Современная естественнонаучная картина мира.
Знания о закономерностях окружающей нас природы возникают на основе
обобщения и систематизации тех результатов, которые в каждый
исторический период дают отдельные естественные науки, изучающие
конкретные явления и процессы природы. Поскольку природа
представляет собой единое целое, постольку и знания о ней должны
иметь взаимосвязанный, целостный характер, т. е. составлять единую
систему. Такую общую систему научных знаний о природе издавна
называют естествознанием.
В настоящее время естествознание наряду с обществознанием и науками о мышлении рассматривают как одну из трех основных отраслей научного знания, изучающую закономерности природы. С философской точки зрения объектом его исследования служат различные виды и формы движения материи, существующие в природе. Среди них выделяют анализ закономерностей движения в неорганической природе (физические, химические, геологические, атмосферные и другие явления и процессы). Обширная область живых систем изучается в рамках биологической формы движения материи.
Существует понятие - естественнонаучная картина мира. Под естественно-научной картиной мира подразумевают систему важнейших понятий, принципов и законов, служащих основой для понимания и объяснения окружающей нас природы.
Сам термин «картина мира» указывает, что речь здесь идет не о какой-либо части или фрагменте природы, а природе в целом. Поэтому в формировании такой картины наибольшее значение приобретают важнейшие и фундаментальные принципы и законы естествознания. В настоящее время общая картина природы возникает как результат синтеза достижений разных естественных наук и специальных научных их картин мира.
В специальных картинах мира отдельных естественных наук понятие мира употребляется в узком смысле слова, обозначая мир конкретной науки. Поэтому такая картина мира создается в результате систематизации и обобщения основных понятий, принципов и законов данной конкретной науки.
Во всех видах научных картин мира выделяют концептуальную, или понятийную, составляющую и чувственно-образную. В общенаучной картине мира преобладает концептуальная составляющая, и поэтому в ней преобладают общенаучные понятия, принципы и законы. Образную составляющую естественнонаучной картины мира и специальных картин мира отдельных естественных наук составляют наглядные представления и модели исследуемых областей реального мира. Например, наглядное представление о материальной точке дает образ корпускулы, в которой сосредоточена вся его масса, планетарная модель атома представляет образ понятия атома, созданного Резерфордом. Концепции естествознания и научная картина природы. В науке термин «концепция» используется обычно для обозначения системы понятий, принципов и теорий, в частности при объяснении определенного круга явлений и процессов. Такие концепции могут заметно отличаться друг от друга как по глубине раскрытия сущности явлений, так и широте применения. Как правило, в начале для объяснения применяются феноменологические концепции, основанные на непосредственном описании изучаемых явлений, или феноменов, откуда происходит название самой этой концепции. В дальнейшем обращаются к различным теоретическим концепциям, которые раскрывают внутренние механизмы протекания явлений и опираются на абстрактные понятия и принципы. Так, например, при объяснении оптических явлений сначала появилась феноменологическая концепция, которая описывала простейшие явления прямолинейного распространения света, его отражения и преломления. Но она не касалась вопросов о природе света и не пыталась объяснить, почему световые лучи распространяются по прямой линии или угол отражения равен углу падения луча. Первая концепция, которая попыталась это объяснить, была корпускулярная концепция, поддержанная Ньютоном, и рассматривавшая свет как движение мельчайших корпускул света. Она удовлетворительно объяснила все указанные простейшие эмпирические законы световых явлений. Однако корпускулярная концепция оказалась не в состоянии объяснить явления интерференции и дифракции света. Поэтому она была вынуждена уступить место новой волновой концепции, которая рассматривала свет как волновое движение, подобное движению волн на поверхности воды. Эта концепция сумела объяснить явления интерференции и дифракции света посредством взаимодействия световых волн.
Важнейшие концепции естествознания служат основой наших представле-ний об общей картине природы, поскольку в них формулируются фундаментальные понятия, принципы и законы естествознания в каждую историческую эпоху его развития
Однако без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Человек не только природное существо, но теснейшими узами он связан с обществом, в котором протекает вся его трудовая и общественная деятельность. Фундаментальные понятия и принципы жизнедеятельности об-щества составляют вторую, дополнительную часть целостной научной картины мира. Общая же научная картина мира представляет собой синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания и обществознания.
Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпирической картины индивидуального лица? Почему наука вынуждена была строить свою картину мира? В чем состоит преимущество научной картины?
Картина мира у любого человека слишком индивидуальна, поскольку она основана на собственном опыте, личных впечатлениях и ощущениях. Естествознание, как и наука в целом, стремится найти объективные, не зависящие от индивидуального субъекта, закономерности природы. Поэтому в науке приходится абстрагироваться от личных ощущений и представлений и построить такую систему знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь. Такую общую систему знаний о природе в первом приближении можно назвать естественнонаучной картиной мира. Ясно, однако, что не всякая система знаний представляет собой картину природы. Для этого необходимо, во-первых, чтобы эта система отображала наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы; во-вторых, все они должны рассматриваться в рамках единой, целостной картины, так как никакой отдельный фундаментальный закон естествознания не составляет еще картины природы; в-третьих, естественнонаучная картина должна быть такой общей теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о мире; в-четвертых, такую научную картину следует постоянно соотносить и проверять как с самой природой, так и с изменением фундаментальных знаний о ней.
Сам термин «научная картина мира» применительно к физике ввел Г. Герц (1857—1894), который понимал под ней внутренний образ мира, который складывается у ученого в результате исследования внешнего, объективного мира. Если такой образ адекватно отображает реальные связи и закономерности внешнего мира, то и логические связи между понятиями и суждениями научной картины должны соответствовать объективным закономерностям внешнего мира. Как подчеркивает Г. Герц, логические связи между представлениями внутреннего образа внешнего мира должны быть «образами естественно необходимых следствий отображаемых предметов».
По мере развития науки и практики в научную картину мира будут вноситься изменения, исправления и улучшения, но эта картина никогда не обретет характера абсолютной истины. Современное естествознание. Крупнейшие открытия, сделанные в естествознании, коренным образом изменили наши представления о картине мира. Эти открытия были связаны, прежде всего, со строением вещества и взаимосвязью массы и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными кирпичиками, из которых состоит природа, считались атомы, то в конце 19 века были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было открыто строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных электрического заряда).
Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Эрнестом Резерфордом (1871—1937), атом уподоблялся миниатюрной солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. В дальнейшем прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована датским физиком Нильсом Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.
Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты энергии видимого света вызывают электрический ток.
В 30-е годы XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, как, например, электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем экспериментально было доказано, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а в других — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а энергия поля распространяется в виде волн. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что микрочастицы одновре-менно обладают как свойствами корпускул, так и волн.
Для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая волновая, или квантовая, механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли и разнообразные другие квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения микромира.
Другая фундаментальная теория современной физики — теория относи-тельности — в корне изменила научные представления о пространстве и време-ни.
Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоит в том, что она впервые ясно показала, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика. Кроме того, было доказано, что преобразования координат, скоростей, времени, используемые в классической физике, являются лишь приближением более общих преобразований.
Еще более радикальные изменения в учении о пространстве и времени произошли в связи с созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической ньютоновской теории. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой, т. е. физические свойства пространства и времени зависят от гравитационного поля.
В настоящее время все более используется системный подход, который позволяет рассматривать окружающий нас мир как единое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодействующих друг с другом систем.
С другой стороны, появление такого междисциплинарного направления исследований, как синергетика, или учение о самоорганизации, дало возможность не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как универсум самоорганизующихся процессов. Заслуга синергетики состоит, прежде всего, в том, что она впервые показала, что процессы самоорганизации могут происходить и в простейших системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы, ее неравновесность, и некоторые другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в них процессы самоорганизации.
В настоящее время все большую роль в формировании картины мира начинают играть эволюционные взгляды, тесно связанные с системным подходом и самоорганизацией. В связи этим в современную науку все шире проникает идея о глобальной эволюции.
В настоящее время естествознание наряду с обществознанием и науками о мышлении рассматривают как одну из трех основных отраслей научного знания, изучающую закономерности природы. С философской точки зрения объектом его исследования служат различные виды и формы движения материи, существующие в природе. Среди них выделяют анализ закономерностей движения в неорганической природе (физические, химические, геологические, атмосферные и другие явления и процессы). Обширная область живых систем изучается в рамках биологической формы движения материи.
Существует понятие - естественнонаучная картина мира. Под естественно-научной картиной мира подразумевают систему важнейших понятий, принципов и законов, служащих основой для понимания и объяснения окружающей нас природы.
Сам термин «картина мира» указывает, что речь здесь идет не о какой-либо части или фрагменте природы, а природе в целом. Поэтому в формировании такой картины наибольшее значение приобретают важнейшие и фундаментальные принципы и законы естествознания. В настоящее время общая картина природы возникает как результат синтеза достижений разных естественных наук и специальных научных их картин мира.
В специальных картинах мира отдельных естественных наук понятие мира употребляется в узком смысле слова, обозначая мир конкретной науки. Поэтому такая картина мира создается в результате систематизации и обобщения основных понятий, принципов и законов данной конкретной науки.
Во всех видах научных картин мира выделяют концептуальную, или понятийную, составляющую и чувственно-образную. В общенаучной картине мира преобладает концептуальная составляющая, и поэтому в ней преобладают общенаучные понятия, принципы и законы. Образную составляющую естественнонаучной картины мира и специальных картин мира отдельных естественных наук составляют наглядные представления и модели исследуемых областей реального мира. Например, наглядное представление о материальной точке дает образ корпускулы, в которой сосредоточена вся его масса, планетарная модель атома представляет образ понятия атома, созданного Резерфордом. Концепции естествознания и научная картина природы. В науке термин «концепция» используется обычно для обозначения системы понятий, принципов и теорий, в частности при объяснении определенного круга явлений и процессов. Такие концепции могут заметно отличаться друг от друга как по глубине раскрытия сущности явлений, так и широте применения. Как правило, в начале для объяснения применяются феноменологические концепции, основанные на непосредственном описании изучаемых явлений, или феноменов, откуда происходит название самой этой концепции. В дальнейшем обращаются к различным теоретическим концепциям, которые раскрывают внутренние механизмы протекания явлений и опираются на абстрактные понятия и принципы. Так, например, при объяснении оптических явлений сначала появилась феноменологическая концепция, которая описывала простейшие явления прямолинейного распространения света, его отражения и преломления. Но она не касалась вопросов о природе света и не пыталась объяснить, почему световые лучи распространяются по прямой линии или угол отражения равен углу падения луча. Первая концепция, которая попыталась это объяснить, была корпускулярная концепция, поддержанная Ньютоном, и рассматривавшая свет как движение мельчайших корпускул света. Она удовлетворительно объяснила все указанные простейшие эмпирические законы световых явлений. Однако корпускулярная концепция оказалась не в состоянии объяснить явления интерференции и дифракции света. Поэтому она была вынуждена уступить место новой волновой концепции, которая рассматривала свет как волновое движение, подобное движению волн на поверхности воды. Эта концепция сумела объяснить явления интерференции и дифракции света посредством взаимодействия световых волн.
Важнейшие концепции естествознания служат основой наших представле-ний об общей картине природы, поскольку в них формулируются фундаментальные понятия, принципы и законы естествознания в каждую историческую эпоху его развития
Однако без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Человек не только природное существо, но теснейшими узами он связан с обществом, в котором протекает вся его трудовая и общественная деятельность. Фундаментальные понятия и принципы жизнедеятельности об-щества составляют вторую, дополнительную часть целостной научной картины мира. Общая же научная картина мира представляет собой синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания и обществознания.
Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпирической картины индивидуального лица? Почему наука вынуждена была строить свою картину мира? В чем состоит преимущество научной картины?
Картина мира у любого человека слишком индивидуальна, поскольку она основана на собственном опыте, личных впечатлениях и ощущениях. Естествознание, как и наука в целом, стремится найти объективные, не зависящие от индивидуального субъекта, закономерности природы. Поэтому в науке приходится абстрагироваться от личных ощущений и представлений и построить такую систему знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь. Такую общую систему знаний о природе в первом приближении можно назвать естественнонаучной картиной мира. Ясно, однако, что не всякая система знаний представляет собой картину природы. Для этого необходимо, во-первых, чтобы эта система отображала наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы; во-вторых, все они должны рассматриваться в рамках единой, целостной картины, так как никакой отдельный фундаментальный закон естествознания не составляет еще картины природы; в-третьих, естественнонаучная картина должна быть такой общей теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о мире; в-четвертых, такую научную картину следует постоянно соотносить и проверять как с самой природой, так и с изменением фундаментальных знаний о ней.
Сам термин «научная картина мира» применительно к физике ввел Г. Герц (1857—1894), который понимал под ней внутренний образ мира, который складывается у ученого в результате исследования внешнего, объективного мира. Если такой образ адекватно отображает реальные связи и закономерности внешнего мира, то и логические связи между понятиями и суждениями научной картины должны соответствовать объективным закономерностям внешнего мира. Как подчеркивает Г. Герц, логические связи между представлениями внутреннего образа внешнего мира должны быть «образами естественно необходимых следствий отображаемых предметов».
По мере развития науки и практики в научную картину мира будут вноситься изменения, исправления и улучшения, но эта картина никогда не обретет характера абсолютной истины. Современное естествознание. Крупнейшие открытия, сделанные в естествознании, коренным образом изменили наши представления о картине мира. Эти открытия были связаны, прежде всего, со строением вещества и взаимосвязью массы и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными кирпичиками, из которых состоит природа, считались атомы, то в конце 19 века были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было открыто строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных электрического заряда).
Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Эрнестом Резерфордом (1871—1937), атом уподоблялся миниатюрной солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. В дальнейшем прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована датским физиком Нильсом Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.
Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты энергии видимого света вызывают электрический ток.
В 30-е годы XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, как, например, электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем экспериментально было доказано, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а в других — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а энергия поля распространяется в виде волн. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что микрочастицы одновре-менно обладают как свойствами корпускул, так и волн.
Для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая волновая, или квантовая, механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли и разнообразные другие квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения микромира.
Другая фундаментальная теория современной физики — теория относи-тельности — в корне изменила научные представления о пространстве и време-ни.
Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоит в том, что она впервые ясно показала, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика. Кроме того, было доказано, что преобразования координат, скоростей, времени, используемые в классической физике, являются лишь приближением более общих преобразований.
Еще более радикальные изменения в учении о пространстве и времени произошли в связи с созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической ньютоновской теории. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой, т. е. физические свойства пространства и времени зависят от гравитационного поля.
В настоящее время все более используется системный подход, который позволяет рассматривать окружающий нас мир как единое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодействующих друг с другом систем.
С другой стороны, появление такого междисциплинарного направления исследований, как синергетика, или учение о самоорганизации, дало возможность не только раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как универсум самоорганизующихся процессов. Заслуга синергетики состоит, прежде всего, в том, что она впервые показала, что процессы самоорганизации могут происходить и в простейших системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы, ее неравновесность, и некоторые другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень имеют в них процессы самоорганизации.
В настоящее время все большую роль в формировании картины мира начинают играть эволюционные взгляды, тесно связанные с системным подходом и самоорганизацией. В связи этим в современную науку все шире проникает идея о глобальной эволюции.