Тема: Основные исторические этапы развития естествознания. Научные революции и картины мира
| Вид материала | Документы |
- «Введение в логику. Исторические этапы развития логики», 234.11kb.
- Экзаменационные вопросы по дисциплине «концепции современного естествознания» Структура, 33.61kb.
- Отечественная история, всемирный исторический процесс, этапы исторического развития, 120.44kb.
- Учебное пособие по философии содержание, 3346.11kb.
- Введение Наука "Концепции современного естествознания", 48.81kb.
- Научная картина мира, 61.46kb.
- План цивилизационные особенности становления философии. Место и роль философии в культуре., 134.55kb.
- Лекция Естествознание – единая наука о природе. Основные этапы развития естествознания, 20.66kb.
- Спецкурс Научные картины мира и феномен маргинальности в социальном и историческом, 126.45kb.
- План тренинг-цикла «Менеджмент гостиничного бизнеса» Срок, 75.71kb.
Тема: Основные исторические этапы развития естествознания.
Научные революции и картины мира.
Под научной картиной мира классики естествознания понимают систематизированные, исторически полные образы и модели природы и общества. Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер важнейших знаний о природе, ввели понятие «естественнонаучная картина мира». Под естественнонаучной картиной мира понимают систему важнейших принципов и законов, лежащих в основе объяснения мира.
Наука в целом развивается непрерывно, в определенные периоды выдвигаются науки, которые являются лидерами, они и определяют картину мира. Совокупность теоретико-методологических установок принятых за образец исследования, получила название парадигмы. Коренные изменения во взглядах на мир называются научными революциями.
В истории естествознания можно выделить следующие картины мира:
1. Натурфилософская картина мира (У в. до н.э. – ХУ в. н.э). Основные представители: Демокрит, Аристотель, Птоломей и др.
Основные характеристики:
- все теоретическое знание о мире обозначалось термином «философия», философы пишут трактаты о природе;
- для объяснения явлений природы придумывались априорные, не связанные с опытом, чисто умозрительные схемы;
- деление мира на совершенный небесный космос и несовершенный земной мир;
- геоцентризм – в центр мироздания поставлена Земля, вокруг нее по совершенным орбитам окружностям обращаются планеты и Солнце, далее по сфере расположены звезды.
Гениальные догадки древних:
-атомистическая гипотеза строения вещества (Демокрит, Левкипп, Эпикур);
-идея эволюции (Эмпедокл – ок. 430 г. до н.э.).
2.Первая научная революция происходит на рубеже ХУ – ХУ1 вв. Формируется совершенно новое видение мира, новые представления о его структуре и функционировании, новые способы, методы познания мира.
Н.Коперник, Дж.Бруно. В результате формируется механистическая картина мира ХУ11 – Х1Х вв) – Галилей, Кеплер, Ньютон.
Основные характеристики:
- гелиоцентрическая система мира – в центр мироздания поставлено Солнце, вокруг него по вытянутым орбитам – эллипсам обращаются планеты, Земля на третьем месте;
- мысль о движении как естественном свойстве небесных и земных объектов, подчиненным некоторым общим закономерностям единой механики (разрушено представление о перводвигателе, приводящем Землю в движение с точки зрения Аристотеля);
- показана ограниченность чувственного познания, неспособного отличить то, что нам представляется от того что в действительности имеет силу, доказывается необходимость критического разума;
- подрыв доверия к религиозной картине мира. Коперник умер в год выхода гл. труда «Об обращении небесных сфер»
Тихо Браге (1546 – 1601) – датский астроном сумел рассчитать орбиту кометы, проходящей вблизи планеты Земля, показав, что нет твердой ограниченной сферы Вселенной (как полагал Коперник).
Дж.Бруно (1548 – 1600) – отрицал наличие центра Вселенной;
- тезис о бесконечности Вселенной;
- о бесконечном количестве миров.
17 февраля 1600 г. сожжен на костре на площади цветов, в Риме. Однако это не смогло остановить прогресса познания человеком мира. Формируется новая механистическая картина мира (Галилей, Кеплер, Ньютон).
Основные характеристики механистической картины мира:
- все состояния механического движения тел по отношению ко времени считаются в принципе одинаковыми, т.е. время считается обратимым;
- абсолютизируется механическая форма движения: законами механики пытаются объяснить и другие формы изменений материи;
- принцип жесткого лапласовского детерминизма: признание возможности точного и однозначного определения состояния механической системы ее предыдущим состоянием;
- пространство и время считаются абсолютными, никак не связанными с движением тел;
- сведение закономерностей более высоких форм движения материи к законам простейшей его формы движения материи – механическому движению;
- связь механицизма с принципом дальнодействия, согласно которому действия и сигналы могут передаваться в пустоте с какой угодно большой скоростью.
3. Электромагнитная картина мира (Х1Х в). Эрстед, Максвелл, Герц.
Механическая картина мира знала только один вид материи – вещество, состоящее из частиц, имеющих массу. В электромагнитной картине мира открывается новый вид материи – поле.
В Х1Х веке к числу свойств частиц прибавляется электрический заряд. Обладание электрическим зарядом было признано таким же фундаментальным, важнейшим свойством, как и масса.
Установлена взаимосвязь электрических и магнитных явлений датским физиком Эрстедом (цепь, магнитная стрелка).
Майкл Фарадей, англ.физик, вращая в магнитном поле замкнутый контур, открыл в нем эл. ток.
Английский физик Максвелл создает электромагнитную теорию, математическое описание опытов Фарадея.
Герц, немецкий физик, проверил теоретические выводы Максвелла, также указал на принципиальную тождественность полученных им электромагнитных полей и световых волн.
Любые попытки распространить механический принцип на электрические и магнитные явления оказались несостоятельными. Отказ от особой универсальной роли механики.
3-я научная революция связана с диалектизацией естествознания – проникновением в естествознание идеи развития и всеобщей взаимосвязи.
И.Кант (1724 – 1804) – попытка исторически объяснить происхождение Солнечной системы.
Лаплас – гипотеза образования планет из газовой массы вокруг Солнца.
Две концепции развития: путем катастроф (Кювье) и путем эволюции (Ламарк – видел в окружающей среде движущую силу эволюции органического мира). Изменения в окружающей среде вели к изменениям в потребностях животных, следствием чего были изменения их жизнедеятельности.
Чарльз Лайель показал, что все изменения, которые произошли в течение геологической истории, происходят под влиянием тех же факторов, которые действуют и в настоящее время. Это сокрушительный удар по концепции катастроф. Не надо для объяснений гипотезы катастроф, надо допустить лишь длительный срок существования Земли.
Совершенствовалась идея эволюции в трудах Ч.Дарвина (1809 – 1882 гг.).
Наличие всеобщих связей в природе подтвердили такие естественнонаучные открытия:
- создание клеточной теории (Шлейден – ботаник – все растения состоят из клеток, биолог Шванн – распространил этот вывод на мир животных). Так было доказано единство строения органического мира;
- превращение одной формы энергии в другую. Немецкий врач Майер установил, что венозная кровь больных в тропиках краснее, чем в Европе. Объяснил тем, что при высоких температурах в организме сгорает меньше пищи, поскольку тело требует меньше тепла, в венозной крови больше остается кислорода. Английский физик Джоуль на основе экспериментальных исследований сделал вывод: теплоту можно создавать при помощи механической работы.
Таким образом, принцип развития и принцип всеобщей взаимосвязи, основополагающие принципы диалектики, получили естественнонаучное обоснование.
4-я научная революция связана с исследованием материи вглубь, с исследованием явлений микромира. Выводы физики коренным образом изменили взгляд на мир.
Основные открытия:
В 1896г. фр. физик Беккерель открыл явление самопроизвольного излучения урановой соли (явление естественной радиоактивности).
Пьер Кюри и Мария Склодовская Кюри (исследовали полоний, радий) это свойство назвали радиоактивностью.
Англ. физик Томсон открыл первую элементарную частицу, названную электроном. Открыта зависимость массы электрона от скорости движения.
В 1903 году предложена первая электромагнитная модель атома (кекс с положительными частицами внутри).
В 1911 году Резерфорд предложил планетарную модель атома (вокруг положительного ядра движутся отрицательно заряженные электроны).
Н.Бор: - в любом атоме существуют стационарные орбиты, по которым электрон двигается не излучая;
- при переходе с одной стационарной орбиты на другую происходит либо излучение, либо поглощение энергии. При переходе на более удаленную орбиту энергия атома увеличивается, ближе к ядру – уменьшается.
Создание квантовой теории М.Планком, новых представлений испускания и поглощения излучения, только дискретно, порциями, квантами.
Установлена возможность превращения одного вещества в другое.
Квантово-механическая картина мира, ее основные принципы:
Принцип корпускулярно-волнового дуализма микрообъектов: микрочастицы, такие как электрон, протон, нейтрон и др. обладают двойственными свойствами. Все микрообъекты обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами. Это явление назвали дуализмом волны и частицы.
Принцип дополнительности Н.Бора: корпускулярная картина описания микрообъекта должна быть дополнена волновым альтернативным описанием. Объединение в одном микрообъекте одновременно волновых и корпускулярных свойств, представляет собой фундаментальную характеристику микромира.
Принцип неопределенности Гейзенберга: если мы стремимся определить значение одной из сопряженных величин в квантово-механическом описании, например, координаты «х», то значение другой величины, а именно скорости или импульса, нельзя определить с такой же точностью. Иначе, чем точнее определяется одна из сопряженных величин, тем меньше точной оказывается другая величина.
Из принципа неопределенностей следует: невозможно с одинаковой точностью определить и положение, и импульс микрочастицы. Произведение их неточностей не должно превышать постоянной Планка. Отличие квантовой механики от классической механики в том, что ее предсказания всегда имеют вероятностный характер.
Выводы квантовой механики, повлиявшие на мировоззрение в целом:
- в принципиальной неопределенности результатов измерений;
- невозможность точного предвидения будущего;
- влияние приборов на объект исследования;
- мир заговорил о «свободе воли» электрона, тем самым привлечено внимание к проблеме свободы вообще.
Наука ХХ века принесла немало сенсационных открытий.
В 1905 году Альберт Эйнштейн (1879 – 1955) опуликовал специальную теорию относительности. Главный вывод: пространство и время не абсолютны, они неразрывно связаны с материей и между собой.
Из общей теории относительности следует, что пространственно-временная организация мира зависит от гравитационного поля, поле тяготения определяет геометрию пространства-времени.
Лебедев и Бройль создали корпускулярно-волновую теорию света.
Формируется квантово-релятивистская картина мира.
В последней трети ХХ века господствующей становится синергетическая парадигма. Синергетика – междисциплинарное направление, исследующее процессы самоорганизации, протекающие в сложных, сильнонеравновесных открытых системах.
В.С. Степин, в историческом развитии науки, выделяет три типа научной рациональности:
1.классический тип научной рациональности (ХУ11 - ХУ111 в.) - Коперник, Галилей, Бруно, Ньютон.
Его особенности:
- при теоретическом объяснении и описании объекта необходимо абстрагирование от субъекта, его мировоззренческих ценностей и ориентаций; при применении законов и методов, при совершении операций и процедур исследования. Формируется т.н. объектный стиль исследования: объект исследуется вне связи с субъектом;
- общезначимой является механическая картина мира, механическая парадигма познания;
- - формируются соответствующие эпохе мировоззренческие нормы и ценностные ориентации:
-механицизм - абсолютизация законов механики, попытка объяснить с их помощью все другие процессы в т.ч. общественные, сущность человека;
-редукционизм - сведение закономерностей высших форм движения к низшим;
-гелиоцентризм - в центр мироздания было поставлено Солнце вокруг которого по вытянутым орбитам эллипсам вращаются планеты, Земля на третьем месте;
-эмпиризм - главным источником познания объявляется опыт;
-рационализм - вера в безграничные возможности разума;
-принцип жесткого лапласовского детерминизма : если знаем начальное положение системы, то можно строго и однозначно определить ее последующее положение.
2.неклассический тип рациональности (Х1Х-сер.ХХ). Неклассическое естествознание связанно с разработкой квантовой механики (Н. Бор, М. Планк) и релятивистской механики, теории относительности (А. Эйнштейн).
Формулируются следующие принципы:
Принцип дополнительности Бора: корпускулярная картина описания микрообъектов должна быть дополнена волновым альтернативным описанием.
Принцип неопределенности, сформулированный Гейзенбергом гласит: Невозможно с одинаковой точностью определить положение и импульс частицы. Если знаем координату частицы, то невозможно с той же точностью определить скорость (импульс). О микрочастице мы можем иметь вероятностные предположения.
Принцип относительности: положение тела можно определить лишь по отношения к другому телу принятому за систему отсчета. Нет абсолютной системы отсчета. Пространство и время не являются абсолютными, они зависят от скорости движения и гравитационного поля (масс тяготения).
Для неклассического типа рациональности становится характерным:
-учет зависимости результатов исследования от характера тех средств, к которым прибегает ученый, от специфики тех операций, которым подвергается изучаемый объект, то есть ставится проблема влияния прибора и субъекта исследования на объект изучения, осмысливается связь между знанием и объектом.
-что же касается самого субъекта, его внутренних (личных) и социальных ценностей и целей, которые его характеризуют, - все это, по-прежнему не находит отражения в описании и объяснении природы.
Мир заговорил в терминах: относительность, дискретность, вероятность, квантование, дополнительность, о свободе воли электрона - тем самым было привлечено внимание к свободе вообще.
3.Постнеклассический тип рациональности, постнеклассическая наука (последняя треть ХХв. - нач.ХХ1).
Для науки этого периода характерно исследование сверхсложных, саморазвивающихся систем, междисциплинарность этих исследований.
Господствующей становится синергетическая парадигма. Парадигма становления и самоорганизации.
Постнеклассический тип научной рациональности характеризуется тем, что;
- деятельность ученого рассматривается в более широком поле: учитывается соотнесенность получаемых знаний об объекте 1)с исследовательскими средствами и операциями, 2)с ценностями и целевой ориентацией ученого (как внутринаучной, так и вненаучной, социальной). Тем самым признается социокультурная обусловленность исследования, включенность субъективной деятельности в "тело Знания".
-осознание необходимости придания научно-техническому развитию гуманистического измерения (без отказа от научно-технического развития), что в свою очередь, ставит проблему нового типа рациональности, включающей в себя в явном виде гуманистические ориентиры и ценности.
Новое понятие - гуманистическое измерение науки - означает рассмотрение научной деятельности с точки зрения интересов человека.
Основные принципы синергетической картины мира:
- принцип системности мира;
- принцип многовариантности путей развития;
- принцип открытости, то есть влияния многообразных факторов на систему, ее развитие;
- принцип нелинейности;
- принцип обратной связи;
- необходимости учета случайностей как всеобщей формы изменений;
- открытая система является динамичным образованием;
- малые возмущения (флуктуации – малые отклонения от среднего положения) способны разрастаться в макроструктуры, новые структуры.
Основные понятия: открытая система, нелинейность, флуктуации, бифуркация, аттрактор, многовариантность, хаос, случайность, порядок, самоорганизация.