Koncepcja nauk przyrodniczych. Nowoczesna koncepcja nauk przyrodniczych

Wstęp

Pojęcie współczesnych nauk przyrodniczych jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych nauk. Studiuje niemal wszystkie dziedziny ludzkiej działalności: od literatury po matematykę i filozofię. Pojęcie współczesnych nauk przyrodniczych jest nierozerwalnie związane z historią. Wiele postacie historyczne, jak na przykład omówione poniżej osobowości Piotra Wielkiego i Napoleona Bonaparte, wywarły silny wpływ na postrzeganie świata przez człowieka. Z nazwiskami takich ludzi kojarzą się całe epoki.

W koncepcji współczesnych nauk przyrodniczych badane są także nauki filozofów różnych czasów: od starożytnego Arystotelesa po filozofów współczesnych. To właśnie oni przede wszystkim dostarczają odpowiedzi na pytania takie jak: kim jest człowiek, jakie jest jego miejsce we Wszechświecie, z czego powstał nasz świat, a także na wiele innych pytań.

Wiadomo, że człowiek swoje pierwsze wyobrażenia o świecie i swoim w nim miejscu wyrażał w mitach, legendach i tradycjach. Opowiadają nam o wydarzeniach, które rzekomo miały miejsce. Niektórzy badacze kwestionują wiarygodność tych historii, inni uważają je za wiarygodne źródła informacji o wydarzeniach starożytnych. Opinia drugiej części badaczy wydaje się uzasadniona. Spójrzcie na przykład, ile prawdziwych wydarzeń historycznych znajduje odzwierciedlenie w postaci legend i tradycji w chrześcijaństwie. W mitologii nie można temu zaprzeczyć różne narody mówi o tym samym zjawisku. Na przykład opowieści o Wielkim Powodzi można znaleźć wśród wielu narodów świata.

Fizyka i biologia próbują wyjaśnić wszystkie prawa świata, ale nie udaje im się to jeszcze całkowicie: mimo że istnieje wiele wielkich odkryć i teorii (na przykład teoria względności Einsteina), naukowcy wciąż muszą odpowiedzieć na wiele pytań . Biologia twierdzi, że człowiek „pochodził od małp”, jednak nie jest w stanie tego potwierdzić, gdyż nie odkryto ani jednego „odpowiedniego” szkieletu. To stwierdzenie jest aktywnie wykorzystywane przez zwolenników boskiego pochodzenia człowieka.

Wiele norm etycznych i moralnych można znaleźć w religiach świata. Przecież to wiara przyczynia się do moralnej formacji człowieka. Przestrzeganie zasad, zakazów, tabu, przykazań pozwala człowiekowi zachować czystość swojego wewnętrznego świata.

Informatyzacja społeczeństwa ma dziś ogromne znaczenie. Za pomocą komputera i Internetu można uzyskać niemal każdą informację. Kto zna historię o tym, jak ludzie nauczyli się liczyć i kiedy pojawiły się pierwsze komputery osobiste? Jak rozwijały się korporacje komputerowe, takie jak Apple Computers i Microsoft? W końcu są głównymi producentami zarówno komputerów, jak i oprogramowania. Poznanie tych zagadnień pozwala odpowiedzieć na pytanie o miejsce człowieka we współczesnym społeczeństwie informacyjnym.

Ale czym jest komputer w porównaniu z ludzkim mózgiem? To prosty zestaw żelazek i drutów połączonych w jedną całość. Chociaż nie wiemy zbyt wiele o działaniu komputera, nie do końca wiemy, jak działa nasz mózg. Czy w ogóle da się to zainstalować? Koncepcja współczesnych nauk przyrodniczych powinna odpowiedzieć na te pytania.

WYKŁAD nr 1. Przedmiot koncepcji współczesnych nauk przyrodniczych. Filozofia naturalna

1. Przedmiot koncepcji współczesnych nauk przyrodniczych. Synteza nauk

Naturalna nauka- to nie jest żadna odrębna nauka, to cały zbiór nauk badających przyrodę i jej prawa. Zatem kurs ten dotyka jednocześnie matematyki, fizyki, chemii, biologii, filozofii itp. Wszystkie te nauki można sklasyfikować:

1) nauki matematyczne;

2) nauki przyrodnicze;

3) nauki techniczne;

4) humanistyczne.

Jak można je studiować różne nauki przyczynia się do naszego zrozumienia nauk przyrodniczych? Spójrzmy na to bardzo prosto na przykładzie szeregu nauk:

1) Fizyka i chemia - nauki przyrodnicze zajmujące się badaniem praw natury. Fizyka nie bada bezpośrednio natury - jej zadaniem jest potwierdzenie czegoś lub odwrotnie;

2) fizyka i matematyka. Prawa fizyki są formułowane (lub „pisane”) w język matematyczny. Aby to zrozumieć, wystarczy przypomnieć sobie program szkolny;

3) nauki „hybrydowe” lub „syntetyzowane”. Na przestrzeni wieków i tysiącleci ludzkość zrozumiała, że ​​bez mieszania (syntetyzowania) nauk ich dalszy rozwój nie jest możliwy. Tak pojawiła się chemia fizyczna i fizyka chemiczna (w Akademia Rosyjska Nauki istnieją nawet specjalne instytuty chemii fizycznej i fizyki chemicznej), biochemia, biofizyka. Einstein w swojej teorii względności połączył mechanikę i geometrię nieeuklidesową.

Po odkryciu O. Ghosna i F. Strassmanna, którzy studiowali Właściwości chemiczne rozszczepienia jądrowego, fizyka przeszła dalszy rozwój w taki sam sposób, jak cała nauka światowa jako całość.

2. Filozofia przyrody. Przedstawiciele szkoły milezjańskiej

Współczesne nauki przyrodnicze wywodzą się z jednego z kierunków filozoficznych - filozofia naturalna. Jeden z najbardziej wybitnych przedstawicieli tego kierunku byli uczniowie starożytnej szkoły milezyjskiej (VII–V w. p.n.e.): Tales, Anaksymenes, Anaksymander.

Tales(640–545 p.n.e.) można nazwać pierwszym filozofem europejskim.

Pochodził z zamożnej rodziny, zajmował się handlem i działalnością polityczną, dużo podróżował. W wyniku swoich podróży Thales zdobył ogromną wiedzę. Oprócz handlu i polityki zajmował się także naukami ścisłymi: astronomią, geometrią, arytmetyką, fizyką.

Istnieje legenda, według której Tales przepowiedział zaćmienie słońca, które nastąpiło 28 maja 585 roku p.n.e. mi.

Wniósł także znaczący wkład w geometrię: po raz pierwszy Tales określił warunki podobieństwa trójkątów, które mają wspólny bok i dwa sąsiadujące z nim kąty. Przypisuje mu się także pomysł podobnych kątów na przecięciu dwóch prostych.

Dokonał wielu odkryć: ustalił długość roku na 365 dni, podzielił go na dwanaście trzydzieści dni, ustalił dokładny czas przesilenia i równonoce itp.

Tales wierzył, że podstawą wszystkiego jest woda: jest wszędzie. Woda „nasyca” nawet kontynenty; rzeki i morza wypływają z ziemi. Zauważył, że pokarm spożywany przez istoty żywe jest wilgotny i że z wilgoci powstaje nawet ciepło. Tales, można powiedzieć, „ożywił” wodę i powiązał tę animację z zaludnieniem świata przez bogów.

Anaksymander(około 610 - po 547 rpne) podstawową zasadę wszystkiego, w przeciwieństwie do swojego nauczyciela Talesa, nazywał nie wodą, ale apeironem („bezkresem”).

Apeiron jest materią nieokreśloną, nie posiadającą żadnych cech jakościowych i ilościowo nieskończoną. Anaksymander argumentował także, że apeiron łączy w sobie przeciwieństwa: gorąco – zimno, sucho – mokro itp.

Jego pomysł jest interesujący, że „Ziemia wznosi się swobodnie, niczym nie związana i jest utrzymywana w miejscu, ponieważ jest zewsząd jednakowo oddalona”. Zatem Anaksymandera można nazwać jednym z pierwszych, którzy spierali się o geocentryczny pogląd na Wszechświat.

Anaksymenes(około 585 - około 525 p.n.e.) nazwał powietrze podstawową zasadą wszystkiego. Twierdził, że z powietrza rodzi się nie tylko ziemia, woda i kamień, ale także dusza ludzka. Anaksymenes wierzył, że bogowie nie mają władzy nad powietrzem, ponieważ sami są stworzeni z powietrza.

WYKŁAD nr 2. Wiedza i poznanie

1. Wiedza naukowa i jej kryteria

Dla nauk przyrodniczych, a także ogólnie dla filozofii, takie kryterium jak wiedza. W słowniku języka rosyjskiego podano Ozhegov S.I dwie definicje pojęcia wiedzy:

1) pojmowanie rzeczywistości przez świadomość;

2) zbiór informacji i wiedzy z jakiegoś obszaru. Zdefiniujmy, czym jest wiedza w sensie filozoficznym.

Wiedza – to wieloaspektowy, sprawdzony w praktyce wynik, który został potwierdzony w logiczny sposób, proces poznawania otaczającego nas świata. Wieloaspektowy charakter wiedzy filozoficznej, jak wspomniano powyżej, wynika z faktu, że filozofia składa się z wielu nauk.

Można wyróżnić kilka kryteriów wiedzy naukowej:

1) systematyzacja wiedzy;

2) spójność wiedzy;

3) ważność wiedzy.

Systematyzacja wiedzy naukowej oznacza, że ​​całe zgromadzone doświadczenie ludzkości prowadzi (lub powinno prowadzić) do pewnego ścisłego systemu.

Spójność wiedzy naukowej oznacza, że ​​wiedza z różnych dziedzin nauki uzupełnia się i nie wyklucza. Kryterium to wynika bezpośrednio z poprzedniego. Pierwsze kryterium pomaga w większym stopniu wyeliminować sprzeczność - ścisły logiczny system konstruowania wiedzy nie pozwoli na jednoczesne istnienie kilku sprzecznych praw.

Ważność wiedzy naukowej. Wiedzę naukową można potwierdzić powtarzając w kółko tę samą czynność (tj. empirycznie). Uzasadnianie koncepcji naukowych następuje poprzez odwoływanie się do danych z badań empirycznych lub poprzez odwoływanie się do umiejętności opisu i przewidywania zjawisk (czyli poleganie na intuicji).

2. Poznanie. Metody poznania

Bardzo trudno jest podać dokładną definicję pojęcia „poznanie”. Zanim tego spróbujemy, przeanalizujmy samą koncepcję.

Wyróżnia się następujące rodzaje wiedzy:

1) wiedza codzienna;

2) wiedza artystyczna;

3) poznanie zmysłowe;

4) wiedza empiryczna.

Codzienna wiedza- To doświadczenie gromadzone przez wiele stuleci. Liczy się obserwacja i pomysłowość. Wiedzę tę niewątpliwie zdobywa się jedynie w wyniku praktyki.

Wiedza artystyczna. Specyfika poznania artystycznego polega na tym, że jest ono zbudowane na obrazie wizualnym, ukazującym świat i człowieka w stanie całościowym. Dzieła sztuki pomagają poczuć więź z czasem. Spójrz na dowolny obraz i co widzisz? Zewnętrznie obraz jest płótnem, które artysta „namalował” wielobarwnymi farbami; to płótno oprawione w drewnianą ramę. Ale wewnętrznie jest to integralny świat, który skrywa swoje tajemnice. Próbując rozwikłać te tajemnice (na przykład dlaczego Mona Lisa uśmiecha się tak tajemniczo), czujemy się połączeni z przeszłością, teraźniejszością lub przyszłością.

Poznanie zmysłowe- to właśnie postrzegamy za pomocą naszych zmysłów (na przykład słyszę dzwonek telefonu komórkowego, widzę czerwone jabłko itp.).

Główna różnica między wiedzą zmysłową a wiedzą empiryczną polega na tym, że wiedza empiryczna odbywa się poprzez obserwację lub eksperyment. Podczas przeprowadzania eksperymentu wykorzystuje się komputer lub inne urządzenie.

Metody wiedza:

1) indukcja;

2) odliczenie;

3) analiza;

4) synteza.

Wprowadzenie to wniosek wyciągnięty na podstawie dwóch lub więcej przesłanek. Indukcja może prowadzić do poprawnych lub błędnych wniosków.

Odliczenie jest przejściem od ogółu do szczegółu. Metoda dedukcji, w odróżnieniu od metody indukcji, zawsze prowadzi do prawdziwych wniosków.

Analiza - jest to podział badanego obiektu lub zjawiska na części i składowe.

Synteza - jest to proces przeciwny analizie, czyli łączeniu części obiektu lub zjawiska w jedną całość.

Spróbujemy teraz znaleźć najwłaściwszą definicję pojęcia „poznanie”. Poznawanie- jest to proces zdobywania wiedzy poprzez badania empiryczne lub zmysłowe, a także rozumienie praw obiektywnego świata i korpusu wiedzy w jakiejś dziedzinie nauki lub sztuki.

3. Środki wiedzy naukowej

Środki wiedzy naukowej są zapisane w języku nauki. Wszyscy filozofowie nauki zauważają, że większość środków wiedzy naukowej pochodzi z matematyki (Galileusz twierdził nawet, że księga przyrody została napisana w języku matematyki). Trudno zatem nazwać matematykę odrębną nauką, styka się ona z wieloma naukami: fizyką, chemią, astronomią itp.

W nauce nazywana jest także logiką formalną logika matematyczna lub logika symboliczna. Już z samej nazwy „logika matematyczna” wynika, że ​​logika opiera się na ścisłych regułach matematycznych. Rozwój logiki matematycznej, a także logiki formalnej, rozpoczął się dopiero w latach 60. XX wieku. XX wiek Jednak ze względu na swoją złożoność nadaje się tylko do sztucznej inteligencji.

WYKŁAD nr 3. Teoria względności. Cząstki elementarne. Gorący Wszechświat. Pochodzenie Układu Słonecznego

1. Teoria względności Alberta Einsteina

Zanim zaczniemy mówić o teorii względności Alberta Einsteina, musimy przestudiować doświadczenia innych fizyków.

W 1881 roku amerykański fizyk Michelsona przeprowadził eksperyment w celu wyjaśnienia udziału eteru (hipotetycznego wszechobecnego ośrodka, któremu zgodnie z koncepcjami naukowymi minionych stuleci przypisywano rolę nośnika światła i ogólnie oddziaływań elektromagnetycznych) w ruchu ciała. Za pomocą tego eksperymentu Michelson obalił istniejącą wówczas hipotezę o stacjonarnym eterze. Znaczenie tej hipotezy było takie, że kiedy Ziemia porusza się w eterze, można zaobserwować tzw. „eteryczny wiatr”.

Jednak eksperyment Michelsona został wykorzystany przez Einsteina jedynie w celu potwierdzenia jego teorii względności.

Tworząc teorię, Einstein chciał połączyć mechanikę i teorię pole elektromagnetyczne. W mechanice klasycznej sformułowano zasadę względności fizycznej, która głosiła, że ​​wszystkie procesy mechaniczne w ogóle układy inercyjne aha, dzieje się tak samo.

Einstein sformułował uogólnioną fizyczną zasadę względności: wszystkie zjawiska fizyczne zachodzą jednakowo w stosunku do dowolnych układów inercjalnych.

Zgodnie z zasadą stałości prędkości światła i uogólnioną zasadą względności, teoria względności to jednoczesność dwóch zdarzeń w stosunku do układu odniesienia. Wcześniej uważano, że jednoczesność jest zdarzeniem absolutnym, niezależnym od obserwatora. Jednak w swojej teorii względności Einstein udowodnił, że czas w ruchomym układzie odniesienia płynie znacznie wolniej w porównaniu z upływem czasu w stacjonarnym układzie odniesienia.

Wielkości fizyczne, takie jak rozciągnięcie, czas i masa, utraciły w teorii względności swój absolutny status. Einstein pozostawił jedynie siłę (na przykład siłę grawitacji) jako wielkość o stałym statusie. Ogólna teoria teoria względności zawiera geometryczną interpretację zjawiska grawitacji. Einstein argumentował, że równoważna siła grawitacji jest równa krzywiźnie przestrzeni nieeuklidesowej. Oznacza to, że obiekt poruszający się w przestrzeni i złapany w polu grawitacyjnym zmienia trajektorię swojego ruchu.

Teraz możemy stwierdzić, że w teorii względności Alberta Einsteina przestrzeń i czas mają Charakterystyka fizyczna. A ponieważ mają cechy fizyczne, zatem są częścią świata procesów fizycznych i częścią tworzącą całą wewnętrzną strukturę tego świata, „co jest związane z prawami istnienia świata fizycznego”.

2. Cząstki elementarne. Pochodzenie Wszechświata

Według badań przeprowadzonych z satelitów przestrzeń przenika promieniowanie mikrofalowe. To promieniowanie mikrofalowe jest „dziedzictwem” wcześniejszych etapów istnienia naszego Wszechświata.

Na początku lat 30. XX w. Wiadomo było, że większość gwiazd składa się z helu. Jednakże tajemnicą pozostawało, skąd pochodzi węgiel. W latach pięćdziesiątych Angielski astrofizyk, pisarz, administrator, dramaturg Freda Hoyle’a przywrócił bieg reakcji w gwiazdach. To właśnie te rozważania pozwoliły Hoyle'owi przewidzieć ważny poziom energii jądra węgla-12 w 1953 r., a eksperymenty fizyków potwierdziły jego przewidywania. Późniejszy fizyk amerykański Williama Fowlera Po przeprowadzeniu odpowiednich eksperymentów potwierdził tę teorię. I dopiero wtedy przygotowano odpowiednią podstawę teoretyczną.

Naukowcy Ralph Alfer I Roberta Hermana Biblijne słowo „elem” zostało użyte do opisania pierwotnej substancji. Z niego później, według Alfera i Hermana, powstał nasz Wszechświat. Ta pierwotna substancja była niczym innym jak gazem neutronowym. Naukowcy ci opracowali teorię, zgodnie z którą ciężkie jądra są przyłączane do wolnych neutronów. Proces ten zakończył się dopiero, gdy nie było już wolnych neutronów. Hoyle, który nie traktował poważnie teorii Alphera i Hermana, nazwał ją „teorią Wielkiego Wybuchu” - czyli teorią Wielkiego Wybuchu, ale w Rosji jest ona lepiej znana jako „teoria Wielkiego Wybuchu”.

Istniała także teoria zimnego Wszechświata. Jej autor, radziecki fizyk, chemik fizyczny i astrofizyk Zeldowicz Jakow Borysowicz zauważył, że dane radioastronomiczne nie potwierdzają dużej gęstości i wysokiej temperatury promieniowania (co powinno mieć miejsce w przypadku wersji „gorącego” pochodzenia Wszechświata ). Zeldovich nazwał substancję wyjściową gazem elektronowym z domieszką neutrin.

Etapy rozwoju Wszechświata. Początkowy etap istnienia Wszechświata dzieli się na 4 epoki:

1) era hadronów;

2) era leptonów;

3) era fotonów;

4) era promieniowania.

W pierwszej epoce W epoce hadronów cząstki elementarne podzielono na hadrony i leptony. Hadrony uczestniczyły w procesach szybszych, a leptony w wolniejszych.

W drugiej epoce w epoce leptonów niektóre cząstki tracą równowagę pod wpływem promieniowania, a Wszechświat staje się przezroczysty dla neutrin elektronowych.

Podczas trzeciej ery fotonowej Fotony zaczynają odgrywać główną rolę w rozwoju Wszechświata. Na początku tej ery liczba protonów i neutronów była w przybliżeniu równa, ale potem zaczęły się one zamieniać.

W czwartej epoce era promieniowania, protony zaczynają wychwytywać neutrony; Powstają jądra berylu i litu, a gęstość Wszechświata zmniejsza się około 5–6 razy. W związku ze spadkiem gęstości Wszechświata zaczynają powstawać pierwsze atomy.

Po czwartej epoce (epoce promieniowania) rozpoczęła się kolejna era: piąta, era gwiazdowa. W epoce gwiazdowej rozpoczął się złożony proces powstawania protogwiazd i protogalaktyk.

3. „Gorący” Wszechświat

Założycielem teorii „gorącego” Wszechświata był amerykański fizyk Georgij Antonowicz Gamow. To on położył podwaliny pod tę teorię w 1946 roku, a następnie ją studiował.

Jak wiadomo, zgodnie z prawami termodynamiki, przy dużych gęstościach i temperaturach w ogrzanej substancji promieniowanie musi zawsze znajdować się z nią w równowadze. Gamow argumentował, że w wyniku procesu nukleosyntezy promieniowanie powinno pozostać do dziś. Jedynie jego temperatura będzie musiała się „obniżyć” w wyniku ciągłego rozszerzania.

Gamow przez prawie dziesięć lat konsultował się z różnymi naukowcami i opracował formułę i schemat.

W wyniku żmudnych prac teoria A – B – G pojawiła się od nazwisk jej twórców: Alpher, Bethe, Gamow.

Co dała teoria „gorącego” Wszechświata? Podała niezbędne proporcje substancji takich jak wodór i hel we współczesnym wszechświecie. Ciężkie pierwiastki powstały prawdopodobnie podczas eksplozji supernowych. Gamow przewidział również promieniowanie tła w swojej notatce opublikowanej w 1953 roku.

Istnienie tego promieniowania tła zostało zupełnie przypadkowo potwierdzone przez amerykańskich naukowców (przyszłych laureatów nagroda Nobla): fizyk radiowy i astrofizyk Arno Penzias oraz radioastronom Robert Wilson. Debugowali antenę tubową nowego radioteleskopu i nie mogli pozbyć się zakłóceń. Dopiero później zdali sobie sprawę, że nie była to zwykła interferencja, ale promieniowanie tła przewidywane przez Gamowa.

Teoria „gorącego” Wszechświata wywarła tak potężny wpływ na naukę, że Hoyle, autor teorii wiecznego Wszechświata, przyznał się do niespójności swojej teorii, choć później próbował ją unowocześnić.

4. Pochodzenie Układu Słonecznego

Pytanie o pochodzenie naszego Układ Słoneczny zajmuje się kosmogonią.

Jedną z głównych teorii powstania Układu Słonecznego wysunęli: Kanta. Twierdził, że Układ Słoneczny powstał z chaosu. Powiedział też, że wszystko przestrzeń świata wypełniona swego rodzaju materią bezwładną, która jest nieuporządkowana, ale „poprzez naturalny rozwój stara się przemienić w materię bardziej zorganizowaną”.

Kant także w to wierzył Droga Mleczna dla gwiazdy - jest taki sam jak Zodiak Układu Słonecznego. W wyniku swoich badań i licznych obserwacji Kant przedstawił swoją strukturę Wszechświata: Wszechświat - to nic innego jak hierarchia układów samograwitujących. Uważał, że wszystkie systemy powinny mieć podobną strukturę.

Teoria Laplace’a. Laplace w oparciu o idee Kanta stworzył własną teorię, którą nazwano hipotezą mgławicy Kanta-Laplace'a. Hipoteza mgławicowa Kanta nie była znana z jednego banalnego powodu: wydawca, który opublikował to dzieło Kanta, zbankrutował, a jego magazyn książek w Królewcu został opieczętowany. Teoria mgławicowa Kanta-Laplace’a przez długi czas pozostawała pierwszą hipotezą rotacyjną dotyczącą pochodzenia Układu Słonecznego. Teoria ta miała również swoje wady:

1) nie wyjaśniało to dużych rozmiarów orbit zewnętrznych planet-olbrzymów i powolnego obrotu Słońca;

2) nie odpowiedziała na pytanie, dlaczego „moment liczby planet jest prawie dwadzieścia dziewięć razy większy od momentu liczby Słońca, jeśli Układ Słoneczny jest izolowany”.

Pojawiły się także katastrofalne hipotezy na temat pochodzenia Układu Słonecznego. Na przykład, Dżinsy zasugerowali, że w pobliżu naszego Słońca przeszła kiedyś inna gwiazda, w wyniku czego na Słońcu pojawiły się „projekcje pływowe”, które zamieniły się w dżety gazowe, z których później wyłoniły się planety.

Akademicki Wasilij Grigoriewicz Fesenkow wierzył, że planety powstały w wyniku procesów zachodzących „wewnątrz” Słońca. W wyniku reakcji jądrowych ze Słońca wyrzucone zostały masy, z których później powstały planety. Emisje te były zgodne z obliczeniami Jerzego Darwina(syn Karola Darwina) i JESTEM. Lapunowa.

System wiedzy przyrodniczej

Naturalna nauka jest jednym z elementów systemu współczesnej wiedzy naukowej, który obejmuje także kompleksy techniczne i naukowe humanistyka. Nauki przyrodnicze to ewoluujący system uporządkowanych informacji o prawach ruchu materii.

Przedmiotem badań są poszczególne nauki przyrodnicze, których całość przypada na początek XX wieku. nazwano historią naturalną, od chwili ich powstania do dnia dzisiejszego istniały i pozostają: materia, życie, człowiek, Ziemia, Wszechświat. W związku z tym współczesne nauki przyrodnicze grupują podstawowe nauki przyrodnicze w następujący sposób:

• fizyka, chemia, chemia fizyczna;
• biologia, botanika, zoologia;
• anatomia, fizjologia, genetyka (nauka o dziedziczności);
• geologia, mineralogia, paleontologia, meteorologia, geografia fizyczna;
• astronomia, kosmologia, astrofizyka, astrochemia.

Oczywiście wymieniono tutaj tylko główne naturalne, ale w rzeczywistości nowoczesne nauki przyrodnicze to złożony i rozgałęziony kompleks, obejmujący setki dyscypliny naukowe. Sama fizyka jednoczy całą rodzinę nauk (mechanikę, termodynamikę, optykę, elektrodynamikę itp.). Wraz ze wzrostem wolumenu wiedzy naukowej określone dziedziny nauki uzyskały status dyscyplin naukowych posiadających własny aparat pojęciowy i specyficzne metody badawcze, co często utrudnia dostęp do nich specjalistom zajmującym się innymi dziedzinami tej samej, np. fizyki.

Takie zróżnicowanie w naukach przyrodniczych (jak zresztą w nauce w ogóle) jest naturalną i nieuniknioną konsekwencją coraz bardziej zawężającej się specjalizacji.

Jednocześnie w rozwoju nauki w naturalny sposób zachodzą także przeciwprocesy, w szczególności powstają i kształtują się dyscypliny nauk przyrodniczych, jak to często się mówi, „na przecięciach” nauk: fizyki chemicznej, biochemii, biofizyki, biogeochemii i wielu innych. inni. W efekcie granice, jakie kiedyś wyznaczały poszczególne dyscypliny naukowe i ich działy, stają się bardzo warunkowe, elastyczne i, można by rzec, przejrzyste.

Procesy te, prowadzące z jednej strony do dalszego wzrostu liczby dyscyplin naukowych, ale z drugiej strony do ich zbieżności i przenikania, są jednym z dowodów integracji nauk przyrodniczych, odzwierciedlającym ogólny trend w nowoczesna nauka.

Być może w tym miejscu warto zwrócić się ku takiej dyscyplinie naukowej, która niewątpliwie zajmuje szczególne miejsce, jak matematyka, będąca narzędziem badawczym i uniwersalnym językiem nie tylko nauk przyrodniczych, ale także wielu innych - takie, w których można dostrzec wzorce ilościowe.

W zależności od metod badawczych, o naukach przyrodniczych możemy mówić:

• opisowy (badanie dowodów i powiązań między nimi);
• dokładne (budowanie modeli matematycznych w celu wyrażenia ustalonych faktów i powiązań, czyli wzorców);
• stosowane (wykorzystywanie systematyki i modeli nauk opisowych i ścisłych do opanowywania i przekształcania przyrody).

Jednakże wspólną cechą ogólną wszystkich nauk badających przyrodę i technologię jest świadome działanie pracownicy profesjonalni nauka zajmująca się opisywaniem, wyjaśnianiem i przewidywaniem zachowania badanych obiektów oraz natury badanych zjawisk. Nauki humanistyczne różnią się tym, że wyjaśnianie i przewidywanie zjawisk (zdarzeń) opiera się z reguły nie na wyjaśnianiu, ale na rozumieniu rzeczywistości.

Na tym właśnie polega zasadnicza różnica między naukami, których przedmiotem badań są systematyczne obserwacje, powtarzalne badania eksperymentalne i powtarzalne eksperymenty, a naukami badającymi zasadniczo unikalne, niepowtarzalne sytuacje, które z reguły nie pozwalają na dokładne powtórzenie eksperymentu, lub przeprowadzanie określonego eksperymentu więcej niż raz. lub eksperyment.

Kultura współczesna dąży do przezwyciężenia zróżnicowania wiedzy na wiele niezależnych kierunków i dyscyplin, a przede wszystkim rozłamu między naukami przyrodniczymi i humanistycznymi, który wyraźnie zarysował się pod koniec XIX wieku. Przecież świat jest jeden w całej swojej nieskończonej różnorodności, a więc stosunkowo niezależnych obszarach ujednolicony system wiedza ludzka jest ze sobą organicznie powiązana; różnica jest tu przejściowa, jedność jest absolutna.

Współcześnie wyraźnie zarysowała się integracja wiedzy nauk przyrodniczych, która przejawia się w wielu postaciach i staje się najbardziej wyraźnym trendem w jej rozwoju. Tendencja ta coraz wyraźniej przejawia się w interakcji nauk przyrodniczych z humanistycznymi. Dowodem tego jest wysunięcie na czoło współczesnej nauki zasad systematyki, samoorganizacji i globalnego ewolucjonizmu, które otwierają możliwość łączenia szerokiej gamy wiedzy naukowej w integralny i spójny system, zjednoczony ogólnymi prawami ewolucji obiektów o różnej naturze.

Istnieją podstawy, by sądzić, że jesteśmy świadkami coraz większego zbliżenia i wzajemnej integracji nauk przyrodniczych i humanistycznych. Potwierdza to powszechne wykorzystanie w badaniach humanitarnych nie tylko środków technicznych i technologii informacyjnych stosowanych w przyrodzie i nauki techniczne, ale także ogólne metody badań naukowych wypracowane w procesie rozwoju nauk przyrodniczych.

Przedmiotem tego kursu są pojęcia związane z formami istnienia i ruchem materii ożywionej i nieożywionej, natomiast prawa decydujące o przebiegu zjawisk społecznych są przedmiotem nauk humanistycznych. Należy jednak pamiętać, że niezależnie od tego, jak bardzo różnią się od siebie nauki przyrodnicze i humanistyczne, łączy je ogólna jedność, która jest logiką nauki. To poddanie się tej logice czyni naukę kulą ludzka aktywność mające na celu identyfikację i teoretyczne usystematyzowanie obiektywnej wiedzy o rzeczywistości.

Naturalny, naukowy obraz świata jest tworzony i modyfikowany przez naukowców różne narodowości, wśród których są zdeklarowani ateiści oraz wyznawcy różnych religii i wyznań. Jednak w swoim działalność zawodowa wszystkie wynikają z faktu, że świat jest materialny, to znaczy istnieje obiektywnie, niezależnie od ludzi, którzy go badają. Zauważmy jednak, że sam proces poznania może wpływać na badane obiekty świata materialnego i na to, jak je sobie wyobrażamy, w zależności od poziomu rozwoju narzędzi badawczych. Ponadto każdy naukowiec wychodzi z faktu, że świat jest zasadniczo poznawalny.

Proces poznania naukowego jest poszukiwaniem prawdy. Jednak prawda absolutna w nauce jest niepojęta i z każdym krokiem na ścieżce wiedzy posuwa się coraz dalej i głębiej. Zatem na każdym etapie wiedzy naukowcy ustalają prawdę względną, rozumiejąc, że na kolejnym etapie zostanie osiągnięta wiedza dokładniejsza, bardziej adekwatna do rzeczywistości. A to kolejny dowód na to, że proces poznania jest obiektywny i niewyczerpany.

W dzisiejszych czasach modne stało się mówienie o prawach natury i społeczeństwa. W odniesieniu do przyrody jest to ściśle rzecz biorąc nieprawidłowe. Natura nie zna praw. Wymyślamy je, próbując przynajmniej w jakiś sposób usystematyzować to, co się dzieje. Termin „prawo natury” należy rozumieć w tym sensie, że zjawiska naturalne są powtarzalne, a zatem przewidywalne. Tak czy inaczej, powtarzalność Zjawiska naturalne umożliwia nauce formułowanie praw zwanych powszechnie prawami natury. W swoich badaniach ludzkość kieruje się pewnymi niezwykle ogólnymi zasadami, które ułatwiają proces badania zjawisk naturalnych.

Jedna z najbardziej ogólnych zasad nauk przyrodniczych brzmi zasada przyczynowości, twierdząc, że jedno zjawisko naturalne powoduje powstanie drugiego, będąc jego przyczyną.

Istnienie łańcucha związków przyczynowo-skutkowych pozwala czasami na wyciągnięcie ogólnych wniosków. Tym samym opierając się jedynie na ciągłości łańcucha przyczyn i skutków, niemiecki lekarz okrętowy Robert Mayer był w stanie sformułować prawo zachowania i przemiany energii, które jest podstawowym prawem współczesnych nauk przyrodniczych.

Należy pamiętać, że pytanie „dlaczego” jest, ściśle rzecz biorąc, nielegalne. Nie znamy i najwyraźniej nigdy nie poznamy ostatecznej przyczyny żadnego zjawiska naturalnego. Właściwsze byłoby pytanie „jak”. Jaki wzór opisuje to zjawisko?

Nauka w swoim rozwoju stara się identyfikować coraz głębsze przyczyny zjawisk naturalnych. Proces ten daje teologom powód, aby ostatecznie tak twierdzić proces naukowy musi prowadzić do określenia przyczyny ostatecznej, czyli Boga, i w tym momencie nauka i religia połączą się.

Inna ogólna zasada brzmi Zasada leczenia I. Jego nazwa pochodzi od tego samego Pierre'a Curie, który wraz z żoną Marią Skłodowską Curie odkrył pierwiastek chemiczny rad. Ponadto Pierre Curie w swoim krótkim życiu dokonał całkiem sporo odkryć naukowych. Najwyraźniej najważniejszą z nich jest zasada Curie.

Wyobraź sobie jakąś jakość A. Na przykład ładunek elektryczny lub, powiedzmy, rudy kolor włosów lub inna cecha. Jest mało prawdopodobne, że będzie równomiernie rozłożony w przestrzeni. Najprawdopodobniej w przestrzeni wystąpi gradient (gradient funkcji skalarnej jest wektorem skierowanym w kierunku najszybszego wzrostu tej funkcji. Wielkość gradientu jest równa pochodnej tej funkcji, przyjętej w kierunku najszybszego wzrostu) tej jakości.

Zasada Curie stwierdza, że ​​jeśli wystąpi gradient pewnej jakości A, to nieuchronnie nastąpi przeniesienie tej jakości w kierunku jej niedoboru, a przepływ jakości A, czyli jej ilość przenoszona przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu, jest proporcjonalny do wielkość tego gradientu.

Wyobraźmy sobie przestrzenne rozmieszczenie towaru zwanego liściem laurowym w naszym kraju. Jego maksimum występuje oczywiście w subtropikalnych strefach Kaukazu, a minimum, co jest całkiem naturalne, występuje w rejonach Dalekiej Północy. Jest gradient liścia laurowego. Zgodnie z zasadą Curie istnienie takiego gradientu doprowadzi do przeniesienia liści laurowych z regionów Kaukazu na północ.

Istnieje ogromna liczba praw empirycznych z zakresu kinetyki fizycznej i chemicznej, od prawa Ohma po klasyczne równanie dyfuzji, które są konsekwencjami zasady Curie. Wydaje mi się, że ekonomiści powinni zwracać na tę zasadę bardzo szczególną uwagę. Dokładne zrozumienie tego pomoże uniknąć wielu błędów.

Niezwykle produktywny naukowo jest wspomniany wcześniej zasada dualności (komplementarności). Opiera się na dwoistej naturze wiedzy. Zapewne zauważyłeś już istnienie sparowanych pojęć, które wspólnie definiują wzajemnie wykluczające się aspekty całości. Izolowanie takich części jest istotną częścią procesu poznania.

Opisując cokolwiek, uciekamy się do abstrakcje- podkreślenie aspektów przedmiotu badania, które są ważne w tym względzie. Aspekty inne niż istotne są zwykle pomijane przy rozważaniu. Następnie, jeśli wybrana abstrakcja okaże się owocna, zastępuje pierwotną koncepcję badanego zjawiska. W tym przypadku pomijane są odrzucone aspekty zjawiska, nawet jeśli są bardzo istotne.

Zasada dualności

Zasada dualności nakazuje nam, abyśmy opisując cokolwiek, jednocześnie rozważali dwa wzajemnie wykluczające się aspekty. W zależności od okoliczności, jeden z nich może być bardziej znaczący. W innych okolicznościach to drugie będzie ważniejsze. Jeśli próbując rozwiązać problem napotkasz trudności nie do pokonania, wypróbuj podejście oparte na alternatywnych pomysłach. Jest bardzo prawdopodobne, że zakończy się sukcesem.

Kto z Was powie, czym jest światło? W szkole wyjaśniali Ci, że jest to fala elektromagnetyczna. Idea ta jest przyjęta w paradygmacie klasycznym i, ogólnie rzecz biorąc, dość dobrze opisuje właściwość światła. Jednak, jak wiadomo, światło składa się z pojedynczych cząstek zwanych fotonami. Bez tego pomysłu nie da się wyjaśnić efektu fotoelektrycznego, efektu Comptona i wielu innych. Czym zatem jest światło – czy jest to fala, czy strumień cząstek? Przy badaniu właściwości światła dopuszczalne są obie abstrakcje. Zgodnie z zasadą dualności, błędów w opisie można uniknąć, realizując oba opisy równolegle.

Zasada superpozycji

Zasada superpozycji stwierdza, że ​​wynikiem wpływu na systemie materialnym dwa czynniki można przedstawić w formie superpozycji (nałożenia się) wpływu każdego z tych czynników, działających niezależnie od siebie. Zasada ta domyślnie zakłada, że ​​czynniki nałożone na siebie nie zakłócają się. Zasada ta ma mniejszy stopień ogólności niż zasada Curie. Jednak w wielu przypadkach okazuje się to bardzo przydatne.

Zasada symetrii

Zasada symetrii opiera się na oryginalnych koncepcjach jednorodności i izotropii przestrzeni. Zakłada niezmienność procesów naturalnych w stosunku do przekształceń symetrii. Opierając się na zasadzie symetrii, Emmy Noether wykazała, że ​​podstawowe prawa fizyczne zachowania energii i pędu (pędu) są konsekwencją jednorodności i izotropii przestrzeni.

Zasada symetrii wykorzystuje intuicyjną ideę całkowitej równości prawej i lewej strony. Tym bardziej zaskakująca powinna być dla Ciebie „lewicowa” orientacja żywej natury. Prawdopodobnie wiesz, że cząsteczki wielu naturalnych związków są skręcone jak sprężyna. Na przykład cukier czy cholesterol, który dostaje się do organizmu, ma taką skręconą strukturę. Wiele enzymów pochodzenia roślinnego i zwierzęcego ma strukturę helikalną. Jeśli takie związki otrzyma się na drodze syntezy chemicznej, to w pełnej zgodzie z zasadą symetrii otrzymuje się w przybliżeniu taką samą liczbę cząsteczek skręconych w prawoskrętną i lewoskrętną spiralę. Zatem całe życie na naszej planecie składa się z cząsteczek skręconych w lewoskrętną spiralę. Pamiętaj, że twoje serce jest przesunięte w lewo, a nie w prawo. Dlaczego tak się dzieje, nauka jeszcze nie odkryła. Na razie zauważmy, że zasada symetrii, niezależnie od tego, jak kusząco oczywista może się wydawać, jest bardzo, bardzo ograniczona.

Jeszcze bardziej ograniczona, choć nie mniej owocna, jest zasada podobieństwa. Zgodnie z tą zasadą, po pewnym przekształceniu, równania opisujące podobne układy okazują się takie same.

Weźmy na przykład tzw. małe wahania. Okazuje się, że po pewnych przekształceniach matematycznych drgania obciążenia zawieszonego na nitce i prąd elektryczny w obwodzie oscylacyjnym można opisać tym samym równaniem. Niestety, nie zawsze można zastosować zasadę podobieństwa. Jeżeli jednak w trakcie swojej praktycznej działalności udało Ci się odkryć podobieństwa pomiędzy niektórymi grupami zjawisk, to uważaj, że sukces masz gwarantowany.

Zasada względności

Zgodnie z zasadą względności ruch absolutny nie istnieje. Nie ma zatem absolutnej przestrzeni, absolutnego czasu itp. Zasada ta implikuje, że przebieg procesów naturalnych nie zależy od punktu widzenia obserwatora, który je opisuje. Została wysunięta przez Alberta Einsteina jako jeden z fundamentów szczególnej teorii względności. Kwestionowane przez wielu naukowców. Obecnie mocno wkroczyła w bezwładny rdzeń współczesnego paradygmatu naukowego.

Bezpośrednią konsekwencją zasady względności jest zasada niezmienności praw natury wobec przekształceń układu odniesienia, w którym zostały one sformułowane. Zasada niezmienności mówi, że postać podstawowych równań opisujących zjawiska przyrodnicze nie zależy od transformacji współrzędnych i czasu zawartych w tych równaniach.

Pełen przebieg dyscypliny przedstawiony jest w zwięzłej i przystępnej formie, z uwydatnieniem najważniejszych współczesnych koncepcji nauk o przyrodzie nieożywionej i żywej. Jest wersją rozszerzoną i poprawioną pomoc nauczania, rekomendowany przez Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej do studiowania kursu „Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych”. Dla studentów i doktorantów, doktorantów i nauczycieli nauk humanistycznych, dla nauczycieli szkół średnich, liceów i uczelni, a także dla szerokiego grona czytelników zainteresowanych różnymi aspektami nauk przyrodniczych.

* * *

Podany fragment wprowadzający książki Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych (A. P. Sadokhin) dostarczane przez naszego partnera księgowego – firmę Lits.

Rozdział 3. Przyrodoznawstwo: przedmiot, struktura i historia powstania

3.1. Przedmiot i struktura nauk przyrodniczych

Pragnienie zrozumienia otaczającego go świata wyraża się w różne formy, metody i kierunki tego działalność badawcza. Każda z głównych części obiektywnego świata - przyroda, społeczeństwo i człowiek - jest badana przez odrębne nauki. Zasób wiedzy naukowej o przyrodzie tworzą nauki przyrodnicze. Etymologicznie słowo „nauki przyrodnicze” pochodzi od połączenia dwóch słów: „natura” – natura i „wiedza” – wiedza o przyrodzie.

W nowoczesne zastosowanie Termin „nauki przyrodnicze” w ogólnym ujęciu oznacza zazwyczaj zbiór nauk o przyrodzie, których przedmiotem badań są rozmaite zjawiska i procesy przyrodnicze, wzorce ich ewolucji. Ponadto nauki przyrodnicze są odrębną, niezależną nauką o przyrodzie jako całości. Dzięki temu możemy badać dowolny obiekt w otaczającym nas świecie głębiej niż jakikolwiek pojedynczy obiekt. naturalna nauka. Dlatego nauki przyrodnicze, obok nauk o społeczeństwie i myśleniu, są najważniejszą częścią ludzkiej wiedzy. Obejmuje zarówno działalność zdobywania wiedzy, jak i jej wyników, czyli system wiedzy naukowej o procesach i zjawiskach naturalnych.

Pojęcie „nauki przyrodnicze” pojawiło się w czasach nowożytnych w Europie Zachodniej i oznaczało wówczas cały zespół nauk o przyrodzie. Korzenie tej idei sięgają jeszcze głębiej, do starożytnej Grecji za czasów Arystotelesa, który jako pierwszy usystematyzował istniejącą wówczas wiedzę o przyrodzie w swojej „Fizyce”. Obecnie na temat nauk przyrodniczych powszechnie panują dwa poglądy. Pierwsza twierdzi, że nauki przyrodnicze to nauka o przyrodzie jako pojedynczej całości, druga – że jest to całokształt nauk o przyrodzie, rozpatrywanych jako całość. Na pierwszy rzut oka definicje te są różne. W rzeczywistości różnice nie są tak duże, ponieważ całość nauk przyrodniczych oznacza nie tylko sumę odmiennych nauk, ale pojedynczy zespół ściśle ze sobą powiązanych nauk przyrodniczych, które się uzupełniają.

Będąc nauką samodzielną, nauki przyrodnicze posiadają własny przedmiot badań, odmienny od przedmiotu nauk przyrodniczych specjalnych (prywatnych). Jego specyfika polega na tym, że bada te same zjawiska przyrodnicze z punktu widzenia kilku nauk jednocześnie, identyfikując najogólniejsze wzorce i tendencje, patrząc na przyrodę „od góry”. Tylko w ten sposób można wyobrazić sobie naturę jako jeden integralny system, określić podstawy, na których zbudowana jest cała różnorodność obiektów i zjawisk otaczającego świata. Efektem takich badań jest sformułowanie podstawowych praw łączących mikro-, makro- i megaświaty, Ziemię i Kosmos, fizyczne i kosmiczne. zjawiska chemiczne z życiem i inteligencją we Wszechświecie.

Rozważając kwestię struktury nauki, zauważyliśmy, że jest to złożony, rozgałęziony system wiedzy. Nauki przyrodnicze są równie złożonym systemem, którego wszystkie części pozostają w relacji hierarchicznego podporządkowania. Oznacza to, że system nauk przyrodniczych można przedstawić w postaci swoistej drabiny, której każdy stopień stanowi podporę dla nauki, która po niej następuje, a z kolei opiera się na danych nauki poprzedniej.

Podstawą wszystkich nauk przyrodniczych jest niewątpliwie fizyka, której przedmiotem są ciała, ich ruchy, przemiany i formy manifestacji na różnych poziomach. Nie da się studiować nauk przyrodniczych bez znajomości fizyki. Wewnątrz wyróżnia się fizyka duża liczba podrozdziały różniące się tematyką i metodami badawczymi. Najważniejszą z nich jest mechanika – nauka o równowadze i ruchu ciał (lub ich części) w przestrzeni i czasie. Ruch mechaniczny jest najprostszą i zarazem najpowszechniejszą formą ruchu materii. Mechanika historycznie stała się pierwszą nauką fizyczną i przez długi czas służyła jako model dla wszystkich nauk przyrodniczych. Działami mechaniki są statyka, która bada warunki równowagi ciał; kinematyka, która zajmuje się ruchem ciał punkt geometryczny wizja; dynamika, która uwzględnia ruch ciał pod wpływem przyłożonych sił. Mechanika to fizyka makrokosmosu, która powstała w czasach nowożytnych. Opiera się na mechanice statystycznej (teorii kinetyki molekularnej), która bada ruch cząsteczek cieczy i gazu. Później się pojawił fizyka atomowa i fizyki cząstek.

Kolejnym krokiem w hierarchii jest chemia, która bada pierwiastki chemiczne, ich właściwości, przemiany i związki. Łatwo udowodnić, że opiera się to na fizyce. Nawet na lekcjach chemii w szkole mówią o strukturze pierwiastki chemiczne, ich powłoki elektroniczne; jest to przykład wykorzystania wiedzy fizycznej w chemii. W chemii wyróżnia się chemię nieorganiczną i organiczną, chemię materiałów i inne działy.

Z kolei chemia stanowi podstawę biologii – nauki o organizmach żywych, badającej komórkę i wszystko, co z niej pochodzi. Wiedza biologiczna opiera się na wiedzy o materii i pierwiastkach chemicznych. Wśród nauk biologicznych na wyróżnienie zasługuje botanika ( świat warzyw), zoologia (świat zwierząt). Anatomia, fizjologia i embriologia badają strukturę, funkcje i rozwój organizmu, cytologia - żywa komórka, histologia - właściwości tkanek, paleontologia - skamieniałości życia, genetyka - problemy dziedziczności i zmienności.

Nauki o Ziemi są kolejnym krokiem w strukturze nauk przyrodniczych. Do tej grupy zalicza się geologia, geografia, ekologia itp. Wszystkie one dotyczą struktury i rozwoju naszej planety, która jest złożoną kombinacją czynników fizycznych, chemicznych i zjawiska biologiczne i procesy.

Wspaniałą piramidę wiedzy o naturze uzupełnia kosmologia, która bada Wszechświat jako całość. Częścią tej wiedzy jest astronomia i kosmogonia, które badają budowę i pochodzenie planet, gwiazd, galaktyk itp. Na tym poziomie następuje nowy powrót do fizyki, co pozwala mówić o cykliczności, zamkniętej naturze nauk przyrodniczych, co oczywiście odzwierciedla jedną z najważniejszych właściwości samych nauk przyrodniczych: naturę.

Struktura nauk przyrodniczych nie ogranicza się do wyżej wymienionych nauk. Faktem jest, że w nauce zachodzą bardzo złożone procesy różnicowania i integracji wiedzy naukowej. Zróżnicowanie nauki polega na wyodrębnieniu w ramach nauki węższych, prywatnych obszarów badań i przekształceniu ich w nauki samodzielne. Zatem w obrębie fizyki wyróżniono fizykę ciała stałego i fizykę plazmy.

Integracja nauki to powstawanie nowych nauk na styku starych, przejaw procesów unifikacji wiedzy naukowej. Przykładami tego typu nauk są chemia fizyczna, fizyka chemiczna, biofizyka, biochemia, geochemia, biogeochemia, astrobiologia itp.

Tym samym zbudowana przez nas piramida nauk przyrodniczych staje się znacznie bardziej skomplikowana, obejmując dużą liczbę elementów dodatkowych i pośrednich.

3.2. Historia nauk przyrodniczych

W historii rozwoju cywilizacji ludzkiej kształtowanie wiedzy naukowej pod wpływem różnych czynników i przyczyn przeszło długą drogę. W związku z tym nauki przyrodnicze, byt część integralna nauka, ma tę samą złożoną historię. Nie da się tego zrozumieć bez prześledzenia historii rozwoju nauki jako całości. Według historyków nauki rozwój nauk przyrodniczych przebiegał w trzech etapach i nastąpił pod koniec XX wieku. wszedł w czwarty etap. Etapy te to starożytna grecka filozofia przyrody, średniowieczne nauki przyrodnicze, klasyczne nauki przyrodnicze czasów nowych i nowożytnych, współczesne nauki przyrodnicze XX wieku.

Rozwój nauk przyrodniczych podlega tej periodyzacji. W pierwszym etapie nastąpiło nagromadzenie informacji stosowanych o charakterze i sposobach wykorzystania jego sił i ciał. Jest to tak zwany etap przyrodniczo-filozoficzny w rozwoju nauki, reprezentujący bezpośrednią kontemplację natury jako niepodzielnej całości. Na tym etapie prawidłowo przyjęto ogólny obraz natury, pomijając szczegóły, co było charakterystyczne dla całej greckiej filozofii przyrody.

Później proces gromadzenia wiedzy został uzupełniony teoretycznym zrozumieniem przyczyn, metod i cech zmian w przyrodzie i pojawiły się pierwsze koncepcje racjonalnego wyjaśnienia procesów naturalnych. W rezultacie rozpoczął się tzw. etap analityczny w rozwoju nauki, podczas którego analizuje się przyrodę, wyodrębnia i bada poszczególne rzeczy i zjawiska oraz poszukuje indywidualnych przyczyn i skutków. Takie podejście jest typowe dla etap początkowy rozwój dowolnej nauki i w rozwój historyczny nauka – dla późnego średniowiecza i czasów nowożytnych. W tym czasie metody i teorie zostały zjednoczone w naukach przyrodniczych jako integralnej nauce o przyrodzie i nastąpiła seria rewolucji naukowych, które radykalnie zmieniły praktykę rozwoju społecznego.

Efektem rozwoju nauki jest etap syntetyczny, w którym naukowcy odtworzyli holistyczny obraz świata na podstawie znanych szczegółów. Stało się to na zasadzie łączenia analizy z syntezą i doprowadziło do powstania nowoczesnej nauki w XX wieku.

Początek nauki. Starożytna grecka filozofia przyrody. Nauka jest złożonym, wieloaspektowym zjawiskiem społecznym, które nie mogłoby powstać ani rozwinąć się poza społeczeństwem. Nauka pojawia się dopiero wtedy, gdy zostaną stworzone do tego specjalne obiektywne warunki, spełniające wcześniej przytoczone kryteria nauki. Starożytna wiedza grecka z VI – IV wieku odpowiada tym warunkom. pne mi. W tym czasie w kulturze starożytnej Grecji pojawiły się zasadniczo nowe cechy, których nie było w kulturze starożytnej Grecji Starożytny Wschód– uznane centrum narodzin cywilizacji ludzkiej.

Pojawienie się pierwszych form wiedzy nastąpiło w cywilizacjach wschodnich. Ponad 2 tysiące lat p.n.e. mi. w Egipcie, Babilonie, Indiach, Chinach ustalono związek pomiędzy wiedzą teoretyczną a umiejętnościami praktycznymi. Działo się to we wszystkich dziedzinach działalności człowieka, ale było kojarzone głównie z kulturą rolniczą (pierwsza wiedza astronomiczna przyczyniła się do przewidywania pogody, początki matematyki umożliwiły pomiar powierzchni lądów itp.).

Historycy nauki wiążą pojawienie się nauk przyrodniczych z eksplozją naukową w VI – IV wieku. pne mi. w starożytnej Grecji, co zapoczątkowało pierwszy okres w historii nauk przyrodniczych - okres filozofii przyrody (od łac. natura natura), czyli filozofia przyrody jako system wiedzy o naturalnych przyczynach zjawisk przyrodniczych. Od wiedzy praktycznej, której w tamtych czasach dostarczała matematyka, astronomia i czary, różniła się spekulatywną interpretacją przyrody opartą na stanowisku jedności zjawisk przyrodniczych i ich integralności.

Początki starożytnej greckiej filozofii przyrody nawiązują do prób poszukiwania naturalnego pierwiastka pierwotnego, który zapewnia jedność i różnorodność naturalny świat. Oznacza to, że filozofię przyrody wyróżniało pragnienie uwydatnienia jednego elementu naturalnego jako podstawy wszystkiego, co istnieje. Po raz pierwszy w historii pragnienie to wyraził filozof szkoły milezyjskiej Tales, który uważał wodę za pierwotny pierwiastek całego świata, gdyż na świecie nie można znaleźć absolutnie suchego ciała.

W nauce starożytnej Tales był pierwszym astronomem i matematykiem; przypisywano mu odkrycie rocznego obrotu Słońca oraz określenie czasu przesileń i równonocy. Tales argumentował, że Księżyc nie świeci własnym światłem, a ciała niebieskie przedstawiają płonącą ziemię. Tales podzielił całą sferę niebieską na pięć stref i wprowadził kalendarz, określając długość roku na 365 dni i dzieląc go na 12 miesięcy po 30 dni.

Pierwszym programem naukowym starożytności był program matematyczny wprowadzony przez Pitagorasa z Samos, a później rozwinięty przez Platona. Opierał się, podobnie jak inne starożytne programy, na idei, że świat (Kosmos) jest uporządkowanym wyrazem szeregu pierwotnych esencji. Pitagoras znalazł te esencje w liczbach i przedstawił je jako podstawową zasadę świata. Stosunki liczbowe uważał za podstawę całego wszechświata, źródło harmonii Kosmosu. Według Pitagorasa i jego uczniów świat opiera się na ilościowych relacjach rzeczywistości. Postrzegali cały Wszechświat jako harmonię liczb i ich relacji, a niektórym liczbom przypisywali specjalne, mistyczne właściwości. Podejście to pozwoliło dostrzec za światem różnych jakościowo różnych obiektów ich ilościową jedność. Ponadto pitagorejczycy jako pierwsi wysunęli ideę kulistego kształtu Ziemi. Najbardziej uderzającym ucieleśnieniem programu matematycznego była geometria Euklidesa, którego słynna książka „Principia” ukazała się około 300 roku p.n.e. mi.

Starożytna grecka filozofia przyrody osiągnęła swój najwyższy rozwój w naukach Arystotelesa, który zjednoczył i usystematyzował całą współczesną wiedzę o otaczającym go świecie. Stało się podstawą trzeciego, kontinuum programu nauki starożytnej. Główne traktaty składające się na naukę Arystotelesa o przyrodzie to „Fizyka”, „O niebie”, „Meteorologia”, „O pochodzeniu zwierząt” itp. W traktatach tych postawiono i omówiono najważniejsze problemy naukowe, które później stał się podstawą powstania poszczególnych nauk. Arystoteles szczególną uwagę poświęcił zagadnieniu ruchu ciał fizycznych, kładąc podwaliny pod badanie ruchu mechanicznego i kształtowanie pojęć mechaniki (prędkość, siła itp.). To prawda, że ​​koncepcje Arystotelesa dotyczące ruchu radykalnie różnią się od współczesnych. Wierzył, że istnieją doskonałe ruchy okrężne ciał niebieskich i niedoskonałe ruchy obiektów ziemskich. Jeśli ruchy niebieskie są wieczne i niezmienne, nie mają początku i końca, wówczas ruchy ziemskie je mają i dzielą się na naturalne i gwałtowne. Według Arystotelesa każde ciało ma przypisane mu przez naturę miejsce, które to ciało stara się zająć. Ruch ciał na swoje miejsce jest ruchem naturalnym, następuje samoistnie, bez użycia siły. Przykładem jest upadek ciężkiego ciała w dół, ruch ognia w górę. Wszystkie inne ruchy na Ziemi wymagają użycia siły, są skierowane przeciwko naturze ciał i są gwałtowne. Arystoteles udowodnił wieczność ruchu, ale nie uznał możliwości samoruchu materii; wszystko, co się porusza, jest wprawiane w ruch przez inne ciała. Głównym źródłem ruchu na świecie jest główny sprawca – Bóg. Podobnie jak model Kosmosu, idee te, dzięki niepodważalnemu autorytetowi Arystotelesa, tak zakorzeniły się w umysłach myślicieli europejskich, że obalone zostały dopiero w czasach nowożytnych, po odkryciu idei bezwładności przez G. Galileusza .

Kosmologia Arystotelesa miała charakter geocentryczny, ponieważ opierała się na idei, że w centrum świata znajduje się nasza planeta Ziemia, która ma kulisty kształt i jest otoczona wodą, powietrzem i ogniem, za którymi znajdują się kule dużych ciał niebieskich krążące wokół Ziemi wraz z innymi małymi ciałami.

Niekwestionowanym osiągnięciem Arystotelesa było stworzenie logiki formalnej, zawartej w jego traktacie „Organon” i oparcie nauki na solidnym fundamencie logicznego myślenia za pomocą uporządkowanego aparatu pojęciowego. Jest także właścicielem oświadczenia o porządku badań naukowych, które obejmuje poznanie historii zagadnienia, postawienie problemu, przedstawienie argumentów za i przeciw oraz uzasadnienie decyzji. Po pracach Arystotelesa nastąpiło ostateczne oddzielenie wiedzy naukowej od metafizyki (filozofii) i nastąpiło zróżnicowanie samej wiedzy naukowej. Podkreślono matematykę, fizykę, geografię, podstawy biologii i nauk medycznych.

Kończąc opowieść o nauce starożytnej, nie można nie wspomnieć o pracach innych wybitnych naukowców tego czasu. Aktywnie rozwijała się astronomia, która musiała pogodzić obserwowany ruch planet (poruszają się one po skomplikowanych trajektoriach, wykonując ruchy oscylacyjne, pętlowe) z ich oczekiwanym ruchem po orbitach kołowych, zgodnie z wymogami geocentrycznego modelu świata. Rozwiązaniem tego problemu był system epicyklów i deferentów aleksandryjskiego astronoma Q. Ptolemeusza (I–II w. n.e.). Aby ocalić geocentryczny model świata, założył, że wokół nieruchomej Ziemi istnieje okrąg, którego środek jest przesunięty w stosunku do środka Ziemi. Wzdłuż tego okręgu, zwanego deferentem, przesuwa się środek mniejszego okręgu zwanego epicyklem.

Nie sposób nie wspomnieć o innym starożytnym naukowcu, który położył podwaliny fizyki matematycznej. To Archimedes, który żył w III wieku. pne mi. Wyjątkiem były jego prace z zakresu fizyki i mechaniki Główne zasady nauka starożytna, gdyż swoją wiedzę wykorzystywał do budowy rozmaitych maszyn i mechanizmów. Niemniej jednak najważniejsza dla niego, podobnie jak dla innych starożytnych naukowców, była sama nauka, a mechanika stała się ważnym sposobem rozwiązywania problemów matematycznych. Choć dla Archimedesa technologia była jedynie grą umysłu (podejście do technologii i maszyn jako zabawek było charakterystyczne dla całej nauki hellenistycznej), twórczość naukowca odegrała zasadniczą rolę w powstaniu takich działów fizyki, jak statyka i hydrostatyka. W statyce Archimedes wprowadził pojęcie środka ciężkości ciał i sformułował prawo dźwigni. W hydrostatyce odkrył prawo noszące jego imię: na ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu równa ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało.

Jak widać z podanej i dalekiej od pełnej listy idei i nurtów filozofii przyrody, na tym etapie położono podwaliny pod wiele współczesnych teorii i gałęzi nauk przyrodniczych. Nie mniej ważne jest kształtowanie się w tym okresie stylu myślenia naukowego, na który składa się dążenie do innowacji, krytycyzm, dążenie do uporządkowania i sceptyczny stosunek do ogólnie przyjętych prawd, poszukiwanie uniwersaliów zapewniających racjonalne zrozumienie całości otaczający świat.

Upadek starożytnej kultury greckiej praktycznie zatrzymał rozwój filozofii przyrody, ale jej idee istniały jeszcze dość długo. Filozofia przyrody ostatecznie straciła na znaczeniu dopiero w XIX wieku, kiedy przestała zastępować brakujące nauki, kiedy nauki przyrodnicze osiągnęły wysoki poziom rozwoju zgromadzono i usystematyzowano dużą ilość materiału faktograficznego, czyli ujawniono prawdziwe przyczyny wielu zjawisk przyrodniczych i ujawniono rzeczywiste powiązania między nimi.

Rozwój nauki w średniowieczu. Rozwój nauk przyrodniczych w średniowieczu wiązał się z powstaniem dwóch światowych religii: chrześcijaństwa i islamu, które twierdziły, że mają absolutną wiedzę o przyrodzie. Religie te wyjaśniały pochodzenie przyrody w formie kreacjonizmu, czyli doktryny o stworzeniu przyrody przez Boga. Wszelkie inne próby wyjaśnienia świata i natury od siebie, bez założenia nadprzyrodzonych sił boskich, były potępiane i bezlitośnie tłumione. Wiele osiągnięć nauki starożytnej zostało zapomnianych.

W przeciwieństwie do starożytności, nauka średniowieczna nie zaproponowała nowych, podstawowych programów. Jednocześnie nie ograniczała się do biernego przyswajania dorobku nauki starożytnej. Wkład nauki średniowiecznej w rozwój wiedzy naukowej polegał na tym, że zaproponowano szereg nowych interpretacji i wyjaśnień nauki starożytnej, szereg nowych koncepcji i metod badawczych, które zniszczyły starożytne programy naukowe, przygotowując grunt pod mechanikę czasów nowożytnych.

Z punktu widzenia światopoglądu chrześcijańskiego człowiek był uważany za stworzonego na obraz i podobieństwo Boga, był panem świata ziemskiego. W ten sposób do świadomości człowieka przenika bardzo ważna idea, która nigdy nie powstała i nie mogła powstać w starożytności: skoro człowiek jest panem tego świata, oznacza to, że ma prawo przebudować ten świat według swoich potrzeb. Nowe, aktywne podejście do natury wiązało się także ze zmianą podejścia do pracy, która staje się obowiązkiem każdego chrześcijanina; Stopniowo praca fizyczna zaczęła cieszyć się coraz większym szacunkiem w społeczeństwie średniowiecznym. Jednocześnie pojawiła się chęć ułatwienia tej pracy, co dało początek nowemu podejściu do technologii. Wynalazek maszyn i mechanizmów przestał być zabawą jak w starożytności, a stał się sprawą użyteczną i szanowaną.

Tym samym światopogląd chrześcijański zasiał ziarno nowego podejścia do natury. Taka postawa pozwoliła odejść od kontemplacyjnego podejścia do niej i przejść do nauki eksperymentalnej New Age, która postawiła sobie za cel praktyczną przemianę świata na korzyść człowieka.

W głębi kultury średniowiecznej pomyślnie rozwinęły się tak specyficzne dziedziny wiedzy, jak astrologia, alchemia, jatrochemia i magia naturalna. Często nazywano je naukami hermetycznymi (tajnymi). Reprezentowały one pośrednie ogniwo pomiędzy rzemiosłem technicznym a filozofią przyrody, zawierające w sobie zalążek przyszłej nauki eksperymentalnej ze względu na swoje właściwości orientacja praktyczna. Na przykład przez tysiąclecie alchemicy próbowali używać reakcje chemiczne Dostawać kamień Filozoficzny, dzięki któremu każdą substancję przemienisz w złoto, przygotuj eliksir długowieczności. Produktem ubocznym tych poszukiwań i badań były technologie produkcji farb, szkła, leków, różnych chemikaliów itp. W ten sposób badania alchemiczne, teoretycznie nie do utrzymania, utorowały drogę do powstania współczesnej nauki.

Bardzo ważne dla rozwoju nauki klasycznej w czasach nowożytnych były nowe idee o świecie, które obalały niektóre postanowienia starożytnego naukowego obrazu świata. Stanowiły podstawę mechanistycznego wyjaśnienia świata. Bez takich pomysłów klasyczne nauki przyrodnicze po prostu nie mogłyby się pojawić. Tak powstają pojęcia pustki, nieskończonej przestrzeni i ruchu po linii prostej, pojęcia „średniej prędkości”, „ ruch jednostajnie przyspieszony„, koncepcja przyspieszenia dojrzała. Oczywiście, koncepcji tych nie można jeszcze uważać za jasno sformułowane i świadome, ale bez nich fizyka New Age nie mogłaby się pojawić.

Ustalono także nowe rozumienie mechaniki, która w starożytności była nauką stosowaną. Starożytność i wczesne średniowiecze postrzegały wszystkie instrumenty wykonane przez człowieka jako sztuczne, obce naturze. Z tego powodu nie miały one nic wspólnego z poznaniem świata, gdyż obowiązywała zasada „podobne poznaje się przez podobne”. Dlatego tylko umysł ludzki, ze względu na zasadę podobieństwa człowieka do Kosmosu (jedność mikro- i makrokosmosu), mógł poznawać świat. Później narzędzia zaczęto uważać za część natury, przetwarzaną jedynie przez człowieka i dzięki utożsamieniu się z nią można je było wykorzystać do zrozumienia świata. Otworzyła się możliwość zastosowania eksperymentalnej metody poznania.

Kolejną innowacją było odrzucenie starożytnej idei modelu doskonałości – koła. Model ten został zastąpiony modelem linii nieskończonej, co przyczyniło się do powstania idei o nieskończoności Wszechświata, a także stanowiło podstawę rachunku wielkości nieskończenie małych, bez których rachunek różniczkowy i całkowy nie jest możliwy. Cała współczesna matematyka, a zatem cała nauka klasyczna, jest na niej zbudowana.

Rozważając kwestię osiągnięć nauki średniowiecznej, należy zwrócić uwagę na Leonarda da Vinci, który rozwinął swoją metodę rozumienia przyrody. Był przekonany, że wiedza pochodzi z prywatnych doświadczeń i konkretne rezultaty do naukowego uogólnienia. Jego zdaniem doświadczenie jest nie tylko źródłem, ale także kryterium wiedzy. Będąc zwolennikiem eksperymentalnej metody badań, badał upadek ciał, trajektorię pocisków, współczynniki tarcia, opór materiałów itp. W trakcie swoich badań da Vinci położył podwaliny pod eksperymentalne nauki przyrodnicze. Przykładowo, studiując anatomię praktyczną, pozostawił szkice narządów wewnętrznych człowieka wraz z opisem ich funkcji. W wyniku wieloletnich obserwacji ujawnił zjawisko heliotropizmu (zmiany kierunku wzrostu organów roślinnych w zależności od źródła światła) oraz wyjaśnił przyczyny pojawiania się żyłek na liściach. Leonardo da Vinci uważany jest za pierwszego badacza, który zidentyfikował problem związku istot żywych z ich środowiskiem naturalnym.

3.3. Globalna rewolucja naukowa XVI–XVII w.

W XVI–XVII w. naturalna filozoficzna i scholastyczna wiedza o przyrodzie przekształciła się w nowoczesne nauki przyrodnicze - systematyczną wiedzę naukową opartą na eksperymentach i przedstawieniach matematycznych. W tym okresie w Europie ukształtował się nowy światopogląd i Nowa scena w rozwoju nauki, związany z pierwszą światową rewolucją przyrodniczą. Jej punktem wyjścia było wydanie w 1543 r. słynnej książki N. Kopernika „O rotacji sfery niebieskie”, co oznaczało przejście od geocentrycznych wyobrażeń o świecie do heliocentrycznego modelu Wszechświata. W schemacie Kopernika Wszechświat nadal pozostawał kulą, chociaż jego rozmiar gwałtownie wzrósł (tylko w ten sposób można było wyjaśnić pozorny bezruch gwiazd). W centrum Kosmosu znajdowało się Słońce, wokół którego krążą wszystkie znane wówczas planety, w tym Ziemia i jej satelita Księżyc. Nowy model świata wyjaśnił wiele wcześniej tajemniczych efektów, przede wszystkim pętlowe ruchy planet, które teraz wyjaśniono ruchem Ziemi wokół własnej osi i wokół Słońca. Po raz pierwszy uzasadniono zmianę pór roku.

Kolejny krok w rozwoju heliocentrycznego obrazu świata wykonał D. Bruno. Odrzucił ideę Przestrzeni jako sfery zamkniętej, ograniczonej stałe gwiazdy i po raz pierwszy stwierdził, że gwiazdy nie są lampami stworzonymi przez Boga w celu oświetlania nocnego nieba, ale tymi samymi słońcami, wokół których mogą krążyć planety i na których ewentualnie mogą żyć ludzie. Tym samym D. Bruno zaproponował szkic nowego policentrycznego obrazu wszechświata, który ostatecznie ustalono sto lat później: Wszechświat jest wieczny w czasie, nieskończony w przestrzeni, wiele planet zamieszkałych przez istoty inteligentne kręci się wokół nieskończonej liczby gwiazd.

Ale pomimo wielkości tego obrazu Wszechświat nadal pozostawał szkicem, zarysem wymagającym fundamentalnego uzasadnienia. Należało odkryć prawa funkcjonujące w świecie i udowodnić słuszność założeń N. Kopernika i D. Bruna; stało się to najważniejszym zadaniem pierwszej światowej rewolucji naukowej, która rozpoczęła się wraz z odkryciami G. Galileusza. Jego prace z zakresu metodologii wiedzy naukowej przesądziły o całym wyglądzie nauki klasycznej i pod wieloma względami współczesnej. Nadał przyrodoznawstwu charakter eksperymentalny i matematyczny oraz sformułował hipotetyczno-dedukcyjny model wiedzy naukowej. Szczególne znaczenie dla rozwoju nauk przyrodniczych mają jednak prace G. Galileusza z zakresu astronomii i fizyki.

Od czasów Arystotelesa naukowcy wierzyli, że istnieje zasadnicza różnica między zjawiskami i ciałami ziemskimi i niebieskimi, ponieważ w niebiosach znajdują się ciała idealne składające się z eteru. Z tego powodu wierzono, że na Ziemi nie można badać ciał niebieskich, co opóźniało rozwój nauki. Po wynalezieniu lunety w 1608 roku G. Galileo ulepszył ją i przekształcił w teleskop o 30-krotnym powiększeniu. Z jego pomocą dokonał szeregu wybitnych odkryć astronomicznych. Są wśród nich góry na Księżycu, plamy na Słońcu, fazy Wenus i cztery największe satelity Jowisza. G. Galileo jako pierwszy zauważył, że Droga Mleczna jest gromadą ogromnej liczby gwiazd. Wszystkie te fakty dowodziły, że ciała niebieskie nie są stworzeniami eterycznymi, ale całkowicie materialnymi obiektami i zjawiskami. Przecież na „idealnym” ciele nie może być gór, jak na Księżycu, ani plam, jak na Słońcu.

Za pomocą swoich odkryć w mechanice G. Galileo zniszczył dogmatyczne konstrukcje fizyki arystotelesowskiej, które dominowały przez prawie dwa tysiące lat. Jako pierwszy przetestował eksperymentalnie wiele twierdzeń Arystotelesa, kładąc w ten sposób podwaliny pod nową dziedzinę fizyki - dynamikę, naukę o ruchu ciał pod wpływem przyłożonych sił. To G. Galileo sformułował pojęcia prawa fizycznego, prędkości, przyspieszenia. Ale największe odkrycia Idea bezwładności i klasyczna zasada względności stały się naukowcem.

Zgodnie z klasyczną zasadą względności żadne eksperymenty mechaniczne przeprowadzane wewnątrz układu nie są w stanie ustalić, czy układ jest w spoczynku, czy też porusza się ruchem jednostajnym i prostoliniowym. Również klasyczna zasada względności stwierdza, że ​​pomiędzy spoczynkiem a jednostajnością ruch prostoliniowy nie ma różnicy, opisują je te same prawa. Równość ruchu i spoczynku, czyli równość układów inercjalnych (w spoczynku lub poruszających się względem siebie ruchem jednostajnym i prostoliniowym), potwierdził G. Galileo, argumentując licznymi przykładami. Na przykład podróżny w kabinie statku słusznie wierzy, że książka leżąca na jego stole leży. Ale człowiek na brzegu widzi, że statek płynie, i ma podstawy twierdzić, że księga porusza się z tą samą prędkością co statek. Czy zatem książka faktycznie się porusza, czy pozostaje w spoczynku? Na to pytanie oczywiście nie można odpowiedzieć „tak” lub „nie”. Spór pomiędzy podróżnikiem a osobą na brzegu byłby stratą czasu, gdyby każde z nich broniło swojego punktu widzenia i zaprzeczało punktowi widzenia swojego partnera. Aby pogodzić swoje stanowiska, wystarczy, że uznają, że jednocześnie książka pozostaje w spoczynku względem statku i porusza się względem brzegu wraz ze statkiem.

Zatem słowo „teoria względności” w imieniu zasady G. Galileusza nie ma innego znaczenia niż to, które my umieściliśmy w stwierdzeniu: ruch lub spoczynek jest zawsze ruchem lub spoczynkiem w stosunku do tego, co służy nam za układ odniesienia.

Ogromną rolę w rozwoju nauki odegrały badania R. Kartezjusza z zakresu fizyki, kosmologii, biologii i matematyki. Nauczanie R. Kartezjusza reprezentuje jednolitą naukę przyrodniczą i system filozoficzny, bazujący na postulatach istnienia ciągłej materii wypełniającej całą przestrzeń i jej mechanicznym ruchu. Naukowiec postawił sobie za zadanie wyjaśnienie wszystkich znanych i nieznanych zjawisk przyrodniczych, opierając się na ustalonych przez siebie zasadach budowy świata i wyobrażeniach o materii, posługując się jedynie „wiecznymi prawdami” matematyki. Wskrzesił idee starożytnego atomizmu i zbudował wspaniały obraz Wszechświata, obejmujący w nim wszystkie elementy świata przyrody: od ciał niebieskich po fizjologię zwierząt i ludzi. Jednocześnie R. Kartezjusz zbudował swój model natury wyłącznie w oparciu o mechanikę, która w tamtym czasie odniosła największy sukces. Idea natury jako złożonego mechanizmu, którą rozwinął w swoim nauczaniu R. Kartezjusz, uformowała się później w samodzielny kierunek rozwoju fizyki, zwany kartezjanizmem. Przyrodnictwo Kartezjusza (kartezjańskiego) położyło podwaliny pod mechaniczne zrozumienie natury, której procesy rozpatrywano jako ruch ciał po geometrycznie opisanych trajektoriach. Nauczanie kartezjańskie nie było jednak wyczerpujące. W szczególności ruch planet musiał być zgodny z prawem bezwładności, to znaczy być prostoliniowy i równomierny. Ponieważ jednak orbity planet pozostają ciągłymi, zamkniętymi krzywymi i nie następuje taki ruch, staje się oczywiste, że jakaś siła odchyla ruch planet od prostej ścieżki i powoduje, że stale „opadają” w kierunku Słońca. Odtąd najważniejszym problemem nowej kosmologii stało się wyjaśnienie natury i charakteru tej siły.

Naturę tej siły odkrył I. Newton, którego prace zakończyły pierwszą światową rewolucję w naukach przyrodniczych. Udowodnił istnienie grawitacji jako siły uniwersalnej, sformułował prawo uniwersalna grawitacja.

Fizyka newtonowska stała się szczytem rozwoju poglądów na rozumienie świata przyrody w nauce klasycznej. Izaak Newton uzasadnił fizyczne i matematyczne rozumienie natury, które stało się podstawą całego późniejszego rozwoju nauk przyrodniczych i powstania klasycznych nauk przyrodniczych. W toku swoich badań naukowiec stworzył metody rachunku różniczkowego i całkowego do rozwiązywania problemów mechanicznych. Dzięki temu udało mu się sformułować podstawowe prawa dynamiki i prawo powszechnego ciążenia. I. Mechanika Newtona opiera się na pojęciach ilości materii (masy ciała), pędu, siły oraz trzech zasadach ruchu: prawie bezwładności, prawie proporcjonalności siły i przyspieszenia, prawie równości akcji i reakcji.

Choć I. Newton głosił: „Nie wymyślam żadnych hipotez!”, to jednak wysunął szereg hipotez, które odegrały ważną rolę w dalszym rozwoju nauk przyrodniczych. Hipotezy te wiązały się z dalszym rozwojem idei uniwersalnej grawitacji, która pozostała dość tajemnicza i niezrozumiała. W szczególności należało odpowiedzieć na pytania, jaki jest mechanizm działania tej siły, z jaką prędkością się ona rozprzestrzenia oraz czy posiada materialny nośnik.

Odpowiadając na te pytania, I. Newton zaproponował (co, jak się wówczas wydawało, potwierdzały niezliczone fakty): zasada dalekiego zasięgu – natychmiastowe działanie ciał na siebie w dowolnej odległości, bez żadnych ogniw pośrednich, poprzez pustkę. Zasada działania dalekiego zasięgu nie jest możliwa bez wykorzystania koncepcji przestrzeni absolutnej i czasu absolutnego, zaproponowanych także przez I. Newtona.

Przestrzeń absolutną rozumiano jako pojemnik z materią świata. Można to porównać do dużej czarnej skrzynki, w której można umieścić materialne ciało, ale można je też wyjąć – wtedy nie będzie materii, ale przestrzeń pozostanie. Czas absolutny musi także istnieć jako uniwersalny czas trwania, stała kosmiczna skala do pomiaru wszelkich niezliczonych konkretnych ruchów, które mogą płynąć niezależnie, bez udziału ciał materialnych. To właśnie w tak absolutnej przestrzeni i czasie siła grawitacji natychmiast się rozprzestrzeniła. W doświadczeniu zmysłowym nie da się dostrzec absolutnej przestrzeni i czasu. Przestrzeń, czas i materia w tej koncepcji to trzy niezależne od siebie byty.

Prace I. Newtona zakończyły pierwszą światową rewolucję naukową, tworząc klasyczny policentryczny naukowy obraz świata i kładąc podwaliny pod klasyczną naukę New Age.

3.4. Klasyczna historia naturalna czasów nowożytnych

Jest rzeczą naturalną, że na podstawie odnotowanych osiągnięć dalszy rozwój nauk przyrodniczych nabrał większej skali i głębi. Nastąpiły procesy różnicowania wiedzy naukowej, związane ze znacznym postępem już ukształtowanej wiedzy i pojawieniem się nowych, samodzielnych nauk. Niemniej jednak nauki przyrodnicze tamtych czasów rozwinęły się w ramach nauk klasycznych, które miały swoje specyficzne cechy, które odcisnęły piętno na pracy naukowców i ich wynikach.

Najważniejszą cechą nauki klasycznej jest mechanistyczny – przedstawienie świata jako maszyny, gigantycznego mechanizmu, wyraźnie funkcjonującego na zasadzie wieczności i niezmienne prawa mechanika. To nie przypadek, że najpopularniejszym modelem Wszechświata był ogromny mechanizm zegarowy. Dlatego mechanika była standardem każdej nauki, którą próbowano zbudować na jej modelu. Uważano ją także za uniwersalną metodę badania otaczających nas zjawisk. Wyrażało się to w chęci sprowadzenia wszelkich procesów zachodzących w świecie (nie tylko fizycznych i chemicznych, ale także biologicznych i społecznych) do prostych ruchów mechanicznych. Tę redukcję wyższego do niższego nazywamy wyjaśnianiem kompleksu poprzez prostsze redukcjonizm.

Konsekwencją mechanizmu była dominacja ilościowych metod analizy przyrody, chęć rozłożenia badanego procesu lub zjawiska na najdrobniejsze elementy, aż do ostatecznej granicy podzielności materii. Losowość została całkowicie wykluczona z obrazu świata, naukowcy dążyli do pełnej, kompletnej wiedzy o świecie - prawdy absolutnej.

Inną cechą nauki klasycznej było metafizyczne – traktowanie przyrody jako nierozwijającej się całości, niezmiennej od stulecia, zawsze identycznej ze sobą. Każdy obiekt lub zjawisko badano oddzielnie od innych, ignorowano ich powiązania z innymi obiektami, a zmiany, jakie zaszły w tych obiektach i zjawiskach, miały jedynie charakter ilościowy. W ten sposób powstało silne stanowisko antyewolucjonistyczne nauki klasycznej.

Mechanistyczny i metafizyczny charakter nauki klasycznej uwidocznił się wyraźnie nie tylko w fizyce, ale także w chemii i biologii. Prowadziło to do odmowy uznania jakościowej specyfiki życia i żyjących. Stały się tymi samymi elementami w świecie „mechanicznym”, co przedmioty i zjawiska przyrody nieożywionej.

Te cechy nauki klasycznej najwyraźniej objawiły się w naukach przyrodniczych XVIII wieku, tworząc wiele teorii, które zostały niemal zapomniane przez naukę współczesną. Wyraźnie widoczna była tendencja redukcjonistyczna, chęć zredukowania wszystkich dziedzin fizyki, chemii i biologii do metod i podejść mechaniki. Próbując dotrzeć do ostatecznej granicy podzielności materii, naukowcy XVIII wieku. stworzył „doktrynę nieważkości” - płyny elektryczne i magnetyczne, kaloryczne, flogiston jako specjalne substancje, które zapewniają ciałom właściwości elektryczne, magnetyczne, termiczne, a także zdolność spalania. Wśród najważniejszych osiągnięć nauk przyrodniczych XVIII wieku. Należy zauważyć rozwój idei atomowo-molekularnych na temat struktury materii, powstanie podstaw eksperymentalnej nauki o elektryczności.

Rewolucyjnymi odkryciami nauk przyrodniczych były zasady geometrii nieeuklidesowej K. Gaussa, koncepcja entropii i druga zasada termodynamiki R. Clausiusa, prawo okresowe pierwiastki chemiczne D.I. Mendelejew, teoria naturalna selekcja C. Darwin i A.R. Teoria Wallace’a dziedzictwo genetyczne G. Mendel, teoria elektromagnetyczna D. Maxwella.

Te i wiele innych odkryć XIX wieku. podniósł nauki przyrodnicze na jakościowo nowy poziom, przekształcił je w dyscyplinarną, zorganizowaną naukę. Z nauki zbierającej fakty i badającej kompletne, kompletne, pojedyncze obiekty przekształciła się w systematyzującą naukę o przedmiotach i procesach, ich pochodzeniu i rozwoju. Stało się to podczas złożonej rewolucji naukowej w połowie XIX wieku. Ale wszystkie te odkrycia pozostawały w ramach metodologicznych wytycznych nauki klasycznej. Nie stało się to już przeszłością, a jedynie dostosowano ideę świata „maszynowego”, wszelkie zapisy dotyczące poznawalności świata i możliwości uzyskania prawdy absolutnej pozostały niezmienione. Mechanistyczne i metafizyczne cechy nauki klasycznej zostały jedynie wstrząśnięte, ale nie odrzucone. Z tego powodu nauka XIX wieku. niosła w sobie zalążki przyszłego kryzysu, który rozwiązać miała druga światowa rewolucja naukowa przełomu XIX i XX wieku.

3.5. Globalna rewolucja naukowa końca XIX – początków XX wieku.

Szereg niezwykłych odkryć zniszczyło cały klasyczny naukowy obraz świata. W 1888 roku niemiecki naukowiec G. Hertz odkrył fale elektromagnetyczne, znakomicie potwierdzając przewidywania D. Maxwella. W 1895 r. V. Roentgen odkrył promienie, zwane później promieniami rentgenowskimi, które miały krótką długość fali promieniowanie elektromagnetyczne. Badanie natury tych tajemniczych promieni, zdolnych przenikać przez ciała światłoszczelne, doprowadziło D. Thompsona do odkrycia pierwszej cząstki elementarnej - elektronu.

Do wielkich odkryć końca XIX w. Należy uwzględnić także prace A.G. Stoletov o badaniu efektu fotoelektrycznego, P.N. Lebiediewa o ciśnieniu światła. W 1901 roku M. Planck próbując rozwiązać problemy klasycznej teorii promieniowania nagrzanych ciał, zasugerował, że energia emitowana jest w małych porcjach – kwantach, a energia każdego kwantu jest proporcjonalna do częstotliwości emitowanego promieniowania. Współczynnik proporcjonalności łączący te wielkości nazywa się obecnie stałą Plancka ( H). Jest to jedna z niewielu uniwersalnych stałych fizycznych naszego świata i występuje we wszystkich równaniach fizyki mikroświata. Odkryto również, że masa elektronu zależy od jego prędkości.

Wszystkie te odkrycia dosłownie przewróciły uporządkowany gmach nauki klasycznej w ciągu zaledwie kilku lat, czyli na początku lat osiemdziesiątych XIX wieku. wydawał się prawie skończony. Wszystkie dotychczasowe poglądy na temat materii i jej struktury, ruchu oraz jej właściwości i typów, formy praw fizycznych, przestrzeni i czasu zostały obalone. Doprowadziło to do kryzysu w fizyce i wszystkich naukach przyrodniczych i stało się symptomem głębszego kryzysu w całej nauce klasycznej.

W lepsza strona sytuacja zaczęła się zmieniać dopiero w latach dwudziestych XX wieku. wraz z nadejściem drugiego etapu rewolucji naukowej. Jest to związane z powstaniem mechaniki kwantowej i jej połączeniem z teorią względności, powstałą w latach 1906–1916. Wtedy zaczął kształtować się nowy, relatywistyczny kwantowy obraz świata, w którym wyjaśniono odkrycia, które doprowadziły do ​​kryzysu w fizyce.

Początkiem trzeciego etapu rewolucji naukowej było opanowanie energii atomowej w latach czterdziestych XX wieku. i późniejsze badania, które wiążą się z narodzinami komputerów elektronicznych i cybernetyki. Również w tym okresie fizyka przekazuje pałeczkę chemii, biologii i cyklowi nauk o Ziemi, które zaczynają tworzyć własne naukowe obrazy świata. Od połowy XX wieku nauka ostatecznie połączyła się z technologią, co doprowadziło do współczesnej rewolucji naukowo-technologicznej.

Główna zmiana pojęciowa w naukach przyrodniczych XX wieku. Odrzucono newtonowski model zdobywania wiedzy naukowej poprzez eksperyment do wyjaśnienia. Einstein zaproponował inny model wyjaśniania zjawisk naturalnych, w którym pierwotna stała się hipoteza i odrzucenie zdrowego rozsądku jako sposobu sprawdzania twierdzeń, a eksperyment stał się wtórny.

Rozwój podejścia Einsteina doprowadził do zaprzeczenia kosmologii Newtona i stworzył nowy obraz świata, w którym przestała działać logika i zdrowy rozsądek. Okazuje się, że stałe atomy I. Newtona są prawie w całości wypełnione pustką, a materia i energia przekształcają się w siebie. Trójwymiarowa przestrzeń i jednowymiarowy czas zamieniły się w czterowymiarowe kontinuum czasoprzestrzenne. Według tego obrazu świata planety poruszają się po swoich orbitach nie dlatego, że jakaś siła przyciąga je do Słońca, ale dlatego, że sama przestrzeń, w której się poruszają, jest zakrzywiona. Zjawiska subatomowe manifestują się jednocześnie jako cząstki i fale. Niemożliwe jest jednoczesne obliczenie położenia cząstki i zmierzenie jej przyspieszenia. Zasada nieoznaczoności zasadniczo podważyła determinizm Newtona. Naruszone zostały koncepcje przyczynowości; substancji, stałe, dyskretne ciała ustąpiły miejsca formalnym relacjom i dynamicznym procesom.

Takie są główne założenia współczesnego kwantowo-relatywistycznego naukowego obrazu świata, który staje się głównym rezultatem drugiej globalnej rewolucji naukowej. Wiąże się z tym powstanie nauki nowoczesnej (nieklasycznej), która we wszystkich swoich parametrach różni się od nauki klasycznej.

3.6. Główne cechy współczesnej historii naturalnej i nauki

Mechanistyczny i metafizyczny charakter nauki klasycznej został zastąpiony nowymi dialektycznymi zasadami uniwersalnych powiązań i rozwoju. Mechanika nie jest już nauką wiodącą i uniwersalną metodą badania zjawisk środowiskowych. Klasyczny model świata - mechanizm „zegarowy” został zastąpiony modelem świata - „myślą”, do badania którego najlepiej nadają się podejście systemowe i metoda globalnego ewolucjonizmu. Metafizyczne podstawy nauki klasycznej, która traktowała każdy przedmiot z osobna, jako coś wyjątkowego i kompletnego, należą już do przeszłości.

Obecnie świat postrzegany jest jako zbiór systemów wielopoziomowych znajdujących się w stanie hierarchicznego podporządkowania. Jednocześnie na każdym poziomie organizacji materii działają jej własne prawa. Działalność analityczna, która była główną działalnością nauki klasycznej, ustępuje tendencjiom syntetycznym, systematycznemu i całościowemu rozpatrywaniu obiektów i zjawisk świata obiektywnego. Przekonanie o istnieniu skończonej granicy podzielności materii, chęć odnalezienia skończonej, materialnej, fundamentalnej zasady świata, zastąpiono przekonaniem o fundamentalnej niemożliwości dokonania tego (niewyczerpalność materii w głębi). Uzyskanie prawdy absolutnej uważa się za niemożliwe; prawda jest uważana za względną, istniejącą w wielu teoriach, z których każda bada swój własny wycinek rzeczywistości.

Wymienione cechy współczesnej nauki znajdują odzwierciedlenie w nowych teoriach i koncepcjach, które pojawiły się we wszystkich obszarach nauk przyrodniczych. Wśród najważniejszych osiągnięć naukowych XX wieku. – teoria względności, mechanika kwantowa, Fizyka nuklearna, teoria interakcji fizycznych; nowa kosmologia oparta na teorii Wielkiego Wybuchu; chemia ewolucyjna, dążąca do opanowania doświadczenia żywej natury; odkrycie wielu tajemnic życia w biologii itp. Jednak prawdziwym triumfem nauki nieklasycznej była niewątpliwie cybernetyka, która ucieleśniała idee podejścia systemowego, a także synergetyki i termodynamiki nierównowagowej, opartej na metodzie globalnej ewolucjonizm.

Od drugiej połowy XX w. badacze odnotowują wejście nauk przyrodniczych w nowy etap rozwoju – postnieklasyczny, który charakteryzuje się szeregiem podstawowych zasad i form organizacji. Zasady takie najczęściej utożsamiane są z ewolucjonizmem, kosmizmem, ekologizmem, zasadą antropiczną, holizmem i humanizmem. Zasady te orientują współczesne nauki przyrodnicze nie tyle na poszukiwanie abstrakcyjnej prawdy, ile na jej użyteczność dla społeczeństwa i każdego człowieka. Głównym wskaźnikiem w tym przypadku nie jest wykonalność ekonomiczna, ale poprawa środowiska życia ludzi, wzrost ich dobrobytu materialnego i duchowego. Przyrodoznawstwo zatem rzeczywiście zwraca swoje oblicze ku człowiekowi, przezwyciężając odwieczny nihilizm w stosunku do palących potrzeb człowieka.

Współczesne nauki przyrodnicze mają przeważnie problematyczną, interdyscyplinarną orientację, zamiast dominującej wcześniej wąskiej orientacji dyscyplinarnej badań w zakresie nauk przyrodniczych. Dziś przy rozwiązywaniu złożonych, złożonych problemów zasadnicze znaczenie ma wykorzystanie kombinacji różnych nauk przyrodniczych w odniesieniu do każdego konkretnego przypadku badawczego. Wyraźna staje się stąd taka cecha nauki postnieklasycznej, jak rosnąca integracja nauk przyrodniczych, technicznych i humanistycznych. Historycznie różniły się one, wyrastały z pewnej pojedynczej podstawy, rozwijając się autonomicznie przez długi czas. Charakterystyczne jest, że wiodącym elementem tak rosnącej integracji są nauki humanistyczne.

Analizując cechy współczesnych nauk przyrodniczych, należy zwrócić uwagę na tak podstawową cechę, jak niemożność swobodnego eksperymentowania z przedmiotami ( podstawowe badania). Prawdziwy eksperyment przyrodniczy okazuje się niebezpieczny dla życia i zdrowia ludzi. Potężne siły naturalne rozbudzone przez współczesną naukę i technologię mogą, jeśli zostaną źle zagospodarowane, doprowadzić do poważnych lokalnych, regionalnych, a nawet globalnych kryzysów i katastrof.

Badacze naukowi zauważają, że współczesne nauki przyrodnicze coraz bardziej organicznie łączą się z produkcją, technologią i sposobem życia ludzi, stając się najważniejszym czynnikiem postępu cywilizacyjnego. Nie ogranicza się już do badań indywidualnych „fotelowych” naukowców, ale włącza w swoją orbitę złożone zespoły badaczy z różnych dziedzin nauki. W procesie działalności badawczej przedstawiciele różnych dyscyplin przyrodniczych coraz wyraźniej uświadamiają sobie, że Wszechświat to systemowa integralność z wciąż niedostatecznie poznanymi prawami rozwoju, z globalnymi paradoksami, w których łączy się życie każdego człowieka z kosmicznymi wzorami i rytmami. Uniwersalny związek procesów i zjawisk we Wszechświecie wymaga kompleksowych badań adekwatnych do ich natury, a w szczególności globalnego modelowania opartego na metodzie Analiza systemu. Zgodnie z tymi zadaniami we współczesnych naukach przyrodniczych coraz częściej stosuje się metody dynamiki systemów, synergii, teorii gier i sterowania programowo-celowego, na podstawie których tworzone są prognozy rozwoju złożonych procesów przyrodniczych.

Współczesne idee globalnego ewolucjonizmu i synergetyki pozwalają opisać rozwój przyrody jako sukcesywną zmianę struktur powstających z chaosu, chwilowo uzyskujących stabilność, ale potem ponownie zmierzających do stanów chaotycznych. Ponadto wiele systemów naturalnych jawi się jako złożone, wielofunkcyjne, otwarte, nierównowagowe, których rozwój jest trudny do przewidzenia. W tych warunkach przeprowadzono analizę możliwości dalszej ewolucji kompleksu obiekty naturalne jawi się jako zasadniczo nieprzewidywalna, powiązana z wieloma czynnikami losowymi, które mogą stać się podstawą nowych form ewolucji.

Wszystkie te zmiany dokonują się w ramach trwającej obecnie globalnej rewolucji naukowej, która zakończy się najprawdopodobniej w połowie XXI wieku. Oczywiście teraz trudno sobie wyobrazić wygląd nauka przyszłości. Oczywiście będzie się ona różnić zarówno od nauki klasycznej, jak i współczesnej (nieklasycznej). Ale niektóre z jego funkcji wymienionych powyżej są już widoczne.

Tabela 3.1. Najwybitniejsi naukowcy nauk przyrodniczych: od VI wieku. pne e do XX wieku.

Kontynuacja

Kontynuacja

Kontynuacja

Kontynuacja

PRZEDMIOT I STRUKTURA NAUK PRZYRODNICZYCH

Termin „nauki przyrodnicze” pochodzi od połączenia słów pochodzenia łacińskiego „natura”, czyli natura, oraz „wiedza”. Zatem dosłowna interpretacja tego terminu to wiedza o przyrodzie.

Naturalna nauka we współczesnym rozumieniu – nauka, będąca zespołem nauk przyrodniczych ujmowanych w ich wzajemnym powiązaniu. Jednocześnie przez przyrodę rozumie się wszystko, co istnieje, cały świat w różnorodności jego form.

Nauki przyrodnicze - zespół nauk o przyrodzie

Naturalna nauka we współczesnym rozumieniu jest to zespół nauk przyrodniczych ujętych w ich wzajemnym powiązaniu.

Jednakże tę definicję nie oddaje w pełni istoty nauk przyrodniczych, gdyż przyroda jawi się jako jedna całość. Jedności tej nie ujawnia ani żadna konkretna nauka, ani cała ich suma. Wiele szczegółowych dyscyplin nauk przyrodniczych nie wyczerpuje w swojej treści wszystkiego, co rozumiemy przez naturę: przyroda jest głębsza i bogatsza niż wszystkie istniejące teorie.

Koncepcja " Natura„jest różnie interpretowane.

W najszerszym znaczeniu przyroda oznacza wszystko, co istnieje, cały świat w różnorodności jego form. Natura w tym znaczeniu jest na równi z pojęciami materii i Wszechświata.

Najczęstszą interpretacją pojęcia „natury” jest ogół naturalnych warunków istnienia społeczeństwa ludzkiego. Interpretacja ta charakteryzuje miejsce i rolę przyrody w systemie historycznie zmieniających się postaw człowieka i społeczeństwa wobec niej.

W węższym znaczeniu przyroda rozumiana jest jako przedmiot nauki, a ściślej całościowy przedmiot nauk przyrodniczych.

Współczesne nauki przyrodnicze opracowują nowe podejścia do zrozumienia natury jako całości. Wyraża się to w wyobrażeniach o rozwoju przyrody, o różnych formach ruchu materii i inności poziomy strukturalne organizacji przyrody, w poszerzaniu zrozumienia typów związków przyczynowych. Na przykład wraz z powstaniem teorii względności znacząco zmieniły się poglądy na temat czasoprzestrzennej organizacji obiektów przyrodniczych, rozwój współczesnej kosmologii wzbogaca idee dotyczące kierunku procesów naturalnych, postęp ekologii doprowadził do zrozumienia głębokie zasady integralności natury jako pojedynczego systemu

Obecnie nauki przyrodnicze oznaczają nauki przyrodnicze ścisłe, czyli wiedzę o przyrodzie, która opiera się na eksperymencie naukowym i charakteryzuje się rozwiniętą formą teoretyczną oraz konstrukcją matematyczną.

Do rozwoju nauk specjalnych niezbędna jest ogólna wiedza o przyrodzie oraz wszechstronne zrozumienie jej obiektów i zjawisk. Aby uzyskać takie ogólne pomysły, każdy epoka historyczna kształtuje właściwy przyrodniczo-naukowy obraz świata.

Struktura współczesnych nauk przyrodniczych

Współczesne nauki przyrodnicze to dziedzina nauki oparta na powtarzalnym empirycznym testowaniu hipotez i tworzeniu teorii lub empirycznych uogólnień opisujących zjawiska naturalne.

Całkowity przedmiot nauk przyrodniczych- Natura.

Przedmiot nauk przyrodniczych– fakty i zjawiska przyrodnicze, które odbieramy naszymi zmysłami bezpośrednio lub pośrednio, za pomocą instrumentów.

Zadaniem naukowca jest identyfikacja tych faktów, uogólnienie ich i stworzenie modelu teoretycznego uwzględniającego prawa rządzące zjawiskami przyrodniczymi. Na przykład zjawisko grawitacji jest konkretnym faktem ustalonym na podstawie doświadczenia; Wariantem wyjaśnienia tego zjawiska jest prawo powszechnego ciążenia. Jednocześnie fakty empiryczne i uogólnienia, raz ustalone, zachowują swoje pierwotne znaczenie. Prawa można zmieniać wraz z postępem nauki. W ten sposób prawo powszechnego ciążenia zostało poprawione po stworzeniu teorii względności.

Podstawowa zasada nauk przyrodniczych brzmi: wiedza o przyrodzie powinna na to pozwolićpróba empiryczna. Oznacza to, że prawda w nauce to stanowisko, które potwierdza powtarzalne doświadczenie. Doświadczenie jest zatem decydującym argumentem za przyjęciem danej teorii.

Współczesne nauki przyrodnicze to złożony zespół nauk przyrodniczych. Obejmuje takie nauki jak biologia, fizyka, chemia, astronomia, geografia, ekologia itp.

Nauki przyrodnicze różnią się przedmiotem swoich badań. Przykładowo przedmiotem studiowania biologii są organizmy żywe, chemii – substancje i ich przemiany. Astronomia bada ciała niebieskie, geografia bada specjalną (geograficzną) powłokę Ziemi, ekologia bada relacje organizmów między sobą i ze środowiskiem.

Każda nauka przyrodnicza sama w sobie jest zespołem nauk, które powstały na różnych etapach rozwoju nauk przyrodniczych. Zatem biologia obejmuje botanikę, zoologię, mikrobiologię, genetykę, cytologię i inne nauki. W tym przypadku przedmiotem badań botaniki są rośliny, zoologia – zwierzęta, mikrobiologia – mikroorganizmy. Genetyka bada wzorce dziedziczności i zmienności organizmów, cytologia bada żywą komórkę.

Chemia dzieli się także na szereg węższych nauk, np.: chemię organiczną, chemia nieorganiczna, chemia analityczna. Nauki geograficzne obejmują geologię, nauki o Ziemi, geomorfologię, klimatologię i geografię fizyczną.

Zróżnicowanie nauk doprowadziło do wyodrębnienia jeszcze mniejszych obszarów wiedzy naukowej.

Na przykład nauki biologiczne zoologii obejmują ornitologię, entomologię, herpetologię, etologię, ichtiologię itp. Ornitologia to nauka zajmująca się badaniem ptaków, entomologia - owady, herpetologia - gady. Etologia jest nauką o zachowaniu zwierząt, a ichtiologia zajmuje się rybami.

Dziedzina chemii - chemia organiczna dzieli się na chemię polimerów, petrochemię i inne nauki. Chemia nieorganiczna obejmuje na przykład chemię metali, chemię halogenów i chemię koordynacyjną.

Współczesny nurt rozwoju nauk przyrodniczych jest taki, że równolegle z różnicowaniem wiedzy naukowej zachodzą procesy przeciwne - łączenie poszczególnych obszarów wiedzy, tworzenie syntetycznych dyscyplin naukowych. Ważne jest, aby unifikacja dyscyplin naukowych następowała zarówno w obrębie różnych dziedzin nauk przyrodniczych, jak i pomiędzy nimi. Tak więc w naukach chemicznych, na styku chemii organicznej z nieorganiczną i biochemią, powstała odpowiednio chemia związków metaloorganicznych i chemia bioorganiczna. Przykładami międzynaukowych dyscyplin syntetycznych w naukach przyrodniczych są takie dyscypliny, jak chemia fizyczna, fizyka chemiczna, biochemia, biofizyka i biologia fizykochemiczna.

Jednakże nowoczesna scena rozwój nauk przyrodniczych – nauk przyrodniczych integralnych – charakteryzuje się nie tyle zachodzącymi procesami syntezy dwóch lub trzech nauk pokrewnych, ile unifikacją na dużą skalę różnych dyscyplin i obszarów badań naukowych oraz tendencją do zakrojonych na szeroką skalę integracja wiedzy naukowej stale rośnie.

W naukach przyrodniczych rozróżnia się nauki podstawowe i stosowane. Nauki podstawowe - fizyka, chemia, astronomia - badają podstawowe struktury świata, a nauki stosowane zajmują się zastosowaniem wyników badań podstawowych do rozwiązywania problemów zarówno poznawczych, jak i społeczno-praktycznych. Na przykład fizyka metali i fizyka półprzewodników to teoretyczne dyscypliny stosowane, a metaloznawstwo i technologia półprzewodników to praktyczne nauki stosowane.

Zatem poznanie praw natury i budowanie na tej podstawie obrazu świata jest bezpośrednim, bezpośrednim celem nauk przyrodniczych. Ostatecznym celem jest promowanie praktycznego stosowania tych praw.

Nauki przyrodnicze różnią się od nauk społecznych i technicznych przedmiotem, celami i metodologią badań.

Jednocześnie nauki przyrodnicze uważane są za standard obiektywności naukowej, ponieważ w tej dziedzinie wiedzy ujawniają się prawdy powszechnie obowiązujące, akceptowane przez wszystkich ludzi. Na przykład inny duży zespół nauk - nauki społeczne - zawsze kojarzono z wartościami i interesami grupowymi, które istnieją zarówno wśród samego naukowca, jak i w przedmiocie badań. Dlatego w metodologii nauk społecznych, obok obiektywnych metod badawczych, ogromnego znaczenia nabiera doświadczenie badanego zdarzenia i subiektywny stosunek do niego.

Nauki przyrodnicze różnią się także znacząco metodologicznie od nauk technicznych, gdyż celem nauk przyrodniczych jest zrozumienie przyrody, a nauk technicznych rozwiązywanie praktycznych problemów związanych z przemianą świata.

Nie da się jednak wytyczyć jednoznacznej granicy pomiędzy naukami przyrodniczymi, społecznymi i technicznymi na obecnym poziomie ich rozwoju, gdyż istnieje szereg dyscyplin zajmujących pozycję pośrednią lub mających charakter złożony. Tym samym geografia ekonomiczna sytuuje się na przecięciu nauk przyrodniczych i społecznych, a bionika na przecięciu nauk przyrodniczych i technicznych. Złożoną dyscypliną obejmującą sekcje przyrodnicze, społeczne i techniczne jest ekologia społeczna.

Zatem, współczesne nauki przyrodnicze to rozległy, rozwijający się zespół nauk przyrodniczych, charakteryzujący się jednoczesnymi procesami różnicowania nauki i tworzenia dyscyplin syntetycznych oraz nastawiony na integrację wiedzy naukowej.

Podstawą formacji są nauki przyrodnicze naukowy obraz świata.

Pod obraz naukowyświat rozumie holistyczny system idei o świecie, jego właściwości ogólne oraz wzorce, które powstają w wyniku uogólnienia podstawowych teorii nauk przyrodniczych.

Naukowy obraz świata podlega ciągłemu rozwojowi. W toku rewolucji naukowych dokonują się w nim przekształcenia jakościowe, stary obraz świata zostaje zastąpiony nowym. Każda epoka historyczna tworzy swój własny naukowy obraz świata.