1. Rola nauk przyrodniczych w rozwoju społeczeństwa. Nauka, technologia, humanizacja
Nowoczesna nauka pojawiła się w Europie między XV a XVII wiekiem. w okresie kształtowania się kapitalistycznego sposobu produkcji. Nauka jest formą duchowej aktywności człowieka mającą na celu zdobywanie nowej wiedzy o przyrodzie, społeczeństwie i samej wiedzy. Nauka dzieli się na wiele gałęzi wiedzy (nauki specjalne), które różnią się między sobą aspektem rzeczywistości.
Ze względu na przedmiot i sposób poznania można wyróżnić nauki przyrodnicze – nauki przyrodnicze, oraz nauki o społeczeństwie – nauki społeczne (humanistyka, nauki społeczne), wiedzę, myślenie (logikę, epistemologię itp.). Odrębną grupę tworzą Nauka techniczna. Z kolei każdą grupę nauk można poddać bardziej szczegółowemu podziałowi. Tak, w cenie nauki przyrodnicze obejmuje mechanikę, fizykę, chemię, biologię itp., z których każda jest podzielona na dyscypliny naukowe - chemię fizyczną, chemię molekularną itp. Mogą istnieć inne kryteria klasyfikacji nauk. Zatem, zgodnie z ich dystansem do praktyki, naukę można podzielić na dwa duże typy: fundamentalną, w której nie ma bezpośredniego ukierunkowania na praktykę, oraz stosowaną, która bezpośrednio rozwiązuje problemy praktyczne.
Wraz z rozwojem nowej nauki pojawiła się potrzeba głębszego podziału na dyscypliny specjalne, w celu dokładniejszego i pogłębionego badania poszczególnych zjawisk i procesów w określonym obszarze rzeczywistości. Nauki przyrodnicze, które otrzymały obywatelstwo od XVIII wieku, to całość wszystkich nauk zajmujących się badaniem przyrody. Głównymi obszarami nauk przyrodniczych są materia, życie, człowiek, Ziemia i Wszechświat.
Interakcja między naukami przyrodniczymi a społeczeństwem zawsze była złożona. Początkowo naukę postrzegano jako sposób na podbicie natury. Wykorzystanie osiągnięć nauki zmieniło samo społeczeństwo i jego życie, zwłaszcza gospodarkę. Ale począwszy od drugiej połowy XX wieku. w związku z groźbą wojny nuklearnej i biologicznej pojawił się negatywny stosunek do nauki.
Nauka, w tym przyrodnicza, staje się podstawą praktycznych działań na rzecz społeczeństwa. Z biegiem czasu staje się siłą produkcyjną społeczeństwa. Rozwój technologii – narzędzi, umiejętności, umiejętności – zależy od rozwoju nauki. Dla nowoczesne społeczeństwo charakteryzuje się stale rosnącym powiązaniem nauki, technologii i produkcji.
Obecnie coraz większego znaczenia nabiera humanistyczny aspekt nauki i wyłania się szczególna dyscyplina – etyka nauki. W kontekście postępu naukowo-technicznego szczególnie istotna jest moralna ocena odkryć naukowych - czy można ingerować w strukturę genetyczną człowieka, udoskonalać biotechnologię, a nawet projektować nowe formy życia?
2. Główne etapy rozwoju nauk przyrodniczych. Rewolucja w nauce
Nauka jest wytworem rozwoju myśli starożytnych Greków. Nauka w kulturze starożytnej Grecji była nauką holistyczną. Początki myślenia w obszarze nauk specjalnych pojawiły się pod wpływem Arystotelesa i jego szkoły, takich wielkich lekarzy jak Hipokrates i Galen. Nie naruszyło to jednak integralności nauki i obrazu świata. W epoce chrześcijańskiego średniowiecza nauka również rozwinęła się jako harmonijna całość. Dopiero u schyłku średniowiecza pojęcie „nauki” zastąpiono pojęciem „nauki przyrodniczej”. nowa nauka rozpoczął swój triumfalny marsz od czasów renesansu, kiedy dostrzeżono możliwość matematycznego opisu wyników uzyskanych eksperymentalnie. Taka stała się ta nowa forma bardzo ważneże Kant oceniał nauki specjalne w zależności od stopnia zastosowania w nich matematyki. Pod wpływem nauk eksperymentalnych i matematycznych europejski światopogląd radykalnie się zmienił, a jego wpływ na życie duchowe reszty świata wzrósł. W szczególności wzrosła ona wskutek ustanowienia ścisłych, ściśle naukowych podstaw dla technologii wywodzącej się z medycyny, która dotychczas opierała się wyłącznie na doświadczeniu rzemieślniczym.
Różnicowanie wiedzy naukowej było niezbędnym etapem rozwoju nauki. Nauki specjalne sklasyfikowano ze względu na przedmiot lub metodę. W rezultacie w pewnym stopniu zatracono zrozumienie prawdziwego celu nauki o świecie jako całości i rzeczywistości jako całości.
Rewolucja w nauce jest rewolucją. Rozwój nauki od dawna polega na stopniowym, ciągłym gromadzeniu wiedzy, ale rozwój nie ogranicza się do prostego gromadzenia wiedzy. Najbardziej radykalne zmiany w nauce kojarzone są z rewolucjami naukowymi, którym towarzyszy rewizja, doprecyzowanie i krytyka dotychczasowych idei, programów i metod, tj. wszystko, co nazywa się paradygmatem nauki. W ostatnich dziesięcioleciach rozpoczęła się radykalna rewolucja, która zasadniczo zmienia relacje między światem człowieka a światem przyrody. W terminologii marksistowskiej jest to „rewolucja naukowo-technologiczna”, według typologii cywilizacyjnej Tofflera jest to „rewolucja społeczno-techniczna”. Czasem nazywa się to rewolucją informacyjno-komputerową. Podstawą tej rewolucji jest tworzenie i wdrażanie elektronicznych technologii komputerowych i biotechnologicznych. Jej efektem może być nowa cywilizacja informacyjna.
3. Podstawowa jedność nauk przyrodniczych. Obserwacja, eksperyment, teoria
Jeśli otaczający nas świat jest jeden i tworzy jedną i integralną formację, wówczas wiedza o nim ma fundamentalną jedność. I chociaż nauka jest podzielona na dyscypliny, istnieją podstawowe prawa, które odzwierciedlają jedność i integralność natury, prawa, które składają się na podstawową jedność nauk przyrodniczych.
Obserwacja jest początkowym źródłem informacji, ale obserwacje opierają się na teorii, idei.
Eksperyment jest najważniejszą metodą badań empirycznych, służącą obserwacji procesów w warunkach najmniej narażonych na działanie czynników zewnętrznych. Pomiary są uzupełnieniem każdego eksperymentu.
Na etapie teoretycznym budowane są hipotezy i teorie oraz odkrywane są prawa nauki. Hipoteza jest następnie sprawdzana eksperymentalnie. Jeśli wyniki eksperymentu nie pokrywają się z hipotezą, wówczas sama hipoteza zostaje obalona. Ale może to być pochopny wniosek, przeprowadza się różne eksperymenty, a ich wiarygodność zależy od poziomu rozwoju nauki i technologii.
Jedność nauk przyrodniczych potwierdzają także interdyscyplinarne metody badawcze, na przykład metoda systemowa. Chociaż systemy występujące w przyrodzie mają różne struktury i różne cechy, wszystkie są systemami samoorganizującymi się i nie można przeciwstawiać systemów żywych i nieożywionych, nowe wyniki rzucają światło na problem wyłonienia się istot żywych z rzeczy nieożywionych.
4. Podział nauk przyrodniczych na dyscypliny naukowe. Poziomy strukturalne organizacja materii. Mikro, makro, mega świat. Ich główne cechy
Pod koniec średniowiecza narodziło się pojęcie „nauki przyrodnicze”, które swoją triumfalną drogę rozpoczęła od epoki renesansu, kiedy to rozpoznano możliwość matematycznego opisu wyników uzyskanych eksperymentalnie.
Wraz z rozwojem nowej nauki pojawiła się potrzeba głębszego podziału na dyscypliny specjalne, w celu dokładniejszego i pogłębionego badania poszczególnych zjawisk i procesów w określonym obszarze rzeczywistości. Nauki przyrodnicze, które otrzymały obywatelstwo od XVIII wieku, to całość wszystkich nauk zajmujących się badaniem przyrody. Główne sfery nauk przyrodniczych - materia, życie, człowiek, Ziemia, Wszechświat - pozwoliły pogrupować je w następujący sposób:
1. fizyka, chemia, Chemia fizyczna
2. biologia, botanika, zoologia
3. anatomia, fizjologia, nauka o pochodzeniu i rozwoju, nauka o dziedziczności
4. geologia, mineralogia, paleontologia, meteorologia, geografia
5. astronomia wraz z astrofizyką i astrochemią.
Matematyka, zdaniem wielu filozofów przyrody, nie należy do nauk przyrodniczych, ale jest decydującym narzędziem ich myślenia.
Korporacja wydawniczo-handlowa „Dashkov and Co.”
M. K. Guseikhanov, O. R. Radzhabov
Koncepcje nowoczesne nauki przyrodnicze
Wydanie szóste, poprawione i rozszerzone
Ministerstwo Edukacji i Nauki
Federacja Rosyjska jako podręcznik
Dla studentów uniwersytetu
Moskwa, 2007
UDC 001 BBK 20 G96
Recenzenci:
A.D. Gladun- Przewodniczący Rady Ekspertów ds. Ogólnych Nauk Przyrodniczych Ministerstwa Edukacji Federacji Rosyjskiej, doktor nauk fizycznych i matematycznych, profesor MIPT;
L. V. Koroleva- Doktor nauk fizycznych i matematycznych, profesor Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Pedagogicznego;
O. P. Melekhova- członek rady ekspertów Ministerstwa Edukacji Federacji Rosyjskiej, kandydat nauk biologicznych, starszy pracownik naukowy;
G. K. Safaraliev- Zastępca Przewodniczącego Komisji Nauki i Edukacji Dumy Państwowej Federacji Rosyjskiej, doktor nauk fizycznych i matematycznych, profesor DSU.
Guseikhanov M.K., Radzhabov O.R. Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych: Podręcznik. - wyd. 6, poprawione. i dodatkowe - M.: Korporacja wydawniczo-handlowa „Dashkov and Co”, 2007. - 540 s.
ISBN 978-5-91131-306-7
W podręczniku omówiono najważniejsze pojęcia współczesnych nauk przyrodniczych: etapy rozwoju przyrodniczo-naukowego obrazu świata, współczesne wyobrażenia o budowie i rozwoju natury mikro-, makro- i megaświatów; ewolucja idei dotyczących przestrzeni, czasu i materii; zasady względności i komplementarności; współczynnik niepewności; prawa zachowania w mikro- i makrokosmosie; natura cząstek elementarnych, energii i materii; koncepcje pochodzenia ewolucji przyrody żywej i człowieka; biosfera i ekologia; specyfika współczesnych nauk przyrodniczych; synergetyka; samoorganizacja w różne systemy ach, problemy współczesnych nauk przyrodniczych; Światopogląd i rewolucja naukowo-technologiczna.
Podręcznik został przygotowany zgodnie z Państwowym Standardem Wyższego Kształcenia Zawodowego i przeznaczony jest dla studentów uczelni wyższych studiujących koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych, nauczycieli, doktorantów oraz studentów zainteresowanych światopoglądem oraz problemami teoretyczno-poznawczymi nauk przyrodniczych i filozofii.
UDC 001 BBK 20
ISBN 978-5-91131-306-7
© M. K. Guseikhanov, O. R. Radzhabov, 2006
OCR: Ikhtik (Ufa)
Ihtik.Lib.Ru
Wprowadzenie 9
Rozdział 1. NAUKA PRZYRODNICZA JAKO NAUKA ZJEDNOCZONA
O NATURZE 13
Nauki przyrodnicze i kultury humanitarne. 13
Miejsce nauki w systemie kulturowym i jego struktura 14
Charakterystyka nauki 18
Nauki przyrodnicze - nauki podstawowe 21
Rozdział 2. CHARAKTERYSTYKA NAUKOWEJ WIEDZY PRZYRODNICZEJ 26
Struktura wiedzy naukowej 26
Podstawowe metody badań naukowych 29
Dynamika rozwoju nauki. Zasada korespondencji 36
Rozdział 3. WAŻNE ETAPY ROZWOJU
NATURALNA NAUKA 41
System światowy filozofów starożytnych 41
Geocentryczne i heliocentryczne systemy budowy świata 49
Mechanistyczne i elektromagnetyczne obrazy świata 55
Współczesny przyrodniczo-naukowy obraz świata 60
Rozdział 4. POJĘCIE WZGLĘDNOŚCI
PRZESTRZEŃ I CZAS 69
Pojęcie przestrzeni i czasu 69
Pomiar czasu 73
Przestrzeń i czas w szczególnej teorii względności 76
Ogólna teoria względności dotycząca przestrzeni
i czas 86
Rozdział 5. STRUKTURA ŚWIATA MATERIAŁOWEGO 94
Strukturalna struktura świata materialnego 94
Krótki opis mikroświata 95
Krótki opis makrokosmosu 100
Krótki opis megaświata 106
Rozdział 6. INTERAKCJE I RUCH
STRUKTURY ŚWIATA 113
Cztery typy interakcji i ich charakterystyka 113
Pojęcia krótkiego i dalekiego zasięgu 116
Materia, pole, próżnia. Zasada superpozycji 117
Podstawowe stałe wszechświata 119
Antropiczna zasada kosmologiczna 123
Charakter ruchu struktur świata 126
Rozdział 7. PODSTAWOWE PRAWIDŁOWOŚCI
MIKROŚWIAT 133
Cząstki elementarne 133
Falowa natura mikroobiektów 142
Pojęcie dodatkowości 148
Probabilistyczny charakter praw mikroświata. Pojęcia niepewności i związku przyczynowego 150
7,5. Powłoka elektronowa atomu 153
Rozdział 8. POJĘCIA MATERII I ENERGII .162
8.1. Różnorodność form materii 162
Substancja i jej stany 164
Energia i jej przejawy w przyrodzie 167
Prawa zachowania w przyrodzie 182
Prawa zachowania i zasady symetrii 189
Rozdział 9. SKŁAD, STRUKTURA
I WSPÓŁKONWERSJE SUBSTANCJI 197
Poziomy pojęciowe w poznaniu substancji 197
Skład materii i układów chemicznych 201
Budowa materii i jej właściwości 209
Procesy chemiczne 213
Ewolucja systemy chemiczne i perspektywy chemii 217
Rozdział 10. CHARAKTER MEGAŚWIATA 222
Odległości i rozmiary w megaświecie 222
Ziemia jako planeta i ciało naturalne 230
Skład i struktura Układ Słoneczny 243
Słońce, gwiazdy i ośrodek międzygwiazdowy 253
Galaktyki 259
Rozdział 11. CHARAKTER NAUK PRZYRODNICZYCH
PRAWIDŁOWOŚCI NATURY 269
Determinizm procesów naturalnych 269
Termodynamika i koncepcja nieodwracalności 273
Problem „śmierci cieplnej Wszechświata” 279
Rozdział 12. POCHODZENIE I EWOLUCJA
WSZECHŚWIAT 286
Wielki Wybuch i rozszerzający się wszechświat 286
Początkowy etap Wszechświata 292
Kosmologiczne modele Wszechświata 297
Rozdział 13. POCHODZENIE I EWOLUCJA
CIAŁA NIEBIAŃSKIE, ZIEMIA 301
Pochodzenie i ewolucja galaktyk i gwiazd 301
Pochodzenie planet Układu Słonecznego 307
Pochodzenie i ewolucja Ziemi 317
Przestrzeń i Ziemia 330
Rozdział 14. KONCEPCJE POCZĄTKU ŻYCIA.. .343
Koncepcje pochodzenia życia na Ziemi 343
Klasyfikacja poziomów struktur biologicznych
i organizacja systemów żywych 357
Inżynieria genetyczna i biotechnologia 363
Problemy pochodzenia życia we wszechświecie 367
Rozdział 15. EWOLUCJA PRZYRODY ŻYWEJ 374
Dowody ewolucji istot żywych 374
Ścieżki i przyczyny ewolucji istot żywych 378
Teoria ewolucji Darwina 381
Nowoczesna teoria ewolucja organiczna 384
Syntetyczna teoria ewolucji 387
Inne koncepcje ewolucji istot żywych. 389
Rozdział 16. POJĘCIE POCHODZENIA
I EWOLUCJA LUDZKA 397
Człowiek jako przedmiot wiedzy przyrodniczej... 397
Podobieństwa i różnice między ludźmi i zwierzętami 399
Koncepcje pojawienia się człowieka na Ziemi. Antropologia 402
Ewolucja kultury ludzkiej. Socjobiologia 410
Problemy poszukiwań cywilizacji pozaziemskich 415
Problem z komunikacją z cywilizacje pozaziemskie 420
Rozdział 17. CZŁOWIEK 425
Fizjologia człowieka 425
Emocje i kreatywność 432
Zdrowie i wydajność 435
Zagadnienia etyki biomedycznej 440
Rozdział 18. NAUCZANIE O BIOSFERIE I EKOLOGII 448
Biosfera 448
Ekologia 453
Współczesne problemy ochrony środowiska 456
Noosfera, 460
Problem demograficzny 467
Rozdział 19. METODY NOWOCZESNOŚCI
NATURALNA NAUKA 474
Metoda badań systemowych 474
Cybernetyka – nauka o układach złożonych 479
Metody modelowania matematycznego 481
Modelowanie matematyczne w ekologii 484
Rozdział 20. SAMOORGANIZACJA W PRZYRODZIE 491
Paradygmat samoorganizacji 491
Synergetyka 493
Cechy ewolucji układów nierównowagowych 495
Samoorganizacja jest źródłem i podstawą ewolucji 498
Samoorganizacja w różnych typach ewolucji 503
Rozdział 21. WSPÓŁCZESNE NAUKI PRZYRODNICZE
I PRZYSZŁOŚĆ NAUKI 508
Cechy obecnego etapu rozwoju nauki 508
Nauki przyrodnicze i światopogląd 511
Nauka i filozofia 514
Nauki przyrodnicze i rewolucja naukowo-technologiczna 516
Ogólne wzorce współczesnych nauk przyrodniczych 524
Współczesny przyrodniczy obraz świata
i mężczyzna 526
21.7. Funkcje w fazie rozwoju nowoczesna nauka 529
Literatura 535
Książkę tę dedykujemy błogosławionej pamięci naszych rodziców i nauczycieli.
Wstęp
Czy śmiertelnik jest w stanie pojąć harmonię świata, którego przychodzenie i odchodzenie jest dla niego niezrozumiałe?
Ibn Sina (Awicenna)
Państwowe standardy edukacyjne wyższego szkolnictwa zawodowego Federacji Rosyjskiej wymagają od studentów specjalności humanitarnych i społeczno-ekonomicznych opanowania kursu w dyscyplinie „Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych”. Włączenie tej dyscypliny do programu wydziałów humanistycznych uniwersytetów wynika z konieczności zapoznania studentów z integralnym elementem jednej kultury – naukami przyrodniczymi – i ukształtowania holistycznego spojrzenia na otaczający ich świat. Kurs ten ma na celu ułatwienie zdobycia szerokiego podstawowego wykształcenia wyższego i przyczynienie się do wszechstronnego rozwoju jednostki. Szkolenie odzwierciedla główny zestaw koncepcji współczesnych nauk przyrodniczych, zapewnia panoramę najbardziej znanych metod i praw współczesnej nauki oraz ukazuje specyfikę racjonalnego sposobu poznawania otaczającego nas świata. Jest to tym bardziej konieczne, że obecnie racjonalna metoda nauk przyrodniczych w coraz większym stopniu przenika do środowiska humanitarnego, tworząc holistyczną wiedzę naukową o społeczeństwie. Nauka zyskuje coraz bardziej uniwersalny język, adekwatny do filozofii, psychologii, nauki społeczne a nawet sztuka. Pojawiający się dziś trend w kierunku harmonijnej syntezy dwóch tradycyjnie różnych kultur, nauk humanistycznych i przyrodniczych, wpisuje się w potrzeby społeczeństwa w zakresie holistycznego światopoglądu i podkreśla znaczenie tej dyscypliny.
Przedmiotem badań są kierunki i problemy, które determinują pojawienie się współczesnych nauk przyrodniczych i naukowego podejścia do kultury. Jednym z celów zajęć jest kształtowanie wyobrażeń na temat obrazu świata jako podstawy integralności i różnorodności przyrody. Dlatego do programu wprowadzane są najważniejsze koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych: idee dotyczące przestrzeni, czasu i materii; prawa konserwatorskie na świecie; koncepcje pochodzenia i ewolucji Wszechświata, życia i człowieka; biosfera i ekologia; specyfika samoorganizacji, systemowe metody badawcze itp.
Powszechnie wiadomo, że ludzie chcą znaleźć coś wspólnego w różnorodności otaczających ich rzeczy i zjawisk naturalnych. To pragnienie zostało zawarte w idei jedności świata. Holistyczne odzwierciedlenie jedności świata jest wynikiem syntezy danych z nauk przyrodniczych: fizyki, astronomii, chemii, biologii itp.
Historycznie rzecz biorąc, światopogląd rozwinął się od kompleksu prymitywnej wiedzy empirycznej, idei mitologicznych i religijnych do światopoglądu filozoficznego i teoretycznego, a często religijne i racjonalne elementy wiedzy były ze sobą powiązane w naukach myślicieli. Wprowadzenie idei racjonalnych podniosło światopogląd na jakościowo nowy poziom, ale samo w sobie nie usunęło kwestii nienaukowego odzwierciedlenia rzeczywistości, obecności elementu irracjonalnego w tym światopoglądzie.
Pragnienie jedności różnorodności otrzymało jedno ze swoich ucieleśnień w naukowych domysłach myślicieli starożytnego Wschodu, starożytnej Grecji i Rzymu. Należy podkreślić, że te domysły, a następnie hipotezy, reprezentowały jedność nauk przyrodniczych i filozoficznych podejść do analizy rzeczywistości.
Idea Wszechświata jako jednej całości, której prawa działania są dostępne ludzkiej wiedzy i zrozumieniu, odegrała i nadal odgrywa konstruktywną rolę w tworzeniu obraz naukowy pokój. Rzeczywiście, to właśnie ta idea leży jako kamień węgielny ideologicznych i metodologicznych podstaw współczesnej nauki. "Podstawy
„ze wszystkich naszych prac naukowych”, „najsilniejszej i najszlachetniejszej ze sprężyn badań naukowych” – Einstein nazwał wiarę w racjonalną (opartą na prawach) strukturę Wszechświata. „Bez wiary w wewnętrzną harmonię naszego świata” podkreślał: „nie mogłoby być nauki”.
Kształtowanie się współczesnego przyrodniczo-naukowego obrazu świata jest dla niektórych zmianą historyczną, rewolucyjną lub ewolucyjną poglądy naukowe inni.
Historia wiedzy ludzkiej to historia powstawania, rozwoju i zastępowania jednych naukowych obrazów świata innymi, które powstają w głębinach poprzednich i w procesie ewolucji zbliżają się do obiektywnego naukowego obrazu świata . Do głównych form uogólniania faktów w systemie światowym, zapewniających jego ewolucyjny rozwój, należą: 1) wyjaśnianie faktów w ramach istniejącego systemu światowego; 2) wyjaśnianie faktów poprzez wprowadzenie dodatkowych pojęć, nowych metod formalizacji lub wprowadzenie ograniczeń zasad teorii. Rewolucja naukowa stanowi zatem rozciągnięty w czasie, holistyczny, naturalny i okresowo powtarzający się etap rozwoju wiedzy naukowej, który charakteryzuje się spazmatycznym tworzeniem nowej fundamentalnej teorii naukowej lub systemu naukowego świata.
Współczesny naukowy obraz świata jest obrazem ewoluującego Wszechświata. Ewolucja Wszechświata obejmuje ewolucję materii, jej struktury, a także ewolucję życia i społeczeństwa społecznego. Ewolucji materii towarzyszył spadek jej temperatury, gęstości i powstawania pierwiastki chemiczne. Ewolucja struktury wiąże się z pojawieniem się supergromad galaktyk, separacją i powstawaniem gwiazd i galaktyk oraz powstawaniem planet i ich satelitów.
Zatem Wszechświat jawi się nam jako proces ewolucji materii nieskończenie rozwijającej się w czasie i przestrzeni. W tym procesie łączy się ze sobą wiele różnych obiektów i zjawisk mikroświata i megaświata. Okazało się, że we wszystkich epokach myśl naukowa charakteryzuje się
teryzowane komplementarnością aspektów makroskopowych i mikroskopowych.
Dla studenta nauk humanistycznych szczególnie ważne jest zrozumienie problemów życie publiczne w powiązaniu z podstawowymi pojęciami i prawami nauk przyrodniczych. Jednocześnie kluczowe etapy rozwoju nauk przyrodniczych pokazują, jak przebiegał dialog nauki ze społeczeństwem w różnych okresach historycznych, wykazując ciągłość i ciągłość w badaniu przyrody.
Dyscyplina ta nie jest mechanicznym połączeniem tradycyjnych zajęć z fizyki, chemii, biologii, ekologii i innych, ale jest wytworem interdyscyplinarnej syntezy opartej na złożonych historyczno-filozoficznych, kulturowych i ewolucyjno-synergetycznych podejściach do współczesnych nauk przyrodniczych, stąd jej efektywny rozwój jest możliwe dzięki zastosowaniu nowego paradygmatu, zdolnego połączyć elementy przyrodnicze i humanitarne kultury oraz świadomości uniwersalnej roli metajęzyka syntetyzującego podstawowe prawa nauk przyrodniczych, filozofii i synergetyki.
Każdy, kto ją studiował, musi jasno wyobrazić sobie prawdziwą jedność i integralność natury, ten jedyny fundament, na którym zbudowana jest niezliczona różnorodność obiektów i zjawisk otaczającego nas świata i z którego wypływają podstawowe prawa łączące mikro-, makro- i megaświaty, Ziemia i Kosmos, zjawiska fizyczne i chemiczne między sobą oraz z życiem, z umysłem.
Federalna Agencja Edukacji
Państwowa instytucja edukacyjna
Wykształcenie wyższe zawodowe
Uniwersytet Państwowy w Moskwie
Oprzyrządowanie i informatyka
E.A. Kolomiytseva
KONCEPCJE WSPÓŁCZESNEGO NAUKI PRZYRODNICZEJ
Krótki cykl wykładów
Recenzenci:
Doktor, prof. Figurovsky E.N., Ph.D., profesor nadzwyczajny. Shpichenetsky B.Ya.
E.A. Kolomiytseva. KONCEPCJE WSPÓŁCZESNEGO NAUKI PRZYRODNICZEJ.
Krótki cykl wykładów. M., 2006, 80 s.
Podręcznik przeznaczony jest dla studentów MGUPI studiujących dyscyplinę „Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych”
MGUPI, 2006
Wstęp............................................................................................................................ | 4 |
Wykład 1. Przedmiot i metody nauk przyrodniczych……………………………………………………………… | 4 |
Wykład 2. Praktyczne metody badań fizycznych. Wielkości fizyczne i pomiary ……………………………………………………………………………….. | 7 |
Wykład 3. Makroświat. Ruch w mechanice klasycznej…………………………….. | 9 |
Wykład 4. Siły w przyrodzie. Podstawowe interakcje……………………….. | 13 |
Wykład 5. Miary ruchu - impuls i energia. Prawa zachowania i symetria czasoprzestrzenna……………………………………………………………………………………… | 15 |
Wykład 6. Pola fizyczne. Pojęcia krótkiego i dalekiego zasięgu………. | 18 |
Wykład 7. Megaświat. Elementy częściowej teorii względności. Koncepcja relatywistyczna…………………………………………………………………………….. | 19 |
Wykład 8. Zagadnienia przestrzeni i czasu…………………………………………………………... | 21 |
Wykład 9. Procesy falowe……………………………………………………………. | 25 |
Wykład 10. Prawa mikroświata. Dualizm korpuskularno-falowy materii. Zasada komplementarności i problem przyczynowości............................ | 29 |
Wykład 11. Cząstki elementarne. Kwarki ……………………………………………………….. | 32 |
Wykład 12. Radioaktywność…………………………………………………………… | 34 |
Wykład 13. Wzorce dynamiczne i statystyczne………………………. | 36 |
Wykład 14. Energia w procesach termodynamicznych………………………………….. | 39 |
Wykład 15. Porządek i nieporządek w przyrodzie. Przejścia fazowe. Entropia. Druga zasada termodynamiki i „strzałka czasu”……………………………………………………….. | 41 |
Wykład 16. Synergetyka. Związek porządku i chaosu w otwartych układach nierównowagowych............................................................................................ | 44 |
Wykład 17. Pochodzenie i ewolucja Wszechświata…………………………………. | 47 |
Wykład 18. Planeta Ziemia……………………………………………………………………………… | 53 |
Wykład 19. Elementy chemii…………………………………………………………………………… | 57 |
Wykład 20. Woda i hipotezy dotyczące pochodzenia życia na Ziemi. Samoorganizacja w przyrodzie żywej .................................................................................................. | 60 |
Wykład 21. Problemy biosfery i środowiska. Pojęcie Noosfery............................ | 63 |
Wykład 22. Molekularne podstawy życia. DNA i informacja……………………….. | 67 |
Wykład 23. Fenomen człowieka………………………………………………………. | 70 |
Wykład 24. Teoria ewolucji w biologii. Zasady uniwersalnego ewolucjonizmu. Droga do zjednoczonej kultury .................................................. .............. ............... | 74 |
Pytania przygotowujące do egzaminu…………………………………………………….. | 77 |
Problemy do samodzielnego rozwiązania…………………………………………………. | 79 |
80 |
Wstęp
W skład państwa wchodzi dyscyplina „Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych”. standard edukacyjny dla specjalności humanitarnych i społecznych. Celem zajęć jest zapoznanie studentów ze współczesnymi poglądami na temat przyrody i miejsca w niej człowieka. Nie jest tajemnicą, że wielu z nich ma skłonność do wiedzy czysto humanitarnej. Tymczasem współczesny specjalista potrzebuje szerokiego spojrzenia. Być może najbardziej kuszącą perspektywą byłoby pokazanie uczniom życia ludzkiego w jego jedności z naturą, integralności i wyjątkowości środowiska, aby poczuli piękno i siłę myśli ludzkiej, która jest w stanie objąć cały świat od Wszechświata po cząsteczką elementarną, rozwijanie zamiłowania do zdobywania wiedzy, zachęcanie do czytania literatury popularnonaukowej i samokształcenia. Ostatecznie jest to warunek niezbędny do ukształtowania harmonijnej osobowości.
Wykład 1.
Przedmiot i metody nauk przyrodniczych
1. Przedmiot nauk przyrodniczych. Nauki przyrodnicze i kultury humanitarne.
Naturalna nauka to zespół wiedzy o przyrodzie, który stanowi jedną z najważniejszych części kultury człowieka.
Kultura jest pojęciem szerokim i wieloaspektowym, które można definiować na różne sposoby. Istnieje duża liczba różne definicje kultury (około 170), z czego przedstawiamy jedną, która w miarę zadowalająco oddaje jej najważniejsze cechy:
Kultura to system środków ludzka aktywność, dzięki któremu planowana, realizowana i stymulowana jest działalność jednostki, grup, całej ludzkości w jej interakcji z przyrodą i między sobą.
Zatem kulturę jako całość można podzielić na trzy główne gałęzie:
kultura materiał(narzędzia, mieszkanie, odzież, transport) - cała sfera działalności materialnej i jej skutki;
kultura społeczny– podstawowe zasady postępowania w społeczeństwie;
kultura duchowy(wiedza, edukacja, moralność, prawo, światopogląd, nauka, sztuka).
W związku z tym wiedzę ludzkości można podzielić na
system wiedzy o przyrodzie - nauki przyrodnicze i
system wiedzy o pozytywnie znaczących wartościach egzystencji jednostki, grup, państwa, ludzkości jako całości - humanistyka.
Każda z tych sekcji ludzkiej wiedzy ma swoją specyfikę:
Naturalnie wiedza naukowa Są głęboko wyspecjalizowane, stale udoskonalane, wyróżniają się obiektywnością, rzetelnością i mają ogromne znaczenie dla bytu człowieka i społeczeństwa.
Wiedza humanitarna uruchamiana jest w oparciu o przynależność jednostki do określonej grupy społecznej. Charakteryzuje je podmiotowość, tj. dopuszczają możliwość interpretacji i idealizacji sprzecznych z rzeczywistymi właściwościami obiektów.
Niemniej jednak wiedza przyrodnicza i humanistyczna są ze sobą powiązane, stanowiąc niezależne części ujednolicony system wiedza naukowa:
opierają się na jednym fundamencie: potrzebach i interesach człowieka i ludzkości w tworzeniu optymalnych warunków samozachowania i poprawy własnego życia;
Pomiędzy nimi następuje wymiana osiągniętych wyników.
2. Nauka i metoda naukowa.
Nauka- termin oznaczający uogólnioną i usystematyzowaną wiedzę z dowolnej dziedziny.
Od czasów starożytnych ludzie próbowali zrozumieć istotę obserwowanych zjawisk przyrodniczych i ich wzorce. Co więcej, pierwszą motywacją było zainteresowanie praktyczne - szansa używać otrzymaną wiedzę. Zatem początkowo współistniały dwa aspekty nauk przyrodniczych – poznawczy i stosowany. Obydwa te aspekty obecne są także we współczesnej nauce.
Znajomość praw natury i tworzenie na tej podstawie obrazu świata – natychmiastowe, natychmiastowe cel nauki przyrodnicze. Ostatecznym celem jest ułatwienie praktyczne użycie te prawa. Nie zawsze perspektywa praktyczne zastosowanie To lub inne odkrycie jest oczywiste od samego początku, teoria z reguły rozwija się z pewnym wyprzedzeniem.
Zatem w systemie nauk przyrodniczych wyróżniliśmy dwa poziomy – poziom teoretyczny i poziom praktyczny (eksperymentalny).
Techniki stosowane w teoretycznym i praktycznym kształtowaniu rzeczywistości stanowią metodę naukową. Nauka odpowiada zatem na pytanie: „Czym jest rzeczywistość?”, a metoda naukowa wskazuje, jak sobie z tą rzeczywistością radzić.
Metody naukowe są różne poziom:
Ujednolicony (uniwersalny): dialektyczny, metafizyczny;
Ogólne naukowe (stosowane we wszystkich naukach): praktyczne (empiryczne) - obserwacja, opis, pomiar, eksperyment i teoretyczne - porównanie, analogia, analiza i synteza, idealizacja, uogólnienie, przejście od abstrakcji do konkretu, indukcja i dedukcja;
Nauki specjalne (stosowane w określonych dyscyplinach).
Cechą współczesnych nauk przyrodniczych jest ich konstruktywna orientacja, tj. rzeczywistość jest nie tylko badana, ale także projektowana do konkretnych celów. Wyraża się to w powszechnym stosowaniu metod matematycznego modelowania procesów i zjawisk z wykorzystaniem komputera.
Początkowym etapem badań jest z reguły praktyka, która jest jednocześnie ostatecznym kryterium prawdziwości (adekwatności) teorii i celu badań.
3. Aspekty historyczne rozwój nauk przyrodniczych.
Proces kształtowania się nauk przyrodniczych nie był jednolity. Rozwój myśl naukowa można ogólnie podzielić na etapy. Na każdym etapie dominował określony styl myślenia, który opierał się na dostępnych wówczas osiągnięciach nauki. W ten sposób określono zakres zadań badawczych i metodologię badań. Takie ogólnie przyjęte osiągnięcia naukowe i dominujący styl myślenia naukowego nazywane są paradygmat. Zmiana, często radykalne zerwanie z dotychczasowym paradygmatem, oznacza przejście do kolejnego etapu rozwoju nauk przyrodniczych i nazywana jest rewolucja naukowa i technologiczna.
Pierwszy etap, który rozkwitł w okresie starożytnym, charakteryzuje się przewagą czysto spekulatywnego rozumowania na temat natury rzeczy i zjawisk. Nauki przyrodnicze na tym etapie nie są jeszcze oddzielone od filozofii i faktycznie stanowią jedną naukę, filozofię przyrody, która odzwierciedla idee starożytnych o świecie jako jednej całości. Pomimo niesamowitych spostrzeżeń Demokryta, Archimedesa i innych, filozofii naturalnej nie można jeszcze uznać za naukę we współczesnym znaczeniu.
Pierwsza rewolucja naukowo-technologiczna Wielu historyków kojarzy naukę z działalnością Arystotelesa. To właśnie wtedy nauka zaczęła odróżniać się od innych form wiedzy o świecie. Wyrażono ideę kulistego kształtu Ziemi i zbudowano geocentryczny model świata.
Idee Arystotelesa determinowały stan nauki aż do renesansu.
Druga rewolucja naukowo-technologiczna wiąże się z wprowadzeniem eksperymentu do praktyki naukowej jako sposobu sprawdzania hipotez. W tym okresie nastąpiło gromadzenie materiału faktycznego i jego uogólnienie, a nauki przyrodnicze nabrały dla nas bardziej znanej formy. Podstawy nauki klasycznej położono w pracach współczesnych naukowców - Galileusza, Keplera, Newtona.
Druga faza Rozwój nauk przyrodniczych trwał do końca XIX wieku, był to czas pełnego rozkwitu nauk klasycznych. Ustalono prawo zachowania i transformacji energii. zbudowano optykę, elektrodynamikę, termodynamikę, mechanikę teoretyczną (Hamilton, Lagrange, Maxwell, Fresnel, Boltzmann). W chemii ustalono ścisłe pojęcie pierwiastka (Lavoisier), badano reakcje i związki chemiczne, odkryto prawo okresowe Mendelejewa i powstała chemia strukturalna (Butlerov). W biologii wygrywają najważniejsze idee dotyczące ewolucji wszystkich żywych istot (Lamarck, Darwin); odkryto komórkę (Schleiden i Schwann) oraz materialny nośnik dziedziczności – gen (Mendel).
W ten sposób przygotowano warunki dla nowej rewolucji naukowo-technicznej, która ogarnęła cały XX wiek i trwa do dziś.
Dla trzecia rewolucja naukowo-technologiczna Charakterystyka:
Ścisłe współdziałanie różnych dziedzin nauki, rozwój powiązań interdyscyplinarnych. Zdecydowana większość odkryć ma miejsce na styku nauk.
Przejście od koncepcji klasycznych do nieklasycznych: tworzenie ogólnej i szczególnej teorii względności, kwantowa teoria pola (mechanika kwantowa).
Badanie najbardziej złożonych nierównowagowych procesów nieliniowych zachodzących w układach złożonych. Okazuje się, że te procesy, które prowadzą do samoorganizacji układu i powstania nowych struktur, zachodzą podobnie w różnych dziedzinach nauk przyrodniczych. Pozwala to na uwzględnienie takich dyscyplin, jak fizyka, kosmologia, geologia, chemia, biologia, a nawet tradycyjne humanistyka takich jak historia, etnologia, socjologia, ekonomia. To podejście nazywa się synergia. To jest najbardziej obiecujący kierunek nowoczesne nauki przyrodnicze.
Szybki rozwój technologii informatycznych, który umożliwia przeprowadzanie ogromnej liczby obliczeń z dużą szybkością i badanie najbardziej złożonych procesów. Informacja staje się równoznaczna z materią.
Człowiek, jego zainteresowania i cele stawiane są na pierwszym planie współczesnych nauk przyrodniczych. Nauka nabiera konotacji etycznej.
4. Główne działy współczesnych nauk przyrodniczych.
Obecnie na świecie jest ich ok. 15 tys dyscypliny naukowe, a ich liczba stale rośnie. Uważa się, że co 10-15 lat ilość informacji naukowych podwaja się. Istnieje wiele nauk interdyscyplinarnych.
Oczywiście, praktycznie niemożliwe jest sklasyfikowanie wszystkich nauk przyrodniczych. Można budować tylko łańcuchy kierując się jakąś zasadą. Przykładowo, według złożoności badanego przedmiotu: fizyka chemia (nieorganiczna, organiczna) biologia medycyna. Według skali badanego obiektu: astronomia (w szczególności astrofizyka) geologia (w tym geologia poszczególnych planet) geografia ekologia biologia. Według zastosowanej metody: logika matematyka fizyka. Jak widać, kluczową nauką w każdym z tych łańcuchów jest fizyka. To właśnie ta nauka bada najbardziej podstawowe, fundamentalne prawa natury. Dlatego znajomość podstawowych pojęć i praw fizycznych jest obowiązkowym elementem każdej edukacji.
5. Strukturalne poziomy organizacji materii.
Podstawą współczesnych pomysłów na temat struktury świata materialnego jest podejście systemowe. Zgodnie z tym podejściem każdy obiekt lub zjawisko uważa się za złożoną formację, zawierającą części składowe zorganizowane w całość. Zdefiniujmy najważniejsze pojęcia:
System– zbiór elementów i połączeń między nimi;
Znajomości– relacje pomiędzy elementami systemu. Połączenia tworzą Struktura systemy. Mogą mieć charakter poziomy (koordynacja elementów tego samego rzędu) i pionowy (odzwierciedlający podporządkowanie, czyli podporządkowanie elementów różnych porządków). Zbiór połączeń poziomych tworzy poziomy organizacji systemu, zbiór połączeń pionowych odzwierciedla ich hierarchię.
Cała materia Wszechświata jest także kolosalnym, złożonym systemem. Możesz wybrać trzy poziomy budowy materii:
Studiując przedmiot „Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych”, jak w każdej nauce, musimy przejść od najprostszych idei i koncepcji do bardziej złożonych. Najprostsze i najbardziej znane nam zjawiska to te, z którymi się spotykamy Życie codzienne i obserwuj bezpośrednio. Wszystkie opisane są w ramach klasycznych koncepcji, o czym należy pamiętać na początku kursu.
Wykład 2.
Praktyczne metody badań fizycznych. Wielkości fizyczne i miary.
Początkowa interakcja człowieka (badacza) z przedmiotem lub zjawiskiem odbywa się bezpośrednio w praktyce. Tutaj następuje akumulacja i systematyzacja faktów oraz ich opis. To wszystko - praktyczny, Lub empiryczny, poziom poznania. Obejmuje obserwacje, pomiary, eksperyment. Dopiero na podstawie uzyskanych danych jest budowany hipoteza i następuje wzniesienie się na wyższy poziom, teoretyczny poziom poznania.
Obserwacje.
Od czasów starożytnych głównym sposobem pozyskiwania informacji o otaczającym nas świecie i zjawiskach w nim zachodzących jest obserwacja. Obserwację można prowadzić za pomocą naszych naturalnych zmysłów: wzroku, słuchu, węchu, dotyku, a nawet smaku. Jednak wszystkie te uczucia rozwijają się w różni ludzie w różnym stopniu, więc takie obserwacje są dość niedoskonałe. Wszelkie wnioski wyciągnięte z takich obserwacji będą wysoce subiektywne.
Istnieje ogromna liczba zjawisk, które są na ogół niedostępne dla bezpośredniej ludzkiej percepcji. Na przykład nie widzimy fal elektromagnetycznych, których częstotliwości leżą poza zakresem optycznym, nie odbieramy ultradźwięków, nie jesteśmy w stanie zajrzeć do mikroświata.
Aby badanie rzeczywistości było bardziej obiektywne, głębokie i wszechstronne, należy „wspomagać” ludzkie ciało – konieczne jest użycie instrumentów. Jednak układ „urządzenie-obiekt” wcale nie jest taki sam jak obiekt oryginalny.
Pomiary i przyrządy pomiarowe.
Obserwacja staje się częścią badań naukowych, jeśli na jej podstawie zostaną dokonane porównania i wnioski. Aby porównać jakiekolwiek właściwości obiektów materialnych, konieczne jest nadanie tym właściwościom cech ilościowych. Ponadto w mechanice kwantowej uważa się, że naprawdę istnieją tylko te obiekty, które można zmierzyć: „To, co zasadniczo niemierzalne, jest fizycznie nierealne” (Bohr, Heisenberg). Nazywa się procedurę uzyskiwania informacji ilościowych o przedmiocie badań pomiar. Przyrząd, za pomocą którego przeprowadza się pomiar, nazywa się urządzenie. Teorią pomiarów zajmuje się nauka specjalna - metrologia. Najprostszy sposób pomiary ( prosty) polega na tym, że porównywany jest badany obiekt standard, traktowane jako jedno. Najbardziej znanym wzorcem jest pręt platynowo-irydowy o długości 1 metra, przechowywany w Paryżu, w Izbie Miar i Wag. Niedogodności takich pomiarów związane z przechowywaniem i reprodukcją kopii normy są oczywiste. Obecnie (od 1983 r.) zdecydowano się uważać 1 metr za odległość, jaką światło przebywa w próżni w czasie 1/299792458 sekundy.
Aby zmierzyć czas, potrzebny jest również standard. Obecnie uważa się, że 1 sekunda to czas, w którym następuje 9192631830 okresów oscylacji promieniowania emitowanego przez izotop cezu
.
Należy zauważyć, że do pomiaru wielkości opisujących zjawiska makroświata w grę wchodzą zjawiska mikroświata i megaświata.
Zgodnie z najnowszymi ustaleniami długości referencyjnej 1 metra nie mierzy się bezpośrednio, lecz oblicza się ją za pomocą wzoru 
, Gdzie Z– prędkość światła w próżni. Pomiar ten nazywa się pośredni. Przemożnie pomiary fizyczne są pośrednie. Pomiary pośrednie mogą również obejmować tę metodę ekstrapolacje, które opiera się na założeniu, że w obszarze, w którym nie wykonano żadnych pomiarów, zachowanie systemu pozostaje takie samo. Ekstrapolacja nie zawsze jest potwierdzona eksperymentalnie.
Wymiary fizyczne. Międzynarodowy układ SI.
Podczas pomiaru badacz uzyskuje ilościową charakterystykę dowolnej właściwości danego obiektu. Każda ilość ma swoją własną znaczenie fizyczne i własną jednostkę miary - wymiar. Wartości o różnych wymiarach nie można porównywać, dodawać ani odejmować od siebie, ponieważ opisują różne właściwości obiektów.
Wygodne okazało się ujednolicenie jednostek miar pomiędzy wszystkimi krajami. Było to spowodowane przede wszystkim interesami gospodarczymi. Obecnie społeczność światowa przyjęła jednolity metryczny system miar, tzw System międzynarodowy(SI). Jego podstawowe jednostki (wymagające określenia za pomocą normy):
Długość – 1 metr;
Czas – 1 sekunda;
Waga – 1 kilogram;
Temperatura termodynamiczna – 1 kelwin;
Ilość substancji wynosi 1 mol;
Siła prąd elektryczny– 1 amper;
Natężenie światła – 1 kandela;
Pozostałe wielkości fizyczne są uzyskiwane z wymienionych i nazywane są pochodnymi, na przykład N, J, W, V, Ohm.
4. Błędy pomiarowe.
Każdy pomiar można przeprowadzić tylko z pewną dokładnością. Uzyskanie absolutnie dokładnej wartości wielkości fizycznej jest zasadniczo niemożliwe z wielu powodów. Pierwsza z nich polega na tym, że pomiar jest wynikiem interakcji pomiędzy urządzeniem a przedmiotem. Z kolei same urządzenia są urządzeniami technicznymi i posiadają ograniczone możliwości. Ponadto każda wielkość fizyczna ma właściwości probabilistyczne, a jest to podstawowa właściwość wszelkiej materii, o której będziemy mówić szczegółowo w specjalnym wykładzie. Mówi się, że pomiar ilości X 0 wyprodukowane z pewną precyzją 
, a sama wartość jest wywoływana absolutny błąd
lub bezwzględny błąd pomiaru. Przyrodnik może jedynie stwierdzić, że jest to prawdziwa wartość mierzonej wielkości 
leży w przedziale od ( 
) zanim ( 
): 
.
Czasami wygodniej jest o tym porozmawiać względny błąd
lub względny błąd pomiaru: 
. Wartość ta, zwłaszcza wyrażona w procentach, daje bardzo jasny obraz dokładności wykonanych pomiarów.
Zróbmy listę główne czynniki niedokładności eksperymentu. Oprócz błędów samego eksperymentatora można je podzielić na dwie grupy:
1) systematyczne, które są określone przez klasę dokładności urządzenia (wartość 1/2 podziału) i ewentualnie jakiś trwały błąd urządzenia;
2) statystyczne, spowodowane przypadkowymi odchyleniami od wartości prawdziwej w każdym konkretnym eksperymencie. Prawdziwą wartość ilości często należy przyjmować jako średnią
, Gdzie N– liczba eksperymentów. Im więcej eksperymentów przeprowadzono, tym bliżej 
do prawdziwej wartości.
Eksperyment.
Z reguły badacz planuje swoje obserwacje i pomiary z wyprzedzeniem, kierując się niektórymi hipoteza, tj. założenia dotyczące oczekiwanego wyniku. A. Einstein zauważył, że „tylko teoria określa to, co można zaobserwować”. Dla głębszego zrozumienia istoty zjawiska konieczna jest zmiana warunków doświadczenia, ingerując tym samym w przedmiot badań.
Nazywa się celowe działania związane ze zmianami samego przedmiotu badań eksperyment. Eksperyment pozwala nam zidentyfikować właściwości i wzorce w obiekcie, które są ukryte w normalnych warunkach.
Specjalna forma eksperymentu - eksperyment myślowy. Ostatnio staje się to coraz ważniejsze eksperyment numeryczny, którym zajmuje się naukowiec modele matematyczne Zjawiska naturalne.
Wykorzystanie wyników eksperymentu. Teoria. Kryteria naukowego charakteru i prawdziwości teorii.
Wyniki eksperymentu należy interpretować. Jeśli początkowa hipoteza badacza zostanie potwierdzona, wówczas badania przejdą na nowy poziom – teoretyczny , tj. teoria naukowa jest zbudowana w ramach istniejącego paradygmatu. Brak możliwości skonstruowania zadowalającej teorii opisującej obserwowane zjawisko może prowadzić do rewolucyjnej zmiany paradygmatu.
Program roboczy
Współczesny okres rozwoju nauk przyrodniczych
Mammadov Aziz Bashir oghlu,
Doktor filozofii, profesor Wydziału Filozofii Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Państwowego w Baku,
Rashadat Ismail oglu Bashirov,
Kandydat nauk biologicznych, profesor nadzwyczajny, kierownik Katedry Podstaw Nauk Przyrodniczych i biologia ogólna Uniwersytet Stanowy Sumgayit,
doktorant na Wydziale Filozofii Nauk Przyrodniczych
Uniwersytet Państwowy w Baku.
Jakie są cechy współczesnego okresu rozwoju nauk przyrodniczych lub współczesnych nauk przyrodniczych? Zanim odpowiemy na to pytanie, przyjrzyjmy się zmianom pojęciowym i metodologicznym, jakie zaszły w naukach przyrodniczych w drugiej połowie XX wiek.
1. Pierwszą cechą charakteryzującą współczesne nauki przyrodnicze jest szerokie upowszechnienie w różnych ich dziedzinach idei i metod synergii.
Synergetyka– teoria samokształcenia i rozwoju wolnych, naturalnych, otwartych układów złożonych. Aby odzwierciedlić obserwowane wzorce złożonych systemów, w synergetyce stosuje się takie pojęcia, jak struktura rozpraszająca, bifurkacja, fluktuacja, chaos, dziwne atraktory, nieliniowość, niepewność, nieodwracalność itp. Synergetyka oddziałuje na systemy o złożonej strukturze, powstałe w wyniku chaotycznych połączeń na różnych poziomach rozwoju. Systemy takie można postrzegać jako „ewolucyjną całość”.
Outsourcing i audyt! Usługi doradcze! Wsparcie prawne
G. Haken opisuje kluczowe założenia synergetyki systemów: systemy synergetyczne składają się z niechętnych lub wielu identycznych lub odmiennych części, które oddziałują ze sobą. Systemy synergiczne są nieliniowe; układy synergiczne, które bada się w fizyce, chemii i biologii, ponieważ odkrywanie układów jest dalekich od stanu równowagi termicznej; układy synergiczne podlegają wahaniom wewnętrznym i zewnętrznym; ponieważ synergiczne systemy otwierania mogą stać się niestabilne; w układach synergicznych odkrywane są nowe jakości; w układach synergicznych powstają struktury przestrzenne, czasowe lub funkcjonalne; nowe struktury powstające w strukturach synergicznych mogą być uporządkowane lub chaotyczne.
Synergetyka ujawnia wewnętrzną relację pomiędzy porządkiem i chaosem. Przed pojawieniem się synergetyki uważano, że chaos jest chaosem i nie może zamienić się w porządek. Ale Haken, odkrywszy prawa systemów otwartych, udowodnił w ten sposób, że czynnik systemowy nie polega na chaosie, ale na dynamice, na interakcji. Chaos jest również dynamiczny, podobnie jak porządek. A to dowodzi, że chaos wcale nie jest oddzielony od porządku, w chaosie rodzi się porządek i porządek. O ile więc w klasycznych naukach przyrodniczych chaos odgrywał rolę czysto negatywną, będąc symbolem dezorganizacji, braku struktury i niszczenia porządku, o tyle w synergetyce jawi się jako czynnik konstruktywny. Ponieważ z jednej strony porządek powstaje z chaosu lub nieporządku, a z drugiej strony sam chaos jest złożoną formą porządku.
Zatem synergetyka bada rozwijający się wzór tworzenia złożonych struktur z prostszych struktur. W tym przypadku synergetyka opiera się na zasadzie, że unifikacji struktur nie można zastąpić prostą operacją łączoną; tutaj całość nie jest już zbiorem swoich części, nie więcej i nie mniej niż one, ta całość jest po prostu nowym stan jakościowy.
Jeden z twórców synergetyki, G. Haken, postawił następujące pytanie: jakie cechy wspólne można odnaleźć w rozwoju różnych organizmów naturalnych i systemy społeczne? I odpowiedział na swoje pytanie w ten sposób: generał sam w sobie jest wytworem struktury; zmiany jakościowe zachodzące na poziomie makroskopowym; pojawienie się nowej jakości poprzez metodę Emerdent; proces samokształcenia, który zachodzi w systemy otwarte. Według Hakena pogląd synergiczny różni się od tradycyjnego poglądu przejściem od oceny prostych systemów do badania systemów złożonych; od oceny systemów zamkniętych do badania systemów otwartych; od oceny układów liniowych do badania układów nieliniowych; od oceny równowagi procesów po badanie ich delokalizacji i niestabilności.
Pomimo tego, że pochodzenie synergetyki wiąże się z nazwiskami G. Hakena, I. Prigogine'a i innych na kształtowanie się jej podstawowych idei, duży wpływ miała także dialektyka Schellinga, Hegla i Marksa. Mimo że wielu o tym milczy, jeden z twórców synergetyki I. Prigożin, uznając to, napisał, że „przyroda potwierdza istnienie hierarchii w filozofii, gdy każdy poziom wymaga poziomu poprzedzającego”. Zgodnie z tym Prigogine wyraźnie zauważa, że idea historii przyrody, jak część materializm, należący do K. Marksa, został wszechstronnie rozwinięty przez F. Engelsa.
Pomimo uznania Prigogine’a część współczesnych naukowców, nie widząc związku pomiędzy dialektyką i synergetyką, przyjęła, że dialektyka przestała istnieć i dlatego należy ją zastąpić synergetyką. Jednak oczywiście nie można zgodzić się z taką koncepcją, ponieważ oprócz tego, że istnieje ogólna teoria rozwoju i uniwersalna metoda poznawcza, dialektyka jest jednym z największych osiągnięć światowej myśli filozoficznej i tak pozostanie.
2. Drugą cechą charakteryzującą współczesne nauki przyrodnicze jest utrwalenie teorii integralności, świadomość konieczności całościowego, globalnego spojrzenia na świat.
Pytanie brzmi: jaka jest treść paradygmatu uczciwości?
Paradygmat integralności przejawia się w szeregu zjawisk, do których zalicza się integralność, ciągłość fenomenu przyrody, społeczeństwa, biosfery, noosfery, światopoglądu i innych zjawisk. Jednym z najważniejszych przejawów uczciwości jest to, że dana osoba nie znajduje się na zewnątrz badanego obiektu, ale wewnątrz. Jest częścią stale poznającą całość. Akademik W.I. Wernadski, dla wyjaśnienia tej idei, napisał, że historia poznania nauki pokazuje, że bez człowieka nauka nie jest możliwa, a nauka jest tym, co człowiek stworzył... Człowiek przekształca wzorce znalezione w otaczającym go świecie w swoje słowa, w jego umysł."
Jedna z prawidłowości zaobserwowanych w ostatnim kwartale XX stulecia, jest to, że natura jednoczy nauki, przyspiesza konwergencję nauk przyrodniczych i humanistycznych, nauki i sztuki. Podczas gdy nauki przyrodnicze, nie biorąc pod uwagę przedmiotu działalności ciągłej, zajmowały się wyłącznie przyrodą, humanistyka zajmowała się wyłącznie człowiekiem, duszą ludzką, a poznając jej różne aspekty, jeszcze bardziej zainteresowała się wyjaśnieniem związku wiedzy społecznej z rzeczywistością. duchowe struktury człowieka. O ile idee i zasady rozwinięte we współczesnych naukach przyrodniczych zaczęły pojawiać się coraz częściej w humanistyka i zachodzi proces odwrotny. Opanowanie przez naukę samodoskonalących się systemów „miary człowieka” zatarło nieprzekraczalne dotąd granice pomiędzy metodologią nauk przyrodniczych a metodologią poznania społecznego i stało się przyczyną zbieżności tych obszarów wiedzy. W związku z tym istniała chęć zbieżności dwóch kultur - naukowo-technicznej i humanitarno-estetycznej, nauki i kultury.
Wiadomo, że od kilku stuleci kultura zachodnia przedstawiana jest jako standard, największe osiągnięcie w dziejach kultury światowej i wyjątkowy przykład. Jeden z nurtów, który przyciąga uwagę w rozwoju współczesnych nauk przyrodniczych, związany jest z ekspansją nauk specjalnych poza granice kultury zachodniej. Obecnie naukowcy stopniowo coraz bardziej zwracają się w stronę tradycji i metod myśli wschodniej. Obecnie myśli się nie tylko o mocnych, ale i słabych stronach europejskiego racjonalizmu, co jest szeroko dyskutowane w literatura naukowa temat „Zachód-Wschód”.
3. Trzecią cechą charakteryzującą współczesne nauki przyrodnicze jest utrwalenie w nich idei koewolucji i jej stopniowe upowszechnianie na szerszą skalę.
Wiadomo, że dowolność związana z badaniem różnych obiekty biologiczne a poziomy ich powstawania wynikają z biologii. Dziś koncepcja koewolucji obejmuje wszystkie możliwe uogólnione panoramy. Istota idei globalnej koewolucji leży w tym samym. Koncepcja ta, obejmująca zarówno materialność, jak i systemy idealne, ma charakter uniwersalny.
Pojęcie globalnej koewolucji jest organicznie powiązane z koncepcją „samoformowania się”. Jedyna różnica między tymi koncepcjami polega na tym, że jeśli pojęcie samoformowania wiąże się ze strukturą, stanem systemów, to pojęcie koewolucji wiąże się z korelacją relacji pomiędzy rozwijającymi się systemami a zmianami ewolucyjnymi. Koewolucja składa się z poziomów genetyki molekularnej i biosfery.
Koewolucja kończy się na jedności procesów naturalnych i społecznych. Dlatego, aby systematycznie i intensywnie badać mechanizm procesu koewolucji, na obecnym etapie rozwoju nauki konieczne jest osiągnięcie organicznej jedności i stałego wzajemnego oddziaływania przyrodniczej wiedzy naukowej i humanitarnej.
4. Współczesne nauki przyrodnicze charakteryzuje zmiana charakteru przedmiotu badań i wzmocnienie roli podejścia zintegrowanego w jego badaniu.
We współczesnej literaturze metodologicznej stopniowo pojawia się tendencja do wniosku, że gdyby przedmiotem klasycznych nauk przyrodniczych były proste systemy, a przedmiotem nieklasycznych nauk przyrodniczych byłyby złożone systemy, to we współczesnych naukach przyrodniczych uwagę naukowców coraz bardziej przyciągają systemy, które tworzą nowe poziomy ich edukacji i są w nich obecne rozwój historyczny Otwarte i samoformujące się złożone systemy determinujące wygląd współczesnej nauki wymagają zastosowania nowych zasad metodologicznych ich poznania.
We współczesnej literaturze naukowej osobno odnotowuje się szereg oznak samoformujących się systemów. Najważniejsze z nich są następujące:
a) systemy te są otwarte z punktu widzenia materii, energii i percepcji informacji;
b) systemy te wybierają jedną z wielu ścieżek ewolucyjnych i z tego punktu widzenia są nieliniowe;
d) w tych systemach przejście z jednego stanu do drugiego jest chaotyczne;
e) nie da się przewidzieć wyniku tych procesów;
f) w tych systemach istnieje silna zdolność do zmian, aby móc aktywnie współdziałać z otoczeniem i intensyfikować swoje działanie;
g) w tych systemach istnieje możliwość uwzględnienia doświadczeń z przeszłości;
h) struktura tych systemów jest mobilna i zmienna.
Zmianie charakteru przedmiotu badanego we współczesnych naukach przyrodniczych towarzyszy zmiana sposobów podejścia do niego i metod badawczych. Jeśli celem poprzednich poziomów nauk przyrodniczych było badanie izolowanych fragmentów rzeczywistości, celem współczesnych nauk przyrodniczych jest wykorzystanie w swoich działaniach złożonych programów badawczych i międzynaukowych metod badawczych.
5. Inną charakterystyczną cechą współczesnych nauk przyrodniczych jest powszechne stosowanie filozofii i jej metod we wszystkich jej dziedzinach.
Filozofia wraz ze swoimi naukowymi, teoretycznymi i praktycznymi podstawami treści przenika do wszystkich dziedzin współczesnych nauk przyrodniczych. Funkcje filozofii na obecnym etapie nauk przyrodniczych: antologiczne, epistemologiczne, metodologiczne, światopoglądowe, akseologiczne, predykcyjne, społeczne. Funkcje te mają bardziej aktywny wpływ niż w poprzednich etapach.
6. Jedną ze specyficznych cech współczesnych nauk przyrodniczych jest także dominacja w nich pluralizmu metodologicznego, wynikająca ze znajomości metodologii, w tym ograniczeń i jednostronności materializmu dialektycznego. Amerykański metodolog naukowy P. Feyerabend bardzo trafnie wyraził podobną sytuację w naukach przyrodniczych słowami: „Wszystko jest możliwe”. Już w swoim czasie wybitny niemiecki fizyk W. Heisenberg zauważył, że nie możemy ograniczać sposobów naszego myślenia jedynie do filozofii. W związku z tym uważał za niewłaściwe deklarowanie „wyjątkowości i prawdziwości jakiejkolwiek metody, a tym samym porzucanie koncepcji metodologicznych. We współczesnych naukach przyrodniczych nie można ograniczać się jedynie do logiki, dialektyki i epistemologii. Aby właściwie ocenić rzeczywistość, współczesne nauki przyrodnicze wymagają intuicji, fantazji, wyobraźni i innych czynników.
7. Do nowo powstałych cech współczesnych nauk przyrodniczych należy powszechne przenikanie do nich ludzkiej działalności, zjednoczenie świata obiektywnego ze światem ludzkim, eliminacja luki między przedmiotem a podmiotem.
Już w klasycznym okresie nauk przyrodniczych wiadomo było, że nowe odkrycia wykazują „podmiotowość w prawach fizyki” (A. Eddington), „tworzenie się jedności przedmiotu i podmiotu oraz fakt, że nie ma nieprzekraczalnej granicy między nich” (E. Schrödinger), „różne aspekty identycznej rzeczywistości świadomości materii”. We współczesnych naukach przyrodniczych tendencja ta jest jeszcze bardziej nasilona. Jeden z twórców mechaniki kwantowej, W. Heisenberg, zauważył, że już za jego czasów nie można było mówić o jej zalegalizowaniu w naukach przyrodniczych. naturalny obraz, ale o obraz relacji człowieka z przyrodą. Zatem z jednej strony obiektywne zdarzenia zachodzące w przestrzeni i czasie, z drugiej strony podział na istniejące aspekty subiektywnego odzwierciedlenia tych zdarzeń nie może być uważany za wsparcie w rozumieniu nauki XX wieku. Wynikiem wniosków Heisenberga jest to, że współczesne nauki przyrodnicze nie powinny skupiać się na samej naturze, ale na „sieci interakcji między człowiekiem a naturą”. Natura jest jak brak automatu, który wypowiadałby tylko te słowa, które naukowiec chciałby usłyszeć; Podobnie badania naukowe nie są monologiem, są przede wszystkim dialogiem naukowca z naturą. Oznacza to, że aktywne poznanie przyrody przez człowieka jest w najlepszym przypadku częścią jego wewnętrznego działania.
8. Współczesne nauki przyrodnicze charakteryzują się także głęboką penetracją wszystkich jej obszarów idei rozwoju, a także „historyzacją”, „dialektyzacją” (jako rodzaj rozwoju). I. Prigogine napisał o tym: „Istnieje nie tylko historia życia, ale także historia całego Wszechświata i to może prowadzić do ważnych wniosków”. Najważniejszym z tych wniosków jest konieczność przejścia do wyższej formy myślenia – do dialektyki, w tym teorii logiki poznania. Wybitny naukowiec naszych czasów, laureat nagroda Nobla I. Prigożin jest przekonany, że jesteśmy na drodze do nowej koncepcji prowadzącej do jednolitej panoramy świata.
Charakteryzując myślenie naukowe w ogóle, słynny fizyk i metodolog naukowy K. von Weizsäcker pisze, że jednym z głównych nurtów współczesnej nauki jest jej przekształcenie w naukę o rozwoju. W ten sposób współczesne nauki przyrodnicze potwierdzają ideę Hegla i Engelsa, że przedstawiciele nauk przyrodniczych muszą opanować metodę dialektyki.
9. Cechą charakterystyczną współczesnych nauk przyrodniczych jest także postępująca matematyzacja nauk przyrodniczych, zwłaszcza fizyki, oraz rosnący poziom abstrakcji i złożoności tych nauk.
W nauce XX wieku rolę obliczenia matematyczne, dlatego w różnych dziedzinach nauk przyrodniczych odpowiedzi na zadania wymagające rozwiązania w większości przypadków muszą być przedstawiane w formie ustnej. Modelowanie matematyczne stało się obecnie istotną cechą procesu naukowego i technicznego. Istotą tego typu modelowania jest zastąpienie badanego obiektu odpowiednimi modelami matematycznymi i przeprowadzenie specjalnych eksperymentów w celu ich zbadania za pomocą algorytmów obliczeniowych i logicznych w komputerze. W związku z najnowszymi osiągnięciami synergetyki modelowanie we współczesnej nauce nabrało nowej formy.
10. Inną cechą współczesnych nauk przyrodniczych jest zdolność do powstania w oparciu o zasady globalnej ewolucji.
Ustanowienie idei ewolucyjnych ma długa historia. Już w środku XIX wieku pomysły te znalazły zastosowanie w geologii i biologii. Jednak aż do czasów nowożytnych zasada ewolucji nie stała się dominującą zasadą w naukach przyrodniczych. Powodem tego było przeniknięcie zasady rozwoju, która od dawna pełni wiodącą funkcję w naukach przyrodniczych, w znaczną część historii fizyki, w szereg jej postulatów.
Idee o powszechności procesów ewolucyjnych zachodzących we Wszechświecie zostały zrealizowane w nauce w koncepcji ewolucji globalnej.
Koncepcja ta, oparta na biologii, astrologii i geologii, ekstrapolowała idee ewolucji na wszystkie sfery rzeczywistości i traktowała całą żywą i nieożywioną materię społeczną jako pojedynczy uniwersalny proces ewolucji. Idea globalnej ewolucji pokazała przejście głównej zasady nauk przyrodniczych – zasady historyzmu – w dialektyczny sposób myślenia.
Każda z nauk przyrodniczych złożyła swój hołd przesłankom ewolucji powszechnej. Jednak w wyniku uzasadnienia tej koncepcji w XX wieku pewne znaczenie nabrały trzy ważne obszary pojęciowe nauki: pierwszy to niestacjonarna teoria Wszechświata, drugi to synergetyka, trzeci to teoria Wszechświata. ewolucja biologiczna oraz koncepcje biosfery i noosfery rozwijające się na bazie tej teorii.
Koncepcja globalnej ewolucji spełnia następujące funkcje:
1) wyjaśnia związek pomiędzy samoformującymi się systemami o różnym stopniu złożoności a genezą nowych struktur;
2) rozważa materię żywą, nieożywioną i społeczną w relacji dialektycznej;
3) stwarza podstawy do uznania człowieka za przedmiot ewolucji kosmicznej, za naturalny etap rozwoju Wszechświata;
4) stanowi podstawę syntezy współczesnej wiedzy naukowej;
5) stanowi ważną zasadę badania obiektów nowego typu - systemów samoformujących się.
Obecnie naukowcy próbują stworzyć singiel teoria fizycznaświat, który zawierałby wszelkie wzajemne wpływy i który opierałby się na syntezie idei relatywistycznych i kwantowych. Podobne zjawisko obserwuje się w innych naukach. Na przykład matematycy próbują wyjaśnić strukturę matematyki w oparciu o teorię jedności zbiorów. Biolodzy opierają się na zasadach teorii syntezy ewolucyjnej genetyki i współczesnej Biologia molekularna próbując stworzyć jednolitą biologię teoretyczną.
11. Istotną cechą współczesnych nauk przyrodniczych jest także ich rozumienie jako organizmu naturalnego. Obecnie przyroda nie jest postrzegana jako zbiór odizolowanych od siebie obiektów czy jako ich układ mechaniczny, ale jako całość, w której zmiany zachodzą w określonych granicach, i jako żywy organizm. Naruszenie tych granic może spowodować zmianę systemu, jego przejście do jakościowo nowego stanu. Harmonijne powiązania i wzajemne oddziaływanie między ludźmi, między ludźmi a przyrodą stopniowo się wzmacniają. W ramach takiego podejścia do natury człowiek nie czuje się już panem czy dziełem natury, ale jej organiczną częścią. Obecnie kształtuje się nowa nauka zwana „Etyką Biosfery”. Nauka ta będzie badać nie tylko relacje etyczne między ludźmi, ale także wzajemne relacje etyczne między człowiekiem a przyrodą.
12. I wreszcie cechą charakterystyczną współczesnych nauk przyrodniczych jest także to, że ten sposób myślenia rozumie świat nie tylko jako system harmonii, harmonii, prawidłowości, ale także jako system niestabilności, niestabilności, transizmu, chaosu, niepewności.
Wszystko to wskazuje, że w rozwijającym się badaniu świata konieczne jest uwzględnienie dwóch jego powiązanych ze sobą aspektów: stabilności i niestabilności, porządku i chaosu, pewności i niepewności.
Przyjęcie niestabilności i niestabilności jako podstawowych cech struktury świata z pewnością wymaga zastosowania w procesie poznania nowych metod i metod, które mają w swej istocie dialektyczny charakter.
Literatura
1. Urodzony M. Refleksje i wspomnienia fizyki. M., 1977.
2. Urodzony M. Fizyka w życiu mojego pokolenia. M., 1973
3. Wiernadski V.I. O nauce. Dubna, 1997.
4. Heisenberg V. Kroki za horyzontem. M., 1987.
5. Dazho R. Podstawy ekologii. M., 1975.
6. Knyazeva E.N. Synergetyka jako nowy światopogląd: dialog z Prigogine // Pytania filozoficzne, 1992, nr 12.
7. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.I. Synergetyka jako nowy światopogląd: dialog z Prigogine // Pytania filozoficzne, 1992, nr 2.
8. Mamedalieva S. Chemia i ekologia. Baku, „Wiąz”, 1993.
9. Mamedov B.A. Wiedza naukowa i dialektyka jej rozwoju. Baku, 1998.
10. Odum M. Podstawy ekologii. W dwóch tomach. M., 1986.
11. Pariew E.I. Na skrzyżowaniu nieskończoności. M., 1967.
12. Prigogine I., Stengers I. Porządek z chaosu: nowy dialog między człowiekiem a naturą. M., 1986.
13. Problemy metodologii nauk postklasycznych. M., 1992.
14. Stapin V.S., Kuznetsova L.F. Naukowy obraz świata w kulturze cywilizacji technogenicznej. M., 1994.
15. Feyerabend P. Wybrane prace z zakresu metodologii nauki. M., 1986.
16. Feinberg E.L. Ewolucja metodologii w XX wieku // Zagadnienia filozofii, 1996, nr 7.
17. Filozofia przyrody. Strategia koewolucyjna. M., 1985; Rodin S.N. Idea koewolucji. Nowosybirsk, 1991.
18. Einstein A, Infeld L. Ewolucja fizyki. M., 1965.
WSTĘP
1. Ogólne widoki na temat „Koncepcje nowoczesności
2. Nauki przyrodnicze i kultury humanitarne.
3. Metoda naukowa w badaniu otaczającego nas świata. Metody rozwoju,
gromadzenie i rozpowszechnianie osiągnięć współczesnej przyrody
wiedza oparta na przykładzie praktyki wojskowej.
4. Podstawowe wiadomości o pomiarze wielkości w naukach przyrodniczych.
Ogólne pomysły na temat dyscypliny „Koncepcje”
współczesne nauki przyrodnicze”.
Współczesne nauki przyrodnicze kształtują się z takich dziedzin wiedzy naukowej jak
▪ fizyka, chemia, chemia fizyczna, mechanika;
■ geografia, geologia, mineralogia;
▪ meteorologia, astronomia, astrofizyka, astrochemia;
■ biologia, botanika, zoologia, genetyka;
■ anatomia i fizjologia człowieka, —
i wielu, wielu innych badających naszą planetę, bliski i daleki Kosmos, solidny, ciecze i gazy, materia żywa i człowiek jako wytwór natury.
Nie sposób wymienić wszystkich naukowców, którzy wnieśli największy wkład w rozwój nauk przyrodniczych, ale nie można mówić o naukach przyrodniczych, nie pamiętając o takich geniuszach jak G. Galileo, I. Newton, R. Descartes, M. V. Łomonosow, C. Darwin, G. Mendel, M. Faradaya, D. I. Mendelejew, V. I. Wernadski.
Poniżej znajdują się główne koncepcje nowoczesne nauki przyrodnicze. Jak wiadomo, termin „pojęcie” oznacza system poglądów, takie czy inne rozumienie zjawisk, procesów lub pojedynczy, definiujący plan, wiodącą myśl dzieła.
Celem KSE jest zapoznanie studentów z przedmiotami przyrodniczymi część kultury, wraz z jej podstawowymi zasadami i koncepcjami, w celu stworzenia holistycznego spojrzenia na świat, objawiającego się jako jedność natury, człowieka i społeczeństwa.
Aby osiągnąć cele sformułowane w programie, w podręczniku szkoleniowym odzwierciedlono następujące aspekty. Rozważana jest charakterystyka dialektycznych relacji pomiędzy naturalnym i humanitarnym składnikiem kultury. Zarysowano podstawy wiedzy naukowej o otaczającym świecie, sklasyfikowano naukowe metody jej badania. Podano informacje na temat pomiaru wielkości w naukach przyrodniczych. Motywowana jest konieczność studiowania CSE w celu kształtowania idei współczesnego obrazu świata.
Etapy powstawania wiedzy racjonalnej jako metodologii badania świata, które nastąpiły w wyniku dialektycznych zmagań różnych naukowych i kierunki religijne. Przedstawiono podstawowe informacje o naukowych obrazach świata i ich istocie. Rezultatem rozwoju metod poznania naukowego była dialektyczna nierozdzielność badań eksperymentalnych i teoretycznych.Rozważana jest ewolucja przyrodniczo-naukowego obrazu świata na podstawie dzieł Izaaka Newtona, zwanego mechanistycznym.
Kolejnym etapem rozwoju wiedzy przyrodniczej były liczne odkrycia z zakresu chemii organizmów żywych i biologii. W ramach tego ostatniego narodziły się i ukształtowały idee ewolucyjne, które później weszły do nauk przyrodniczych jako integralna część teorii rozwoju.
Otwarcie w XVIII -XIX wiek pola elektryczne i magnetyczne doprowadziły do powstania elektromagnetycznego obrazu świata, w którym przypada decydująca rola teoria krótkiego zasięgu. Wraz z odkryciem atomu i jego struktury nauka, w szczególności fizyka, przeżyła ostatnią i najgwałtowniejszą rewolucję. Na początku XX wieku narosło wiele faktów niewytłumaczalnych z punktu widzenia elektromagnetycznego obrazu świata. Trzeba było zbudować nowy, zwany nowoczesnym. Jest nierozerwalnie związana z mechaniką kwantową, teorią względności, a także z najnowszymi osiągnięciami Inżynieria genetyczna i tak dalej.
Analizowane są podstawowe pojęcia współczesnego naukowego obrazu świata, do których zalicza się systematyczną metodę badań, zasadę globalnego ewolucjonizmu, teorię samoorganizacji czy synergetykę. Na podstawie tych cech pojęciowych można wyobrazić sobie główne kierunki rozwoju współczesnego świata i rozważyć panoramę współczesnych nauk przyrodniczych.
Pokazano, że w oparciu o skalę obserwatora dowolne obiekty natury materialnej można rozpatrywać albo z pozycji korpuskularnej, albo z pozycji kontinuum koncepcji opisu natury. Nie ma tu zasadniczej różnicy, choć oczywiście przejawia się jedno z globalnych praw filozofii „o przejściu ilości w jakość”.
Dokonuje się przejście do badania związku pomiędzy porządkiem i nieporządkiem w przyrodzie. Podano definicje chaosu i jego miarę – entropię. Omówiono modele i mechanizmy porządku i chaosu, rozważono ich powiązanie z poziomem energetycznym układu materialnego.
W oparciu o podejście systemowe w nauce wyróżnia się trzy poziomy organizacji materii. Mikrokosmos rozpatrywany jest z punktu widzenia współczesnego obrazu świata, będącego w nim przejawem dualizmu falowo-cząsteczkowego. Makrokosmos opisywany jest z punktu widzenia klasycznych nauk przyrodniczych, według których materia istnieje w postaci substancji i pola. Wyjaśniono systemową organizację megaświata.
Przedstawiono podstawowe informacje o przestrzeni i czasie. Pokazano, że struktura przestrzeni i czasu jest zdeterminowana rozkładem mas obiektów materialnych i zależy od prędkości ich ruchu. Wyrazem praw symetrii na świecie jest połączenie przestrzeni i czasu z podstawowymi prawami nauk przyrodniczych - prawami zachowania. Wprowadzono pojęcia przestrzeni i czasu biologicznego, psychologicznego, społecznego.
Uwzględniane są podstawowe interakcje. Powstają pomysły dotyczące cząstek, które przeprowadzają oddziaływania i stałych sprzężenia. Charakterystykę interakcji podano w kategoriach zasięgu, intensywności, źródła i rozważono przykłady konkretnych przejawów.
Uwaga skupiona jest na koncepcjach działań dalekiego i krótkiego zasięgu, prawach ochronnych. Analizowane są przykłady ich przejawów w różnych dziedzinach nauk przyrodniczych.
Następnie rozważamy podstawowe zasady fizycznego obrazu świata, które obejmują zasadę teoria względności, niepewność, komplementarność, superpozycja, symetria. Uwaga skupia się na ścisłym związku podanych zasad z takimi atrybutami materii jak czas, przestrzeń, masa, energia. Zarysowano podstawowe pojęcia teorii względności Einsteina. Wyjaśniono znaczenie zasady nieoznaczoności Heisenberga i zasady komplementarności. Podano konkretne przykłady przejawów zasady superpozycji w elektrodynamice, procesach falowych, mechanice kwantowej, a nawet w humanitarnej dziedzinie wiedzy.
Rozważane są pojęcia stanu, wzorce dynamiczne i statystyczne w przyrodzie.
Zarysowano podstawowe, fundamentalne prawa natury i na ich podstawie wyjaśniono właściwości i zachowanie złożonych układów wieloatomowych. Konkretne przykłady funkcjonowania różnych systemów i przejaw dla nich tak ważnej koncepcji nauk przyrodniczych jak punkt bifurkacji. Zrozumienie rozważanych podstawowych praw nauk przyrodniczych pozwala nam przejść do badania idei synergicznych dotyczących materii nisko zorganizowanej.Zaprezentowany materiał dowodzi, że w dużej mierze zmiany zachodzące w otaczającym świecie są kojarzone interakcja chemiczna powstają z nich pierwiastki lub kompleksy, czyli w wyniku procesów chemicznych. Dla substancji wchodzących w interakcję reaktywność zdeterminowane strukturą lub strukturą tworzących je elementów. To charakter struktury substancji wchodzących w reakcję determinuje właściwości powstałych substancji. Formułowane są pojęciowe poziomy wiedzy z chemii. Wykazano, że samoorganizacja i ewolucja takiego kompleksu systemy biologiczne jako człowieka jest możliwe właśnie dzięki realizacji szerokiej gamy reakcje chemiczne. Następnie powstają pomysły na temat gwiazd i układów gwiezdnych oraz określa się ich główne cechy. Podano idee dotyczące Wszechświata i rozważono modele jego pochodzenia. Opierając się na teorii globalnego ewolucjonizmu, uwaga skupiona jest na pochodzeniu i rozwoju Układu Słonecznego. Zawiera podstawowe informacje nt Struktura wewnętrzna i historia rozwoju geologicznego Ziemi nowoczesne koncepcje rozwój powłok geosferycznych. Zaprezentowano wiedzę naukową na temat litosfery jako biotycznej podstawy życia. Wykazano, że szereg czynników czyni Ziemię wyjątkową planetą w Układzie Słonecznym. Jednocześnie hydrosfera jest kolebką życia, a ocean światowy jest „reaktorem geochemicznym”. Dużo uwagi poświęca się badaniu funkcji ekologicznych litosfery. Zidentyfikowano dwa główne kierunki ekologii i wskazano ich zadania. Podano podstawowe informacje na temat powłoki geograficznej Ziemi i jej parametrów. Powłoka geograficzna Ziemi pozwala nam określić współrzędne dowolnego punktu na powierzchni, zrozumieć mechanizmy powstawania klimatu, obliczyć wysokości i głębokości oraz zarejestrować czas zdarzeń. Zarysowano podstawy wiedzy naukowej o cechach biologicznego poziomu organizacji materii, sformułowano pojęcie komórki i określono jej podstawowe właściwości. Rozważono procesy oscylacyjne i falowe oraz ich charakterystykę. Na podstawie tych pomysłów przeanalizowano procesy życiowe organizmów i wyciągnięto wniosek o ich cykliczności. Wykazano, że różnorodność organizmów żywych zapewnia stabilność i trwałość geobiocenoz.
Rozważane są naturalne hipotezy naukowe dotyczące pochodzenia życia. Pokazano możliwe drogi jego rozwoju i podkreślono przesłanki jego wystąpienia. Prezentowany materiał pozwala uznać Ziemię za szczególny obiekt w Układzie Słonecznym, w którym możliwe było pojawienie się istot żywych.
Oparty na współczesnych ideałach materialistycznych, przede wszystkim o naturalna selekcja sformułowano hipotezy o pochodzeniu człowieka. Zidentyfikowano grupy cech łączących go ze światem zwierząt i przedstawiono charakterystyczne różnice.
Sporządzono drzewo genealogiczne danej osoby.
Z informacji paleontologicznych wynika, że głównymi czynnikami, które uczyniły człowieka istotą społeczną, są wspólna produkcja pożywienia, obecność ognia, praca i artykułowana mowa.Zgodnie z zasadą globalnego ewolucjonizmu wykazano, że rozwój organizmów żywych i ich grup przebiega zgodnie z prawami genetyki. Jego podstawowymi postanowieniami są pojęcia mutacji, dziedziczności i populacji. Podkreślono główne założenia syntetycznej teorii ewolucji. Podano krótkie koncepcje dotyczące ludzkiego zdrowia, wydajności i emocji oraz czynników je determinujących. Pokazano wpływ cykli kosmicznych na biosferę Ziemi i procesy w niej zachodzące. W szczególności ukazano codzienne, sezonowe i inne wpływy na życie ludzi, w tym personelu wojskowego. Powstała idea Noosfery, na podstawie której nakreślono ścieżki możliwego rozwoju otaczającego świata i ludzkości. Powyższe przykłady pokazują, jak ważne jest ostrożne obchodzenie się z przyrodą z punktu widzenia problemów bioetycznych, które z kolei wiążą się z zasadą nieodwracalnego rozwoju materii. Ta sama zasada prowadzi do tego, że taki parametr materii jak czas jest również nieodwracalny.
Przedstawiono informacje na temat samoorganizacji w przyrodzie nieożywionej, uzyskane na podstawie wyobrażeń o układach zamkniętych.
Wykazano, że ich czas życia jest ograniczony ze względu na wzrost entropii. Opierając się na synergicznych koncepcjach systemów otwartych, wykazano, że mogą one utrzymać stały lub nawet obniżyć poziom entropii w wyniku wymiany z otoczenie zewnętrzne materia, energia, informacja. Rozwój istot żywych następuje z powodu obecności wahań i pozytywów informacja zwrotna. Pokazano, że procesy samoorganizacji i samokomplikacji zachodzą w przypadku naruszenia symetrii w układach, tj. gdy są oddalone od równowagi.
Zaprezentowany materiał pozwala potwierdzić realizację udanej próby przedstawienia otaczającego świata z punktu widzenia pojedynczej kultury poprzez pojawienie się takich dyscyplin jak CSE, powstanie Internetu itp.
Dla niezależna praca studentom na tematy przedmiotowe oferowane są przede wszystkim podstawowe pomoc naukowa dostępna w bibliotece uniwersyteckiej. Oprócz tej literatury istnieją inne podręczniki, które można wykorzystać w przygotowaniu do zajęć seminaryjnych lub egzaminu. Podręczniki następujących autorów w pełni odpowiadają programowi kursu: S.G. Khoroshavina, V.N. Lavrinenko, S.Kh.Karpenkova, G.I. Ruzavina,
Na wykładach należy robić notatki z materiału prezentowanego przez prowadzącego, podkreślając definicje, prawa, główne rysunki i diagramy. Konieczne jest pozostawienie pól na uzupełnienia i wyjaśnienia w procesie samodzielnej pracy. Zaleca się ponowne przeczytanie materiału w dniu nagrania i zanotowanie w nim wszelkich niejasności.
Przygotowując się do seminariów, należy zapoznać się z głównymi postanowieniami materiału wykładowego. Poziom opanowania można ocenić za pomocą pytań zadawanych na koniec wykładu lub pytań na seminarium. Pytania nieoznaczone (*) wymagają zrozumienia. Te oznaczone tym znakiem sugerują głębsze studium i mogą być prezentowane w formie przekazu lub raportu na zajęciach seminaryjnych. Przygotowanie do egzaminu obejmuje podstawowe zapoznanie się z materiałem teoretycznym kursu, a także nagrania zajęć seminaryjnych, wybranie z materiału tych głównych, które znalazły się w pytaniach egzaminacyjnych.
Na wykładach i seminariach omawiana będzie historia powstania nauki: po pierwsze, jako suma ludzkiej wiedzy o otaczającym nas świecie, dość rozproszona, chaotyczna ( Starożytny Egipt, Chiny, Mezopotamia, Indie), a następnie dokonano przejścia do systemu wiedzy w ramach filozofii (filozofii przyrody) Arystotelesa, do etapów kształtowania się nauki nowożytnej (pochodzenie i rozwój metody naukowe) od Kopernika po Einsteina i współczesną kosmologię.
W stronę stworzenia nauki przyrodnicze(od końca XVIII w.): fizyka, chemia, biologia, geografia, geologia, astronomia, psychologia itp. prowadziły różnicowanie wiedza o przyrodzie, związana z identyfikacją badanych zjawisk i procesów, opracowaniem metod ich badania oraz w związku z ogólnością uzyskanych wyników. Obecnie próbuję wyobraź sobie świat jako całość, aby zidentyfikować najbardziej ogólne wzorce Wszechświata, wyrażono się w stworzeniu uogólnionej, integracyjnej nauki - nauk przyrodniczych. Jednym z jego głównych zadań jest chęć wyciągnięcia głębokich wniosków filozoficznych i metodologicznych na temat uniwersalności działania ogólnych praw ewolucji, organizacji systemowej i samoorganizacji otaczającego świata. Razem z zasadą historyczności pozwalają mówić o obiektywnym postrzeganiu, rozumieniu świata, w którym żyjemy, oraz rozumieniu celów i sensu istnienia naszej cywilizacji.
Ogólnie rzecz biorąc, kurs KSE porusza następujące tematy: ewolucja, przyrodniczy obraz świata (historia nauk przyrodniczych); współczesny naukowy obraz świata; podstawowe współczesne idee kosmologiczne; główne hipotezy dotyczące pochodzenia życia i człowieka; miejsce człowieka we wszechświecie, miejsce nauki nowoczesny świat i prognozowanie jego rozwoju itp.
Najbardziej Pojęcia ogólne kursy obejmują:
Pojęcie(z łac. Conceptio) używane w znaczeniu:
a) system poglądów, takie czy inne rozumienie zjawisk i procesów;
b) pojedynczą, definiującą koncepcję, myśl przewodnią każdego dzieła, Praca naukowa itp.
Naturalna nauka- system wiedzy o przyrodzie; dziedzina nauki zajmująca się badaniem otaczającego nas świata takim, jakim jest, w swoim naturalnym stanie, istniejącym niezależnie od człowieka.
Nauka- system wiedzy o zjawiskach i procesach świata obiektywnego i świadomości człowieka, ich istocie i prawach rozwoju; Nauka jako instytucja społeczna jest sferą działalności człowieka, w której rozwija się i systematyzuje wiedzę naukową o zjawiskach przyrodniczych i społecznych.
Koncepcje nauk przyrodniczych- zadzwoń do wyników badania naukowe wyrażone w formie naukowych teorii, praw, modeli, hipotez, empirycznych uogólnień.
Osiągnięcia nauk przyrodniczych są integralną częścią powszechnej kultury człowieka, dlatego „Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych” są takie kurs treningowy, która powinna ukazać rolę i znaczenie nauk przyrodniczych w rozumieniu otaczającego nas świata, w zrozumieniu miejsca człowieka w tym świecie, w kształtowaniu naukowego obrazu świata.
