebut dirumuskan. Prinsip invarian menyatakan bahwa bentuk persamaan dasar yang menggambarkan fenomena alam tidak bergantung pada transformasi koordinat dan waktu yang termasuk dalam persamaan tersebut.

Kursus lengkap disiplin ini disajikan dalam bentuk yang ringkas dan mudah diakses, menyoroti konsep-konsep modern yang paling penting dari ilmu-ilmu alam mati dan alam hidup. Merupakan versi yang diperluas dan direvisi alat bantu mengajar, direkomendasikan oleh Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia untuk mempelajari kursus “Konsep ilmu pengetahuan alam modern”. Untuk mahasiswa sarjana dan pascasarjana, mahasiswa pascasarjana dan guru humaniora, untuk guru sekolah menengah, kamar bacaan dan perguruan tinggi, serta untuk berbagai pembaca yang tertarik pada berbagai aspek ilmu pengetahuan alam.

* * *

Fragmen pengantar buku ini Konsep ilmu pengetahuan alam modern (A.P. Sadokhin) disediakan oleh mitra buku kami - perusahaan liter.

Bab 3. Ilmu Pengetahuan Alam: pokok bahasannya, struktur dan sejarah pembentukannya

3.1. Subyek dan struktur ilmu pengetahuan alam

Keinginan seseorang untuk memahami dunia di sekitarnya diungkapkan dalam berbagai bentuk, metode dan arahannya kegiatan penelitian. Masing-masing bagian utama dunia objektif - alam, masyarakat, dan manusia - dipelajari oleh ilmu-ilmu yang terpisah. Tubuh pengetahuan ilmiah tentang alam dibentuk oleh ilmu pengetahuan alam. Secara etimologis, kata “ilmu alam” berasal dari gabungan dua kata: “alam” - alam dan “pengetahuan” - pengetahuan tentang alam.

DI DALAM penggunaan modern Yang dimaksud dengan “ilmu pengetahuan alam” secara umum biasanya mengacu pada sekumpulan ilmu-ilmu tentang alam, yang pokok bahasan penelitiannya adalah berbagai fenomena dan proses alam, serta pola-pola evolusinya. Selain itu, ilmu pengetahuan alam merupakan ilmu tersendiri yang berdiri sendiri tentang alam secara keseluruhan. Dengan demikian, hal ini memungkinkan kita untuk mempelajari objek apa pun di dunia sekitar kita lebih dalam daripada yang dapat dilakukan oleh satu objek pun. ilmu pengetahuan Alam. Oleh karena itu, ilmu pengetahuan alam, bersama dengan ilmu-ilmu masyarakat dan pemikiran, merupakan bagian terpenting dari pengetahuan manusia. Ini mencakup kegiatan memperoleh pengetahuan dan hasil-hasilnya, yaitu suatu sistem pengetahuan ilmiah tentang proses dan fenomena alam.

Konsep “ilmu alam” muncul pada zaman modern di Eropa Barat dan kemudian berarti seluruh rangkaian ilmu pengetahuan tentang alam. Akar gagasan ini bahkan lebih dalam lagi, dimulai pada zaman Yunani Kuno pada masa Aristoteles, yang merupakan orang pertama yang mensistematisasikan pengetahuan yang ada tentang alam dalam bukunya “Fisika”. Saat ini ada dua pandangan yang dianut secara luas mengenai subjek ilmu pengetahuan alam. Yang pertama menyatakan bahwa ilmu pengetahuan alam adalah ilmu tentang alam sebagai satu kesatuan, yang kedua adalah keseluruhan ilmu-ilmu tentang alam, yang dianggap sebagai satu kesatuan. Sekilas, definisi ini berbeda. Faktanya, perbedaannya tidak terlalu besar, karena totalitas ilmu-ilmu alam tidak hanya berarti penjumlahan dari ilmu-ilmu yang berbeda, tetapi satu kompleks ilmu-ilmu alam yang saling berkaitan erat dan saling melengkapi.

Sebagai ilmu yang berdiri sendiri, ilmu pengetahuan alam mempunyai subjek penelitian tersendiri, berbeda dengan subjek ilmu alam khusus (pribadi). Kekhususannya adalah mengkaji fenomena alam yang sama dari sudut pandang beberapa ilmu sekaligus, mengidentifikasi pola dan kecenderungan yang paling umum, mempertimbangkan alam “dari atas”. Ini adalah satu-satunya cara untuk membayangkan alam sebagai satu sistem integral, untuk mengidentifikasi fondasi di mana seluruh keanekaragaman objek dan fenomena dunia sekitarnya dibangun. Hasil penelitian tersebut adalah rumusan hukum-hukum dasar yang menghubungkan dunia mikro, makro dan mega, Bumi dan Luar Angkasa, fisik dan fenomena kimia dengan kehidupan dan kecerdasan di Alam Semesta.

Ketika mempertimbangkan pertanyaan tentang struktur ilmu pengetahuan, kami mencatat bahwa ini adalah sistem pengetahuan yang kompleks dan bercabang. Ilmu pengetahuan alam adalah suatu sistem yang sama kompleksnya, yang seluruh bagiannya berada dalam hubungan subordinasi hierarkis. Artinya, sistem ilmu-ilmu alam dapat direpresentasikan sebagai semacam tangga yang setiap langkahnya merupakan penopang bagi ilmu-ilmu yang mengikutinya dan pada gilirannya didasarkan pada data-data ilmu-ilmu sebelumnya.

Landasan semua ilmu pengetahuan alam, tidak diragukan lagi, adalah fisika, yang pokok bahasannya adalah benda, geraknya, transformasinya, dan bentuk manifestasinya pada berbagai tingkatan. Tidak mungkin mempelajari ilmu pengetahuan alam apa pun tanpa mengetahui fisika. Fisika di dalam menonjol jumlah yang besar subbagian berbeda dalam pokok bahasan dan metode penelitian tertentu. Yang paling penting di antara mereka adalah mekanika - studi tentang keseimbangan dan pergerakan benda (atau bagian-bagiannya) dalam ruang dan waktu. Gerak mekanis adalah bentuk gerak materi yang paling sederhana dan sekaligus paling umum. Mekanika secara historis menjadi ilmu fisika pertama dan untuk waktu yang lama menjadi model bagi semua ilmu alam. Cabang ilmu mekanika adalah statika, yang mempelajari kondisi keseimbangan benda; kinematika, yang berhubungan dengan gerak benda dengan titik geometris penglihatan; dinamika, yang mempertimbangkan pergerakan benda di bawah pengaruh gaya yang diterapkan. Mekanika adalah ilmu fisika makrokosmos yang berasal dari zaman modern. Hal ini didasarkan pada mekanika statistik (teori kinetik molekuler), yang mempelajari pergerakan molekul cairan dan gas. Kemudian muncul fisika atom dan fisika partikel.

Langkah selanjutnya dalam hierarki adalah kimia, yang mempelajari unsur-unsur kimia, sifat-sifatnya, transformasi dan senyawanya. Mudah untuk membuktikan bahwa ini didasarkan pada fisika. Bahkan dalam pelajaran kimia sekolah mereka berbicara tentang struktur unsur kimia, milik mereka cangkang elektronik; ini adalah contoh penggunaan pengetahuan fisika dalam kimia. Dalam kimia ada kimia anorganik dan organik, kimia bahan dan bagian lainnya.

Pada gilirannya, kimia menjadi dasar biologi - ilmu tentang makhluk hidup, mempelajari sel dan segala sesuatu yang berasal darinya. Pengetahuan biologi didasarkan pada pengetahuan tentang materi dan unsur kimia. Di antara ilmu biologi, botani harus ditonjolkan ( dunia sayur-sayuran), zoologi (dunia binatang). Anatomi, fisiologi dan embriologi mempelajari struktur, fungsi dan perkembangan tubuh, sitologi - sel hidup, histologi - sifat jaringan, paleontologi - sisa-sisa fosil kehidupan, genetika - masalah keturunan dan variabilitas.

Ilmu kebumian adalah langkah selanjutnya dalam struktur ilmu pengetahuan alam. Kelompok ini mencakup geologi, geografi, ekologi, dll. Semuanya mempertimbangkan struktur dan perkembangan planet kita, yang merupakan kombinasi kompleks antara faktor fisik, kimia dan fenomena biologis dan proses.

Piramida pengetahuan yang megah tentang alam dilengkapi dengan kosmologi, yang mempelajari Alam Semesta secara keseluruhan. Bagian dari pengetahuan ini adalah astronomi dan kosmogoni, yang mempelajari struktur dan asal usul planet, bintang, galaksi, dll. Pada tingkat ini, terjadi kembalinya fisika baru, yang memungkinkan kita berbicara tentang sifat ilmu pengetahuan alam yang bersifat siklus dan tertutup. yang jelas mencerminkan salah satu sifat terpenting dari ilmu pengetahuan alam itu sendiri.

Struktur ilmu pengetahuan alam tidak terbatas pada ilmu-ilmu tersebut di atas. Faktanya, dalam sains terdapat proses diferensiasi dan integrasi pengetahuan ilmiah yang sangat kompleks. Diferensiasi ilmu adalah pemilihan bidang penelitian yang lebih sempit dan khusus dalam suatu ilmu, mengubahnya menjadi ilmu yang mandiri. Jadi, dalam fisika, fisika keadaan padat dan fisika plasma dibedakan.

Integrasi ilmu pengetahuan adalah munculnya ilmu-ilmu baru di persimpangan ilmu-ilmu lama, manifestasi dari proses penyatuan pengetahuan ilmiah. Contoh ilmu jenis ini adalah kimia fisika, fisika kimia, biofisika, biokimia, geokimia, biogeokimia, astrobiologi, dll.

Dengan demikian, piramida ilmu pengetahuan alam yang telah kita bangun menjadi jauh lebih rumit, termasuk sejumlah besar elemen tambahan dan perantara.

3.2. Sejarah ilmu pengetahuan alam

Dalam sejarah perkembangan peradaban manusia, terbentuknya ilmu pengetahuan di bawah pengaruh berbagai faktor dan sebab telah mengalami perjalanan yang panjang. Oleh karena itu, ilmu pengetahuan alam, keberadaan bagian yang tidak terpisahkan sains, memiliki sejarah kompleks yang sama. Hal ini tidak dapat dipahami tanpa menelusuri sejarah perkembangan ilmu pengetahuan secara keseluruhan. Menurut para sejarawan ilmu pengetahuan, perkembangan ilmu pengetahuan alam melewati tiga tahap dan pada akhir abad kedua puluh. memasuki tahap keempat. Tahapan tersebut adalah filsafat alam Yunani kuno, ilmu alam abad pertengahan, ilmu alam klasik zaman Baru dan Modern, ilmu alam modern abad kedua puluh.

Perkembangan ilmu pengetahuan alam tunduk pada periodisasi ini. Pada tahap pertama, terjadi akumulasi informasi terapan tentang sifat dan cara penggunaan kekuatan dan organnya. Inilah yang disebut tahap alam-filosofis dalam perkembangan ilmu pengetahuan, yang mewakili perenungan langsung terhadap alam sebagai satu kesatuan yang tidak terbagi. Pada tahap ini, terdapat pemahaman yang benar terhadap gambaran umum tentang alam sambil mengabaikan hal-hal khusus, yang merupakan ciri khas semua filsafat alam Yunani.

Belakangan, proses pengumpulan pengetahuan dilengkapi dengan pemahaman teoritis tentang penyebab, metode dan ciri-ciri perubahan alam, dan konsep pertama tentang penjelasan rasional tentang proses alam muncul. Akibatnya, apa yang disebut tahap analitis dalam perkembangan ilmu pengetahuan telah dimulai, ketika alam dianalisis, benda-benda dan fenomena-fenomena individual diisolasi dan dipelajari, dan sebab-sebab individual dicari. Pendekatan ini khas untuk tahap awal pengembangan ilmu pengetahuan apa pun, dan dalam perkembangan sejarah sains – untuk Abad Pertengahan Akhir dan zaman Modern. Pada masa ini, metode dan teori disatukan menjadi ilmu alam sebagai ilmu alam yang integral, dan terjadi serangkaian revolusi ilmu pengetahuan yang secara radikal mengubah praktik pembangunan sosial.

Hasil perkembangan ilmu pengetahuan adalah tahap sintetik, ketika para ilmuwan menciptakan kembali gambaran holistik tentang dunia berdasarkan hal-hal khusus yang diketahui. Hal ini terjadi atas dasar penggabungan analisis dengan sintesis dan menyebabkan munculnya ilmu pengetahuan modern pada abad ke-20.

Awal mula ilmu pengetahuan. Filsafat alam Yunani kuno. Sains adalah fenomena sosial yang kompleks dan memiliki banyak segi yang tidak dapat muncul atau berkembang di luar masyarakat. Sains hanya muncul ketika kondisi obyektif khusus diciptakan untuk ini, yang memenuhi kriteria sains yang telah disebutkan sebelumnya. Pengetahuan Yunani kuno abad ke-6 hingga ke-4 sesuai dengan kondisi ini. SM e. Pada saat itu, ciri-ciri baru yang mendasar muncul dalam budaya Yunani kuno yang tidak ada di dalamnya Timur Kuno– pusat yang diakui sebagai pusat lahirnya peradaban manusia.

Munculnya bentuk-bentuk pengetahuan pertama kali terjadi pada peradaban Timur. Lebih dari 2 ribu tahun SM. e. di Mesir, Babilonia, India, Cina, terjalin hubungan antara pengetahuan teoretis dan keterampilan praktis. Hal ini terjadi di semua bidang aktivitas manusia, tetapi terutama dikaitkan dengan budaya pertanian (pengetahuan astronomi pertama berkontribusi pada prediksi cuaca, permulaan matematika memungkinkan pengukuran luas daratan, dll.).

Sejarawan sains mengasosiasikan kemunculan ilmu pengetahuan alam dengan ledakan ilmiah pada abad ke-6 hingga ke-4. SM e. di Yunani Kuno, yang menandai dimulainya periode pertama dalam sejarah ilmu pengetahuan alam - periode filsafat alam (dari lat. alami alam), yaitu filsafat alam sebagai suatu sistem pengetahuan tentang sebab-sebab alamiah dari gejala-gejala alam. Ia dibedakan dari pengetahuan praktis, yang pada masa itu disediakan oleh matematika, astronomi, dan ilmu sihir, dengan interpretasi spekulatif tentang alam berdasarkan posisi kesatuan fenomena alam dan keutuhannya.

Awal mula filsafat alam Yunani kuno mengacu pada upaya mencari elemen utama alam yang menjamin kesatuan dan keanekaragaman Dunia alami. Artinya filsafat alam dibedakan oleh keinginannya untuk menonjolkan satu unsur alam sebagai landasan segala sesuatu yang ada. Untuk pertama kalinya dalam sejarah, keinginan ini diungkapkan oleh filsuf aliran Milesian, Thales, yang menganggap air sebagai elemen utama seluruh dunia, karena tidak mungkin menemukan tubuh yang benar-benar kering di dunia.

Dalam ilmu pengetahuan kuno, Thales adalah astronom dan matematikawan pertama; ia berjasa menemukan rotasi tahunan Matahari dan menentukan waktu titik balik matahari dan ekuinoks. Thales berpendapat bahwa Bulan tidak bersinar dengan cahayanya sendiri, dan benda-benda langit melambangkan bumi yang terbakar. Thales membagi seluruh bola langit menjadi lima zona dan memperkenalkan kalender, menentukan panjang tahun sebanyak 365 hari dan membaginya menjadi 12 bulan yang terdiri dari 30 hari.

Program ilmiah pertama pada zaman Purbakala adalah program matematika yang diperkenalkan oleh Pythagoras dari Samos dan kemudian dikembangkan oleh Plato. Hal ini didasarkan, seperti halnya program kuno lainnya, pada gagasan bahwa dunia (Kosmos) adalah ekspresi teratur dari sejumlah esensi asli. Pythagoras menemukan esensi ini dalam angka dan menyajikannya sebagai prinsip dasar dunia. Rasio numerik dianggap olehnya sebagai dasar dari seluruh alam semesta, sumber keharmonisan Kosmos. Menurut Pythagoras dan murid-muridnya, dunia didasarkan pada hubungan kuantitatif realitas. Mereka memandang seluruh Alam Semesta sebagai keselarasan angka-angka dan hubungannya, dan mengaitkan sifat-sifat mistis dan khusus pada angka-angka tertentu. Pendekatan ini memungkinkan untuk melihat di balik dunia berbagai objek yang berbeda secara kualitatif, kesatuan kuantitatifnya. Selain itu, kaum Pythagoras adalah orang pertama yang mengemukakan gagasan tentang bentuk bumi yang bulat. Perwujudan paling mencolok dari program matematika adalah geometri Euclid, yang bukunya yang terkenal “Principia” muncul sekitar 300 SM. e.

Filsafat alam Yunani kuno mendapat perkembangan tertinggi dalam ajaran Aristoteles, yang menyatukan dan mensistematisasikan semua pengetahuan kontemporer tentang dunia di sekitarnya. Ini menjadi dasar program kontinum ilmu pengetahuan kuno yang ketiga. Risalah utama yang membentuk ajaran Aristoteles tentang alam adalah “Fisika”, “Di Langit”, “Meteorologi”, “Tentang Asal Usul Hewan”, dll. Dalam risalah ini, masalah-masalah ilmiah yang paling penting diajukan dan dibahas, yaitu kemudian menjadi dasar munculnya ilmu-ilmu individual. Aristoteles memberikan perhatian khusus pada masalah gerak benda fisik, meletakkan dasar bagi studi tentang gerak mekanis dan pembentukan konsep mekanika (kecepatan, gaya, dll). Benar, gagasan Aristoteles tentang gerak sangat berbeda dengan gagasan modern. Ia percaya bahwa ada gerak melingkar sempurna benda langit dan gerak tidak sempurna benda bumi. Jika gerakan langit bersifat abadi dan tidak dapat diubah, tidak memiliki awal dan akhir, maka gerakan duniawi memilikinya dan terbagi menjadi alami dan kekerasan. Menurut Aristoteles, setiap tubuh memiliki tempat yang ditentukan secara alami, yang ingin ditempati oleh tubuh tersebut. Pergerakan benda ke tempatnya merupakan gerak alamiah, terjadi dengan sendirinya, tanpa adanya tenaga. Contohnya adalah jatuhnya benda berat ke bawah, gerakan api ke atas. Semua gerakan lain di Bumi memerlukan penerapan kekuatan, diarahkan melawan sifat tubuh dan bersifat kekerasan. Aristoteles membuktikan keabadian gerak, tetapi tidak mengakui kemungkinan gerak materi; segala sesuatu yang bergerak digerakkan oleh benda lain. Sumber utama pergerakan di dunia adalah penggerak utama – Tuhan. Seperti model Kosmos, gagasan-gagasan ini, berkat otoritas Aristoteles yang tak terbantahkan, begitu mengakar di benak para pemikir Eropa sehingga baru terbantahkan di zaman modern, setelah ditemukannya gagasan inersia oleh G. Galileo. .

Kosmologi Aristoteles bersifat geosentris, karena didasarkan pada gagasan bahwa pusat dunia adalah planet Bumi kita, yang berbentuk bola dan dikelilingi oleh air, udara, dan api, di belakangnya terdapat bola-bola benda langit besar. berputar mengelilingi bumi bersama dengan benda-benda kecil lainnya.

Pencapaian Aristoteles yang tak terbantahkan adalah penciptaan logika formal, yang dituangkan dalam risalahnya "Organon" dan menempatkan sains di atas landasan pemikiran logis yang kokoh dengan menggunakan peralatan konseptual yang teratur. Ia juga memiliki pernyataan tentang tata cara penelitian ilmiah, yang meliputi mempelajari sejarah suatu permasalahan, mengajukan permasalahan, mengajukan argumen yang mendukung dan menentang, serta membenarkan keputusan yang diambil. Setelah karya-karya Aristoteles, ilmu pengetahuan akhirnya dipisahkan dari metafisika (filsafat), dan terjadilah diferensiasi ilmu pengetahuan itu sendiri. Ini menyoroti matematika, fisika, geografi, dasar-dasar biologi dan ilmu kedokteran.

Sebagai penutup cerita tentang ilmu pengetahuan kuno, tidak ada salahnya untuk menyebutkan karya-karya ilmuwan terkemuka lainnya pada masa ini. Astronomi berkembang secara aktif, yang perlu menyelaraskan pergerakan planet-planet yang diamati (mereka bergerak sepanjang lintasan yang kompleks, membuat gerakan berosilasi, seperti lingkaran) dengan pergerakan yang diharapkan dalam orbit melingkar, seperti yang disyaratkan oleh model geosentris dunia. Solusi untuk masalah ini adalah sistem epicycles dan deferents dari astronom Aleksandria Q. Ptolemy (abad ke-1 hingga ke-2 M). Untuk menyelamatkan model geosentris dunia, ia berasumsi bahwa terdapat lingkaran di sekeliling Bumi yang diam dengan pusat yang diimbangi relatif terhadap pusat Bumi. Sepanjang lingkaran ini, yang disebut deferent, pusat lingkaran kecil yang disebut epicycle bergerak.

Mustahil untuk tidak menyebutkan ilmuwan kuno lainnya yang meletakkan dasar fisika matematika. Inilah Archimedes, yang hidup pada abad ke-3. SM e. Karyanya di bidang fisika dan mekanika merupakan pengecualian aturan umum ilmu pengetahuan kuno, karena ia menggunakan ilmunya untuk membangun berbagai mesin dan mekanisme. Namun demikian, hal utama baginya, seperti bagi ilmuwan kuno lainnya, adalah sains itu sendiri, dan mekanika menjadi sarana penting untuk memecahkan masalah matematika. Meskipun bagi Archimedes teknologi hanyalah permainan pikiran (sikap terhadap teknologi dan mesin sebagai mainan adalah ciri khas semua ilmu pengetahuan Helenistik), karya ilmuwan memainkan peran mendasar dalam munculnya cabang-cabang fisika seperti statika dan hidrostatika. Dalam statika, Archimedes memperkenalkan konsep pusat gravitasi benda dan merumuskan hukum leverage. Dalam hidrostatika, ia menemukan hukum yang menyandang namanya: benda yang dicelupkan ke dalam zat cair dikenai gaya apung yang sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Seperti dapat dilihat dari daftar gagasan dan tren filsafat alam yang diberikan dan masih jauh dari lengkap, pada tahap ini banyak teori dan cabang ilmu alam modern diletakkan. Yang tidak kalah pentingnya adalah pembentukan gaya berpikir ilmiah pada periode ini, yang meliputi keinginan untuk berinovasi, kritik, keinginan untuk keteraturan dan sikap skeptis terhadap kebenaran yang diterima secara umum, pencarian hal-hal universal yang memberikan pemahaman rasional tentang keseluruhan. dunia sekitarnya.

Kemunduran kebudayaan Yunani kuno praktis menghentikan perkembangan filsafat alam, namun gagasannya tetap eksis dalam waktu yang cukup lama. Filsafat alam akhirnya kehilangan signifikansinya hanya pada abad ke-19, ketika filsafat tidak lagi menggantikan ilmu-ilmu yang hilang, ketika ilmu pengetahuan alam mencapai level tinggi perkembangannya, sejumlah besar materi faktual dikumpulkan dan disistematisasikan, yaitu ketika penyebab sebenarnya dari banyak fenomena alam terungkap dan hubungan nyata di antara mereka terungkap.

Perkembangan ilmu pengetahuan pada Abad Pertengahan. Perkembangan ilmu pengetahuan alam pada Abad Pertengahan dikaitkan dengan berdirinya dua agama dunia: Kristen dan Islam, yang menyatakan pengetahuan mutlak tentang alam. Agama-agama tersebut menjelaskan asal usul alam dalam bentuk kreasionisme, yaitu doktrin penciptaan alam oleh Tuhan. Semua upaya lain untuk menjelaskan dunia dan alam dari diri mereka sendiri, tanpa asumsi kekuatan ilahi supernatural, dikutuk dan ditekan tanpa ampun. Banyak pencapaian ilmu pengetahuan kuno yang terlupakan.

Berbeda dengan Zaman Kuno, ilmu pengetahuan abad pertengahan tidak mengusulkan program fundamental baru. Pada saat yang sama, ia tidak terbatas pada asimilasi pasif atas pencapaian ilmu pengetahuan kuno. Kontribusi ilmu pengetahuan abad pertengahan terhadap perkembangan ilmu pengetahuan adalah dengan diusulkannya sejumlah penafsiran dan klarifikasi baru terhadap ilmu pengetahuan kuno, sejumlah konsep dan metode penelitian baru yang menghancurkan program ilmu pengetahuan kuno, membuka jalan bagi mekanisme zaman modern.

Dari sudut pandang pandangan dunia Kristen, manusia dianggap diciptakan menurut gambar dan rupa Allah, ia adalah penguasa dunia duniawi. Beginilah cara sebuah gagasan yang sangat penting menembus ke dalam kesadaran seseorang, yang tidak pernah muncul dan tidak dapat muncul di Zaman Kuno: karena seseorang adalah penguasa dunia ini, maka ia berhak untuk mengubah dunia ini sesuai kebutuhannya. Pendekatan baru yang aktif terhadap alam juga dikaitkan dengan perubahan sikap terhadap pekerjaan, yang menjadi tanggung jawab setiap umat Kristiani; Lambat laun, kerja fisik mulai semakin dihormati di masyarakat abad pertengahan. Pada saat yang sama, muncul keinginan untuk mempermudah pekerjaan ini, sehingga memunculkan sikap baru terhadap teknologi. Penemuan mesin dan mekanisme tidak lagi menyenangkan, seperti di Zaman Kuno, dan menjadi hal yang berguna dan dihormati.

Jadi, pandangan dunia Kristenlah yang menaburkan benih-benih sikap baru terhadap alam. Sikap ini memungkinkan kita untuk menjauh dari sikap kontemplatif terhadapnya dan beralih ke ilmu eksperimental Zaman Baru, yang menetapkan tujuan transformasi praktis dunia demi kepentingan manusia.

Di kedalaman budaya abad pertengahan, bidang pengetahuan khusus seperti astrologi, alkimia, iatrokimia, dan sihir alam berhasil dikembangkan. Ilmu-ilmu tersebut sering disebut ilmu hermetis (rahasia). Mereka mewakili penghubung antara keahlian teknis dan filsafat alam, yang mengandung benih ilmu eksperimental masa depan karena mereka orientasi praktis. Misalnya, selama satu milenium, para alkemis telah mencoba menggunakannya reaksi kimia mendapatkan Batu Bertuah, yang membantu mengubah zat apa pun menjadi emas, menyiapkan ramuan umur panjang. Produk sampingan dari pencarian dan penelitian ini adalah teknologi untuk memproduksi cat, kaca, obat-obatan, berbagai bahan kimia, dll. Dengan demikian, penelitian alkimia, yang secara teoritis tidak dapat dipertahankan, membuka jalan bagi munculnya ilmu pengetahuan modern.

Yang sangat penting bagi perkembangan ilmu pengetahuan klasik di zaman modern adalah gagasan-gagasan baru tentang dunia, yang menyangkal beberapa ketentuan gambaran ilmiah kuno tentang dunia. Mereka membentuk dasar penjelasan mekanistik dunia. Tanpa gagasan seperti itu, ilmu pengetahuan alam klasik tidak akan muncul. Beginilah konsep kekosongan, ruang tak terhingga dan gerak lurus, konsep “kecepatan rata-rata”, “ gerak dipercepat beraturan", konsep akselerasi semakin matang. Tentu saja, konsep-konsep ini belum dapat dirumuskan dengan jelas dan disadari, tetapi tanpa konsep-konsep tersebut fisika Zaman Baru tidak akan muncul.

Pemahaman baru tentang mekanika, yang pada zaman dahulu merupakan ilmu terapan, juga ditetapkan. Jaman dahulu dan Abad Pertengahan Awal memandang semua instrumen buatan manusia sebagai buatan, asing bagi alam. Oleh karena itu, mereka tidak ada hubungannya dengan pengetahuan dunia, karena prinsip “yang serupa diketahui dengan yang serupa” berlaku. Itulah sebabnya hanya pikiran manusia, karena prinsip kemiripan manusia dengan Kosmos (kesatuan mikro dan makro Kosmos), yang dapat mengetahui dunia. Belakangan, alat-alat mulai dianggap sebagai bagian dari alam, hanya diproses oleh manusia, dan karena identitasnya, alat-alat tersebut dapat digunakan untuk memahami dunia. Kemungkinan menggunakan metode eksperimental kognisi terbuka.

Inovasi lainnya adalah penolakan terhadap gagasan kuno tentang model kesempurnaan - lingkaran. Model ini digantikan oleh model garis tak hingga, yang berkontribusi pada pembentukan gagasan tentang ketidakterbatasan Alam Semesta, dan juga membentuk dasar kalkulus besaran yang sangat kecil, yang tanpanya kalkulus diferensial dan integral tidak mungkin dilakukan. Semua matematika modern, dan karenanya semua ilmu pengetahuan klasik, dibangun di atas dasar ini.

Mempertimbangkan pertanyaan tentang pencapaian ilmu pengetahuan abad pertengahan, perlu dicatat Leonardo da Vinci, yang mengembangkan metodenya dalam memahami alam. Dia yakin bahwa pengetahuan berasal dari pengalaman pribadi dan hasil yang konkrit untuk generalisasi ilmiah. Menurutnya, pengalaman bukan hanya sekedar sumber, tetapi juga kriteria pengetahuan. Sebagai penganut metode penelitian eksperimental, ia mempelajari jatuhnya benda, lintasan proyektil, koefisien gesekan, ketahanan bahan, dll. Dalam perjalanan penelitiannya, da Vinci meletakkan dasar bagi ilmu alam eksperimental. Misalnya, saat mempelajari anatomi praktis, ia meninggalkan sketsa organ dalam manusia disertai penjelasan fungsinya. Dari hasil pengamatan selama bertahun-tahun, ia mengungkap fenomena heliotropisme (perubahan arah pertumbuhan organ tumbuhan tergantung sumber cahaya) dan menjelaskan penyebab munculnya urat pada daun. Leonardo da Vinci dianggap sebagai peneliti pertama yang mengidentifikasi masalah hubungan antara makhluk hidup dan lingkungan alamnya.

3.3. Revolusi ilmiah global pada abad 16-17.

Pada abad 16-17, pengetahuan filosofis dan skolastik alam tentang alam berubah menjadi ilmu pengetahuan alam modern - pengetahuan ilmiah sistematis berdasarkan eksperimen dan presentasi matematis. Selama periode ini, pandangan dunia baru terbentuk di Eropa dan panggung baru dalam perkembangan ilmu pengetahuan, terkait dengan revolusi ilmu pengetahuan alam global yang pertama. Titik awalnya adalah penerbitan buku terkenal karya N. Copernicus “On Rotation bola langit", yang menandai transisi dari gagasan geosentris tentang dunia ke model heliosentris Alam Semesta. Dalam skema Copernicus, Alam Semesta masih berbentuk bola, meskipun ukurannya meningkat tajam (ini adalah satu-satunya cara untuk menjelaskan imobilitas bintang-bintang). Di pusat Kosmos terdapat Matahari, tempat semua planet yang dikenal pada masa itu berputar mengelilinginya, termasuk Bumi dan satelitnya, Bulan. Model dunia yang baru memperjelas banyak efek yang sebelumnya misterius, terutama pergerakan planet-planet yang seperti lingkaran, yang kini dijelaskan oleh pergerakan Bumi pada porosnya dan mengelilingi Matahari. Untuk pertama kalinya, pergantian musim dibenarkan.

Langkah selanjutnya dalam pengembangan gambaran heliosentris dunia diambil oleh D. Bruno. Ia menolak gagasan Ruang sebagai ruang tertutup, terbatas bintang tetap, dan untuk pertama kalinya menyatakan bahwa bintang bukanlah lampu yang diciptakan Tuhan untuk menerangi langit malam, melainkan matahari yang sama yang mengelilingi planet-planet dan tempat manusia dapat hidup. Oleh karena itu, D. Bruno mengajukan sketsa gambaran polisentris baru tentang alam semesta, yang akhirnya terbentuk satu abad kemudian: Alam semesta abadi dalam waktu, tak terbatas dalam ruang, banyak planet yang dihuni makhluk cerdas berputar mengelilingi bintang yang jumlahnya tak terhingga.

Namun, terlepas dari keagungan gambaran ini, Alam Semesta masih berupa sketsa, sebuah garis besar yang memerlukan pembenaran mendasar. Penting untuk menemukan hukum yang berlaku di dunia dan membuktikan kebenaran asumsi N. Copernicus dan D. Bruno; ini menjadi tugas terpenting dari revolusi ilmu pengetahuan global pertama, yang dimulai dengan penemuan G. Galileo. Karya-karyanya di bidang metodologi pengetahuan ilmiah telah menentukan seluruh kemunculan sains klasik, dan dalam banyak hal, sains modern. Dia memberikan ilmu pengetahuan alam karakter eksperimental dan matematis dan merumuskan model pengetahuan ilmiah hipotetis-deduktif. Namun karya-karya G. Galileo di bidang astronomi dan fisika sangat penting bagi perkembangan ilmu pengetahuan alam.

Sejak zaman Aristoteles, para ilmuwan percaya bahwa ada perbedaan mendasar antara fenomena dan benda duniawi dan langit, karena langit adalah lokasi benda ideal yang terdiri dari eter. Oleh karena itu, diyakini bahwa ketika berada di Bumi, mustahil mempelajari benda langit; hal ini memperlambat perkembangan ilmu pengetahuan. Setelah spotting scope ditemukan pada tahun 1608, G. Galileo menyempurnakannya dan mengubahnya menjadi teleskop dengan perbesaran 30x. Dengan bantuannya, ia membuat sejumlah penemuan astronomi yang luar biasa. Diantaranya adalah gunung di Bulan, bintik di Matahari, fase Venus, dan empat satelit terbesar Jupiter. G. Galileo adalah orang pertama yang melihat bahwa Bima Sakti adalah gugusan bintang yang jumlahnya sangat banyak. Semua fakta ini membuktikan bahwa benda langit bukanlah makhluk halus, melainkan benda dan fenomena yang sepenuhnya material. Lagi pula, tidak mungkin ada gunung pada benda yang “ideal”, seperti di Bulan, atau bintik-bintik, seperti di Matahari.

Dengan bantuan penemuannya di bidang mekanika, G. Galileo menghancurkan konstruksi dogmatis fisika Aristotelian yang telah mendominasi selama hampir dua ribu tahun. Dia adalah orang pertama yang menguji banyak pernyataan Aristoteles secara eksperimental, dengan demikian meletakkan dasar bagi cabang baru fisika - dinamika, ilmu tentang pergerakan benda di bawah pengaruh gaya yang diterapkan. G. Galileo-lah yang merumuskan konsep hukum fisika, kecepatan, percepatan. Tetapi penemuan terbesar Gagasan tentang inersia dan prinsip relativitas klasik menjadi seorang ilmuwan.

Menurut prinsip relativitas klasik, tidak ada eksperimen mekanis yang dilakukan di dalam suatu sistem yang dapat menentukan apakah sistem tersebut diam atau bergerak beraturan dan lurus. Selain itu, prinsip relativitas klasik menyatakan antara diam dan seragam gerakan bujursangkar tidak ada perbedaan, keduanya dijelaskan dengan hukum yang sama. Kesetaraan gerak dan diam, yaitu persamaan sistem inersia (yang diam atau bergerak relatif satu sama lain secara beraturan dan lurus), ditegaskan oleh G. Galileo melalui penalaran dengan banyak contoh. Misalnya, seorang musafir yang berada di kabin kapal benar-benar percaya bahwa buku yang tergeletak di atas mejanya sedang diam. Namun orang yang berada di pantai melihat bahwa kapal tersebut sedang berlayar, dan mempunyai alasan kuat untuk menyatakan bahwa buku tersebut bergerak dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan kapal. Jadi apakah buku itu benar-benar bergerak atau diam? Pertanyaan ini jelas tidak bisa dijawab “ya” atau “tidak”. Perselisihan antara musafir dan orang di tepi pantai akan membuang-buang waktu jika masing-masing mempertahankan sudut pandangnya dan mengingkari sudut pandang pasangannya. Untuk menyelaraskan posisi mereka, mereka hanya perlu menyadari bahwa pada saat yang sama buku tersebut diam relatif terhadap kapal dan bergerak relatif terhadap pantai bersama dengan kapal.

Jadi, kata “relativitas” dalam nama prinsip G. Galileo tidak mempunyai arti lain selain dari apa yang kita masukkan ke dalam pernyataan: gerak atau diam selalu merupakan gerak atau diam relatif terhadap apa yang menjadi sistem referensi kita.

Penelitian R. Descartes di bidang fisika, kosmologi, biologi, dan matematika berperan besar dalam perkembangan ilmu pengetahuan. Ajaran R. Descartes mewakili kesatuan ilmu pengetahuan alam dan sistem filosofis, berdasarkan postulat tentang keberadaan materi kontinu yang mengisi seluruh ruang dan pergerakan mekanisnya. Ilmuwan menetapkan tugas untuk menjelaskan semua fenomena alam yang diketahui dan tidak diketahui, berdasarkan prinsip-prinsip yang ia tetapkan tentang struktur dunia dan gagasan tentang materi, hanya dengan menggunakan “kebenaran abadi” matematika. Dia menghidupkan kembali ide-ide atomisme kuno dan membangun gambaran megah tentang Alam Semesta, yang mencakup semua elemen alam: dari benda langit hingga fisiologi hewan dan manusia. Pada saat yang sama, R. Descartes membangun model alamnya hanya berdasarkan mekanika, yang pada saat itu mencapai kesuksesan terbesar. Gagasan tentang alam sebagai suatu mekanisme kompleks yang dikembangkan R. Descartes dalam ajarannya, kemudian terbentuk menjadi suatu arah tersendiri dalam perkembangan ilmu fisika yang disebut Cartesianisme. Ilmu pengetahuan alam Descartes (Cartesian) meletakkan dasar bagi pemahaman mekanis tentang alam, yang prosesnya dianggap sebagai pergerakan benda sepanjang lintasan yang dijelaskan secara geometris. Namun, pengajaran Cartesian tidaklah menyeluruh. Secara khusus, pergerakan planet-planet harus mematuhi hukum inersia, yaitu lurus dan seragam. Namun karena orbit planet-planet tetap berbentuk kurva tertutup dan tidak ada pergerakan seperti itu yang terjadi, menjadi jelas bahwa ada gaya yang menyimpang dari pergerakan planet-planet dari jalur lurusnya dan menyebabkan mereka terus-menerus “jatuh” ke arah Matahari. Mulai saat ini, masalah terpenting dalam kosmologi baru adalah memperjelas sifat dan karakter gaya ini.

Sifat gaya ini ditemukan oleh I. Newton, yang karyanya menyelesaikan revolusi ilmu pengetahuan alam global yang pertama. Ia membuktikan adanya gravitasi sebagai gaya universal, merumuskan hukum gravitasi universal.

Fisika Newton menjadi puncak perkembangan pandangan dalam memahami alam dalam sains klasik. Isaac Newton memperkuat pemahaman fisika dan matematika tentang alam, yang menjadi dasar bagi semua perkembangan ilmu alam selanjutnya dan pembentukan ilmu alam klasik. Selama penelitiannya, ilmuwan menciptakan metode kalkulus diferensial dan integral untuk memecahkan masalah mekanik. Berkat itu, ia mampu merumuskan hukum dasar dinamika dan hukum gravitasi universal. I. Mekanika Newton didasarkan pada konsep kuantitas materi (massa benda), momentum, gaya dan tiga hukum gerak: hukum inersia, hukum proporsionalitas gaya dan percepatan, hukum persamaan aksi dan reaksi.

Meskipun I. Newton menyatakan: “Saya tidak menciptakan hipotesis!”, namun ia mengajukan sejumlah hipotesis, dan hipotesis tersebut memainkan peran penting dalam pengembangan lebih lanjut ilmu pengetahuan alam. Hipotesis ini dikaitkan dengan perkembangan lebih lanjut dari gagasan gravitasi universal, yang masih cukup misterius dan tidak dapat dipahami. Secara khusus, penting untuk menjawab pertanyaan tentang bagaimana mekanisme kerja gaya ini, seberapa cepat gaya tersebut menyebar, dan apakah ia memiliki pembawa material.

Menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, I. Newton mengusulkan (yang tampaknya dikonfirmasi oleh fakta yang tak terhitung jumlahnya) prinsip jangka panjang – aksi sesaat benda-benda satu sama lain pada jarak berapa pun tanpa hubungan perantara apa pun, melalui kekosongan. Prinsip aksi jarak jauh tidak mungkin terjadi tanpa menggunakan konsep ruang absolut dan waktu absolut, yang juga dikemukakan oleh I. Newton.

Ruang absolut dipahami sebagai wadah materi dunia. Ini sebanding dengan kotak hitam besar di mana Anda dapat menempatkan tubuh material, tetapi Anda juga dapat menghapusnya - maka tidak akan ada materi, tetapi ruang akan tetap ada. Waktu absolut juga harus ada sebagai durasi universal, skala kosmik yang konstan untuk mengukur semua gerakan konkret yang tak terhitung jumlahnya, yang dapat mengalir secara mandiri tanpa partisipasi benda-benda material. Dalam ruang dan waktu yang absolut, gaya gravitasi langsung menyebar. Mustahil untuk merasakan ruang dan waktu absolut dalam pengalaman indrawi. Ruang, waktu dan materi dalam konsep ini merupakan tiga entitas yang independen satu sama lain.

Karya-karya I. Newton menyelesaikan revolusi ilmiah global pertama, membentuk gambaran ilmiah polisentris klasik tentang dunia dan meletakkan dasar bagi ilmu pengetahuan klasik Zaman Baru.

3.4. Sejarah alam klasik zaman modern

Wajar jika berdasarkan pencapaian-pencapaian yang telah dicatat, perkembangan lebih lanjut ilmu pengetahuan alam memperoleh skala dan kedalaman yang lebih besar. Terjadi proses diferensiasi ilmu pengetahuan yang terkait dengan kemajuan signifikan ilmu-ilmu yang sudah terbentuk dan munculnya ilmu-ilmu baru yang mandiri. Meskipun demikian, ilmu pengetahuan alam pada masa ini berkembang dalam kerangka ilmu pengetahuan klasik, yang memiliki ciri khas tersendiri yang meninggalkan jejak pada karya para ilmuwan dan hasil-hasilnya.

Ciri-ciri ilmu klasik yang paling penting adalah mekanistik – representasi dunia sebagai sebuah mesin, sebuah mekanisme raksasa, yang jelas berfungsi atas dasar yang abadi dan hukum yang tidak dapat diubah mekanika. Bukan suatu kebetulan bahwa model alam semesta yang paling umum adalah mekanisme jam yang sangat besar. Oleh karena itu, mekanika adalah standar ilmu pengetahuan apa pun yang mereka coba bangun berdasarkan modelnya. Itu juga dianggap sebagai metode universal untuk mempelajari fenomena di sekitarnya. Hal ini tercermin dalam keinginan untuk mereduksi segala proses di dunia (tidak hanya fisik dan kimia, tetapi juga biologis dan sosial) menjadi gerakan mekanis sederhana. Pengurangan dari yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, penjelasan yang kompleks melalui yang lebih sederhana disebut reduksionisme.

Konsekuensi dari mekanisme adalah dominasi metode kuantitatif dalam menganalisis alam, keinginan untuk menguraikan proses atau fenomena yang dipelajari menjadi komponen-komponen terkecilnya, mencapai batas akhir pembagian materi. Keacakan sepenuhnya dikecualikan dari gambaran dunia; para ilmuwan berjuang untuk mendapatkan pengetahuan yang lengkap dan lengkap tentang dunia - kebenaran mutlak.

Ciri lain dari ilmu klasik adalah metafisik – pertimbangan alam sebagai keseluruhan yang tidak berkembang, tidak berubah dari abad ke abad, selalu identik dengan dirinya sendiri. Setiap objek atau fenomena dipelajari secara terpisah dari yang lain, hubungannya dengan objek lain diabaikan, dan perubahan yang terjadi pada objek dan fenomena tersebut hanya bersifat kuantitatif. Maka timbullah sikap anti-evolusi yang kuat dalam ilmu pengetahuan klasik.

Sifat mekanistik dan metafisik ilmu pengetahuan klasik termanifestasi dengan jelas tidak hanya dalam fisika, tetapi juga dalam kimia dan biologi. Hal ini menyebabkan penolakan untuk mengakui kekhususan kualitatif kehidupan dan makhluk hidup. Mereka menjadi elemen yang sama di dunia “mekanis” seperti objek dan fenomena alam mati.

Ciri-ciri ilmu pengetahuan klasik ini paling jelas termanifestasi dalam ilmu-ilmu alam abad ke-18, yang melahirkan banyak teori yang hampir dilupakan oleh ilmu pengetahuan modern. Kecenderungan reduksionis terlihat jelas, keinginan untuk mereduksi seluruh cabang ilmu fisika, kimia dan biologi menjadi metode dan pendekatan mekanika. Dalam upaya mencapai batas akhir pembagian materi, para ilmuwan abad ke-18. menciptakan "doktrin yang tidak berbobot" - cairan listrik dan magnet, kalori, flogiston sebagai zat khusus yang memberi benda sifat listrik, magnet, termal, serta kemampuan untuk terbakar. Di antara pencapaian ilmu alam paling signifikan abad ke-18. Perlu diperhatikan perkembangan gagasan atom-molekul tentang struktur materi, pembentukan dasar-dasar ilmu eksperimental kelistrikan.

Penemuan revolusioner ilmu pengetahuan alam adalah prinsip geometri non-Euclidean oleh K. Gauss, konsep entropi dan hukum kedua termodinamika oleh R. Clausius, hukum periodik unsur kimia D.I. Mendeleev, teori seleksi alam C. Darwin dan A.R. teori Wallace pewarisan genetik G. Mendel, teori elektromagnetik D. Maxwell.

Ini dan banyak penemuan lain pada abad ke-19. mengangkat ilmu pengetahuan alam ke tingkat yang baru secara kualitatif, mengubahnya menjadi ilmu pengetahuan yang terorganisir secara disiplin. Dari ilmu yang mengumpulkan fakta dan mempelajari objek-objek individual secara utuh, utuh, berubah menjadi ilmu yang sistematisasi tentang objek dan proses, asal usul dan perkembangannya. Hal ini terjadi selama revolusi ilmiah yang kompleks pada pertengahan abad kesembilan belas. Namun semua penemuan ini tetap berada dalam kerangka pedoman metodologi ilmu pengetahuan klasik. Itu tidak menjadi masa lalu, tetapi hanya gagasan tentang dunia "mesin" yang disesuaikan; semua ketentuan tentang kemampuan dunia untuk diketahui dan kemungkinan memperoleh kebenaran absolut tetap tidak berubah. Ciri-ciri mekanistik dan metafisik ilmu pengetahuan klasik hanya terguncang, namun tidak dibuang. Karena itu, ilmu pengetahuan abad ke-19. membawa benih-benih krisis di masa depan, yang harus diselesaikan melalui revolusi ilmiah global kedua pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20.

3.5. Revolusi ilmiah global pada akhir abad XIX – awal abad XX.

Sejumlah penemuan luar biasa menghancurkan seluruh gambaran ilmiah klasik dunia. Pada tahun 1888, ilmuwan Jerman G. Hertz menemukan gelombang elektromagnetik, yang dengan cemerlang membenarkan prediksi D. Maxwell. Pada tahun 1895, V. Roentgen menemukan sinar, yang kemudian disebut sinar-x, yang memiliki panjang gelombang pendek radiasi elektromagnetik. Studi tentang sifat sinar misterius ini, yang mampu menembus benda kedap cahaya, mengarahkan D. Thompson pada penemuan partikel elementer pertama - elektron.

Untuk penemuan-penemuan besar di akhir abad ke-19. Karya-karya A.G. juga harus dimasukkan. Stoletov tentang studi efek fotolistrik, P.N. Lebedev tentang tekanan cahaya. Pada tahun 1901, M. Planck, mencoba memecahkan masalah teori klasik radiasi benda yang dipanaskan, mengemukakan bahwa energi dipancarkan dalam porsi kecil - kuanta, dan energi setiap kuantum sebanding dengan frekuensi radiasi yang dipancarkan. Koefisien proporsionalitas yang menghubungkan besaran-besaran ini sekarang disebut konstanta Planck ( H). Ini adalah salah satu dari sedikit konstanta fisik universal di dunia kita dan termasuk dalam semua persamaan fisika dunia mikro. Ditemukan juga bahwa massa elektron bergantung pada kecepatannya.

Semua penemuan ini benar-benar menjungkirbalikkan tatanan ilmu pengetahuan klasik hanya dalam beberapa tahun, yaitu pada awal tahun 1880-an. sepertinya hampir selesai. Semua gagasan sebelumnya tentang materi dan strukturnya, gerak serta sifat dan jenisnya, tentang bentuk hukum fisika, tentang ruang dan waktu telah terbantahkan. Hal ini menyebabkan krisis dalam fisika dan seluruh ilmu pengetahuan alam dan menjadi gejala krisis yang lebih dalam di semua ilmu pengetahuan klasik.

DI DALAM sisi yang lebih baik situasinya mulai berubah hanya pada tahun 1920-an. dengan dimulainya tahap kedua revolusi ilmiah. Hal ini terkait dengan penciptaan mekanika kuantum dan kombinasinya dengan teori relativitas, yang diciptakan pada tahun 1906–1916. Kemudian gambaran relativistik kuantum baru tentang dunia mulai terbentuk, yang menjelaskan penemuan-penemuan yang menyebabkan krisis dalam fisika.

Awal mula revolusi ilmu pengetahuan tahap ketiga adalah penguasaan energi atom pada tahun 1940-an. dan penelitian selanjutnya yang berhubungan dengan lahirnya komputer elektronik dan sibernetika. Juga selama periode ini, fisika menyerahkan tongkat estafet kepada kimia, biologi, dan siklus ilmu bumi, yang mulai menciptakan gambaran ilmiahnya sendiri tentang dunia. Sejak pertengahan abad ke-20, ilmu pengetahuan akhirnya menyatu dengan teknologi, sehingga melahirkan revolusi ilmu pengetahuan dan teknologi modern.

Perubahan konseptual utama dalam ilmu pengetahuan alam abad kedua puluh. Ada penolakan terhadap model Newton dalam memperoleh pengetahuan ilmiah melalui eksperimen hingga penjelasan. Einstein mengusulkan model berbeda untuk menjelaskan fenomena alam, di mana hipotesis dan penolakan akal sehat sebagai cara untuk menguji pernyataan menjadi yang utama, dan eksperimen menjadi yang kedua.

Perkembangan pendekatan Einstein menyebabkan penolakan terhadap kosmologi Newton dan membentuk gambaran baru tentang dunia di mana logika dan akal sehat tidak lagi berfungsi. Ternyata atom padat I. Newton hampir seluruhnya terisi kekosongan, sehingga materi dan energi saling bertransformasi. Ruang tiga dimensi dan waktu satu dimensi berubah menjadi kontinum ruang-waktu empat dimensi. Menurut gambaran dunia ini, planet-planet bergerak pada orbitnya bukan karena mereka tertarik ke Matahari oleh suatu gaya, tetapi karena ruang tempat mereka bergerak itu melengkung. Fenomena subatom secara bersamaan memanifestasikan dirinya sebagai partikel dan gelombang. Tidak mungkin menghitung lokasi suatu partikel dan mengukur percepatannya secara bersamaan. Prinsip ketidakpastian pada dasarnya melemahkan determinisme Newton. Konsep kausalitas telah dilanggar; zat, benda padat yang terpisah memberi jalan kepada hubungan formal dan proses dinamis.

Inilah ketentuan utama gambaran ilmiah relativistik kuantum modern tentang dunia, yang menjadi hasil utama revolusi ilmiah global kedua. Terkait dengannya adalah penciptaan ilmu pengetahuan modern (non-klasik), yang dalam segala parameternya berbeda dengan ilmu pengetahuan klasik.

3.6. Ciri-ciri utama sejarah alam dan ilmu pengetahuan modern

Sifat mekanistik dan metafisik ilmu pengetahuan klasik digantikan oleh prinsip-prinsip dialektis baru tentang hubungan dan perkembangan universal. Mekanika bukan lagi ilmu pengetahuan terkemuka dan metode universal untuk mempelajari fenomena lingkungan. Model klasik dunia - mekanisme "jarum jam" digantikan oleh model dunia - "pemikiran", yang studinya paling cocok dengan pendekatan sistem dan metode evolusionisme global. Landasan metafisik ilmu pengetahuan klasik, yang memandang setiap subjek secara terpisah, sebagai sesuatu yang istimewa dan lengkap, sudah ketinggalan zaman.

Sekarang dunia diakui sebagai seperangkat sistem multi-level dalam keadaan subordinasi hierarkis. Pada saat yang sama, pada setiap tingkat organisasi materi, hukumnya sendiri berlaku. Aktivitas analitis, yang merupakan aktivitas utama dalam ilmu klasik, memberi jalan kepada kecenderungan sintetik, pertimbangan sistematis dan holistik terhadap objek dan fenomena dunia objektif. Keyakinan akan adanya batas terbatas pada pembagian materi, keinginan untuk menemukan prinsip dasar material yang terbatas di dunia digantikan oleh keyakinan akan ketidakmungkinan mendasar untuk melakukan hal ini (tidak habisnya materi secara mendalam). Memperoleh kebenaran mutlak dianggap mustahil; kebenaran dianggap relatif, terdapat dalam banyak teori, yang masing-masing mempelajari bagian realitasnya sendiri.

Ciri-ciri ilmu pengetahuan modern ini diwujudkan dalam teori dan konsep baru yang muncul di semua bidang ilmu pengetahuan alam. Di antara pencapaian ilmiah penting abad ke-20. – teori relativitas, mekanika kuantum, fisika nuklir, teori interaksi fisik; kosmologi baru berdasarkan teori Big Bang; kimia evolusioner, keinginan untuk menguasai pengalaman alam yang hidup; penemuan banyak rahasia kehidupan dalam biologi, dll. Namun kemenangan sebenarnya dari ilmu pengetahuan non-klasik, tidak diragukan lagi, adalah sibernetika, yang mewujudkan gagasan pendekatan sistem, serta termodinamika sinergis dan nonequilibrium, berdasarkan metode global teori evolusi.

Sejak paruh kedua abad kedua puluh. peneliti mencatat masuknya ilmu pengetahuan alam ke dalam tahap perkembangan baru - pasca-non-klasik, yang dicirikan oleh sejumlah prinsip dasar dan bentuk organisasi. Prinsip-prinsip tersebut paling sering diidentifikasi sebagai evolusionisme, kosmisme, ekologisme, prinsip antropik, holisme dan humanisme. Prinsip-prinsip ini mengarahkan ilmu pengetahuan alam modern bukan pada pencarian kebenaran abstrak, melainkan pada kegunaannya bagi masyarakat dan setiap orang. Indikator utama dalam hal ini bukanlah kelayakan ekonomi, melainkan perbaikan lingkungan hidup masyarakat, pertumbuhan kesejahteraan material dan spiritual. Ilmu pengetahuan alam dengan demikian benar-benar menghadapkan manusia, mengatasi nihilisme abadi dalam kaitannya dengan kebutuhan mendesak manusia.

Ilmu pengetahuan alam modern memiliki orientasi interdisipliner yang dominan problematis, bukan orientasi disiplin ilmu sempit yang sebelumnya dominan dalam penelitian ilmu alam. Saat ini, ketika memecahkan masalah yang kompleks dan kompleks, pada dasarnya penting untuk menggunakan kombinasi ilmu-ilmu alam yang berbeda dalam kaitannya dengan setiap kasus penelitian tertentu. Dari sini, ciri ilmu pengetahuan pasca-non-klasik seperti semakin terintegrasinya ilmu-ilmu alam, teknik, dan manusia menjadi jelas. Secara historis, mereka berdiferensiasi, muncul dari satu landasan tertentu, berkembang secara mandiri dalam jangka waktu yang lama. Sudah menjadi ciri khasnya bahwa elemen utama dari pertumbuhan integrasi tersebut adalah humaniora.

Ketika menganalisis ciri-ciri ilmu pengetahuan alam modern, ciri mendasar seperti ketidakmungkinan eksperimen bebas dengan objek harus diperhatikan ( penelitian dasar). Eksperimen ilmu pengetahuan alam yang nyata ternyata berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan manusia. Kekuatan alam yang kuat yang ditimbulkan oleh ilmu pengetahuan dan teknologi modern, jika salah ditangani, dapat menyebabkan krisis dan bencana yang parah di tingkat lokal, regional, dan bahkan global.

Peneliti ilmiah mencatat bahwa ilmu pengetahuan alam modern secara organik semakin menyatu dengan produksi, teknologi, dan cara hidup manusia, menjadi faktor terpenting dalam kemajuan peradaban. Hal ini tidak lagi terbatas pada penelitian individu “kursi” ilmuwan, tetapi mencakup tim peneliti yang kompleks dari berbagai bidang ilmiah dalam orbitnya. Dalam proses kegiatan penelitian, perwakilan dari berbagai disiplin ilmu alam semakin menyadari fakta bahwa Alam Semesta merupakan suatu kesatuan yang sistemik dengan hukum perkembangan yang masih kurang dipahami, dengan paradoks global yang menghubungkan kehidupan setiap orang. dengan pola dan ritme kosmik. Hubungan universal antara proses dan fenomena di Alam Semesta memerlukan studi komprehensif yang sesuai dengan sifatnya, dan khususnya pemodelan global berdasarkan metode analisa sistem. Sesuai dengan tugas-tugas ini, metode dinamika sistem, sinergis, teori permainan, dan kontrol target program semakin banyak digunakan dalam ilmu pengetahuan alam modern, yang menjadi dasar pembuatan prakiraan perkembangan proses alam yang kompleks.

Ide-ide modern tentang evolusionisme global dan sinergis memungkinkan untuk menggambarkan perkembangan alam sebagai perubahan struktur yang berurutan yang lahir dari kekacauan, untuk sementara memperoleh stabilitas, tetapi kemudian cenderung menuju keadaan kacau. Selain itu, banyak sistem alam yang tampak kompleks, multifungsi, terbuka, non-ekuilibrium, yang perkembangannya sulit diprediksi. Dalam kondisi ini, analisis kemungkinan evolusi lebih lanjut menjadi kompleks benda-benda alam muncul sebagai sesuatu yang pada dasarnya tidak dapat diprediksi, terkait dengan banyak faktor acak yang dapat menjadi dasar bagi bentuk-bentuk evolusi baru.

Semua perubahan ini terjadi dalam kerangka revolusi ilmiah global berikutnya yang sedang berlangsung, yang kemungkinan besar akan berakhir pada pertengahan abad ke-21. Tentu saja sekarang sulit membayangkan penampakannya ilmu pengetahuan masa depan. Tentunya akan berbeda dengan ilmu pengetahuan klasik maupun modern (non klasik). Namun beberapa fiturnya yang tercantum di atas sudah terlihat.

Tabel 3.1. Ilmuwan ilmu alam paling signifikan: dari abad ke-6. SM e hingga abad ke-20.

Kelanjutan

Kelanjutan

Kelanjutan

Kelanjutan

MATA PELAJARAN DAN STRUKTUR ILMU PENGETAHUAN ALAM

Istilah “ilmu alam” berasal dari gabungan kata asal bahasa Latin “nature”, yaitu alam, dan “pengetahuan”. Jadi, penafsiran harafiahnya adalah pengetahuan tentang alam.

Ilmu pengetahuan Alam dalam pengertian modern - ilmu pengetahuan, yang merupakan kompleks ilmu-ilmu alam yang diambil dalam keterkaitannya. Pada saat yang sama, alam dipahami sebagai segala sesuatu yang ada, seluruh dunia dalam keanekaragaman bentuknya.

Ilmu Pengetahuan Alam - suatu kompleks ilmu tentang alam

Ilmu pengetahuan Alam dalam pengertian modern, itu adalah seperangkat ilmu-ilmu alam yang diambil dalam keterkaitannya.

Namun definisi ini tidak sepenuhnya mencerminkan hakikat ilmu pengetahuan alam, karena alam tampak sebagai satu kesatuan. Kesatuan ini tidak diungkapkan oleh ilmu pengetahuan tertentu, atau oleh keseluruhan ilmu pengetahuan tersebut. Banyak disiplin ilmu alam khusus yang isinya tidak menghabiskan semua yang kita maksud dengan alam: alam lebih dalam dan lebih kaya daripada semua teori yang ada.

Konsep " alam"ditafsirkan berbeda.

Dalam arti luas, alam berarti segala sesuatu yang ada, seluruh dunia dengan keanekaragaman bentuknya. Alam dalam pengertian ini setara dengan konsep materi dan Alam Semesta.

Penafsiran paling umum tentang konsep “alam” adalah sebagai totalitas kondisi alam bagi keberadaan masyarakat manusia. Penafsiran ini mencirikan tempat dan peran alam dalam sistem perubahan historis sikap manusia dan masyarakat terhadapnya.

Dalam arti sempit, alam dipahami sebagai objek ilmu pengetahuan, atau lebih tepatnya, objek total ilmu pengetahuan alam.

Ilmu pengetahuan alam modern sedang mengembangkan pendekatan baru untuk memahami alam secara keseluruhan. Hal ini terungkap dalam gagasan tentang perkembangan alam, tentang berbagai bentuk pergerakan materi dan berbeda-beda tingkat struktural organisasi alam, dalam memperluas pemahaman tentang jenis-jenis hubungan sebab akibat. Misalnya, dengan terciptanya teori relativitas, pandangan tentang organisasi spatio-temporal benda-benda alam telah berubah secara signifikan, perkembangan kosmologi modern memperkaya gagasan tentang arah proses alam, kemajuan ekologi telah membawa pada pemahaman tentang prinsip mendalam tentang keutuhan alam sebagai satu sistem

Saat ini ilmu pengetahuan alam mengacu pada ilmu alam eksakta, yaitu pengetahuan tentang alam yang didasarkan pada eksperimen ilmiah dan bercirikan bentuk teoritis dan desain matematis yang dikembangkan.

Untuk pengembangan ilmu-ilmu khusus diperlukan pengetahuan umum tentang alam dan pemahaman yang komprehensif tentang objek dan fenomenanya. Untuk memperoleh gagasan umum tersebut, masing-masing zaman sejarah mengembangkan gambaran ilmu pengetahuan alam yang sesuai tentang dunia.

Struktur ilmu pengetahuan alam modern

Ilmu pengetahuan alam modern adalah cabang ilmu pengetahuan yang didasarkan pada pengujian hipotesis empiris yang dapat direproduksi dan penciptaan teori atau generalisasi empiris yang menggambarkan fenomena alam.

Total objek ilmu pengetahuan alam- alam.

Mata kuliah ilmu pengetahuan alam– fakta dan fenomena alam yang dirasakan oleh indera kita secara langsung atau tidak langsung dengan menggunakan instrumen.

Tugas ilmuwan adalah mengidentifikasi fakta-fakta tersebut, menggeneralisasikannya, dan menciptakan model teoretis yang mencakup hukum-hukum yang mengatur fenomena alam. Misalnya, fenomena gravitasi adalah fakta konkrit yang diperoleh melalui pengalaman; Hukum gravitasi universal merupakan salah satu varian penjelasan fenomena ini. Pada saat yang sama, fakta dan generalisasi empiris, setelah ditetapkan, tetap mempertahankan makna aslinya. Hukum dapat diubah seiring kemajuan ilmu pengetahuan. Dengan demikian, hukum gravitasi universal dikoreksi setelah terciptanya teori relativitas.

Prinsip dasar ilmu pengetahuan alam adalah: pengetahuan tentang alam harus memungkinkantes empiris. Artinya kebenaran dalam sains adalah suatu pendirian yang ditegaskan oleh pengalaman yang dapat direproduksi. Dengan demikian, pengalaman adalah argumen yang menentukan penerimaan suatu teori tertentu.

Ilmu pengetahuan alam modern adalah ilmu-ilmu alam yang kompleks dan kompleks. Ini mencakup ilmu-ilmu seperti biologi, fisika, kimia, astronomi, geografi, ekologi, dll.

Ilmu-ilmu alam berbeda dalam pokok bahasannya. Misalnya, mata pelajaran biologi adalah makhluk hidup, kimia adalah zat dan transformasinya. Astronomi mempelajari benda-benda langit, geografi mempelajari cangkang khusus (geografis) bumi, ekologi mempelajari hubungan organisme satu sama lain dan dengan lingkungan.

Setiap ilmu pengetahuan alam itu sendiri merupakan suatu kompleks ilmu-ilmu yang muncul pada berbagai tahap perkembangan ilmu pengetahuan alam. Dengan demikian, biologi meliputi botani, zoologi, mikrobiologi, genetika, sitologi dan ilmu-ilmu lainnya. Dalam hal ini yang menjadi pokok bahasan ilmu botani adalah tumbuhan, zoologi – hewan, mikrobiologi – mikroorganisme. Genetika mempelajari pola hereditas dan variabilitas organisme, sitologi mempelajari sel hidup.

Kimia juga dibagi menjadi beberapa ilmu yang lebih sempit, misalnya: kimia organik, kimia anorganik, kimia Analisis. Ilmu geografi meliputi geologi, geosains, geomorfologi, klimatologi, dan geografi fisik.

Diferensiasi ilmu pengetahuan menyebabkan identifikasi bidang pengetahuan ilmiah yang lebih kecil lagi.

Misalnya ilmu biologi zoologi meliputi ilmu burung, entomologi, herpetologi, etologi, ilmu pengetahuan tentang ikan, dll. Ornitologi adalah ilmu yang mempelajari burung, entomologi - serangga, herpetologi - reptil. Etologi adalah ilmu tentang perilaku hewan; ilmu pengetahuan tentang ikan mempelajari ikan.

Bidang kimia – kimia organik dibagi menjadi kimia polimer, petrokimia dan ilmu-ilmu lainnya. Kimia anorganik misalnya meliputi kimia logam, kimia halogen, dan kimia koordinasi.

Tren modern dalam perkembangan ilmu pengetahuan alam sedemikian rupa sehingga, bersamaan dengan diferensiasi pengetahuan ilmiah, terjadi proses yang berlawanan - hubungan masing-masing bidang pengetahuan, penciptaan disiplin ilmu sintetik. Penting agar penyatuan disiplin ilmu terjadi baik dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan alam maupun antar bidang tersebut. Jadi, dalam ilmu kimia, di persimpangan kimia organik dengan kimia anorganik dan biokimia, masing-masing muncul kimia senyawa organologam dan kimia bioorganik. Contoh disiplin sintetik antarilmiah dalam ilmu alam meliputi disiplin ilmu seperti kimia fisik, fisika kimia, biokimia, biofisika, dan biologi fisikokimia.

Namun panggung modern Perkembangan ilmu pengetahuan alam - ilmu pengetahuan alam integral - tidak begitu banyak dicirikan oleh proses sintesis dua atau tiga ilmu terkait yang sedang berlangsung, tetapi oleh penyatuan skala besar dari berbagai disiplin ilmu dan bidang penelitian ilmiah, dan kecenderungan ke arah skala besar. integrasi pengetahuan ilmiah terus meningkat.

Dalam ilmu pengetahuan alam, dibedakan antara ilmu dasar dan ilmu terapan. Ilmu-ilmu dasar - fisika, kimia, astronomi - mempelajari struktur dasar dunia, dan ilmu-ilmu terapan berkaitan dengan penerapan hasil penelitian mendasar untuk memecahkan masalah kognitif dan sosio-praktis. Misalnya, fisika logam dan fisika semikonduktor adalah disiplin ilmu terapan teoritis, dan ilmu logam dan teknologi semikonduktor adalah ilmu terapan praktis.

Dengan demikian, pengetahuan tentang hukum-hukum alam dan konstruksi gambaran dunia atas dasar ini adalah tujuan langsung dari ilmu pengetahuan alam. Mempromosikan penggunaan praktis dari undang-undang ini adalah tujuan utamanya.

Ilmu pengetahuan alam berbeda dengan ilmu-ilmu sosial dan teknik dalam hal pokok bahasan, tujuan dan metodologi penelitiannya.

Pada saat yang sama, ilmu pengetahuan alam dianggap sebagai standar objektivitas ilmiah, karena bidang pengetahuan ini mengungkapkan kebenaran universal yang diterima oleh semua orang. Misalnya, ilmu pengetahuan kompleks besar lainnya - ilmu sosial - selalu dikaitkan dengan nilai-nilai dan kepentingan kelompok yang ada baik di kalangan ilmuwan itu sendiri maupun dalam subjek penelitian. Oleh karena itu, dalam metodologi ilmu sosial, bersama dengan metode penelitian objektif, pengalaman terhadap peristiwa yang diteliti dan sikap subjektif terhadapnya menjadi sangat penting.

Ilmu pengetahuan alam juga memiliki perbedaan metodologis yang signifikan dengan ilmu-ilmu teknis, karena tujuan ilmu pengetahuan alam adalah untuk memahami alam, dan tujuan ilmu teknis adalah untuk memecahkan masalah-masalah praktis yang berkaitan dengan transformasi dunia.

Namun tidak mungkin menarik garis yang jelas antara ilmu-ilmu alam, ilmu-ilmu sosial dan ilmu-ilmu teknik pada tingkat perkembangannya saat ini, karena ada beberapa disiplin ilmu yang menempati posisi perantara atau kompleks. Dengan demikian, geografi ekonomi terletak di persimpangan ilmu alam dan ilmu sosial, dan bionik berada di persimpangan ilmu alam dan ilmu teknik. Disiplin kompleks yang mencakup bagian alam, sosial, dan teknis adalah ekologi sosial.

Dengan demikian, ilmu pengetahuan alam modern adalah kompleks ilmu-ilmu alam yang luas dan berkembang, yang dicirikan oleh proses diferensiasi ilmiah dan penciptaan disiplin sintetik secara simultan dan berfokus pada integrasi pengetahuan ilmiah.

Ilmu pengetahuan alam menjadi dasar pembentukannya gambaran ilmiah dunia.

Di bawah gambaran ilmiah dunia memahami sistem gagasan holistik tentang dunia, itu properti Umum dan pola-pola yang muncul sebagai akibat generalisasi teori-teori dasar ilmu pengetahuan alam.

Gambaran ilmiah tentang dunia terus berkembang. Selama revolusi ilmiah, transformasi kualitatif dilakukan di dalamnya, gambaran dunia yang lama digantikan oleh yang baru. Setiap era sejarah membentuk gambaran ilmiahnya sendiri tentang dunia.