Шпаргалка по "Концепции современного естествознания"

1. Характерные черты науки и ее отличие от других отраслей культуры .

Наука является одной из определяющих особенностей современной культуры и, возможно, самым динамичным ее компонентом. Сегодня невозможно обсуждать социальные, культурные, антропологические проблемы, не принимая во внимание развитие научной мысли.

Наука есть постижение мира, в котором мы живем. Постижение это закрепляется в форме знаний как мысленного (понятийного, концептуального, интеллектуального) моделирования действительности. Соответственно этому науку принято определять как высокоорганизованную и высокоспециализированную деятельность по производству объективных знаний о мире, включающем и самого человека. Становление и развитие опытной науки в XVII столетии привело к коренным преобразованиям образа жизни человека. Мышление людей стало опираться на представление о наличии законов природы, делая невероятным такие вещи, как магия и колдовство. Перелом совершился в XVII столетии. В это столетие впервые наука о природе и математика выдвинулись в жизнь, получили значение как изменяющие условия человеческого существования исторические силы. Современное развитие науки ведет к дальнейшим преобразованиям всей системы жизнедеятельности человека. Особо впечатляюще ее воздействие на развитие техники и новейших технологий, воздействие научно-технического прогресса на жизнь людей. Наука создает новую среду для бытия человека.

Основные черты науки:1)универсальность;

2)фрагментарность;3)общезначимость;4)систематичность;5)незавершённость;6)преемственность;7)критичность;8)достоверность;9)внеморальность;10)рациональность;11)чувственность.

Отличие науки от др. отраслей культуры:

От мифологии- наука стремится к формированию законов развития природы, допускающих эмпирич. проверку, мифология- к объяснению мира в целом. От религии- в науке преобладает разум, в религии- вера.

 

2. Предмет естествознания и его отличие от других наук.

Слово «естествознание» представляет собой сочетание 2 слов - «естество» («природа») и «знание». В наст врем под естествознанием понимается прежде всего точное естествознание, т.е. уже вполне оформленное - часто в математической форме. Но если вопрос о происхождении слова «естествознание» решает легко, то вопрос о том, что такое само естествознание как наука, просто назвать нельзя. Дело в том, что имеются 2 широко распространённых определения этого понятия:1) «естествознание-это наука о природе как единой целостности» и 2)«естествознание -это совокупность наук о природе, взятая как единственное целое». Ксе занимаются анализом общенаучных понятий. Понятия в науке бывают 3 родов: 1) Понят единичные, которые применяются в 1 науке. 2)Общенаучные, которые применяются во всех естественных науках 3)Философские - применяются по отношению всего мира. КСЕ анализируют всеобщий закон, который применяется в естествознании.

Отличием естествознания как науки от специальных естественных наук является то, что оно исследует одни и те же природные явления сразу с позиций нескольких наук,"выискавая" наиболее общие закономерности и тенденции, рассматривает Природу как бы сверху.

Цели естествознания: 1.Выявление скрытых связей,создающих органическое единство всех физических,химических и биологических явлений.2Более глубокое и точное познание самих этих явлений.

 

3. Структура естественнонаучного познания.

Эмпирический факт-наблюдение-реальный эксперимент-модельный эксперимент-мыслительный эксперимент-фиксация результатов-эмпирическое обобщение(до эмпирич. познание)-формирование гипотезы-проверка её на опыте-выведение закона-создание теории-проверка её на опыте.

Эмпирический факт - факт чувственного опыта, исходный пункт развития естествознания. Наблюдение-целенаправленное восприятие явлений объективной реальности. Эксперимент- испытание объекта исследований; эксперимент представляет собой как бы вопрос, который мы задаем природе и ждем от нее ясного ответа. «Эйнштейн говорил, что природа отвечает «нет» на большинство задаваемых ей вопросов и лишь изредка от нее можно услышать более обнадеживающее «может быть». Модельный эксперимент не является последним из возможных. Может иметь место мысленный эксперимент-для этого понадобится представить себе тела, которых вообще не существует в реальности, и провести над ними эксперимент в уме.На основании эмпирических исследований могут быть сделаны эмпирические обобщения. Гипотеза-научное предположение, объясняющее причины данной совокупности явлений. Закон-гипотеза, которая выдержала эмпирическую проверку. Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области познания, называется теорией.

Эмпирический и теоретический уровни знания различаются по предмету (во втором случае он может иметь свойства, которых нет у эмпирического объекта), средствам (во втором случае это мыслительный эксперимент, метод моделирования, аксиоматический метод и т. д.) и результатам исследования (в первом случае эмпирическое обобщение, во втором — гипотеза и теория).

 

4. Научные методы познания теоретического уровня.

Теоретический уровень - это знание, полученное путем абстрактного мышления

Абстрагирование – это метод, который сводится к отвлечению от каких-либо свойств объекта во время познания с целью более углубленного исследования какой-то одной его стороны. Абстрагирование в конечном результате должно выработать абстрактные понятия, характеризующие объекты с разных сторон. Аналогия – умственное заключение о сходстве объектов, которое выражается в определенном отношение, исходя из их сходства в несколько иных отношениях. Моделирование – метод, в основе которого лежит принцип подобия. Сущность его в том, что исследованию подвергается не сам объект, а его аналог (заместитель, модель), после чего полученные данные переносятся по определенным правилам на сам объект. Идеализация – мысленное конструирование (сооружение) теорий об объектах, понятий, которые на самом деле не существуют в реальности и не могут в нее воплотиться, но такие, для которых в реальности существует аналог или близкий прообраз. Анализ – метод деления одного целого на части для того, чтобы каждую часть познать по отдельности. Синтез – процедура, обратная анализу, заключающаяся в соединении отдельных элементов в одну систему с целью дальнейшего познания. Индукция – это метод, при котором конечный вывод делается из знаний, полученных в меньшей степени общности. Проще говоря, индукция – это движение от частного к общему. Дедукция – противоположный метод индукции, обладающий теоретической направленностью. Формализация – метод отображения содержательных знаний в виде знаков и символов. Базисом формализации является различение искусственных и естественных языков. Все эти методы теоретического познания в той или иной степени могут быть присущи и эмпирическому познанию. Исторический и логический методы теоретического познания - тоже не исключение. Исторический метод представляет собой воспроизведение в подробностях истории объекта. Особенно он находит широкое применение в исторических науках, где большое значение имеет конкретность событий. Логический метод также воспроизводит историю, но только в основном, главном и существенном, не уделяя внимания тем событиям и фактам, которые вызваны случайными обстоятельствами. Это далеко не все методы теоретического познания. Если говорить в общем, то в научном познании все методы могут проявляться одновременно, находясь в тесном взаимодействии друг с другом.

 

5. Научные методы познания эмпирического  уровня.

Эмпирический уровень знания - это знание, полученное непосредственно из опыта с некоторой рациональной обработкой свойств и отношений объекта познается Он всегда является основой, б базой для теоретического уровня знания.

Методы применимые на эмпирическом уровне научного познания: наблюдение и эксперимент.

Наблюдение - это преднамеренное и целенаправленное восприятие явлений и процессов без прямого вмешательства в их течение, подчиненное задачам научного исследования. Основные требования к научному наблюдению следующие: 1) однозначность цели, замысла; 2) системность в методах наблюдения; 3) объективность; 4) возможность контроля либо путем повторного наблюдения, либо с помощью эксперимента.

Эксперимент в отличие от наблюдения - это метод познания, при котором явления изучаются в контролируемых и управляемых условиях. Эксперимент, как правило, осуществляется на основе теории или гипотезы, определяющих постановку задачи и интерпретацию результатов. Преимущества эксперимента в сравнении с наблюдением состоят в том, во-первых, что оказывается возможным изучать явление, так сказать, в "чистом виде", во-вторых, могут варьироваться условия протекания процесса, в-третьих, сам эксперимент может многократно повторяться.

Различают несколько видов эксперимента. 1) Простейший вид эксперимента - качественный, устанавливающий наличие или отсутствие предлагаемых теорией явлений. 2) Вторым, более сложным видом является измерительный или количественный эксперимент, устанавливающий численные параметры какого-либо свойства (или свойств) предмета, процесса. 3) Особой разновидностью эксперимента в фундаментальных науках является мысленный эксперимент. 4) Наконец: специфическим видом эксперимента является социальный эксперимент, осуществляемый в целях внедрения новых форм социальной организации и оптимизации управления. Сфера социального эксперимента ограничена моральными и правовыми нормами.

 

6. Системы единиц измерения.

Первоначально в метрическую систему входили (под системой единиц понимаем совокупность единиц основных и производных величин) четыре величины: длина, масса, площадь и объем. С развитием науки и техники метрическая система мер стала дополняться единицами других величин, но выбор единиц производили вне связи с другими отраслями. Это привело к введению в практику различных единиц для одной и той же по своей физической природе величины. Примерами могут служить единицы давления и напряжения, работы и энергии. Единицы выбирались произвольно и по своему размеру, исходя из удобства методов измерений (например, измерение давления по высоте ртутного столба или столба иной жидкости). Все это создавало также неудобства в применении единиц. Для ликвидации такого неудобства, т. е, множественности систем единиц, К. Гауссом в 1832 г. были сформулированы основные правила создания единиц: 1) выбираются основные физические величины;

2) устанавливаются единицы основных физических величии; Размеру каждой основной физической величины приписано числовое значение, равное единице. Выбор его является произвольным и определяется только удобством применения. Эти размеры, называемые единицами основных физических величин, закрепляются законодательным путем;

3) устанавливают единицы производных  физических величин. 
К. Гауссом была разработана система единиц, названная им абсолютной, с основными единицами — миллиметр, миллиграмм и секунда. Ученый В. Вебер распространил предложенный К. Гауссом метод образования производных единиц на электрические величины (электродвижущую силу, силу тока, сопротивление).

Метод, указанный Гауссом и Вебером, был в последующем применен для построения электростатической и электромагнитной систем СГС (сантиметр, грамм, секунда), принятых комиссией Британской ассоциации для развития наук. Число систем единиц продолжало увеличиваться и в результате было создано и внедрено в практику довольно много различных систем, основанных на метрических единицах, например в области механики:

сантиметр — грамм — секунда (СГС),

метр — тонна —секунда (МТС),

Метр — килограмм — секунда (МКС),

метр — килограмм-сила — секунда (МКГСС).

В области электродинамики:

сантиметр — грамм — секунда электростатическая (СГС Е),

сантиметр — грамм — секунда электромагнитная (СГС М)

сантиметр — грамм — секунда симметрическая или Гауссова (СГС).

Кроме этих, находили широкое применение и другие системы; МКСА, МКГСС, МКСГ и др.

Из приведенных примеров о развитии единиц очевидно, что в этом развитии не было общего, объединяющего принципа. Единицы зачастую подбирали для отдельно взятых групп величин. Это и приводило к большой пестроте единиц.

В России до декрета Совнаркома РСФСР от 14 сентября 1918 г. применялись русские меры, которые формировались на протяжении многих веков вместе с развитием Российского государства.

Замечательны слова Д. И. Менделеева «... из всех систем мер и веса только три: английская, французская (метрическая) и русская отличаются полною разработкой и выдерживают научную критику».

Примерами русских единиц могут служить такие, как мера длины аршин (1 аршин = 0,7112 м), разделенный на 16 вершков (1 вершок=44,45 мм), служивший образцовым средством в XIX в. Тем не менее российские меры стремились сделать сопряженными с английскими. В 1803 г. придворный механик Р. Гайнам изготовил образцовые аршины, взяв за основание английский фут (1 аршин = 28 английским дюймам), т. е. в России отчетливо прослеживалась идея единообразия мер и создания национальных эталонов.

С подписанием декрета Совнаркома РСФСР от 14 сентября 1918 г. вместо этих мер на всей территории страны была введена метрическая система мер, основанная на эталонах метра и килограмма.

И тем не менее по мере развития науки и техники возникали все новые и новые системы единиц, пока их обилие не стало тормозом научно-технического прогресса.

В 1960 г. XI Международная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц физических величин, получившую у нас в стране сокращенное название СИ (от начальных букв SI в словах System Internationale). 

 

7. Специфика научных революций  и научные революции ХХ веков.

Научная революция XVII в. связана с революцией в естествознании. Развитие производительных сил требовало создания новых машин, внедрения химических процессов, законов механики, конструирования точных приборов для астрономических наблюдений.Научная революция прошла несколько этапов, и ее становление заняло полтора столетия. Ее начало положено Н.Коперником и его последователями Бруно, Галилеем, Кеплером. В 1543 г. польский ученый Н.Коперник (1473—1543) опубликовал книгу «Об обращениях небесных сфер», в которой утвердил представление о том, что Земля так же, как и другие планеты Солнечной системы, обращается вокруг Солнца, являющегося центральным телом Солнечной системы. Коперник установил, что Земля не является исключительным небесным телом, чем был нанесен удар по антропоцентризм и религиозным легендам, в соответствии с которыми Земля якобы занимает центральное положение во Вселенной. Была отвергнута геоцентрическая система Птолемея.Галилею принадлежат крупнейшие достижения в области физики и разработки самой фундаментальной проблемы — движения, огромны его достижения в астрономии: обоснование и утверждение гелиоцентрической системы, открытие четырех самых крупных спутников Юпитера из 13 известных в настоящее время; открытие фаз Венеры, необычайного вида планеты Сатурн, создаваемого, как известно теперь, кольцами, представляющими совокупность твердых тел; огромного количества звезд, не видимых невооруженным взглядом. Галилей добился успеха в научных достижениях в значительной мере потому, что в качестве исходного пункта познания природы признавал наблюдения, опыт.Современный мир характеризуется как период бурного развития научно-технических аспектов жизнедеятельности человека, которые естественно находят свое применение в экономической сфере, снижая физическую нагрузку на человека. Однако очевидные преимущества использования научно-технических достижений имеют и обратную сторону, которая в курсе культурологии фиксируется как проблема социокультурных последствий научно-технической революции.Ньютон создал основы механики, открыл закон всемирного тяготения и разработал на его основе теорию движения небесных тел. Это научное открытие прославило Ньютона навечно. Ему принадлежат такие достижения в области, механики, как введение понятий силы, энерции, формулировка трех законов механики; в области оптики — открытие рефракции, дисперсии, интерференции, дифракции света; в области математики — алгебра, геометрия, интерполяция, дифференциальное и интегральное исчисление..В XVIII веке революционные открытия были совершены в астрономии И.Кантом (172-4—1804) и П.Латасом (1749—1827), а также в химии — ее начало связано с именем А .Лавуазье (1743—1794). К этому периоду относится деятельность М.В. Ломоносова (1711—1765), предвосхитившего многое из последующего развития естествознания.В XIX веке в науке происходили непрерывные революционные перевороты во всех отраслях естествознания.Опора науки Нового времени на эксперимент, развитие механики заложили фундамент для установления связи науки с производством. В то же время к началу XIX в. накопленный наукой опыт, материал в отдельных областях уже не укладывался в рамки механистического объяснения природы и общества. Потребовался новый виток научных знаний и более глубокий и широкий синтез, объединяющий результаты отдельных наук. В этот исторический период науку прославили Ю.Р. Майер (1814—1878), Дж. Джоулъ (1818—1889), Г. Гелъмголъц (1821—1894), открывшие законы сохранения и превращения энергии, что обеспечило единую основу для всех разделов физики и химии. Огромное значение в познании мира имело создание Т.Шванном (1810—1882) и М. Шлейденом (1804—1881) клеточной теории, показавшей единообразную структуру всех живых организмов. Ч. Дарвин (1809—1882), создавший эволюционное учение в биологии, внедрил идею развития в естествознание. Благодаря периодической системе элементов, открытой гениальным русским ученым Д.И. Менделеевым (1834—1907), была доказана внутренняя связь между всеми известными видами вещества.Таким образом, к рубежу XIX—XX вв. произошли крупные изменения в основах научного мышления, механистическое мировоззрение исчерпало себя, что привело классическую науку Нового времени к кризису. Этому способствовали помимо названных выше, открытие электрона и радиоактивности. В результате разрешения кризиса произошла новая научная революция, начавшаяся в физике и охватившая все основные отрасли науки, Она связана прежде всего с именами М. Планка (1858—1947) и А.Эйнштейна (1879—1955), Открытие электрона, радия, превращения химических элементов, создание теории относительности и квантовой теории ознаменовали прорыв в область микромира и больших скоростей. Успехи физики оказали влияние на химию. Квантовая теория, объяснив природу химических связей, открыла перед наукой и производством широкие возможности химического преобразования вещества; началось проникновение в механизм наследственности, получила развитие генетика, сформировалась хромосомная теория.К середине XX века на одно из первых мест в естествознании выдвинулась биология, где совершены такие фундаментальные открытия, как установление молекулярной структуры ДНК Ф. Криком (род. 1916) и Дж.Уотсоном (род. 1928), открытие генетического кода.