Контрольная работа по "Концепции современного естествознания"

1. Отличия между строго научным и ненаучным подходом к естествознанию.

    Естествознание  затрагивает вопросы не только собственно естественнонаучные, но и гуманитарные, потому что в нем освещаются пути познания Человеком Природы. т. е. пути развития науки. А изучение этих путей составляет предмет философии (как науки о мышлении и познании) и социологии (как науки о развитии человеческого общества) или психологии (как науке о человеческом интеллекте).

Естествознание  является до известной степени основой  всякого знания - и естественнонаучного, и технического, и гуманитарного. Человеческое общество вступило в век господства микроэлектроники, информатики и биотехнологии, которые в корне преобразуют промышленное и сельскохозяйственное производство.

Слово «естествознание» представляет собой сочетание двух слов - «естество» (природа) и «знание». Оно может быть заменено менее употребительным словом-синонимом «природоведение», которое происходит от общеславянского термина «веды» или «веда» - наука, знание. Мы и до сих пор говорим «ведать» в смысле знать. Но в настоящее время под естествознанием понимается, прежде всего, так называемое точное естествознание, т.е. уже вполне оформленное - часто в математических формулах - «точное» знание обо всем, что действительно есть (или, по крайней мере, возможно) во Вселенной, а «природоведение» (подобно пресловутому «обществоведению» или «науковедению») обычно невольно ассоциируется с какими-то еще аморфными представлениями о предмете своего «ведения».

Имея в виду рациональность перехода от натурфилософии к математически точному естествознанию, В.И. Вернадский отмечал одинаковую существенность и взаимную дополнительность двух основных и воистину универсальных математических методов - количественного (арифметического или алгебраического) и качественного (геометрического), т. е. интегрального (внешнего) и дифференциального (внутреннего): «Одно и то же природное явление может быть независимо охвачено обоими этими направлениями творческой математической мысли». Отдавая должное философии и сознавая «огромное значение математики для естествознания», он все-таки полагал, что «в основе естествознания лежат только научные эмпирические факты и научные эмпирические обобщения»: «Все основные научные эмпирические понятия при логическом анализе приводят к иррациональному остатку.

Никогда ни одно научно изучаемое явление, ни один научный  эмпирический факт и ни одно научное  эмпирическое обобщение не может  быть выражено до конца, без остатка, в словесных образах, в логических построениях - в понятиях - в тех формах, в пределах которых только и идет работа философской мысли, их синтезирующая, их анализирующая. В предметах исследования науки всегда остается неразлагаемый рационалистически остаток - иногда большой, - который влияет на эмпирическое научное изучение, остаток, исчезающий нацело из идеальных построений философии, космогонии или математики и математической физики.

Всегда остающийся в предметах исследования науки  неразлагаемый рационалистически  остаток, т. е. иррациональный остаток, к которому приводят все основные научные эмпирические понятия при логическом анализе, означает, что мы должны принимать во внимание наряду с безусловно необходимыми - достоверными - фактами, характерными для вполне детерминистической классической механики, и факты вероятностные, лежащие в основе надлежащей квантовой механики (с ее соответствующей вероятностной интерпретацией и с характерным для нее принципом неопределенности), а также факты веры, с которыми имеют дело не только все религии, но и атеизм, поскольку «основанные па философских заключениях» «атеистические представления, - как справедливо заметил

Вернадский, - по существу тоже предмет веры». Чуть ли не все, подвергая сомнению, Вернадский замечает: «Но это не касается эмпирических обобщений, которые в основе своей существенно отличны от научных теорий и научных гипотез, с которыми они обычно смешиваются».

При этом он считал принципиально необходимым и  возможным стремиться к предельно  полному охвату природных явлений  и самой Природы в целом.

Однако в пределе, охватывая в целом Природу, Вселенную, материю (со всеми присущими ей атрибутами, вплоть до Жизни и Разума, в том числе Высшего Разума - с бесконечными потенциальными возможностями), мы по крайней мере в принципе можем и должны получить - и действительно получаем! - не только искомое воистину универсальное (предельно полное) ключевое научное эмпирическое обобщение в виде вполне детерминированных взаимосвязанных периодических систем всевозможных (так называемых эталонных и производных) фундаментальных структурных элементов материи на всех четырех возможных последовательных основных уровнях ее естественной самоорганизации - физическом, химическом, биологическом и психологическом (т. е. на самом деле величайшее атомистическое научное эмпирическое обобщение менделеевского типа), но и адекватное ему столь же универсальное ключевое научное теоретическое обобщение в виде совершенно однотипных по своей симметрии и, соответственно, непосредственно однозначно дедуктивно определяемых по надлежащей математической индукции вполне детерминированных взаимосвязанных периодических систем всевозможных равномерно квантованных собственных значений всех возможных универсальных характеристик рассматриваемых элементов.

2.Основные идеи и принципы классического естествознания

Начало классического естествознания связан, прежде всего с изменением представлений о предмете, достойном ученых изысканий. В Средневековье все познавательные усилия философа или ученого сосредоточивались на Боге. Возрождение признало достойными предметами научного и философского изучения человека и природу. Такая трансформация мировоззрения привела к возникновению пантеизма – философско-мировоззренческой концепции, отождествляющей природу и Бога. Пантеизм предполагает, что, познавая природу, человек одновременно постигает Бога, т. е. высокий смысл познания в естественно-научных изысканиях, далеких от идеи служения Богу и спасения души, сохраняется. Следствием пантеизма стало распространение идей гилозоизма (концепции всеобщей оживленности природы) и панпсихизма (концепции всеобщей одушевленности природы).

Один из наиболее общих естественнонаучных принципов  – принцип причинности, утверждающий, что одно природное явление порождает другое, являясь его причиной.

Существование цепочки причинно-следственных связей позволяет иногда сделать выводы общего характера. Так, опираясь только на непрерывность цепочки причин и следствий, немецкий судовой врач Роберт Майер сумел сформулировать закон сохранения и превращения энергии, являющийся фундаментальным законом современного естествознания.

Другим общим  принципом является принцип Кюри. Он назван по имени того самого Пьера Кюри, который вместе со своей женой Марией Склодовской — Кюри открыл химический элемент радий. Кроме этого Пьер Кюри за свою недолгую жизнь сделал еще довольно много научных открытий. По-видимому, важнейшим из них является принцип Кюри.

Принцип Кюри утверждает, что если существует градиент некоторого качества А, то неизбежно возникнет перенос этого качества в сторону его недостачи, причем поток качества А, т. е. его количество, переносимое через единичную площадку в единицу времени, пропорционален величине этого градиента.

Чрезвычайно продуктивным в научном отношении является уже упоминавшийся ранее принцип двойственности (дополнительности). Он основан на двойственной природе познания.

Описывая что  бы то ни было, мы прибегаем к абстракции — выделению сторон изучаемого, важных в данном отношении. Несущественные стороны обычно опускаются из рассмотрения. В дальнейшем, если выбранная абстракция оказывается плодотворной, она замещает исходное представление об изучаемом явлении. При этом отброшенные стороны явления опускаются из рассмотрения, даже если они являются весьма существенными.

Принцип двойственности предписывает нам при описании чего бы то ни было одновременно рассматривать две взаимоисключающие стороны. В зависимости от обстоятельств более существенной может оказаться одна из них. В других обстоятельствах важнее окажется другая. Если, пытаясь решить какую-нибудь задачу, вы встретились с непреодолимыми трудностями — попробуйте подход, основанный на альтернативных представлениях. Весьма вероятно, что он окажется удачным.

Принцип суперпозиции

Принцип суперпозиции утверждает, что результат воздействия  на материальную систему двух факторов может быть представлен в виде суперпозиции (наложения) воздействия каждого из этих факторов, действующих независимо друг от друга. В этом принципе неявно предполагается, что при наложении факторы не возмущают друг друга. Принцип обладает меньшей степенью общности, чем принцип Кюри. Однако во многих случаях оказывается весьма полезным.

Принцип симметрии

Принцип симметрии  основан на изначальных представлениях об однородности и изотропности пространства. Предполагает инвариантность природных  процессов к преобразованиям  симметрии. Основываясь на принципе симметрии, Эмми Нетер показала, что основополагающие физические законы сохранения энергии и импульса (количества движения) являются следствием однородности и изотропности пространства.

Еще более ограниченным, хотя от того и не менее плодотворным является принцип подобия. Согласно этому принципу после известного преобразования уравнения, описывающие подобные системы, оказываются одинаковыми.  
 
Принцип относительности

Согласно принципу относительности не существует абсолютного  движения. А следовательно, не существует и абсолютного пространства, абсолютного времени и т. п. Этот принцип подразумевает, что протекание природных процессов не зависит от того, какую точку зрения занимает наблюдатель, их описывающий. Был выдвинут Альбертом Эйнштейном в качестве одной из основ частной теории относительности.

Прямым следствием принципа относительности является принцип инвариантности законов природы к преобразованиям системы отсчета, в которой они были сформулированы. Принцип инвариантности утверждает, что вид основных уравнений, описывающих природные явления, не зависит от преобразования координат и времени, входящих в эти уравнения.

3. Основные идеи  и принципы неклассического  естествознания

В течение последних  трех столетий естествознание развивалось  невероятно быстро и динамично. Горизонт научного познания расширился до поистине фантастических размеров. Человек получает возможность заглянуть в самое начало "творения" Вселенной.

Значительно возросла роль науки в современной обществе. На основе науки рационализируются по сути все формы общественной жизни. Как никогда близки наука и техника.

Наука стала  непосредственной производительной силой  общества. По отношению к практике она выполняет непосредственно  программирующую роль. Новые информационные технологии и средства вычислительной техники, достижения генной инженерии и биотехнологии обещают в очередной раз коренным образом изменить материальную цивилизацию, уклад нашей жизни.

Под влиянием науки (в том числе) возрастает личностное начало, роль человеческого фактора во всех формах деятельности. Вместе с тем, радикально изменяется и сама система научного познания. Размываются четкие границы между практической и познавательной деятельностью. В системе научного знания интенсивно проходят процессы дифференциации и интеграции знания, развиваются комплексные и междисциплинарные исследования, новые способы и методы познания, методологические установки, появляются новые элементы картины мира, выделяются новые, более сложные типы объектов познания, характеризующиеся историзмом, универсальностью, сложностью организации, которые раньше не поддавались теоретическому (математическому) моделированию. Одно из таких новых направлений в современном естествознании представлено синергетикой.

4. Особенности современной  науки

Естествознание - это раздел науки основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Предмет естествознания - факты и явления, воспринимаемые нашими органами чувств. Задача ученого обобщить эти факты и создать теоретическую модель изучаемого явления природы включающую законы управляющие им. Явления, например, закон всемирного тяготения, даются нам в опыте, законы науки, например закон всемирного тяготения, представляют собой варианты объяснения этих явлений.

Факты, будучи установлены, сохраняют свое значение всегда, законы могут быть пересмотрены или скорректированы  в соответствии с новыми данными  или новой концепцией их объясняющей. Факты действительности являются необходимой  составляющей научного исследования.

Основной принцип  естествознания гласит: знания о природе  должны допускать эмпирическую проверку. Это не означает, что научная теория должна немедленно подтверждаться, но каждое ее положение должно быть таким, чтобы такая проверка была возможна в принципе.

От технических  наук естествознание отличает то, что  оно преимущественно направлено не на преобразование мира, а на его  познание. От математики естествознание отличает. То, что оно исследует  природные, а не знаковые системы. Однако пытаться изолировать естественные, социальные и общественные науки не следует, поскольку существует целый ряд дисциплин, занимающих промежуточное положение или являющихся комплексными.

Например, определенные черты естественных и социальных наук соединяет экономическая география, на стыке естественных и технических наук находится бионика. А социальная экология является комплексной дисциплиной, которая включает естественные, социальные и технические разделы.

В течение XX века в естествознании возникли тенденции, которые приводят к изменению существующей научной парадигмы (Levich, 2000a). В истории науки часто оказывалось, что наиболее трудные проблемы естествознания требовали для своего решения пересмотра представлений о времени. Это демонстрируют, например, работы Л.Больцмана, А.Эйнштейна, Н.Козырева. Исследования Людвига Больцмана (1872) по анализу противоречия между обратимостью во времени уравнений механического движения и необратимостью уравнений статистической физики привели к постановке вопроса "Обратимо ли время?". Для согласования закона сложения скоростей классической механики с явлениями распространения света Альберту Эйнштейну (1905) оказалось достаточно уточнить операциональную процедуру установления одновременности удалённых друг от друга событий и ввести новый тип часов - "световые часы", или часы Ланжвена. Астроном Николай Козырев (On the Way...,1996; Korotaev, 2003), исследуя проблему происхождения источников энергии звёзд, пришел к гипотезе существования новой физической сущности, не совпадающей ни с материей, ни с полем, ни с пространством в обычном их понимании. Он назвал эту сущность "потоком времени".