Развитие классической науки как фундамента естествознания

Обновлено: 27.04.2024

Развитие естествознания, как и любой другой дисциплины, происходило в несколько этапов, и было обусловлено не только развитием самой науки, но и социальными, культурными и политическими событиями.

Теории деления истории развития естествознания на этапы

Существует два взгляда на этапы развития, в одном случае выделяют три этапа в другом пять.

В первом случае рассматривают следующие этапы:

  1. Натурфилософия;
  2. Классический;
  3. Неклассический.

Во втором случае выделяют этапы:

  1. Натурфилософия;
  2. Классический;
  3. Синтетический;
  4. Интегративно-дифференциальный;
  5. Информационный.

Также можно рассмотреть развитие естествознания в историческом аспекте, тогда мы получим такие этапы:

  1. Древнегреческий период;
  2. Период средних веков;
  3. Возрождение;
  4. Естествознание Нового времени;
  5. Естествознание рубежа 20 – 21 веков.

Какое же из выше приведённых делений является истинным? По сути все три, только с разной степенью дифференциации и соответственно включением тех или иных открытий и событий.

Попробуем сопоставить исторический аспект с двумя другими.

Этапы развития естествознания

Древнегреческий период и натурфилософия (5 век до н.э. – 4 век н.э.)

Этот этап в первую очередь характеризуется накоплением информации об окружающем мире. Значение этого периода в познании природы неоспоримы. Знания в основном получались из наблюдений, эксперимент на тот момент еще не вошёл в практику.

Учёные, мыслители того времени пытались определить место человека в природе, ответить на вопросы о происхождении бытия, которое считалось возникшим из одного единого источника. В этот момент появляется геоцентрическая теория, гласившая, что в центре мира находится Земля, а Солнце и Луна вращаются вокруг неё. Основоположником этого представления был Птолемей.

Натурфилософия приобрела окончательный законченный вид в трудах Аристотеля, который систематизировал все имеющиеся на тот момент представления о мире в своих трактатах, тем самым, заложив основы многих современных наук: физики, математики и др. Также именно Аристотель произвёл первое разделение научных дисциплин от философии. Натурфилософия получила своё развитие в трудах Архимеда, Евклида. Тогда же был выделен предмет, методы естествознания как науки.

Готовые работы на аналогичную тему

Период средних веков (4 – 15 вв.)

В Средние века научный подход был заменён на теологические воззрения. Церковь подменила собой науку. Однако нельзя сказать, что учёные прекратили свои изыскания, они ушли за стены монастырей и средневековых университетов. Это период заимствования знаний в основном с Востока. Монахи занимались копированием книг, а также переводом древних манускриптов. Существовало негласное правило, что рыцари, возвращаясь из крестовых походов, должны были привести книги из походов.

Главной особенностью естествознания того периода стало изучение не собственно природы, а связи между природой и божественным началом. В это время развивается такое направление как схоластика, которая пыталась теоретизировать религиозные догматы.

В средневековой науке развивались околонаучные отрасли, такие как алхимия, астрология, которые в дальнейшем трансформируются в современные научные дисциплины.

Классическое естествознание или период Возрождения (15 – 18 вв.)

Начиная с 15 века, наука претерпевает значительные изменения, которые были связаны в первую очередь с возрождением интереса к античности, к её культуре, философии, естественным наукам.

Это период активного роста городов, эпоха географических открытий и попыток человека познать себя и окружающий мир.

В эту эпоху творят такие гении, как Леонардо да Винчи, который стоит у истоков экспериментального естествознания, Коперник, выдвинувший гелиоцентрическую концепцию строения нашей галактики, в которой центром является Солнце, а остальные планеты, в том числе Земля, вращаются вокруг него. За ним последовала полицентрическая теория Дж. Бруно о бесконечности Вселенной и возможности заселения её другими существами.

Наука становится основной движущей силой, сменяя на этом поприще религию. Вместо повсеместного господства религии приходит рационализм с его чётким пониманием мироустройства и стремлением познать все загадки природы.

Естествознание Нового времени

Естествознание Нового времени подразделяется на два этапа: синтетический и интегративно-дифференциальный.

Считается, что синтетическая стадия приходится на период с 18 века по начало 19 века и характеризуется созданием универсальных законов, например, периодическая таблица химических элементов Менделеева.

Особое значение предаётся теории эволюции Дарвина, которая даёт представление о происхождении и развитии жизни на Земле. На первый план выходят естественные науки, такие как химия и физика, призванные объяснить и экспериментально подтвердить вновь возникающие теории.

Вторая половина 18 века ознаменовалась появлением во Франции нового направления – материализма. Французские материалисты развивали концепцию о природе как о движущейся материи, находящейся в постоянном развитии и бесконечной во времени и пространстве.

Так называемая интегрально-дифференциальная ступень приходится на вторую половину 19 века и до середины 20 века.

Примечательной особенностью этого периода стала значительная дифференциация наук. В этот период человек впервые ощутил себя оторванным от природы, ввиду возникших противоречий в связке природа - человека, но вместе с тем, человек стал чувствовать свою ответственность за происходящие процессы в окружающем мире.

Естествознание рубежа 20 – 21 вв. или информационный период

Выбор естествознания (и прежде всего физики) для анализа основных этапов становления науки в собственном смысле обусловлен следующим обстоятельством. История и современное состояние науки показали, что именно в естествознании общие контуры науки как таковой, ее структура, динамика и т. п. просматриваются наиболее четко, зримо и выпукло.

Хронологически период, становления естествознания как определенной системы знания, начинается примерно в XVI—XVII вв. и завершается на рубеже XIX—XX вв. В свою очередь данный период можно разделить на два этапа: этап механистического естествознания (до 30-х гг. XDC в.) и этап зарождения и формирования эволюционных идей (до конца XIX — начала XX в.).

I. Этап механистического естествознания. Начало этого этапа совпадает со временем перехода от феодализма к капитализму в Западной Европе. Начавшееся бурное развитие производительных сил (промышленности, горного и военного дела, транспорта и т. п.) потребовало решения целого ряда технических задач. А это в свою очередь вызвало интенсивное формирование и развитие частных наук, среди которых особую значимость приобрела механика — в силу необходимости решения названных задач.

В свою очередь этап механистического естествознания можно условно подразделить на две ступени — доныотоновскую и ньютоновскую, — связанные соответственно с двумя глобальными научными революциями, происходившими в XVI—XVII вв. и создавшими принципиально новое (по сравнению с античностью и средневековьем) понимание мира.

Доныотоновская ступень — и соответственно первая научная революция происходила в период Возрождения, и ее содержание определило гелиоцентрическое учение Я. Коперника (1473—1543). Это был конец геоцентрической системы, которую Коперник отверг на основе большого числа астрономических наблюдений и расчетов, — это и было первой научной революцией, подрывавшей также и религиозную картину мира.

Вторую глобальную научную революцию XVII в. чаше всего связывают с именами Галилея, Кеплера и Ньютона, который ее и завершил, открыв тем самым новую — посленьютоновскую ступень развития механистического естествознания. В учении Г. Галилея (1564—1642) уже были заложены достаточно прочные основного механистического естествознания. В центре его наручных интересов стояла проблема движения. Открытие принципа инерции, исследование им свободного падения тел имели большое значение для становления механики как науки. Исходным пунктом познания, по Галилею, является чувственный опыт, который, однако, сам по себе не дает достоверного знания. Оно достигается планомерным и реальным или мысленным экспериментированием, опирающимся на строгое количественно-математическое описание.

Галилей выделял два основных метода экспериментального: исследования природы: 1 аналитический («метод резолюций») — прогнозирование чувственного опыта с использованием средств математики; абстракций и идеализации и 2 Синтетически-дедуктивный («метод композиций») — на базе количественных соотношений вырабатываются некоторые теоретические схемы, которые применяются при интерпретации явлений, их объяснении.

Достоверное знание в итоге реализуется в объясняющей теоретической схеме как единство синтетического и аналитического, чувственного и рационального. Следовательно, отличительное свойство метода Галилея — построение научной эмпирии, которая резко отлична от обыденного опыта. Способ мышления Галилея исходил из того, что одни чувства без помощи разума не способны дать нам истинного понимания природы, для достижения которого нужно чувство, сопровождаемое рассуждением.

Иоган Кеплер (1571—1630) установил три закона движения планет относительно Солнца. Кроме того, он предложил теорию солнечных и лунных затмений и способы их предсказания, уточнил расстояние между Землей и Солнцем и др. Но Кеплер не объяснил причины движения планет, ибо динамика— учение о силах и их взаимодействии — была создана позже Ньютоном.

Вторая научная революция завершилась творчеством Ньютона (1643—1727), научное наследие которого чрезвычайно глубоко и разнообразно, уже хотя бы потому, что, как сказал он сам, «я стоял на плечах гигантов». Ньютон сформулировал понятия и законы классической механики, дал математическую формулировку закона всемирного тяготения, теоретически обосновал законы Кеплера (создав тем самым небесную механику), и с единой точки зрения объяснил большой объем опытных данных (неравенства движения Земли, Луны и планет, морские приливы и др.).




Кроме того, Ньютон был автором многих новых физических представлений — о сочетании корпускулярных и волновых представлений о природе света. Построенный Ньютоном фундамент, по свидетельству Эйнштейна, оказался исключительно плодотворным и до конца ХГХ в. считался незыблемым. Научный метод Ньютона имел целью четкое противопоставление достоверного естественнонаучного знания вымыслам и умозрительным схемам натурфилософии. Знаменитое его высказывание «гипотез не измышляю» было лозунгом этого противопоставления.

Содержание научного метода Ньютона (метода принципов) сводится к следующим основным «ходам мыслей»:

1) провести опыты, наблюдения, эксперименты;

2) посредством индукции вычленить в чистом виде отдельные стороны естественного процесса и сделать их объективно наблюдаемыми;

3) понять управляющие этими процессами фундаментальные закономерности;

4) осуществить математическое выражение этих принципов, т. е математически сформулировать взаимосвязи естественных процессов;

5) построить целостную теоретическую систему путем дедуктивного развертывания фундаментальных принципов.

Сам Ньютон с помощью своего метода решил три кардинальные задачи. Во-первых, четко отделил науку от умозрительной натурфилософии и дал критику последней. («Физика, берегись метафизики!») Под натурфилософией Ньютон понимал «точную науку о природе», теоретико-математическое учение о ней. Во-вторых, разработал классическую механику как целостную систему знаний о механическом движении тел. Его механика стала классическим образцом научной теории дедуктивного типа и эталоном научной теории вообще, сохранив свое значение до настоящего времени. В-третьих, Ньютон завершил построение новой революционной для того времени картины природы, сформулировав основные идеи, понятия, принципы, составившие механическую картину мира. При этом отсчитал, что «было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы».

Несмотря на ограниченность уровнем естествознания ХVII в., механическая картина мира сыграла в целом положительную роль в развитии науки и философии. Она давала естественнонаучное понимание многих явлений природы, освободив их от мифологических и религиозных схоластических толкований. Она ориентировала на понимание природы из нее самой, на познание естественных причин и законов природных явлений.

Однако накапливались факты, которые все труднее было согласовывать с принципами механической картины мира. Она теряла свой универсальный характер, расщепляясь на ряд частно научных картин, начался процесс расшатывания механической картины мира. В середине XIX в. она окончательно утратила статус общенаучной.

Первую брешь в мире подобных представлений пробила максвелловская теория электромагнитных явлений, дававшая математическое описание процессов, не сводя их к механике»

II. Этап зарождения и формирования эволюционных идей — с начала ЗО-х гг. ХIХ в. до конца XIX— начала XX в. Уже с конца ХУШ в. в естественных науках (в том числе и в физике, которая выдвинулась на первый план) накапливались факты, эмпирический материал, которые не «вмещались» в механическую картину мира и не объяснялись ею. «Подрыв» этой картины мира шел главным образом с двух сторон: во-первых, со стороны самой физики и, во-вторых, со стороны геологии и биологии.

Первая линия «подрыва> была связана с активизацией исследований в области электрического и магнитного полей. Особенно большой вклад в эти исследования внесли английские ученые М. Фарадей (1791—1867) и Д. Максвелл (1831—1879), Благодаря их усилиям стали формироваться не только корпускулярные, но и континуальные («сплошная среда») представления.

Фарадей обнаружил взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, ввел понятия электрического и магнитного полей, выдвинул идею о существовании электромагнитного поля. Максвелл создал электродинамику и статистическую физику, построил теорию электромагнитного поля, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею об электромагнитной природе света. Тем самым материя предстала не только как вещество (как в механической картине мира), но и как электромагнитное поле.

Успехи электродинамики привели к созданию электромагнитной картины мира, которая объясняла более широкий круг явлений и более глубоко выражала единство мира. Таким образом, работы в области электромагнетизма сильно подорвали механическую картину мира и по существу положили начало ее крушению.

Что касается второго направления «подрыва» механической картины мира, то его начало связано с именами английского геолога Ч. Лайеля (1797—1875) и французскими биологами Ж Б. Ламарком (1744-1829) и Ж Кювье (1769-1832).

Ч. Лайель в своем главном труде «Основы геологии» в трех томах (1830—1833) разработал учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов. Однако Земля для Лайеля не развивается в определенном направлении, она просто изменяется случайным, бессвязным образом. Причем изменение — это у него лишь постепенные количественные изменения, без скачка, без перерывов постепенности, без качественных изменений. А это метафизический, «плоскоэволюционный» подход.

Ж. Б. Ламарк создал первую целостную концепцию эволюции живой природы. По его мнению, виды животных и растений постоянно изменяются, усложняясь в своей организации в результате влияния внешней среды и некоего внутреннего стремления всех организмов к усовершенствованию.

В отличие от Ламарка Ж. Кювье не признавал изменяемости видов, объясняя смену ископаемых фаун так называемой «теорией катастроф», которая исключала идею эволюции органического мира. Кювье утверждал, что каждый период в историк Земли завершается мировой катастрофой— поднятием и опусканием материков, наводнениями, разрывами слоев и др. В результате этих катастроф гибли животные и растения, и в новых условиях появились новые их виды, не похожие на предыдущие. Причину катастроф он не указывал, не объяснял.

Итак, уже в первые десятилетия ХIХ в. было фактически подготовлено «свержение» метафизического в целом способа мышления, господствовавшего в естествознании. Особенно этому способствовали три великих открытия: создание клеточной теории, открытие закона сохранения и превращения энергии и разработка Дарвином эволюционной теории.

Теория клетки была создана немецкими учеными М. Шлейденом и Т. Шванном в 1838—1839 гг. Клеточная теория доказала внутреннее единство всего живого и указала на единство происхождения и развития всех живых существ. Она утвердила общность происхождения, а также единство строения и развития растений и животных.

Открытие в 40-х гг. XIX в. закона сохранения и превращения энергии (Ю. Майер, Д. Джоуль, Э. Ленц) показало, что признававшиеся ранее изолированными так называемые «силы» — теплота, свет, электричество, магнетизм и т. п. — взаимосвязаны, переходят при определенных условиях одна в другую и представляют собой лишь различные формы одного и того же движения в природе. Энергия как общая количественная мера различных форм движения материи не возникает из ничего и не исчезнет, а может только переходить из одной формы в другую.

Теория Ч. Дарвина окончательно была оформлена в его главном труде «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859). Эта теория показала, что растительные и животные организмы (включая человека) — не богом созданы, а являются результатом длительного естественного развития (эволюции) органического мира, ведут свое начало от немногих простейших существ, которые в свою очередь произошли от неживой природы. Тем самым были найдены материальные факторы и причины эволюции — наследственность и изменчивость — и движущие факторы эволюции — естественный отбор для организмов, живущих в «дикой» природе, и искусственный отбор для разводимых человеком домашних животных и культурных растений.

Основные идеи, сформировавшиеся в культуре Ренессанса, были восприняты в XVII веке Ф. Бэконом и Р. Декартом. Они во многом подготовили переворот в естествознании, осуществленный Г. Галилеем и И. Ньютоном, кото­рые и завершили строительство здания классической науки, основой которой стала теоретическая меха­ника.

Френсис Бэкон(1561-1626) дал философское обос­нование нового взгляда на цель и предназначение науки и разработал основные принципы индукции как единственно научного ме­тода исследования. Его афоризм «Знание – сила» в течение почти четырех веков является символом науки.

Конечная цель науки – изобретения и открытия, цель же изобретений и открытий – человеческая польза, т.е. удовлетворение потребностей и улучшение жизни людей, умножение власти человека над природой. Но нау­ка в том виде, какой она была в то время, не способна, по Бэкону, решать эти задачи, поэтому необходимо перестро­ить все ее здание. Для этого следует проделать два рода работ: критическую, направленную на выявление причин человеческих заблуждений и рекомендаций по их преодолению, и позитивную, состоящую в выра­ботке подлинно научного метода.

Главным препятствием на пути познания Бэкон считал засоренность сознания людей так назы­ваемыми идолами (или призраками), различая четыре их вида: 1) идолы рода; 2) идолы пещеры; 3) идолы рынка; 4) идолы театра. Важное место в системе Бэкона занимает также критика схоластического способа мышления, коренной порок которого он усматривал в его умозри­тельно­сти и на выведении частных следствий из не имеющих опытного подтверждения общих положе­ний. Научное же исследование, считал он, должно начинаться с опытного познания, построенного и проверенного на основе эксперимента: «Самое лучшее из доказательств есть опыт, если он коренится в эксперименте». Однако он не был сторонником крайнего эмпиризма, о чем свидетельствует его образное выделений трех путей в науке («путь муравья», «путь паука» и, наконец, наилучший – «путь пчелы»). Бэкон также проводил разграничение опытов на два вида (плодоносные и светоносные). Признавая важность первых, направленным на получение от науки практической пользы, он подчеркивает исключительную значимость вторых: «Раз­ви­тию науки способствуют только те опыты, которые сами по себе не приносят пользы, но содействуют от­крытию причин и аксиом. Следует заботиться о большом запасе данных опытов».

Бэкон, конечно, сознает, что у индукции, как научного метода, есть свои слабости и границы применения: во-пер­вых, человек может иметь контакт лишь с какой-либо частью окружаю­щего его мира, что делает индукцию неполной, во-вторых, ощущения могут давать и ошибочные сведе­ния, в-третьих, даже из-за одного отрицательного результата приходится отказываться от выведенного ранее общего положения. Поэтому он предусматривает для индуктивного ис­следования последовательное прохождение пяти этапов, каждый из которых фиксируется в соответствующей таблице: 1) таблица присутствия – пере­числе­ние всех случаев встречающегося явления; 2) таблица отклонения или отсутствия, куда заносятся все случаи от­сутствия того и иного признака в представленных явлениях; 3) таблица сравнения или степеней – со­поставление увеличения или уменьшения данного признака в одном и том же предмете; 4) таблица отбрасы­вания – исключе­ние отдельных случаев, которые не типичны для данного явления; 5) таблица «сбора плодов» – формирование вывода на основе того общего, что имеется во всех таблицах.

Бэкон иллюстрирует действенность индуктивного метода на примере анализа теплоты, когда, сравнивая многочисленные ситуации, он приходит к выводу, что она всегда связана с движением частиц. Но этот метод применим ко всему эмпирическому научному исследованию, и с тех пор науки, прежде всего те, которые опираются на непосредственные эмпирические исследования, широко используют индуктивный ме­тод, раз­работанный Ф. Бэконом.

Выдающийся вклад в разработку методологии новой науки внес Рене Декарт(1596-1650). При этом путь, разработанный Декартом, весьма отличался от пути, предложенного Бэконом. Если бэконовская методология была эмпирической, то метод Декарта можно назвать рационалистическим. Отдавая долж­ное опытно-экспериментальным исследованиям в естественных науках, Декарт подчеркивал, что науч­ные от­крытия совершаются не вследствие опытов, сколь искусными бы они не были, а вследствие деятельно­сти ума, который направляет и сами опыты.




Рационализм Декарта основывается на том, что он попытался применить ко всем наукам особенности ма­тематического познания, в котором он более всего ценил то, что с ее помощью можно прийти к ясным и точным, т.е. досто­вер­ным выводам, к каковым не может привести опыт.

Суть рационализма Декарта сводится к двум основным положениям. Во-первых, в основе познания долж­ны лежать «врожденные идеи» (интеллектуальная интуиция), во-вторых, разум должен вывести из них на основе дедукции все необходимые следствия. К этому можно прийти лишь через постепенное движение мысли при ясном и отчетливом осознании каждого шага.

Декарт требует начинать исследование с сомнения в истинности всех знаний, которыми рас­по­лагало человечество, кроме тех, которые в силу своей простоты и самоочевидности не могут быть такое сомнение вызывать («Картезианское сомнение»). Этим он ставил цель – помочь человечеству избавиться от всех предрассудков, фантастических и лож­ных представлений, принятых на веру и тем самым расчистить путь для подлинного научного знания.

Интеллектуальная интуиция выступает у Декарта и опреде­ляющим критерием истинности знания. Причем вера его в безошибочность такого критерия была безгранична. Ошибки произрастают никак не от интуиции, а лишь от свободной воли человека.

Рационалистический постулат «Я мыслю, следовательно, существую» является, по мнению Декарта, основой единого науч­ного метода, который должен превратить познание в организационную деятельность, освободив его от случайности, от таких субъективных факторов, как наблюдательность и острый ум, с одной стороны, уда­ча и счастливое стечение обстоятельств – с другой. С этой целью он вырабатывает, наряду с от­меченными выше исходными принципами, ряд правил применения своего метода:

1) «делить каждое из исследуемых мной затруднений на столько частей, сколько это возможно и нужно для лучшего их преодоления»;

2) «придерживаться определенного порядка мышления, начиная с предметов наиболее простых, восходя постепенного к познанию наиболее сложного, предполагая порядок даже там, где объекты мышления вовсе не даны в естественной связи»;

3) «составлять всегда перечни столь полные и обзоры столь общие, чтобы была уверенность в отсутст­вии упущений».

Весьма важную роль в становлении методологии науки Нового времени внес Готфрид Лейбниц(1646-1716), важнейшей заслугой которого явилась разработка (наряду с Ньютоном) дифференциального и интегрального исчисления, имевшая огромное значение для развития математики и применении ее в естествознании. Еще до него был создан ряд приёмов для решения задач на проведение касательных, отыскание экстре­мумов, вычисление квадратур и пр. Однако не было выработано общего метода, позволяющего распростра­нить исследования, касавшиеся главным образом целых алгебраических функций, на любые дробные, ирра­циональ­ные и трансцендентные функции, не были выделены основные понятия математического анализа и его общая символика. Лейбниц свёл частные приёмы матанализа в целостную систему, дал основные правила дифференцирования и интегрирования, подчеркнул взаимообратный характер этих главных операций анализа, предложил способы решения в квадратурах ряда дифференциальных уравнений, применяя для этой за­дачи бесконечные степенные ряды.

В механике Лейбниц впервые ввёл термин «живая сила», рассматривая ее как причину, которая исчер­пывается по мере того, как переходит в действие. Он указал разницу между трением при скольжении и при каче­нии, выдвинул идею барометра.

Вторую глобальную научную революцию историки науки чаще всего связывают с деятельностью Г. Га­лилея, И. Кеплера и особенно И.Ньютона.

Галилео Галилей(1564-1642) прославился своими физическими экспериментами и астрономическими наблюдениями. В центре его научных интересов стояла проблема движе­ния. Открытие им принципа инерции и исследование свободного падения тел имели огромное значение для ста­новления механики как науки.

Но особенно методологически содержательным явилось открытие им принципа относительности. Гали­лей доказывает, что никакими механическими опытами нельзя определить, покоится ли данная так называемая инерциальная система отсчета или движется равномерно и прямолинейно с некоторой скоростью. Все инерци­альные системы отсчета физически равноправны в том смысле, что все законы механики применительно к ним одинако­вы. Что касается равномерного прямолинейного движения, то оно может сохраняться сколь угодно долго. Ут­верждая это, Галилей фактически пользуется идеализацией. В реальной действительности равномер­ное движе­ние в силу постоянных возмущений, воздействующих на любое тело, наблюдать невозможно. В теории же про­сто необходимо использовать идеализации.

Исходным пунктом познания, по Галилею, является чувственный опыт, который, однако, сам по себе не дает достоверного знания. Оно достигается планомерным экспериментированием (реальным или мысленным), опирающимся на строгое математическое описание, т.к. «книга природы напи­сана математическим языком». В отличие от «чистого эмпиризма» Ф. Бэ­ко­на (при всем сходстве их взглядов), Галилей был убежден, что в науке данные опыта никогда не могут быть да­ны в их «девственной первозданности», а всегда нуждаются в определенных теоретических предпосылках. Ина­че говоря, опыт всегда «теоретически нагружен», благодаря чему факты получают соответ­ст­вующую интерпретацию.

Галилей выделял два основных метода экспериментального исследования природы:

1. Аналитический («метод резолюций») – прогнозирование чувственного опыта с использованием средств математики, абстракции и идеализации, с помощью которых выделяются элементы реальности, недос­тупные непосредственному восприятию (например, мгновенная скорость). Иначе говоря, вычленяются пре­дельные фе­номены познания, логически возможные, но не представимые в реальной действительности.

2. Синтетически-дедуктивный («метод композиций») – выработка на базе количественных соотношений некоторых теоретических схем, которые применяются при интерпретации явлений.

Достоверное знание достигается в объяснительной теоретической схеме как единство чувственного и ра­ционального, аналитического и синтетического. Имея в виду способ мышления Галилея и сделанные на его ос­нове открытия, А. Эйнштейн и Л. Инфельд писали, что они были одним из самых важных достижений в ис­тории человеческой мысли и отмечают собой действительное начало физики.

Завершается вторая научная революция творчеством Исаака Ньютона(1643—1727), научное насле­дие которого чрезвычайно глубоко и разнообразно, что сам он объяснял тем, «что стоял на плечах гигантов».

Программа, намеченная Галилеем, была систематически развита Ньютоном в его книге «Математиче­ские начала натуральной философии». Отметим в этой связи четыре наиболее существенных аспекта меха­ники Нью­тона: 1) метод принципов; 2) математический язык; 3) законы и начальные условия; 4) гипотетико-дедуктивную структуру механики.

Ньютон считал, что надо исходить из двух-трех принципов и уже на их основе объяснять все явления. Именно таким методом строятся важнейшие физические теории. В механике Ньютона главным принципом явля­ется первый закон Ньютона, который представляет собой переформулировку принципа относительности Гали­лея. Принцип всегда выражается положениями максимально общего характера. Другими словами, он фиксирует как раз то единое во многом, что так интересовало древних мыслителей. Древние представляли себе это единое очень наглядно, а на самом деле оно состоит в применимости одних и тех же законов к раз­личным явлениям.

Но принципы желательно формулировать математически. Математическое описание удивительно эффективно. Почему? Прежде всего по­тому, что в адекватной форме фиксируется своеобразие физических теоретических конструкций. Широкой примени­мости физических принципов соответствуют математические преобразования, которые оставляют неизменными уравнения, выражающие физические законы. Физик-теоретик в своем стремлении обнаружить физические прин­ципы ищет такие уравнения, которые, с одной стороны, описывали бы экспериментальные факты, а с другой – подчинялись бы определенным преобразованиям, оставляющим их инвариантными. Если это удается, то прин­цип найден.

Наряду с принципами теория содержит законы, которые описывают определенные классы явлений. В теории структура мира как бы разбивается на законы и на начальные условия. Закон всегда один и тот же, а на­чальные и последующие условия весьма изменчивы. В итоге оказывается «схваченным» сложное многооб­разие мира. В механике Ньютона законы справедливы при любых начальных условиях. И хотя в наши дни выяснена зависи­мость законов от начальных условий, незыблемым остается стремление к математическому отображе­нию зако­нов, однако при этом всегда сохраняется и представление о начальных условиях.

Рассмотренное нами строение ньютоновской механики фиксирует то, что в современных выражениях на­зывают гипотетико-дедуктивной структурой научной теории. От принципов на путях дедукции – к экспери­мен­ту. Принципы изобретаются и опровергаются, а потому целесообразно, избегая доктринерства, не отри­цать их в определенной степени гипотетического характера. Ньютон дал гениальный образец гипотетико-дедуктивного построения теории.

Содержание научного метода Ньютона сводится к следующим последовательным действиям:

1) провести наблюдения и эксперименты;

2) посредством индукции вычленить в чистом виде отдельные стороны естественного процесса и сде­лать их объективно наблюдаемыми;

3) понять управляющие этими процессами фундаментальные принципы и закономерности;

4) математически сформулировать взаимосвязи естественных процессов, осуществить математическое вы­ражение этих принципов.

5) путем дедуктивного развертывания фундаментальных принципов построить целостную теоретиче­скую систему.

6) использовать познанные силы природы, подчинив их, в том числе и посредством техники, человече­ским целям.

Сам Ньютон с помощью своего метода решил три кардинальные задачи. Во-первых, четко отделил науку от натурфилософии и дал критику последней («Физика, бойся метафизики!»). Во-вто­рых, разра­ботал классическую механику как целостную систему знаний о механическом движении тел, кото­рая стала эта­лоном научной теории более чем на двести лет и в определенной степени сохраняет свое значение до настояще­го времени. В-третьих, завершил построение новой, революционной для того времени картины мира, сформули­ровав ее основные идеи, принципы и понятия.

Таким образом, теоретическое естествознание, возникшее в эту историческую эпоху, завершило долгий процесс становления науки в собственном смысле этого слова. Превратившись в одну из важнейших ценно­стей цивилизации, наука сформировала внутренние механизмы порождения знаний, которые обеспечили ей система­тические прорывы в новые предметные области. В свою очередь, эти прорывы открывают новые воз­можности для технико-технологических инноваций и для приложения научных знаний в различных сферах человеческой деятельности.

Классическое естествознание по сути это и есть исходная точка отсчёта становления естествознания как научной дисциплины. Хронологически этот период начинается в 16 веке и завершается к середине 19 века. Становлению классического естествознания предшествует эпоха Возрождения, которая как раз заканчивается к 16 веку, с идеями натурфилософии. В это время происходит радикальная трансформация взглядов учёного сообщества на окружающий мир. Что же послужило предпосылками для столь кардинальных изменений?

Во-первых, это бурный рост городов, во-вторых, переход от феодализма к капитализму, а также активное развитие промышленности, естественно не обошлось и без локальных военных конфликтов, таких как 30 летняя война, война за испанское наследство. Битвы проходили как на земле, так и на воде. Как следствие более активная деятельность человека потребовала новых открытий, технологических решений, расширения горизонтов познания, выявление причин, закономерностей, усилило внимание к методам познания. Случилось, правда, всё не в одночасье.

Этапы становления классического естествознания

В своём становлении классическое естествознание прошло несколько этапов, а именно:

  • доньютоновский этап приходится на эпоху Возрождения. Коперник выдвигает свою гипотезу о гелиоцентрическом учении. Итак, в центре Вселенной находится не Земля, как считалось ранее, а Солнце. Мало того, что это была революционная идея, повлиявшая на представление о мире в целом и месте человека в нем, так она ещё и пошатнула религиозную картину мира. Однако Коперник в своих взглядах придерживалась концепции конечности Вселенной, немногим позже несостоятельность этой идеи была доказана Дж. Бруно, утверждавшего, что Вселенная бесконечна
  • ньютоновский этап, это собственно механика Ньютона с тремя законами, а также принцип относительности Галилея. В законах Ньютона речь шла о движении, а точнее о силе, которая способна изменить скорость предмета, движущегося равномерно в определённом направлении. Галилей в своей работе, по сути, продолжил развивать мысль Ньютона, он также размышлял о движении. Однако основывался он на опыте, который, по его мнению, должен быть пропущен через теорию. Механические явления, по Галилею, протекают одинаково не зависимо от системы отсчёта. Именно работы Ньютона и Галилея послужили основой дальнейшего развития не только физики, но и всего научного естествознания в целом.

Готовые работы на аналогичную тему

По сути, в классический период естествознания именно физика как научная дисциплина выступала эталоном научного знания, картина мира, построенная на основе механической модели, считалась единственно верной.

Отличительные черты классического естествознания

Естествознание того периода занималось исследованиями объектов на макроуровне и соответственно все законы и открытия, которые были совершены, так же распространялись на объекты макроуровня. Эти объекты зачастую были теоретизированны, но им всегда можно сопоставить объекты реального материального мира или области природных явлений.

Классическое естествознание во многом опиралось на опыт, в основе которого в свою очередь лежало наблюдение. Затем на основе полученных данных строились практические модели, в случае, если это было невозможно, выдвигались предположения о механической природе явления, и модель строилась аналогично.

Наука того времени при изучении объекта старалась полностью устранить субъект из процесса, поскольку это был необходимо для получения истинных знаний о предмете исследования. Человек как познающий элемент системы полностью исключался. Мир должен быть познан так, как, если бы в нём не существовало сознания, только в этом случае, возможно, получить достоверный результат.

Научные обоснования носили причинно-следственный характер и были строго определены (детерминированы), например, это означает, что если нам известно положение объекта в определённый момент, мы можем предсказать его положение через определённый промежуток времени.

Считалось, что наука единственная может точно и истинно объяснить природные явления, дать им обоснование и в итоге постичь тайны природы. Научное знание рассматривалось как дополнение истин к уже имеющимся, а не смена или уточнение теоретических положений. Научные теории строились как отражение природы, и так, чтобы каждому природному явлению соответствовала одна теория и какой-либо объект материального мира, с тем, чтобы его можно было исследовать опытным путём. Классическое естествознание было ориентировано на экспериментальное обоснование научных теорий.

Итак, подведём итог, за три столетия классическое естествознание претерпело значительные изменения, сформировавшись в отдельную научную дисциплину, целью которого было объяснить окружающий мир. В то время считалось, что природные законы нельзя изменить, а учёным могут лишь постигать всё новые и новые истины мира и Вселенной. В конце 19 века сложилось мнение, что в науке уже всё открыто и учёные смогли найти реальное обоснование почти всем явлениям природы.

Классическая наука носит аналитический характер. Формирование и развитие экспериментально-теоретических исследований происходит в период с конца 16 – начала 17 века. Данный период часто называют аналитическим естествознанием. К началу 17 века происходит накопление множества сведений о мире благодаря мореплавателям, путешественникам, астрономам, химикам и алхимикам. В свою очередь, это вызвало стремление к более подробному исследованию объектов, в результате чего происходит дифференциация существующих наук.

Период развития науки с 17 века по 20-е годы 20 века получил название классической науки. По-настоящему классической наукой можно считать науку 19 века, так как научное развитие 17 века сильно отличается от науки 19 века. Однако ввиду того, что в науке 19 века продолжают действовать гносеологические представления науки 18 века, исследователи объединяют их в один период – классической науки.

Этапу классической науки характерно стремление к такой системе знаний, которая фиксирует истину в окончательном виде. Это связано с тем, что наука ориентировалась на классическую механику, которая рассматривала окружающий мир как гигантский механизм, функционирующий на основе законов механики, вечных и неизменных. Механика являлась универсальным методом познания окружающего мира, который в результате давал истинное знание. Механика рассматривалась в качестве эталона науки. Парадигма механицизма господствовала в классической науке.

В результате такой ориентации на механику механистичной и метафизичной была не только классическая наука, но и классическое мировоззрение.

Для классической науки характерно:

  • исключение случайности и вероятности из результатов познания, отказ от учета особенностей проведения эксперимента, имеющееся знание считалось абсолютно истинным и достоверным.
  • мир представлялся неизменным, неразвивающимся, тождественным самому себе, целым. Отсюда возникли классические для данной стадии науки установки, такие как элементаризм, антиэволюционизм, статичность.
  • мир функционирует по законам И. Ньютона, является предсказуемым, в этом мире организм рассматривался в качестве механизма.
  • религия в качестве интеллектуального авторитета, постепенно вытеснялась наукой.

Готовые работы на аналогичную тему

Разум человека, практическое преобразование природы в результате деятельности человека постепенно вытеснили теологическую доктрину, выступавшую в качестве главного источника познания Вселенной. Вместо религиозных воззрений пришел рационализм, согласно которому, человек является высшей формой разума. Рационализм предложил концепцию материальности мира в качестве единственной реальности, благодаря чему были заложены основы научного материализма.

Особенности неклассической науки

В конце 19-начале 20 века в связи с переходом от аналитической стадии познания к синтетической, появилась неклассическая наука.

Аналитическое естествознание включало в себя подходы натурфилософии. Синтетическое естествознание сохраняло в себе основные подходы аналитической стадии, однако дополняло их новой ориентацией, направленной на формирование синтетических наук на стыке смежных дисциплин.

На данном этапе развития науки центральной проблемой научного познания является синтез знания, поиск путей единства научных дисциплин, а также проблема соотношения разных методов познания. Процесс дифференциации наук активно идет в неклассическом естествознании. Крупные науки делятся на более узкие направления. Например, в физике выделяются такие разделы, как электромагнетизм, термодинамика и т.д., в биологии самостоятельно развиваются такие узкие дисциплины, как генетика, эмбриология, цитология и т.д.

В конце 19 века появляются первые признаки интеграции наук. Этот процесс будет активно развиваться в науке 20 века. На стыках наук формируются новые дисциплины, которые охватывают междисциплинарные исследования. Примерами таких наук являются геохимия, биохимия, биогеохимия и т.д. Внешней причиной такой интеграции является невозможность объяснения явлений средствами одной науки и необходимость обращения к смежным. Внутренней причиной интеграции являются многообразные проявления единства природы, которая не делится на рубрики и науки.

Постнеклассическая наука

Современная наука охватывает два этапа – неклассическую науку и постнеклассическую. Этот феномен является сложным и неоднозначным. Для современной науки характерна ассоциация гуманитарных, естественнонаучных, математических, технических отраслей, а также дисциплинарных и междисциплинарных исследований, прикладных и фундаментальных знаний. Но при этом в проявляющемся своеобразии стратегии исследований, форме постановки и изучения проблем, пути получения знаний обнаруживается единство современной науки.

Постнеклассическая наука стала проявляться в конце 20 века. Этот этап развития науки можно назвать интегральной. Примерами интегральных наук являются кибернетика – наука, изучающая управление в неживых, живых, социальных, технических системах; учение о основных типах фундаментальных взаимодействий; теория самоорганизации и т.д. Важную интегрирующую роль играют математизация научного знания, эволюционно-синергетическая парадигма, системный подход.

На сегодняшний день все исследования природы и общества можно сравнить с огромной сетью, которая связывает ответвления биологических, социальных, физических наук. Как считают исследователи, разработка теории эволюции Вселенной даст возможность объединения всех наук о живой, неживой и социальной материи на более глубокой основе.

Проникновение в естествознание идей, которые характерны гуманитарным наукам, и наоборот, в настоящее время особенно заметно. Для современного естественнонаучного познания характерно установление нового взаимоотношения человека и природы, которая перестает рассматриваться как «мертвый механизм». Характер отношения человека с природой меняется с монолога на диалог.

Читайте также: