Методы теоретического познания
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
В.И.ПОПКОВ
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Конспект лекций
Брянск
2016
МОДУЛЬ 1
Лекция 1
Тема лекции:Введение. Цивилизационная значимость естественнонаучной культуры
План лекции
Естественнонаучная культура как воплощение целостной системы представлений о мире. Вклад естественнонаучной культуры в создание искусственной среды обитания человека. Процесс изучения природы как средство духовного развития человека. Вклад естествознания в развитие культуры мышления человечества. Естествознание как феномен общечеловеческой культуры.
ВВЕДЕНИЕ
Курс КСЕ относится к циклу общих математических и естественно-научных дисциплин. Изучение дисциплины “Концепции современного естествознания” преследует цель ознакомления студентов, обучающихся по экономическим направлениям, с дополнительным для них неотъемлемым компонентом человеческой культуры – естествознанием – и формирования у них целостного взгляда на окружающий мир. Необходимость изучения этой дисциплины вызвана тем, что сейчас рациональный естественно-научный метод проникает и в гуманитарную сферу, участвуя в формировании сознания общества, и вместе с тем приобретает все более универсальный язык, адекватный философии, социальным наукам и даже искусству. Возникающая сегодня тенденция к гармоническому синтезу двух традиционно противостоящих компонентов культуры созвучна потребности общества в целостном мировидении и подчеркивает актуальность данной дисциплины.
|
|
|
Участвуя в организации и управлении производством, насыщенным наукоемкими технологиями, формировании общественных отношений, регулировании финансовых потоков, выпускники экономических специальностей нуждаются в определенном багаже естественно-научных знаний, позволяющих непосредственно влиять на инновационный процесс, быстро и правильно оценивать те или иные предложения по совершенствованию современных технологий, предвидеть прорывы научно-технического прогресса. Напротив, отсутствие элементарных естественно-научных знаний чревато серьезными ошибками в профессиональной деятельности. Поэтому одной из целей дисциплины КСЕ является создание предпосылок для формирования современного инновационно-технологического мышления экономистов.
Основными задачами курса являются:
1. Понимание специфики гуманитарного и естественно-научного компонентов культуры.
2. Понимание задач и возможностей рационального естественно-научного метода.
|
|
|
3. Изучение и понимание сущности фундаментальных законов природы, к которым сводится множество частных закономерностей физики, химии, биологии и других естественных наук.
4. Формирование ясного представления о физической картине мира как основе целостности и многообразия природы.
5. Понимание принципов преемственности и непрерывности в изучении природы.
6. Осознание проблемы экологии и общества.
7. Формирование представлений о революциях в естествознании и смене научных парадигм.
8. Формирование представлений о принципах универсального эволюционизма и синергетике.
9. Понимание роли законов самоорганизации в процессе развития естествознания и техники.
Выпускники экономических специальностей после изучения курса КСЕ должны иметь представление:
- об основных этапах развития естествознания, особенностях современного естествознания, ньютоновской и эволюционной парадигмах;
- концепциях пространства и времени;
- принципах симметрии и законах сохранения;
- понятии состояния в естествознании;
- корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;
- динамических и статистических закономерностях в естествознании;
|
|
|
- соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения физических объектов, переходах из упорядоченных в неупорядоченные состояния и наоборот;
- самоорганизации в живой и неживой природе;
- иерархии структурных элементов материи от микро- до макро - и мегамира;
- взаимодействиях между физическими, химическими и биологическими процессами;
- специфике живого, принципах эволюции, воспроизводства и развития живых систем, их целостности и гомеостазе, об иерархичности, уровнях организации и функциональной асимметрии живых систем;
- биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы и принципах систематики;
- физиологических основах психики, социального поведения, экологии и здоровья человека;
- взаимодействии организма и среды, сообществах организмов, экосистемах, принципах охраны природы и рационального природопользования;
- месте человека в эволюции Земли, ноосфере и парадигме единой культуры.
Создание целостного представления об окружающем нас мире – главная задача курса «Концепции современного естествознания».
Литература
Попков, В.И. Концепции современного естествознания: (электронный ресурс): интерактивный учеб. курс/ В.И.Попков. – Брянск: БГТУ, 2008. – 552 с. – 27,8Мб. - Режим доступа: http://mark.lib.tu-bryansk.ru/marcweb2/Default.asp - С. 3 - 8.
|
|
|
МОДУЛЬ 2
Лекция 2
Тема лекции:Наука в контексте культуры
План лекции
Культура и наука. Материальная и духовная культура. Виды научного знания: естествознание, обществознание, логика. Предмет естествознания. Связь науки с другими компонентами культуры. Проблема двух культур в науке. Материя и движение. Пространство и время. Характерные черты науки. Мышление. Структура научного знания.
Методы научного познания: философские, общенаучные: теоретические, эмпирические, общелогические. Гипотеза и теория.
ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.Естествознание – комплекс наук о различных свойствах и формах движения материи и их взаимных превращениях. В современном понимании естествознание представляет собой систему наук о природе, взятых во взаимной связи. Современное естествознание включает в себя такие отрасли научного знания, как физика, механика, химия, геология, минералогия, астрономия, метеорология, биология, генетика, анатомия и физиология человека и многие другие.
Предмет естествознания – факты и явления окружающего нас мира, воспринимаемые нашими органами чувств. Задача естествоиспытателя – обобщить эти факты и создать теоретическую модель изучаемого явления природы, познать законы, управляющие ими.
Естествознание выступает теоретической базой таких областей человеческой деятельности, как производство, техника, технология. Естествознание, как и наука вообще, оказывает влияние на общество двумя путями: изменением производства и воздействием на мировоззрение, на общий стиль мышления. Естествознание является естественно-научным фундаментом формирования научной картины мира.
КУЛЬТУРА И НАУКА. Культура (от лат. Cultura – возделывание, воспитание, образование, развитие) – одна из важнейших характеристик человеческой жизнедеятельности, опредмеченный мир человеческой деятельности. Под культурой в широком смысле понимается все то, что создано человеком, человечеством в ходе его истории. Культура - специфический способ организации и развития человеческой жизнедеятельности, представленный в продуктах материального и духовного труда, в системе социальных норм и учреждений, в духовных ценностях, в совокупности отношений людей к природе, между собой и к самим себе.
Многообразную систему современной культуры принято подразделять на две большие и тесно связанные области – материальную культуру, охватывающую результаты материальной деятельности человека (орудия труда, жилища, предметы повседневного обихода, средства транспорта и связи и др.), и духовную, включающую сферу сознания, духовного производства (познание, нравственность, воспитание и просвещение, в том числе право, философию, этику, эстетику, науку, искусство, литературу, мифологию, религию).
Явления человеческого сознания, психики (мышление, знание, воля, чувства, переживания и др.) относятся к миру идеального, духовного. Понятием «духовная культура» характеризуется духовная жизнь людей, ее результаты и средства. Духовная культура связана с деятельностью, направленной на удовлетворение духовных потребностей человека, т.е. на развитие и совершенствование внутреннего мира человека, его сознания, психики, мышления, знаний, эмоций, переживаний. Духовные потребности отличают человека от животных. Продуктами духовной деятельности являются идеи, понятия, научные гипотезы и теории, художественные образы, моральные нормы и правовые законы, политические взгляды, религиозные воззрения. Материальными носителями духовной культуры являются язык, книги, произведения искусства, чертежи, графики и др. Потребляя продукты духовной культуры, человек обогащает и развивает свой внутренний мир – мир знаний, образов, эмоций, переживаний.
Наука – один из важнейших и сложнейших компонентов человеческой культуры. «Наука» в переводе с латинского означает «знание». Под наукой понимается определенный вид знания, а также особая сфера общественной деятельности людей, специальной задачей которой является накопление знаний, проверка и доказательство их истинности логическими и практическими методами. Другими словами, наука получает и теоретически систематизирует объективные знания о действительности. Наука познает объективные законы явлений, которые она изучает.
Понятие «наука» включает в себя как деятельность по получению нового знания, так и результат этой деятельности – сумму полученных к данному моменту научных знаний, образующих в совокупности научную картину мира. Термин «наука» употребляется также для обозначения отдельных отраслей научного знания.
Научное знание характеризуется стремлением к истине, к раскрытию общих оснований рассматриваемого круга явлений, в пределе – всего мира. Главные критерии научного знания – непротиворечивость, подтверждаемость и эффективность. Для достижения своих целей наука вырабатывает специальные методы познания, специальный язык для максимально точного и однозначного выражения полученного знания. Наука как составляющая духовной культуры имеет свой специфический подход к информации о внешнем мире. Он основан на применении оценочных категорий «истинно» и «ложно». Поэтому одной из основных функций науки, наряду с получением нового знания, является обоснование истинности полученного знания. Таким образом, наука занимается получением объективного знания и обоснованием его истинности. Этим наука отличается от других сфер культуры.
Итак, важнейшей чертой научного мышления является его доказательность, обоснованность.
Истина – правильное отражение объективной действительности в сознании человека, отражение ее такой, какой она существует сама по себе, независимо от сознания. Истинны те представления, которые соответствуют тому, что есть в действительности. Любая научная истина объективна, так как представляет собой правильное отображение предмета, явления и соответствует ему. Истина – это не сама действительность, а объективное содержание результата познания.
Истина относительна, так как она отражает объект не полностью, не целиком, а в известных пределах, условиях, отношениях, которые постоянно изменяются и развиваются. Каждая ступень познания ограничена уровнем развития науки, историческими условиями жизни общества, уровнем развития практики.
Под абсолютной истиной понимают полное и исчерпывающее познание мира в целом. Такое познание является целью, к которой стремится наука. Путь к абсолютной истине в этом смысле бесконечен. Наука никогда не будет завершена, так как процесс познания безграничного мира является бесконечным. Кроме того, все время появляется бесконечное число частных задач, требующих решения.
Критерием истины является практика: материальное производство, эксперимент. Практика – это основной способ воздействия человека на природу и взаимодействия людей в процессе общественного производства. Философия определяет практику как материальную, чувственно-предметную, целеполагающую деятельность человека, имеющую своим содержанием освоение и преобразование природных и социальных объектов и составляющую всеобщую основу, движущую силу развития человеческого общества и познания.
Только те результаты познания, которые прошли проверку практикой, могут претендовать на объективное значение. Научные знания имеют жизненный смысл лишь в том случае, если они воплощаются в жизнь, т.е. в практику. Конечной целью познания являются не знания сами по себе, а практическое преобразование действительности для удовлетворения материальных и духовных потребностей общества и человека.
НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА. Под научной картиной мира понимают целостную систему общих представлений о мире, вырабатываемую путем обобщения и синтеза знаний, почерпнутых из различных наук – естественных и социальных. Это общее понятие разделяется на естественно-научную и социальную картины мира. Естественно-научная картина мира представляет собой совокупность существующих научных представлений о строении и развитии природы. В свою очередь, естественно-научная картина мира разделяется на физическую, химическую, биологическую и т.д., т.е. специальные картины мира. Здесь термин «мир» обозначает уже не природный мир в целом, а тот его фрагмент, который изучается данной наукой с помощью ее понятий, представлений и методов. В системе общих представлений о мире всегда доминирует та ее часть, которая опирается на науку, достигшую ведущего положения в системе знаний. Поскольку среди других наук на роль лидера больше всего претендовала физика, то физические картины мира превалировали в составе общей картины мира на разных этапах ее развития. Вначале это была механическая картина мира, затем электродинамическая, вероятностно-статистическая, сейчас формируется квантово-реляти-вистская и синергетическая.
В состав научной картины мира включаются: система понятий, с помощью которых описывается действительность (материя, движение, пространство, время и т.д.); принципы, на основе которых объясняется мир (принцип материального единства мира, принцип причинности, принцип всеобщей связи и взаимообусловленности явлений и т.д.); общенаучные понятия и законы (закон сохранения и превращения энергии и т.д.); фундаментальные понятия отдельных наук (вещество, поле, вакуум, энергия, химический элемент, биологический вид, ген и т.д.); совокупность наглядных представлений о мире (различные модели строения атома, Вселенной и т.д.). Научная картина мира связана и с реальным опытом. Когда начинают изучаться объекты, для объяснения которых теории еще нет, в соответствии с той или иной научной картиной мира проводятся наблюдения, ставятся эксперименты по выявлению природы изучаемых объектов. Полученные таким образом данные могут уточнять и конкретизировать картину мира. Научная картина мира задает систематизацию знаний в рамках конкретной науки и функционирует в качестве научно-исследовательской программы или парадигмы, определяющих постановку задач и выбор средств их решения. Научная картина мира тесно связана с мировоззрением, являясь одним из действенных способов его формирования.
СВЯЗЬ НАУКИ С ДРУГИМИ КОМПОНЕНТАМИ КУЛЬТУРЫ. Наука представляет собой часть общечеловеческой культуры. В пространстве культуры наука наиболее тесно взаимодействует с техникой, а также с философией, религией, идеологий. Область научных интересов – поиск ответов на вопросы «Что? Как? Почему?». На вопрос «Зачем?» наука не отвечает, проигрывая на этом поле философии, религии, искусству. Однако в связи с развитием таких научных дисциплин, как общая теория систем, теория катастроф, синергетика и др. у науки и в этой сфере появились новые возможности.
Наука сложным образом взаимодействует с другими компонентами культуры, которые выполняют функции осмысления мира. Наука отличается от мифологии тем, что она стремится не к объяснению мира в целом на фантастической основе, а к формулированию законов природы, допускающих эмпирическую проверку. Граница между религией и наукой определяется соотношением в них веры и разума. Цель религии – достичь единения, согласия со сверхъестественными силами. Здесь в качестве критерия выступает особое душевное состояние. Религия ориентирована на область внечувственного, а наука – на эмпирическую реальность. Данное различие позволило еще в период средневековья провести границу между наукой и религией и обособить эти две области познания.
Искусство имеет целью воссоздание жизни в ее целостности. Продуктом эстетической деятельности являются художественные образы, а критериями их оценки выступают категории прекрасного и безобразного.
Наука отличается от идеологии (системы взглядов, в которых осознается и оценивается отношение людей к действительности и друг к другу) тем, что ее истины общезначимы и не зависят от интересов определенных слоев общества. В то же время наука способна порождать определенный тип идеологии, оказывать воздействие на мировосприятие больших групп населения.
Весьма сложными являются взаимоотношения науки и философии. Философия часто рассматривается как методологическая база научных исследований, как результат предельного обобщения эмпирических данных различных дисциплин, как способ интеграции частных наук в единое целое, как основа для создания целостной картины мира. Это верно, данные науки могут быть отправной точкой для создания философской концепции, наука может оперировать предельно обобщенными категориями, сформулированными в философии (пространство, время, конечное, бесконечное и т.д.). Тем не менее, существует определенная граница между наукой и философией. Проблематика философии всегда принципиально иная, чем у науки. Наука задается вопросами о формах и способах существования явлений окружающего мира, а философия – о причинах и целях.
Философские основания науки включают в себя философские идеи и принципы, обосновывающие идеалы и нормы науки, а также научную картину мира, и вписывающие научные знания в культуру. Философские основания науки участвуют в создании новых теорий, перестройке идеалов исследований.
ВИДЫ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ. Реальный мир можно разделить на три основных сферы: природа, общество и человек. Каждая из этих сфер представляет собой самостоятельный объект изучения и отличается соответствующим для каждой из сфер набором знаний. В зависимости от сферы бытия и от рода изучаемой действительности различают три направления научного знания: естествознание, обществознание и логика. В первое направление включаются знания о природе, под которой понимается весь окружающий человека материальный мир, в том числе и телесная оболочка самого человека; во второе – знания о видах и формах общественной структуры; в третье – знания о человеке как мыслящем существе.
Научные знания о природе объединяются естествознанием. В соответствии с внутренней упорядоченностью в природе естествознание включает в себя физику, механику, биологию, науки о Земле, медицинские науки и др. Естествознание строит свою систему знания, начиная с изучения вещества и его общего строения, движения и взаимодействия, химических элементов и соединений, живой материи и жизни, Земли и космоса. От этих объектов берут начала фундаментальные направления естествознания.
Обществознание изучает общественные явления и системы, структуры, состояния, процессы. Научные знания об обществе можно сгруппировать по трем направлениям: социологические, экономические и правовые знания.
Научные знания о человеке и мышлении (логика) своим объектом имеют человека как высший продукт природы, человеческую интеллектуальную деятельность. В данном направлении человек рассматривается как мыслящее существо, что отличает его от животных. Изучается психика, высшая нервная деятельность человека.
ПРОБЛЕМА КУЛЬТУР В НАУКЕ. Современная наука – сложная система, состоящая из большого количества отдельных научных дисциплин. Их насчитывается несколько тысяч. Науковеды объединяют их в две большие группы – фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки имеют своей целью познание объективных законов окружающего мира: математические науки, естественные науки (механика, астрономия, физика, химия, геология, биология, антропология и т.п.), социальные науки (история, археология, этнография, экономика, демография, науки о государстве, право и т.п.), гуманитарные науки (логика, лингвистика, филология и т.п.). Фундаментальные науки своими выводами, результатами, теориями определяют содержание научной картины мира. Прикладные науки нацелены на разработку способов применения полученных фундаментальными науками знаний объективных законов мира для удовлетворения потребностей и интересов людей. К прикладным наукам относятся технические науки (прикладная механика, теория машин и механизмов, сопротивление материалов, техническая термодинамика, электротехника, металлургия, космонавтика, радиотехника и т.п.), сельскохозяйственные науки (агрономия, зоотехния, ветеринария и т.п.), медицинские науки, педагогические науки и т.д.
Каждая наука характеризуется собственными особенностями познавательной деятельности. Науки различаются предметом познания, средствами и методами познания, формами результатов познания, системами ценностей, идеалами, методологическими установками, стилями мышления, которые функционируют в данной науке и определяют отношение ученых к процессу познания, к социально-культурному фону науки. Совокупность систем ценностей, идеалов, методологических установок, стилей мышления, присущих отдельным наукам и их комплексам, называют научной культурой. Говорят о культуре естественно-научного знания, культуре гуманитарного знания. Характер научной культуры многое определяет в проблемах организации науки, в проблемах отношения науки и общества. Здесь и вопросы нравственной ответственности ученого, особенности этики науки, отношение науки и идеологии, науки и права, особенности организации научных школ и управления научными исследованиями и многое другое.
Существует немалое различие между естественно-научным и гуманитарным познанием, между научной и гуманитарной культурой. Ориентации этих культур различны: научная культура ориентирована на цивилизацию, гуманитарная – на духовность. Наука устремлена в будущее, ко все новым знаниям. Духовность же больше обращена к сохранению накопленного нравственного опыта человечества. Разрыв двух составляющих культуры заключается в различии темпов развития науки и совершенствования морали.
Естествознание ориентируется на повторяющееся, общее, универсальное, абстрактное. Гуманитарное познание – на специальное, конкретное, уникальное, неповторимое. Гуманитарные науки изучают уникальные, индивидуальные объекты, а естествознание имеет дело с обобщенными случаями, в которых особенности единичного случая не представлены. Цель естествознания – описать и объяснить свой объект, выразить качественные и количественные характеристики объекта. Цель гуманитарных наук – понять свой объект, найти способы конкретно-исторического, личностного переживания, толкования и содержания объекта познания и своего отношения к нему. Объекты гуманитарных наук имеют ценностную и рефлективную природу, т.е. теоретическое знание об объекте, полученное исследователем, так или иначе влияет на сам объект. В общем можно сказать, что гуманитарное знание отличается от естественно-научного большим присутствием субъективного начала. Гуманитарные науки в качестве объекта познания имеют дело с системой «объект плюс условия наблюдения (включая субъекта)». В гуманитарном познании объект исследования не может быть отчужден от исследователя. В естественно-научном познании объект изучается сам по себе, влияние исследователя (субъекта) стараются исключить. Другими словами, различие между естественно-научными и гуманитарными знаниями заключается в том, что естественно-научные знания основаны на разделении субъекта (человека) и объекта (природы, которую познает человек – субъект), а гуманитарные знания имеют отношение прежде всего к самому субъекту.
Наука дает человеку знания, позволяющие запускать мощные глобальные процессы. И если эти процессы осуществляются вне контроля норм гуманистической морали, то гибель человечества становится весьма вероятной. Получение нового знания и использование уже полученного должно определяться главной стратегической установкой человечества – выживанием и обеспечением устойчивого развития. Этим обусловлена необходимость преодоления отчуждения естественно-научного и гуманитарного знания и их воссоединения в рамках целостного взгляда на действительность. Сочетание естественно-научного и гуманитарного подходов порождает комплексное мироощущение, расширяющее наши возможности всестороннего познания мира с одновременным проникновением в его тайны и разумом, и чувством. Поэтому противоестественно отрывать их друг от друга.
МАТЕРИЯ И ДВИЖЕНИЕ. Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в его ощущениях, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них. В определении материи следует обратить внимание на два важных момента. Во-первых, материя существует объективно, т.е. независимо от нас. Во-вторых, она копируется, отображается нашими ощущениями, т.е. познаваема. Материя – причина, содержание и носитель всего многообразия материального мира. С точки зрения философского материализма, материя первична, а все другие формы бытия есть ее порождение; весь мир – движущаяся материя в ее бесконечно разнообразных проявлениях.
В настоящее время известны два вида материи: вещество и поле. Вещество – вид материи, обладающей, в отличие от физического поля, массой покоя. Вещество – совокупность дискретных образований, слагающихся из элементарных частиц, масса покоя которых не равна нулю (в основном из протонов, нейтронов и электронов), атомов, молекул и построенных из них тел.
Поле как физическая реальность (т.е. как вид материи) в науку было введено М.Фарадеем. Фарадей предположил, что физические тела взаимодействуют друг с другом через соответствующие физические поля, заполняющие пространство между взаимодействующими телами. В классической физике вещество и поле противопоставляются друг другу как два вида материи, у первого из которых структура дискретна, а у второго – непрерывна. Поля (электромагнитные, гравитационные и др.) заполняют пространство непрерывным образом. Введение понятия поля покончило с действиями на расстоянии и силами, которые действуют мгновенно.
Квантовая физика, которая ввела идею двойственной, корпускулярно-волновой природы любого микрообъекта, привела к нивелированию противопоставления вещества и поля. С точки зрения квантовой теории поля понятия частицы (вещества) и поля, которые раньше относились к различным физическим объектам, сливаются в единое понятие квантового поля как особой формы существования материи. Совершенно новым свойством стала дискретность, квантованность поля. Поля утрачивают чисто непрерывный характер, им необходимо соответствуют дискретные образования – кванты поля. А элементарные частицы выступают как кванты соответствующих полей. Частица – лишь особое состояние поля, квант поля..
Полученные в последнее время космологические данные требуют кардинального дополнения современных представлений о структуре материи и фундаментальных взаимодействиях элементарных частиц. Лишь 4% массы Вселенной приходится на понятное нам «обычное» вещество. Остальные 96% – это некие субстанции: темная материя (23%) и темная энергия (73%). Помимо обычного вещества во Вселенной имеется другой тип вещества – темная материя. Темная материя сродни обычному веществу. Она способна собираться в сгустки (размером с галактику) и участвует в гравитационных взаимодействиях. Скорее всего, темная материя состоит из новых, не открытых еще в земных условиях частиц. Темная энергия – гораздо более странная субстанция, чем темная материя. Она не собирается в сгустки, а равномерно распределена во Вселенной. Темная энергия носит явно выраженный невещественный характер, но именно она доминирует во Вселенной. Перед наукой стоит задача определить природу темной энергии и объяснить ее доминирующую роль во Вселенной.
Итак, материя обладает следующими свойствами:
- материя объективна, то есть существует вне нашего сознания;
- материя существует в многообразии конкретных объектов;
- существует материальное единство мира как взаимосвязь и взаимозависимость всех уровней материи, а также
наличие ее универсальных свойств и законов;
- материя несотворима и неуничтожима, существуют законы сохранения, изменение материи всегда связано с устойчивостью некоторых ее свойств;
- материя находится в состоянии непрерывного движения, материя не существует без движения, т.е. без взаимодействия вещей и процессов;
- движение материи происходит в пространстве и во времени;
- материя способна к саморазвитию, т.е. усложнению структуры без вмешательства извне;
- материя познаваема;
- все известные материальные объекты и процессы подчинены принципу причинности, т.е. имеют свои причины и порождают следствия.
Движение - способ существования материи, ее всеобщий атрибут. Движение, с точки зрения философии, есть всякое изменение вообще, развитие вообще, взаимодействие материальных объектов.
Движение – неотъемлемое свойство материи, оно несотворимо и неуничтожимо, как и сама материя. Материя – не косное вещество, к которому нужно прикладывать движение извне, а основа и носитель движения.
Движение материи многообразно по своим проявлениям и существует в различных формах. Выделяют три основные группы форм движения материи: неорганическая природа, органическая природа и общество.
В настоящее время выделяют следующие структурные уровни неживой природы:
- Вселенная;
- Метагалактики;
- галактики;
- космические тела (звезды, планеты и т.д.);
- макротела;
- молекулы;
- атомы;
- элементарные частицы;
- кварки.
Формы движения материи в живой природе: совокупность жизненных процессов в организмах и в надорганизменных системах: обмен веществ, процессы отражения, саморегуляции, управления и воспроизводства, различные отношения в биоценозах и других экологических системах, взаимодействие всей биосферы с природными системами Земли и с обществом. Выделяют следующие структурные уровни живой природы:
- биосферный уровень;
- уровень биоценозов (биоценоз – совокупность популяций, населяющих участок суши или воды, при которых продукты жизнедеятельности одних организмов являются условием существования других организмов);
- популяционно-видовой уровень (популяция - совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других особей своего вида);
- организменный и органотканевый уровень;
- клеточный уровень;
- молекулярный (доклеточный) уровень (белки и нуклеиновые кислоты).
Общественные формы движения материи включают в себя многообразные проявления деятельности людей, все высшие формы отражения и целенаправленного преобразования действительности: развитие производительных сил и производственных отношений, классовые, национальные, государственные отношения и др. В социально организованной форме материи можно выделить следующие структурные уровни:
- человек (отдельный индивид);
- семья;
- группа;
- коллективы разных уровней;
- социальные группы (классы, страты);
- этносы;
- нации;
- расы;
- государства;
- союзы государств;
- человечество в целом.
Высшие формы движения материи исторически возникают на основе относительно низших и включают их в себя в преобразованном виде – в соответствии со структурой и законами развития более сложной системы. Между ними существуют единство и взаимное влияние. Однако высшие формы движения качественно отличны от низших и несводимы к ним. Раскрытие взаимоотношения между формами движения материи играет важную роль в понимании единства мира, в познании сущности сложных явлений природы и общества.
Формы движения материи взаимосвязаны, поэтому существует взаимосвязь между науками, изучающими различные формы движения материи.
Итак, свойства движения таковы:
- движение объективно (т.е. существует в реальности, а не в наших представлениях о ней);
- движение всеобще (т.е. все движется);
- движение – неотъемлемое свойство материи, возникает из самой материи;
- движение неуничтожимо количественно (оно не прекращается) и качественно (каждая форма движения может превращаться в другую), прекращение одних форм движения есть возникновение новых его форм;
- движение абсолютно (в то время как покой относителен);
- движение имеет определенные формы, которые подчиняются своим законам, но могут переходить одна в другую.
ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ. Материя существует и движется во времени и пространстве, которые являются формами бытия материи, ее атрибутами. Пространство есть форма бытия материи, характеризующая ее протяженность, структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех материальных системах. Можно сказать, что пространство – форма координации одновременно существующих объектов, выражает порядок сосуществования отдельных объектов. Время – форма бытия материи, выражающая длительность ее существования, последовательность смены состояний в изменении и развитии всех материальных систем. Время – форма координации сменяющих друг друга объектов, отражает порядок смены явлений. Порядок сосуществования объектов образует структуру пространства, порядок смены этих состояний образует структуру времени. Пространство и время неразрывно связаны между собой, их единство проявляется в движении и развитии материи.
В механической картине мира, созданной И.Ньютоном, пространство и время носили абсолютный характер. Согласно И.Ньютону, абсолютное пространство и время представляли собой самостоятельные сущности, которые не зависели ни друг от друга, ни от находящихся в них материальных объектов и протекающих в них процессов. По Ньютону пространство неизменно и неподвижно, не зависит от материальных тел и их движения; время абсолютно и течет везде одинаково.
Современной теорией свойств пространства и времени является теория относительности – специальная и общая, развитые А.Эйнштейном. Специальная теория относительности выявила зависимость пространственных и временных характеристик объектов от скорости их движения относительно определенной системы отсчета и объединила пространство и время в единый четырехмерный пространственно-временной континуум – пространство-время.
Общая теория относительности вскрыла зависимость метрических характеристик пространства-времени от распределения гравитационных масс, приводящих к искривлению пространства-времени. В общей теории относительности от характера распределения масс зависят такие фундаментальные свойства пространства-времени, как конечность и бесконечность, которые тоже обнаружили свою относительность.
Свойства пространства, по современным представлениям, таковы:
- объективность, т.е. независимость от сознания человека;
- всеобщность – не существует материи без пространства;
- однородность – все точки пространства обладают одинаковыми свойствами (параллельный перенос не изменяет законов природы);
- изотропность – все направления в пространстве обладают одинаковыми свойствами (поворот на любой угол не изменяет законов природы);
- непрерывность – между двумя точками пространства, как бы близко они ни находились, всегда можно найти третью;
- связность – между точками пространства нет разрывов;
- трехмерность – каждая точка пространства однозначно определяется тремя координатами, все материальные процессы и взаимодействия реализуются лишь в пространстве трех измерений.
Пространству свойственна относительная прерывность, проявляющаяся в раздельном существовании материальных объектов и систем, имеющих определенные размеры и границы, в существовании многообразия структурных уровней материи с различными пространственными отношениями.
Свойства времени таковы:
- объективность;
- всеобщность;
- необратимость – причинно-следственные отношения асимметричны, время всегда направлено от прошлого к будущему;
- одномерность;
- связность;
- однородность – явления, протекающие в одинаковых условиях, но в разные моменты времени, протекают одинаково;
- непрерывность – между двумя моментами времени всегда можно выделить третий.
Однородность и изотропность пространства и однородность времени называются свойствами симметрии пространства и времени. Из свойств симметрии пространства и времени следует симметрия (инвариантность) физических законов по отношению к следующим непрерывным преобразованиям пространства-времени: перенос (сдвиг) или поворот системы как целого в пространстве; изменение начала отсчета времени (сдвиг во времени). При этих преобразованиях законы, устанавливающие соотношения между величинами, характеризующими физическую систему, не меняются
В 1918 г. немецкий математик Э.Нетер сформулировала теорему, согласно которой для физической системы, движение которой описывается некоторым дифференциальным уравнением, каждому непрерывному преобразованию пространства и времени соответствует определенный закон сохранения. Таким образом была установлена взаимосвязь свойств симметрии пространства и времени с законами сохранения. Закон сохранения импульса вытекает из однородности пространства, закон сохранения энергии – из однородности времени, закон сохранения момента импульса – из изотропности пространства.
МАТЕРИАЛЬНОЕ ЕДИНСТВО МИРА. Материальное единство мира – принцип, утверждающий общность и взаимосвязь всех явлений мира, отражаемых в человеческом сознании. Материальное единство мира проявляется во взаимной связи всех структурных уровней материи, во взаимосвязи явлений микро – и мегамира.
Материальное единство мира предполагает субстанциональное единство мира (материя – субстанция всех процессов и явлений мира); атрибутивное единство мира (любая часть мира обладает всеми свойствами материи); генетическое единство мира (все формы материи имеют общее происхождение); номологическое единство мира (все процессы в мире подчиняются одним всеобщим законам).
Материальное единство мира находит свое выражение в наличии у материи комплекса универсальных свойств и диалектических законов структурной организации, изменения и развития. К числу универсальных свойств материи относятся ее несотворимость и неуничтожимость, вечность существования во времени и пространстве, закономерное саморазвитие, проявляющееся в различных формах, превращение одних состояний в другие.
Свое всестороннее выражение в природе принцип несотворимости и неуничтожимости материи и ее атрибутов, свойств находит в физических законах сохранения. Физика открывает все новые и новые явления, подтверждающие незыблемость всеобщего закона сохранения и превращения материи и ее атрибутов, растет число частных законов сохранения отдельных характеристик физических форм движения материи. С законами сохранения связано введение в физику новых фундаментальных идей, имеющих принципиальное значение. Одним из аспектов законов сохранения является их связь с принципами симметрии. Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса связаны со свойствами симметрии пространства и времени. Законы сохранения служат пробным камнем любой физической теории. Непротиворечивость теории этим законам служит убедительным аргументом в ее пользу и является важнейшим критерием ее истинности. Поэтому в современных физических теориях большую роль играет идея сохранения специфических для данной теории величин, причем часто поиски этих величин являются важнейшей частью теории..
Таким образом, в законах сохранения находит свое отражение важнейший материалистический принцип неуничтожимости материи и движения, взаимосвязь между различными формами движущейся материи и специфика превращения одних форм материи и движения в другие.
Развитие знаний о микро- и мегамире постоянно приводит к открытию новых структурных элементов материи и связей между ними, вызывает необходимость создания новых научных понятий для их выражения. При этом в процессе познания раскрываются специфические черты различных областей материального мира и конкретные формы его материального единства. Одним из универсальных свойств материи является ее неисчерпаемость.
С гносеологической (теоретико-познавательной) точки зрения принцип неисчерпаемости заключается в признании бесконечности процесса познания, движения к абсолютной истине через познание относительных истин, обусловленных уровнем развития науки и общественной практики.
ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ НАУКИ. 1. Наука универсальна – она сообщает сведения, истинные для всей Вселенной при тех условиях, при которых они были получены.
2. Наука фрагментарна – она изучает не бытие в целом, а различные фрагменты реальности или ее параметры, а сама делится на отдельные научные дисциплины.
3. Наука общезначима – получаемые ею знания пригодны для всех людей, а ее язык – однозначный, так как наука стремится как можно более четко фиксировать свои термины, что способствует объединению людей, живущих в разных уголках планеты.
4. Наука обезличенна – ни индивидуальные особенности ученого, ни его национальность или место проживания не представлены в конечных результатах научного познания.
5. Наука систематична – она имеет определенную структуру, а не является бессвязным набором отдельных частей.
6. Наука незавершенна – хотя научное знание безгранично растет, оно все-таки не может достичь абсолютной истины, после которой уже нечего будет исследовать.
7. Наука преемственна – новые знания определенным образом и по определенным правилам соотносятся со старыми знаниями.
8. Наука достоверна – ее выводы требуют, допускают и проходят проверку по определенным, сформулированным в ней правилам.
9. Наука критична – она всегда готова поставить под сомнение и пересмотреть свои даже самые основополагающие результаты, если в ходе проверки они не подтвердятся.
10. Наука внеморальна – научные истины нейтральны в морально-этическом плане, а нравственные оценки могут относиться либо к деятельности по получению знаний (этика ученого требует от него интеллектуальной честности и мужества в процессе поиска истины), либо к деятельности по его применению.
11. Наука рациональна – она получает знания на основе рациональных процедур и законов логики и доходит до формулирования теорий и их положений, выходящих за рамки эмпирического уровня. В основе рационального стиля мышления лежит признание существования универсальных, доступных разуму причинных связей, а также формального доказательства в качестве главного средства обоснования знания.
12. Наука чувственна – ее результаты требуют эмпирической проверки с использованием восприятий, только после этого они признаются достоверными.
МЫШЛЕНИЕ. Мышление – высшая ступень познания. Источником мышления являются ощущения и восприятия, но оно выходит за их границы и позволяет формировать знания о таких объектах, свойствах и явлениях, которые недоступны органам чувств. Мышление освобождает людей от непосредственной связи с исследуемым объектом. Оно дает возможность мысленно оперировать с объектом и ставить его в различные соотношения с другими объектами.
Мышление – целенаправленное, опосредованное и обобщенное отражение в мозгу человека существенных свойств, причинных отношений и закономерных связей вещей. Основными формами мышления являются понятия, суждения и умозаключения.
Понятие – это мысль, в которой отражаются общие и существенные свойства объектов и явлений (например, «станок»). Понятия также группируют, классифицируют объекты в соответствии с их различиями (различные типы станков). В отличие от ощущений, восприятий и представлений понятия могут быть лишены наглядности или чувственности (доброта, зло, красота и т.д.). Понятия возникают и существуют в определенной связи, в виде суждений. Мыслить – значит судить о чем-либо, выявлять определенные связи и отношения между различными сторонами объекта или между объектами.
Суждение – форма мысли, в которой посредством связи понятий утверждается или отрицается что-либо о чем-либо. (Например, ядро – составная часть атома). По отношению к действительности суждения бывают истинные и ложные. Истинность и ложность суждений проверяется практикой. К тому или иному суждению человек может прийти путем непосредственного наблюдения или опосредованным путем – с помощью умозаключения.
Умозаключение представляет собой рассуждение, в ходе которого из одного или нескольких суждений, называемых предпосылками или посылками, выводится новое суждение (заключение или следствие), логически вытекающее из посылок.
Мышление представляет собой процесс опосредованного (косвенного, через посредство других факторов) познания объективной действительности. На основании виденного, слышанного, осязаемого люди проникают в невидимое, неслышимое и неосязаемое. Именно на таком опосредованном познании основана вся наука.
Объективной основой опосредованного процесса познания выступает наличие опосредованных связей, причинно-следственных отношений, существующих в самой действительности и дающих возможность на основании восприятия следствия сделать вывод о причине, вызвавшей данное следствие, а на основании знания причины предвидеть следствие.
Опосредованный характер мышления заключается в том, что человек познает действительность не только в результате своего личного опыта, но и косвенным путем, овладевая исторически накопленным опытом и знаниями всего человечества.
СТРУКТУРА НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ. Научное познание включает в себя несколько компонентов, связанных с одним из двух уровней познания - эмпирическим или теоретическим. Основными элементами научного знания являются:
1.Научные факты – твердо установленные и подтвержденные в ходе наблюдений и проверок сведения, зафиксированные принятыми в науке способами. Они составляют эмпирический базис науки. Для их установления применяются эмпирические методы исследования природных и социальных объектов: наблюдение, эксперимент, описание, измерение. Для знаний, полученных на эмпирическом уровне, характерно то, что они являются результатом непосредственного контакта с реальностью в наблюдении или эксперименте. На этом уровне мы получаем знания об определенных событиях, выявляем свойства интересующих нас объектов или процессов, фиксируем отношения и устанавливаем эмпирические закономерности. Над эмпирическим уровнем всегда надстраивается теоретический уровень.
2. Закономерности – отражают в форме теоретических утверждений существенные, необходимые, устойчивые и повторяющиеся связи явлений. Устанавливаются в результате обобщения группы фактов путем абстрагирования.
3. Теории – представляют собой системы закономерностей, относящихся к определенной группе явлений, и описывают определенный фрагмент реальности. В теории происходит обобщение и перестройка эмпирического материала на основе некоторых исходных принципов. На теоретическом уровне объектом исследования являются идеализированные объекты. Применяются методы теоретического познания и общелогические методы. Теория рассматривается как высшая форма организации научного знания, дающая целостное представление о существенных связях и отношениях в какой-либо реальности.
4. Научные картины мира – дают обобщенный образ реальности в целом, представляют собой целостную систему представлений об общих принципах и законах устройства реального мира.
МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ. В структуре научного познания выделяют два уровня – эмпирический и теоретический. На эмпирическом уровне происходит сбор фактов и информации, а также их описание. Эмпирическое исследование направлено на объект и опирается на данные наблюдения и эксперимента.
Над эмпирическим уровнем науки всегда надстраивается теоретический уровень. Теоретический уровень связан с совершенствованием и развитием понятийного аппарата науки, направлен на объяснение и всестороннее познание объективной реальности в ее существенных связях и закономерностях. Этот уровень возникает в связи с необходимостью систематизации, объяснения и обобщения опытных фактов, обоснования истинности эмпирических законов. Он заключается в построении идеализированной модели того или иного объекта или явления, свойства которой совпадали бы со свойствами ее реального прототипа в определенных условиях.
Каждый из уровней познания характеризуется не только собственными формами организации научного знания, но и присущими им методами познания.
Понятие «метод» (от греческого слова «методос» – путь к чему-либо) означает совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Метод – это совокупность действий, призванных помочь достижению желаемого результата. Метод вооружает человека системой принципов, требований, правил, руководствуясь которыми он может достичь намеченной цели. Владение методом означает для человека знание того, каким образом, в какой последовательности совершать те или иные действия для решения тех или иных задач, и умение применять это знание на практике.
В зависимости от роли и места в научном познании можно выделить методы формальные и содержательные, эмпирические и теоретические, фундаментальные и прикладные, методы исследования и изложения и т.д. Выделяют также качественные и количественные методы, однозначно-детерминистские и вероятностные, методы непосредственного и опосредованного познания и др. Существует разбивка на методы, которые используются не только в науке, но и в других областях человеческой деятельности; методы, применяемые во всех областях науки; методы, специфические для отдельных наук. Так, выделяют всеобщие, общенаучные и конкретно-научные методы.
В современной науке принята многоуровневая концепция методологического знания. В соответствии с ней методы научного познания могут быть разделены на следующие основные группы: философские, общенаучные, частно-научные, дисциплинарные, междисциплинарные.
Философские методы. К философским методам относятся диалектический, метафизический, аналитический, интуитивный, феноменологический и др. Наибольшее распространение в естествознании получил диалектический метод.
Важнейшими принципами диалектического метода являются:
1. Объективность – признание действительности в ее реальных закономерностях и всеобщих формах.
2. Всесторонность – выражает всеобщую связь всех явлений действительности. Принцип всесторонности требует изучать объект познания со всех сторон, стремиться к выявлению и изучению как можно большего числа его свойств, связей, отношений. В современном научном исследовании принцип реализуется в виде комплексного подхода к объектам познания.
3. Конкретность – выражает вещь или систему взаимосвязанных вещей в совокупности всех своих сторон и связей, которая отражается как чувственно-конкретное (на эмпирическом этапе познания) или как мысленно-конкретное (на теоретическом этапе).
4. Историзм – принцип, являющийся выражением саморазвития действительности в плане его направленности по оси времени в виде целостного непрерывного единства таких состояний (временных периодов), как прошлое, настоящее и будущее.
5. Принцип противоречия – имеет своей основой реальные противоречия вещей.
Эмпирические методы исследования. Наблюдение – целенаправленное изучение предметов, опирающееся в основном на данные органов чувств (ощущения, восприятия, представления). В ходе наблюдения мы получаем знание не только о внешних сторонах объекта познания, но и о его существенных свойствах и отношениях. Наблюдение – целенаправленное восприятие явлений и предметов, начальная ступень человеческого познания, оно дает первые восприятия и ощущения. Наблюдение осуществляется в процессе практической деятельности. Практика - отправной пункт всякого познания.
Научное наблюдение – целенаправленное, организованное восприятие предметов и явлений. Наблюдение может быть непосредственным и опосредованным различными приборами и техническими устройствами (микроскоп, телескоп и др.). С развитием науки наблюдение становится все более сложным и опосредованным. Научное наблюдение проводится для сбора фактов, выступающих основой для определенных теоретических обобщений. Наблюдатель не может изменить объект наблюдения, регулировать процесс, управлять им и контролировать его. В наблюдении сохраняется полная зависимость наблюдателя от изучаемого процесса.
В ходе наблюдения исследователь руководствуется определенной идеей, концепцией или гипотезой. Он отбирает факты, которые либо подтверждают, либо опровергают его концепцию.
Эксперимент – наблюдение исследуемого явления в строго контролируемых условиях, позволяющих следить за ходом явления, измерять количественные характеристики этого явления и воспроизводить это явление каждый раз при повторении этих условий. Основные особенности эксперимента:
- активное (в отличие от наблюдения) отношение исследователя к изучаемому объекту, вплоть до его изменения и преобразования;
- возможность рассмотрения явления в чистом виде путем изоляции его от второстепенных обстоятельств или путем варьирования условий эксперимента;
- многократная воспроизводимость изучаемого явления по желанию исследователя;
- возможность контроля за поведением объекта исследования и проверки результатов;
- возможность обнаружения таких свойств явлений, которые не наблюдаются в естественных условиях (например, получение и исследование трансурановых элементов);
- воспроизводимость другими исследователями в аналогичных условиях.
В ходе эксперимента проводятся измерения для объективной количественной оценки исследуемого явления. Для проведения экспериментов создаются уникальные установки (электронные микроскопы, ускорители, радиотелескопы и др.). По мере развития науки приборы, используемые для исследований, становятся все более сложными.
Данные опыта – наиболее частный вид естественно-научного знания. Они представляют собой констатацию показаний приборов в процессе проведения опыта. Для избежания ошибок опыт многократно повторяется, результаты опытов подвергаются статистической обработке. В результате опытов иногда выявляются эмпирические закономерности, например закон Ома, закон Гука, закон Бойля – Мариотта. В эмпирические законы входят эмпирические понятия: длина, масса, сила, скорость и т.д.
Эмпирические законы описывают, как правило, узкую группу явлений. На основании эмпирических исследований могут быть сделаны эмпирические обобщения. В науках описательных эмпирические обобщения завершают исследование. В экспериментальных и теоретических науках это только начало. На основе большого количества опытов путем обобщения формируется гипотеза или теория. Опыт может подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу.
Измерение – совокупность действий, выполняемых при помощи определенных средств с целью нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерений. Первоначально выбор единиц измерения был субъективным, основывался на свойствах человеческого тела (фут, сажень и т.д.). Позже стали использовать более объективные единицы, выбирая в качестве эталонов объекты, существующие в природе (метр, килограмм). В настоящее время в качестве эталонов используют длины волн излучения атомов, скорость света в вакууме, массу электрона.
Сравнение – познавательная операция, выявляющая сходство или различие объектов. Предметы сравниваются по признакам, существенным для данного рассмотрения. При этом предметы, сравниваемые по одним признакам, могут быть несравнимы по другим. Сравнение - установление сходства и различия в объектах. Еще древние мыслители утверждали, что сравнение – мать познания. Все познается в сравнении. Чтобы узнать, что представляет собой тот или иной предмет, необходимо выяснить, в чем он сходен с другими предметами и чем отличается от них. Сравнение лежит в основе многих естественно-научных измерений, составляющих неотъемлемую часть любых экспериментов.
Описание – познавательная операция, состоящая в фиксировании результатов опыта с помощью определенных систем обозначения, принятых в науке (схемы, графики, рисунки, диаграммы и т.д.).
Методы теоретического познания.
Формализация – отображение содержательного знания в знаково-символическом виде (формализованном языке), отображение результатов мышления в точных понятиях и утверждениях; построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых явлений.
Формализованный язык создается для точного выражения мыслей с целью исключения возможности их неоднозначного понимания. При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами), что связано с построением искусственных языков (язык математики, химии, логики и т.д.). Использование специальной символики позволяет устранить многозначность слов обычного, естественного языка. В формализованных рассуждениях каждый символ строго однозначен.
Аксиоматизация – способ построения научной теории на основе некоторых исходных положений – аксиом (утверждений, доказательства истинности которых не требуется), из которых все утверждения этой теории выводятся чисто логическим путем, посредством доказательств. Специалисты в области точных наук убеждены, что, исходя из строго сформулированных основных посылок, рассуждая последовательно в рамках системы законов формальной логики, можно прийти только к одному – единственно правильному выводу.
Гипотетико-дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах. Общая структура гипотетико-дедуктивного метода:
- ознакомление с фактическим материалом, требующим теоретического объяснения, и попытка объяснения с помощью уже существующих теорий и законов;
- выдвижение догадки (гипотезы) о причинах и закономерностях данных явлений с помощью логических приемов;
- оценка предположений и отбор из множества наиболее вероятных;
- выведение из гипотезы дедуктивным путем следствий;
- экспериментальная проверка выведенных из гипотезы следствий. Тут гипотеза или получает экспериментальное подтверждение или опровергается. Лучшая по результатам проверки гипотеза переходит в теорию.
Общелогические методы и приемы. Анализ – реальное или мысленное расчленение целостного объекта на составные части (стороны, признаки, свойства, отношения) с целью их всестороннего изучения. Анализ – необходимый этап в познании объекта, но он составляет лишь первый этап процесса познания. Невозможно понять сущность объекта, только разлагая его на элементы, из которых он состоит. Для постижения объекта как единого целого необходимо вскрыть объективно существующие связи между составными частями, рассмотреть их в совокупности, единстве.
Синтез – соединение ранее выделенных частей в единое целое. Результат синтеза – совершенно новое образование, знание. Анализ фиксирует, в основном, то специфическое, что отличает части друг от друга. Синтез не означает простого механического соединения разнородных элементов в единую систему. Он раскрывает место и роль каждого элемента в системе целого, устанавливает их взаимосвязь и взаимообусловленность. Синтез вскрывает то общее, что связывает части в единое целое.
Абстрагирование – отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих исследователя свойств и отношений. Абстрагирование составляет необходимое условие возникновения и развития любой науки и человеческого познания вообще. Процесс познания всегда начинается с рассмотрения конкретных, чувственно воспринимаемых предметов и явлений, их внешних признаков, свойств, связей. В результате изучения чувственно-конкретного человек приходит к каким-то обобщенным представлениям, понятиям, к тем или иным теоретическим положениям, т.е. научным абстракциям (например, понятие электромагнитного поля, введенное Максвеллом в результате обобщения чувственно-наглядных, эмпирических представлений об электромагнитных явлениях Фарадея). В процессе абстрагирования происходит отход от чувственно воспринимаемых конкретных объектов к воспроизводимым в мышлении абстрактным представлениям о них. Переход от чувственно-конкретного к абстрактному всегда связан с известным упрощением действительности. Но благодаря переходу к абстрактному исследователь получает возможность глубже понять изучаемый объект, раскрыть его сущность.
Обобщение – прием мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов. Обобщение – переход от единичного к общему, от менее общего к более общему, например переход от понятия «треугольник» к понятию «многоугольник», от суждения «механическая форма энергии превращается в тепловую» к суждению «всякая форма энергии превращается в другую форму энергии».
Идеализация – мыслительное образование абстрактных объектов, не существующих в действительных условиях, но для которых имеются прообразы в реальном мире (идеальный газ, абсолютно черное тело). Идеализация, таким образом, особый вид абстрагирования. Идеализация – это процесс образования понятий, реальные прототипы которых могут быть указаны с той или иной степенью приближения (материальная точка, точечный заряд). Введение в процесс исследования идеализированных объектов позволяет осуществлять построение абстрактных схем реальных объектов, процессов, явлений, что способствует более глубокому проникновению в закономерности их протекания. Материальная точка – идеализация, широко применяемая в механике, представляет собой объект, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь. Такой объект удобен при описании движения. Подобная абстракция позволяет заменить в исследовании самые различные реальные объекты: от молекул и атомов при решении многих задач молекулярной физики до планет Солнечной системы при изучении их движения вокруг Солнца.
Индукция – метод исследования и способ рассуждения, в котором общий вывод строится на основе частных посылок, процесс выведения общего положения из наблюдения единичных фактов.
Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость признаков в ряду предметов определенного класса. Заключение по индукции представляет собой вывод об общих свойствах всех предметов, относящихся к данному классу, на основе наблюдения достаточно широкого множества таких предметов.
Индукция является основным логическим методом обработки экспериментальных данных, так как исследователь за частными результатами конечного числа экспериментов стремится увидеть общие закономерности. Индуктивное обобщение экспериментальных данных обычно рассматривается как эмпирические законы. В качестве примеров таких законов можно привести законы Кеплера о движении планет вокруг Солнца, закон Ома, законы феноменологической термодинамики, законы Менделя в биологии и многие другие. Индукция не может существовать в отрыве от дедукции.
Дедукция – способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера. Началом (посылками) дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений, а концом – следствия из посылок, теорем. Дедукция – основное средство доказательства. Дедукция позволяет вывести из очевидных истин знания, которые уже не могут с непосредственной ясностью постигаться нашим умом.
Большую часть знаний люди приобретают путем вывода (дедукции) из других уже имеющихся знаний. Под выводом (дедукцией) в широком смысле слова имеют в виду получение высказывании из некоторых исходных высказываний без обращения к опыту по особым правилам, устанавливаемым науками, для которых построены исходные высказывания – правилам логики, математики, физики, химии и т.п.
Аналогия – прием познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках. Аналогия с тем, что известно, помогает понять то, что неизвестно (знание переносится на менее изученный объект). Аналогия с простым помогает понять более сложное. Степень вероятности получения правильного умозаключения по аналогии будет тем выше, чем больше известно общих свойств у сравниваемых объектов, чем существеннее обнаруженные у них общие свойства, чем глубже познана взаимная закономерная связь этих сходных свойств.
Моделирование–изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя. Между моделью и оригиналом должно существовать известное сходство: физических характеристик, функций, поведения изучаемого объекта и его математического описания, структуры и др. Именно это сходство позволяет переносить информацию, полученную в результате исследования модели, на оригинал.
По характеру моделей выделяют материальное (предметное или физическое) и идеальное моделирование, выраженное в соответствующей знаковой форме. Материальные модели являются материальными объектами, подчиняющимися в своем функционировании естественным законам (физики, химии, механики и т.д.). При физическом моделировании модель имеет с объектом одинаковую физическую природу (модели самолетов, испытываемых в аэродинамической трубе).
Моделирование позволяет изучать процессы, характерные для оригинала, в отсутствие самого оригинала и в условиях, не требующих его наличия. Это часто бывает необходимо из-за неудобства исследования самого объекта или по другим соображениям: недоступности, трудности доставки, необозримости, дороговизны и т.д. Ценность модели в том, что ее значительно легче изготовить, с ней легче осуществлять эксперименты, чем с оригиналом. В последнее время широко применяются электронные моделирующие устройства, в которых с помощью электронных процессов воспроизводится по заданной программе реальный процесс. Принцип моделирования широко применяется в кибернетике.
Классификация – разделение всех изучаемых объектов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для исследования признаком (часто используется в описательных науках – биологии, геологии, географии, кристаллографии др.).
Математика – универсальный язык естествознания. Представления об окружающем нас мире изменялись по мере развития физических теорий. Однако с античных времен природа понималась как структурно-целостная система. Идея целостности окружающего нас мира приводила к поиску закономерностей, по которым этот мир функционирует, к поиску гармонии природы, прежде всего на математическом уровне.
Математическая программа, предложенная Пифагором и позднее развитая Платоном, по существу является первой научной программой античности. В ее основе лежало представление, что мир (Космос) – это упорядоченное выражение целого ряда первоначальных сущностей – чисел, которые являются первоосновой мира. В математической программе в основе мира лежат количественные отношения действительности. Этот подход позволил увидеть за миром разнообразных качественно различных предметов их количественное единство.
Дальнейшее развитие математическая программа пифагорейцев получила в трудах Платона, который нарисовал грандиозную картину «истинного» мира – мира идей, представляющего собой иерархически упорядоченную структуру, созданную Творцом на основе математических закономерностей, которые Платон пытался вычленить, математизируя физику. Заимствовав у Левкиппа и Демокрита представления об атомах как мельчайших частицах материи, Платон мыслил их как геометрические формы, как правильные многогранники (частицы земли – кубы, огня – тетраэдры, воды – икосаэдры, воздуха - октаэдры). Правильные многогранники служили у него символами определенных особенностей физических характеристик материи.
В XVII – XVIII вв. естествознание окончательно встало на путь количественного исследования. Классическое естествознание начинается с умения строить математические модели изучаемых явлений, сравнивать их с опытным материалом, проводить рассуждения посредством мысленного эксперимента.
Широкое и успешное применение математики для описания и анализа естественно-научных процессов и явлений стало возможным после разработки И.Ньютоном и Г.Лейбницем аппарата дифференциального и интегрального исчисления.
Для современного естествознания применение математических методов так же характерно, как и применение экспериментальных методов. Логическая стройность математики, ее дедуктивный характер, общеобязательность выводов делали ее прекрасной опорой естествознания. Во многих случаях математика играет роль универсального языка естествознания, позволяющего лаконично и точно описывать различные явления, в том числе и в динамике – в зависимости от времени. Единство природы обнаруживается в аналогичности дифференциальных уравнений, относящихся к различным областям знания.
Математика служит источником моделей, алгоритмических схем для связей, отношений и процессов, составляющих предмет естествознания. Любая математическая модель упрощает реальный объект, но это способствует выявлению сущностных особенностей объекта. Формулируя физическую задачу на языке математики, исследователь должен выделить главные свойства и особенности рассматриваемого объекта или процесса и пренебречь несущественными свойствами и деталями, чтобы задача была разрешимой.
Математика не только дает естествознанию более точный язык для выражения уже приобретенных знаний, но и позволяет делать выводы о существовании еще не открытых объектов и процессов. Примером может служить предсказание Д.Максвеллом существования электромагнитных волн
ГИПОТЕЗА И ТЕОРИЯ. Таким образом, традиционная модель строения научного знания предполагает движение по цепочке: установление эмпирических фактов – первичное эмпирическое обобщение – обнаружение отклоняющихся от правила фактов – изобретение теоретической гипотезы с новой схемой объяснения – логический вывод (дедукция) из гипотезы всех наблюдаемых фактов, что является ее проверкой на истинность, - предсказание новых фактов, вытекающих из новой теории, - экспериментальное обнаружение этих фактов. Подтверждение гипотезы экспериментом превращает ее в теорию. Подобная модель научного знания называется гипотетико-дедуктивной. Считается, что большая часть современного естественно-научного знания получена таким способом.
Гипотеза – научное предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо факта или явления и требующее проверки и доказательства, чтобы стать научной теорией или законом. Гипотеза – предположительное знание, истинность которого еще не доказана, но которое выдвигается не произвольно, а при соблюдении ряда требований:
- основные положения гипотезы не должны противоречить известным и проверенным фактам;
- новая гипотеза должна соответствовать надежно установленным теориям (закон сохранения и превращения энергии, первое начало термодинамики и др.);
- гипотеза должна быть доступна экспериментальной проверке.
Теория – система истинного, уже доказанного, подтвержденного знания о сущности явлений, высшая форма научного знания, всесторонне раскрывающая структуру, функционирование и развитие изучаемого объекта, взаимоотношение всех его элементов, сторон и связей. Теория, как правило, описывает и объясняет обширную область явлений. Так, молекулярно-кинетическая теория газов описывает не только группу явлений, связанных с поведением идеального газа, но и другие явления из данной области (теплопроводность, внутреннее трение, диффузию и др.). Все эмпирические законы для данной области явлений могут быть выведены из соответствующей теории.
Главные элементы теории – принципы (исходные высказывания) и законы (следствия). Принципы – наиболее важные и общие фундаментальные положения теории. Принципы играют роль исходных, основных и первичных посылок, закладывающихся в сам фундамент теории.
Так, в основе молекулярно-кинетической теории лежат следующие основные положения: все вещества состоят из мельчайших частиц – атомов, атомы находятся в состоянии непрерывного хаотического движения, интенсивность этого движения зависит от температуры.
Законы науки отражают в форме теоретических утверждений объективные связи изучаемых явлений. Категории науки – наиболее общие и важные понятия теории, характеризующие существенные свойства объекта теории, ее предметы (энергия, сила и др.). Принципы и законы выражаются через соотношение двух и более категорий.
Физическая теория, например, – это прежде всего теоретические законы, выраженные в форме математических уравнений и отображающие сущность определенной области физических явлений (уравнения Максвелла, уравнения Лагранжа и др.). Теоретические законы отличаются от эмпирических большей степенью общности, часто включают наряду с эмпирическими ряд теоретических понятий, более удаленных от непосредственного опыта, например, понятие электромагнитного поля, сформулированное Фарадеем и Максвеллом, непосредственно из опыта не следует.
Наиболее общими элементами физического знания служат основные идеи, принципы и гипотезы физики, относящиеся ко всему объекту физического познания. Принципы сохранения и превращения энергии, начала термодинамики, соотношение неопределенностей Гейзенберга и др. имеют силу для любых физических явлений.
Теории оперируют не реальными объектами, а их идеализациями, идеальными моделями, которые абстрагируются от каких-то реальных, второстепенных сторон объектов и потому дают неполную картину действительного (идеальный газ, идеальная жидкость и др.). Идеальные объекты (модели), в отличие от реальных, характеризуются не бесконечным, а вполне определенным числом свойств. Так, материальные точки, с которыми имеет дело механика, обладают только массой и возможностью находиться в пространстве и времени. В теории задаются не только идеальные объекты, но и взаимоотношения между ними, которые описываются законами. Из первичных идеальных объектов в теории могут конструироваться производные объекты (например, система материальных точек).
Из исходных идеальных объектов строится некоторая теоретическая модель данного конкретного явления и предполагается, что эта модель в существенных своих сторонах, в определенных отношениях соответствует действительности. В итоге теория, которая описывает свойства идеальных объектов, взаимоотношения между ними, а также свойства конструкций, образованных из первичных идеальных объектов, способна описать все многообразие данных, с которыми исследователь сталкивается на эмпирическом уровне.
Теория позволяет не только описать и объяснить уже известные явления, но и предсказать новые. Из уравнений Максвелла следовало, что в природе должны существовать и распространяться в пространстве электромагнитные волны, которые позже были экспериментально открыты Г. Герцем.
Теория – наиболее устойчивая форма научного знания. Но и теории подвержены количественным и качественным изменениям. По мере накопления новых фактов теории уточняются и дополняются. Процесс познания мира бесконечен. Наши знания на каждой ступени развития науки обусловлены исторически достигнутым уровнем познания и не могут быть окончательными. С точки зрения философии, наши знания об окружающем мире всегда относительны, т.е. нуждаются в дальнейшем развитии и проверке. Вместе с тем всякая научная теория содержит элементы абсолютного знания. Сколь бы хорошей не была теория, всегда через некоторое время обнаруживаются факты, не укладывающиеся в рамки этой теории. Ей на смену приходит новая, более широкая теория.
Согласно сформулированному Н.Бором принципу соответствия, новая научная теория не отвергает полностью предшествующую, а включает в себя старую теорию как составную часть, устанавливая для нее ограниченную область применения. Иногда изменения затрагивают фундаментальные принципы теории. Изменения в наиболее общих теориях приводят к изменению всей системы теоретического знания. Происходит научная революция.
Лекция 3
Тема лекции: Наука в контексте культуры (продолжение). История развития естествознания
Критерии истинности научного знания: принципы верификации и фальсификации. Модели развития науки. Дифференциация и интеграция в науке. Принципы организации современного естествознания. Системный метод в современном естествознании. Особенности современной научной картины мира.
История развития естествознания. Преднаука в традиционных обществах в эпоху царств.). Зарождение научного мышления в Древней Греции. Натурфилософская стадия познания природы. Геоцентрическая картина мира.
Развитие естествознания в Средние века. Расцвет арабской средневековой науки, ее роль в сохранении и преумножении эллинской традиции.
КРИТЕРИИ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ, Теория – высшая форма организации научного знания, дающая целостное представление о существенных связях и отношениях в какой-либо области реальности. Разработка теории практически всегда сопровождается введением понятий, фиксирующих непосредственно ненаблюдаемые стороны объективной реальности. Поэтому не всегда проверка истинности теории может быть осуществлена прямым наблюдением или экспериментом. Возникает вопрос: как установить истинность научного знания? Как отличить науку от псевдонаучных утверждений?
Для установления истинности научного знания методологами науки сформулировано несколько важнейших принципов. Первый из них – принцип верификации: какое-либо понятие или суждение имеет смысл, если оно сводимо к непосредственному опыту, т.е. эмпирически проверяемо. Если этого не удается сделать, то считается, что утверждение представляет собой либо тавтологию, либо лишено смысла. Принцип строгой верификации сводит знание о мире к «чистому опыту» и лишает научности утверждения, непосредственно не проверяемые опытным путем. Так как понятия развитой научной теории, как правило, трудно свести к опытным данным, то для них допускается косвенная верификация. Она утверждает, что если невозможно опытным путем подтвердить какое-то понятие или суждение теории, то можно ограничиться экспериментальным подтверждением выводов или следствий из них. Так, для объяснения свойств сильновзаимодействующих элементарных частиц – адронов – была разработана кварковая модель, в соответствии с которой адроны состоят из гипотетических частиц – кварков. До сих пор в экспериментах кварки обнаружить не удалось. Но кварковая теория предсказала существование новых типов элементарных частиц, которые были обнаружены экспериментально. Тем самым косвенно подтверждено существование кварков и косвенно верифицирована сама теория.
Принцип верификации лишь в первом приближении отделяет научное знание от ненаучного. В качестве альтернативы принципу верификации крупнейшим философом и методологом науки ХХ века К.Поппером в 1934 г. был предложен принцип фальсификации (дискредитации) гипотез. В соответствии с этим принципом на статус научного может претендовать только принципиально опровержимое (фальсифицируемое) знание. Научной является та гипотеза, которая содержит в себе ясную систему собственного опровержения. Фальсификация – научная процедура, устанавливающая ложность гипотезы или теории в результате экспериментальной или теоретической проверки. По мнению К.Поппера, только то знание может претендовать на звание научного, которое в принципе опровержимо
Никакое количество экспериментальных подтверждений теории не является достаточным для доказательства ее истинности. Однако достаточно одного факта, противоречащего теории или гипотезе, чтобы поставить ее истинность под сомнение. Таков важнейший принцип развития науки – через научную гипотезу, которая научна, потому что проверяема и опровергаема. По Попперу, именно попытки фальсифицировать, т.е. опровергнуть теорию, должны быть наиболее эффективны в плане подтверждения ее истинности.
Одним из критериев научности является рациональность знания. В основе рационального стиля мышления лежит признание существования универсальных, доступных разуму причинных связей, а также формального доказательства в качестве средства обоснования знания. Рационализм - философское направление, признающее разум основой познания и поведения людей. Рационализм пытался решить вопрос: как знание, полученное в процессе познавательной деятельности человека, приобретает объективный, всеобщий и необходимый характер. Обосновывая безусловную достоверность научных принципов и положений математики и естествознания, рационализм утверждал, что научное знание, обладающее этими логическими свойствами, достижимо посредством разума, который выступает его источником и вместе с тем критерием истинности.
МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ НАУКИ. Развитие науки определяется внешними и внутренними факторами. К первым относится влияние государства, экономических, культурных, национальных факторов и ценностных установок ученых. Вторые определяются внутренней логикой развития науки. Внутренняя логика имеет свои особенности на каждом из уровней исследования. На эмпирическом уровне происходит кумулятивное накопление знаний, так как даже отрицательный результат наблюдения или эксперимента вносит свой вклад в науку. Теоретический уровень имеет более скачкообразный характер, так как каждая новая теория представляет собой качественное преобразование системы знаний. Как правило, новая теория не отрицает предшествующую полностью, а включает ее в качестве частного случая и показывает границы применения старой теории.
Вплоть до последнего времени развитие науки рассматривалось как постепенный процесс накопления знаний, при котором факты, теории, методы исследований слагаются во все возрастающий объем достижений. Однако далеко не все из прошлого науки выдерживает испытание временем и сохраняет актуальность. Это свидетельствует о постоянном переосмыслении накапливаемой информации, ревизии достигнутых результатов, смене приоритетов и направлений научного поиска. Понимание этого привело в начале 60-х годов ХХ века к появлению нового подхода к вопросу о сущности и закономерностях прогресса в науке, который базируется на представлении о скачкообразной смене основных концептуальных схем, моделей постановки проблем и их решений.
Этапы развития науки, связанные с перестройкой оснований науки, получили название научных революций. К основаниям науки относятся идеалы и методы исследования (представления о целях научной деятельности и способах их достижений), научная картина мира (целостная система представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, формирующихся на основе научных понятий и законов), философские идеи и принципы, обосновывающие цели, методы, нормы и идеалы научного исследования. Наиболее известными моделями развития науки (концепциями) являются парадигмальная концепция и концепция научно-исследовательских программ.
Парадигмальная концепция выдвинута американским историком и философом Т.Куном. Парадигма в переводе с греческого означает образец, пример. Под парадигмой Кун понимал «признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решений». Парадигма – особый способ организации знания, определенная система знаний, убеждений, ценностей, задающих характер видения мира; система предварительных ориентиров, условий и предпосылок в процессе построения различных теорий. Парадигмы рассматриваются как образцовые достижения прошлого, признаваемые всем научным сообществом в определенный период времени. Парадигма определяет тенденции развития науки и научных исследований, очерчивает круг проблем, имеющих смысл и решение, устанавливает допустимые методы решения этих проблем. По мнению Куна, традиционными парадигмами являются «астрономия Птолемея (или Коперника)», «Аристотелевская (или Ньютоновская) динамика», «корпускулярная (или волновая) оптика» и т.д.
Концепция научно-исследовательских программ разработана И.Лакатосом. По этой концепции наука развивается на основе рационального выбора и конкуренции научно-исследовательских программ. Основной единицей научного знания по Лакатосу является не изолированная теория или совокупность теорий, а более емкая формация – научно-исследовательская программа, объединяющая серию теорий в ядро программы. Программа имеет следующую структуру:
- «жесткое ядро» (неопровержимые исходные положения);
- «защитный пояс» вспомогательных гипотез;
- «негативная эвристика»;
- «позитивная эвристика».
«Жесткое ядро» программы сопоставимо с понятием парадигмы Т.Куна. Ядро программы принимается по соглашению и в рамках данной научно-исследовательской программы изменению не подлежит. Теоретической критике и эмпирическому опровержению подвергаются лишь гипотезы «защитного пояса». «Защитный пояс» состоит из вспомогательных гипотез и допущений, снимающих противоречия с фактами, которые не согласуются с ядром программы. Изменения в «защитном поясе» не затрагивают «жесткого ядра». С течением времени исследовательская программа порождает множество теорий, каждая из которых имеет одно и то же «жесткое ядро». Сменяемость теорий в рамках одной программы возможна лишь вследствие изменения вспомогательных гипотез.
«Негативная эвристика» представляет собой методологические принципы, призванные исключить любые попытки объяснения явлений, не согласованные с «жестким ядром». «Негативная эвристика» запрещает использовать критику, когда речь идет об утверждениях, включенных в жесткое ядро. Вместо этого необходимо прояснять, развивать уже имеющиеся или выдвигать новые «вспомогательные гипотезы», которые образуют «защитный пояс» вокруг ядра. Защищая «жесткое ядро», «защитный пояс» должен приспосабливаться, переделываться или даже полностью заменяться, если того требуют интересы науки. Если в рамках программы возникают аномалии при решении проблем, их не принимают во внимание, а продолжают исследование тех задач, которые решаемы. «Позитивная эвристика» определяет направление научных разработок, правила изменения и развития научно-исследовательской программы, то есть представляет собой ряд положений, на основании которых можно изменять и пересматривать те варианты исследовательской программы, которые оказались под угрозой опровержения. Научно-исследовательская программа, ее «жесткое ядро», несмотря на аномалии, поддерживаются до тех пор, пока эта программа прогрессирует, до выдвижения новой, более прогрессивной программы.
Главным источником развития науки по Лакатосу является конкуренция научно-исследовательских программ. Научные революции связаны со сменой научно-исследовательских программ, при этом «жесткое ядро» старой программы заменяется «жестким ядром» новой. Всякая научная теория рано или поздно сталкивается с фактами, которые она либо не может объяснить, либо которые ее опровергнут. Тогда наступает фаза вырождения данной теории, и для дальнейшего прогресса знания требуется замена ее на другую. Акт проверки теории на основе противоречащих ей фактов («аномалий») является фальсификацией данной теории. Старая теория, подчеркивает Лакатос, не будет опровергнута до конца, пока не создана новая, более прогрессивная по отношению к предшествующей, теория. Ее прогрессивность будет заключаться в том, что она не только объясняет как подтверждающие старую теорию факты, так и факты, ей противоречащие, но и предскажет определенное число новых фактов или явлений, часть из которых может быть установлена (открыта) уже при современном уровне техники и знания.
ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ И ИНТЕГРАЦИЯ В НАУКЕ. В логике развития науки отражается единство процессов дифференциации и интеграции научного знания. Процесс дифференциации знаний есть объективная форма развития науки. Дифференциация научного знания объясняется несколькими причинами. Во-первых, в основе современной науки лежит аналитический подход к изучению действительности, т.е. расчленение изучаемого предмета на простейшие составляющие. Во-вторых, по мере развития науки резко возрастает число объектов, доступных для научного изучения. В-третьих, дифференциация является следствием бесконечной сложности самой материи, неисчерпаемости ее свойств, форм и видов, следствием бесконечности и сложности человеческого познания. Дифференциация научного знания проявляется:
- в выделении отдельных разделов науки в самостоятельные дисциплины со своими специфическими задачами и методами исследования;
- детализации научных понятий;
- установлении новых научных принципов, законов, закономерностей развития природы и общества;
- детализации научных проблем изучения действительности.
Быстрый рост объема знаний, увеличение потоков информации приводит к тому, что в наше время стали невозможными ученые-энциклопедисты, т.е. люди, знакомые практически со всей наукой. В прошлом, например, одни и те же физики могли заниматься и электричеством, и теплотой, и оптикой. Объект нынешней науки расчленен и разложен на составляющие части, раздроблен. Такое дробление – неминуемый этап познания: сначала изучаются части, потом судят о целом.
Чем глубже проникает наука в суть деталей, тем она лучше вскрывает связи между различными областями действительности, а отсюда возникает необходимость в интеграции научного знания. Уже в рамках классического естествознания постепенно утверждается идея принципиального единства всех явлений природы, а следовательно, и отражающих их научных дисциплин. Тенденция, обратная дифференциации, существовала всегда. В основе интеграции научного знания лежит философский принцип единства мира. Интеграция научного знания проявляется:
- в организации комплексных междисциплинарных исследований;
- разработке:
• научных дисциплин, выполняющих общеметодологические функции (общая теория систем, синергетика);
• научных методов, применяемых в ряде отраслей научного знания (спектральный анализ, компьютерное моде-лирование и др.);
• теории и принципов исследования общих связей на стыках смежных научных дисциплин.
Чем больше наука вскрывает общие связи, тем лучше она уясняет суть деталей, а отсюда следует дифференциация научного знания. Процессы дифференциации и интеграции находятся в постоянном единстве, но они не равнозначны на различных этапах развития науки. Длительное время, пока в науке происходит накопление материала, преобладает дифференциация. Переход на новую качественную ступень, что обычно связано с созданием более совершенной научной картины мира, сопровождается интеграцией научного знания.
ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. СИСТЕМНЫЙ МЕТОД В СОВРЕМЕННОМ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ. Построение современного естествознания исходит из следующих принципов: системности, историчности, эволюционизма, самоорганизации.
Принцип системности – изучение целостного, составленного из упорядоченных определенным образом частей, взаимосвязанных между собой. При этом можно рассматривать как первичные, неделимые элементы системы, их свойства, поведение и взаимодействие, так и систему в целом, ее взаимосвязь с другими системами.
Принцип историчности состоит в поэтапном развитии естествознания, где новые теории могут быть выделены на основе некоторых достижений и исторического опыта. При этом они необязательно дублируют их, а могут отрицать или корректировать.
Принцип эволюционизма связан с постепенным усложнением и повышением степени организации живых существ и явлений. Это принцип необратимости, выражающийся в нарушении симметрии между прошлым и будущим.
Принцип самоорганизации – после выхода системы из положения равновесия в ней реализуется механизм самопроизвольного упорядочивания, возникновение нового устойчивого состояния, т.е. она самоорганизуется и приобретает способность выдерживать внешние влияния, не теряя своих свойств.
В современной науке в основе представлений о строении материи лежит системный подход, согласно которому любой объект материального мира (атом, молекула, планета, организм или галактика) может быть рассмотрен как системное образование, включающее в себя составные части, организованные в целостность. Для обозначения целостности объектов в науке было введено понятие системы. В «Философском энциклопедическом словаре» дается следующее определение системы: «Система (от греч. sustẽma – целое, составленное из частей, соединение) – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которая образует определённую цельность, единство».
Система представляет собой совокупность элементов и связей между ними. Понятие элемент означает минимальный, далее уже неделимый компонент в рамках данной системы. Элемент является таковым лишь по отношению к данной системе, в других отношениях он может представлять сложную систему. Элементы могут быть однородными и неоднородными. Совокупность связей между элементами образует структуру системы. Связи между элементами системы могут быть устойчивыми и неустойчивыми. Устойчивые связи определяют упорядоченность системы. Существуют два типа связей – по «горизонтали» и по «вертикали».
Связи по «горизонтали» – это связи координации между однопорядковыми элементами системы. Они носят коррелирующий характер: ни одна часть системы не может измениться без того, чтобы не изменились другие части. Связи по «вертикали» – это связи субординации. Они выражают сложное внутреннее устройство системы, где одни части по своей значимости могут уступать другим и подчиняться им. Вертикальная структура включает в себя уровни организации системы, а также их иерархию.
Целостность системы означает, что все ее составные части, соединяясь вместе, образуют уникальное целое, обладающее новыми интегративными свойствами. Свойства системы – не просто сумма свойств ее элементов, а нечто новое, присущее системе в целом. Наличие свойств, присущих системе в целом, но не ее частям, определяется взаимодействием элементов. Так, свойства атома не являются суммой свойств электронов, протонов и нейтронов, входящих в состав атома.
В науке выделяют системы простые, состоящие из небольшого числа элементов, и сложные, включающие в себя большое количество элементов и связей. Сложные системы исследовать труднее, так как у них больше свойств, которые составляют эффект целостности. Системы делят на однородные и разнородные, открытые (обменивающиеся энергией, веществом и информацией с другими системами или внешней средой) и закрытые.
Существует деление систем на равновесные и неравновесные. Равновесные системы для перехода в новое состояние требуют притока энергии, но когда этот переход осуществлен, они в ней больше не нуждаются. Неравновесные требуют постоянного притока энергии для поддержания собственной сложности, так как часть энергии постоянно рассеивается (например, живые организмы).
Многие достижения классической науки обязаны использованию в качестве методологического подхода редукционизма – методологического приема, основанного на определении свойств системы путем исследования элементов, которые ее образуют, в замене изучаемой системы ее сильно упрощенной моделью. Согласно редукционизму, мир состоит из частей, закономерности его функционирования определяются закономерностями составляющих частей; высшие формы материи могут быть полностью объяснены на основе закономерностей, свойственных низшим формам, т.е. сведены к низшим формам (например, биологические явления могут быть объяснены с помощью физических и химических законов). Иначе говоря, редукционизм – это сведение сложных явлений к более простым. Вместе с тем, редукционизм не учитывает специфику целого по сравнению с его частью, системы – по сравнению с частью системы, реальное усложнение материи в ходе ее исторического развития, игнорирует специфику уровней. Оказалось, что целое нельзя сводить к механической сумме частей, а часть невозможно понять вне целого. При объединении элементов в систему на определенном уровне сложности у нее могут возникнуть свойства, не сводимые в общем случае к свойствам элементов ее составляющих. Другими словами, вывести их регулярными методами из свойств частиц и особенностей их локального взаимодействия не удается.
Современное естествознание отказалось от принципа глобального редукционизма. Постнеклассическая наука уделяет больше внимания альтернативной методологии холизма, преимущество которой состоит в том, что она позволяет учитывать те свойства системы, которые проявляются только на уровне ее целостности, но отсутствуют на уровне элементов. Согласно холизму, миром управляет процесс творческой эволюции, создающий новые целостности.
ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОЙ НАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА. Главная принципиальная особенность современной научной картины мира – принцип глобального эволюционизма. В современном естествознании утвердилось убеждение в том, что материя, Вселенная в целом и во всех ее элементах не могут существовать вне развития.
В начале 20 – х годов было открыто расширение Вселенной, что говорило о ее нестационарности. Но если Вселенная расширяется и галактики разбегаются, то возникает вопрос: какие силы сообщают им начальную скорость и дают необходимую энергию? В 40 – е годы была высказана идея «Большого взрыва», в которой зарождение Вселенной выводится из ее некоторого исходного состояния с последующей эволюцией, приведшей к ныне наблюдаемому облику. В 70 – е годы эта идея прочно утвердилась в естествознании. Вселенная нестационарна, она имеет начало во времени, эволюционирует во времени. Эту эволюцию на протяжении 15 – 20 млрд лет наука пытается реконструировать. Таким образом идея эволюции овладела физикой и космологией.
Концепция «Большого взрыва» указала на историческую последовательность появления во Вселенной различных химических элементов. Звезды первого поколения начинали жизнь с ограниченным набором легких элементов, из которых в результате самопроизвольного синтеза образовалась впоследствии вся таблица Менделеева. Идеи эволюции проникли в химию.
В ХХ веке эволюционное учение развивалось и в рамках биологии. Современный эволюционизм в биологии предстоит как многоплановое учение, ведущее поиск закономерностей и механизмов эволюции на всех уровнях организации живой материи: молекулярном, клеточном и т.д. Наибольшие успехи достигнуты на молекулярно-генетическом уровне. В геологии окончательно утвердилась концепция дрейфа континентов.
Нынешнее естествознание считает, что все существующее есть результат эволюции. В настоящее время делается попытка построить общенаучную картину мира на основе принципов универсального (глобального) эволюционизма, объединяющих в единое целое идеи системного и эволюционного подходов. Универсальный эволюционизм часто характеризуется как принцип, обеспечивающий экстраполяцию эволюционных идей на все сферы действительности и рассмотрение неживой, живой и социальной материи как единого универсального эволюционного процесса.
В 70 – е годы ХХ века появилось новое междисциплинарное научное направление – синергетика, пытающееся описать движущие силы эволюции любых объектов нашего мира.
Синергетика – учение о самоорганизации. Синергетика дает возможность не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как мир самоорганизующихся процессов. Синергетика показала, что процессы самоорганизации могут происходить в простейших системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы и ее неравновесность, достаточное удаление от точки равновесия и др.). Чем сложнее система, тем более высокий уровень в ней имеют процессы самоорганизации. Синергетика помогает взглянуть на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюции и развитии. Идеи синергетики позволяют выяснить взаимосвязи между неживой, живой и социальной формами движения материи, свести в единое целое результаты, полученные в различных областях знания, сформировать целостную общенаучную картину мира.
Вопросы для самопроверки к модулю 2
1. Что является предметом естествознания?
2. Какова цель изучения современного естествознания?
3. Что такое культура?
4. Материальная и духовная культуры, связь между ними.
5. Наука как компонент культуры.
6. Каковы основные функции науки?
7. Назовите специфические черты научного знания.
8. Чем отличаются абсолютная и относительная истина?
9. Какова роль практики в естественно-научном познании?
10. Что такое научная картина мира?
11. Какова структура научной картины мира?
12. Как связана наука с другими компонентами культуры?
13. Каковы виды научного знания?
14. Какова специфика и взаимосвязь фундаментальных и прикладных наук?
15. Что называется научной культурой?
16. Какова специфика гуманитарного и естественно-научного знания?
17. Как связаны между собой естественно-научная и гуманитарная культуры?
18. Каковы негативные последствия отчуждения гуманитарных и естественных наук? Назовите пути преодоления отчуждения.
19. Что называется материей? Назовите основные виды материи.
20. Как связаны между собой вещество и поле?
21. Каковы основные свойства материи?
22. Что такое движение?
23. Каковы основные формы движения материи?
24. Перечислите структурные уровни неживой природы.
25. Каковы структурные уровни живой природы?
26. Назовите основные общественные формы движения материи.
27. Как взаимосвязаны между собой различные формы движения материи?
28. Перечислите основные свойства движения.
29. Что такое пространство?
30. Что такое время?
31. Чем отличаются представления о пространстве и времени в классической и современной физике?
32. Назовите основные свойства пространства и времени.
33. Как вы понимаете материальное единство мира?
34. Несотворимость и неуничтожимость материи и движения как проявление материального единства мира.
35. Законы сохранения как проявление принципа несотворимости и неуничтожимости материи и ее свойств.
36. Как связаны законы сохранения с симметрией пространства и времени?
37. Каковы характерные черты науки?
38. Что такое мышление? Каковы его основные формы?
39. Какова структура научного познания?
40. Чем отличаются эмпирический и теоретический уровни научного познания?
41. Какова роль ощущений в естественно-научном познании?
42. Понятие о методе и методологии.
43. Философские методы познания.
44. Эмпирические методы исследования.
45. Какова роль сравнения в научном познании?
46. Перечислите и охарактеризуйте методы теоретического познания.
47. Назовите основные общелогические методы познания.
48. В каких случаях применяется метод индукции?
49. При решении каких задач применяется дедукция как средство доказательства?
50. Перечислите частнонаучные, дисциплинарные и междисциплинарные методы. Каковы их особенности?
51. Какова роль математики в развитии естествознания?
52. Что из себя представляет гипотетико-дедуктивная модель научного знания?
53. Что такое гипотеза? Какова ее роль в научном познании?
54. Что такое теория и какова ее структура?
55. Каковы критерии научного знания?
56. Назовите основные положения парадигмальной концепции развития науки. Что такое «парадигма»? Приведите примеры.
57. Чем отличаются ньютоновская и эволюционная парадигмы в естествознании?
58. Назовите особенности концепции научно-исследо-вательских программ.
59. Какова структура научно-исследовательской программы?
60. Что называется научной революцией? Перечислите и охарактеризуйте научные революции в естествознании.
61. Как связаны между собой дифференциация и интеграция в науке?
62. Каковы основные принципы организации современного естествознания?
63. Что такое система и каковы ее основные характеристики?
64. В чем проявляется принцип глобального эволюционизма?
65. Какие системы изучает синергетика?
Литература к модулю 2
1. Попков, В.И. Введение в огику и методологию естественных наук: учеб. пособие/ В.И.Попков. – Брянск: БГТУ, 2009. – 175 с. - 47 экз.
2. Попков, В.И. Концепции современного естествознания: (электронный ресурс): интерактивный учеб. курс/ В.И.Попков. – Брянск: БГТУ, 2008. – 552 с. – 27,8Мб. - Режим доступа: http://mark.lib.tu-bryansk.ru/marcweb2/Default.asp. - С. 8 - 109.
3. Дубнищева, Т.Я. Концепции современного естествознания: учебное пособие для вузов / Т.Я.Дубнищева. - М.: ИЦ «Академия», 2009. – С. 7 – 43.
МОДУЛЬ 3
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 879; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!