Задачи: ознакомиться с основными этапами становления естествознания.
Ознакомьтесь с предложенным содержанием и определите:
1) основные этапы развития естествознания, дайте им название и краткую характеристику;
2) основные компоненты картины мира в мифологическом представлении (какие явления объясняет миф);
3) общие направление понимания человеком окружающей среды и особенности перехода одного этапа в другой.
4) подумайте, какие основные теоретические и прикладные проблемы естествознания решаются в настоящее время.
Предшественниками научного знания являются мифологическое, религиозное и философское (натурфилософское) знания. Наиболее ранним из известных нам способов обобщения информации об окружающем мире является мифология. На ее основе в последующем стали развиваться натурфилософия и религия затем на основе натурфилософии и религии – наука. Таким образом, человечество в настоящее время имеет, по крайней мере четыре способа организации знаний об окружающей среде в систему: мифологическую картину мира, религиозную картину мира, философскую картину мира и научную картину. Каждая картина состоит из основных четырех сюжетов: человек и космос; человек и природа; человек и человек; человек и нечто (непознанное).
Натурфилософский этап связан с развитием греческой и римской цивилизации, был подготовлен функционированием древнекитайских, индийских, ближневосточных, средиземноморских цивилизаций. Начинается этап в 600 г.до н.э. с работ Фалеса Милетского, заложившего основы современной философии и естествознания. Фалес первым занялся астрономией и мог предсказывать солнечные затмения. Ему принадлежит первая теория Земли (Океан – всем прародитель; Земля плавает на воде). В дальнейшем ученик и родственник Фалеса Анаксимандр изобрел астрономические инструменты (солнечные часы), первым в Элладе начертил географическую карту мира и разработал систематическую космологию (570 г. до н.э), в которой использовались понятия «беспредельного времени», преобразования вещей, тепла, холода и т.д. Демокрит к 430г. до н.э. разрабатывает атомистическое учение. По его представлениям, началом Вселенной являются атомы и пустота. Атомы представляют собой некие тела, невидимые из-за малой величины и неделимые из-за твердости. Они движутся в пустоте бесконечное время, а когда приближаются друг к другу или зацепляются друг за друга, то образуется вода, воздух, растения или огонь. Таким образом, теоретические основы современного естествознания были созданы в данный период. В конце 400-х гг. до н.э. Гиппократ закладывает основы античной медицины, Платон пишет «Диалоги» и создает Академию в Афинах, Аристотель пишет «Метафизику» и другие работы («Категории», «О небе», «Физика» и пр.), создает геоцентрическую систему Вселенной. После завоевания Греции Римом в 146 г. д.н.э. Лукреций (60 г. д.н.э.), Цицерон (45-44 гг. до н.э.), Овидий (8г.н.э.) продолжают развитие греческой традиции. В работе «О природе вещей» Тит Лукреций дает полную картину представлений о природе: тела и пустота составляют природу; первоначала (атомы) вещей просты и плотны. От начал (атомов) начинается движение и передается все более крупным телам; изменения материи ведут за собой и перемены в вещах. Как видно из перечня идей и направлений исследований были заложены основы многих современных теорий (атома, первоматерии, пространства и времени) и отраслей естествознания (физики, химии, медицины, науки о Вселенной). Однако, гораздо более важным представляется формирование в этот период стиля современного научного мышления. Крайне важной для развития современной науки становилась борьба двух направлений: платоновского идеализма (идея- природа) и материализма Гераклита, Демокрита, Эпикура (элемент-природа), ставшая своеобразным вечным двигателем развития научного мышления и формирования способности к интуиции, озарению, предвидению, ведущей к научным открытиям.
В то же время человечество нуждалось в исследовании не только природы, но и общества. Более важным становилось регулирование отношений между людьми, а не между людьми и природой. Поэтому в 1 тысячелетии н.э. центр познаваемых проблем сместился от исследований связей между человеком и природой к исследованию связей между человеком и человеком посредством Бога и Сына Божьего. Гуманитарные науки, науки о Боге (теология) получили приоритетное значение по сравнению с естествознанием, исследования духа главенствовали над исследованиями материи. Функция разумного Творца была отдана Богу, и поэтому человеку оставалось, подчиняться существующему миру. Результатами подобного миропонимания стали: а) принижение ценности наблюдения, анализа и постижения природы и перенесение акцента с рациональных и эмпирических способностей человека на его эмоциональную, нравственную и духовную сферы; б) опровержение способности человека самостоятельно проникать (интеллектуальным, духовным или практическим путем) в смысл мироустройства; в) постулирование абсолютных полномочий церкви Священного писания в установлении абсолютных истин; г) утверждение божественного и коллективного, над личным и индивидуальным. Несмотря на достоинства христианства(возведение в святость каждой отдельной жизни, возвеличение веры, интеграцию человека с космосом и обществом), нарастающий догматизм и несоответствие церковного миропонимания новым фактам, открытиям и повседневной практике привели к смене стиля мышления. Основную роль в этом сыграли работы Н. Коперника («Об обращении небесных сфер», 1543), Джордано Бруно («О бесконечности, Вселенной и мирах», 1584), И. Кеплера («Мировая гармония» 1619). Естествознание в течение религиозного периода сосредоточилось в лабораториях алхимиков и астрологов. Исследования продолжались, и поиск философского камня или расчет благоприятных дней для деятельности в последующем и создали опытное поле для развития химии и астрономии.
Создание Н. Коперником гелиоцентрической теории, открытие И. Кеплером законов движения планет, астрономические и физические открытия Тихо Браге, Дж. Бруно и Г. Галилея перевернули общественное сознание и провозгласили наступление новой эры разума. Начиная с 1584 года религия начала уступать свое место науке в лице таких пророков Нового времени, как Р. Декарт (философия, математика), И. Ньютон (физика, математика. Оптика), И.Кант (космология, философия, география). В рамках естествознания вновь стала развиваться наука, основанная на опытах (фактах). В 1677 году голландец Левенгук создает теорию микроскопических организмов. Позже Гюйгенс разрабатывает волновую теорию света (1678), Линней пишите «Систему природы» (1735), Бюффон создает основы геологии (1778), а Лавуазье публикует «Трактат о началах химии» (1789). Т. Мальтус в «Опыте о законе народонаселения» впервые ставит вопрос об экологической и экономической емкости территории Земли и необходимости регулирования рождаемости» (1798). С 1584 по 1800г. характеризуется как время активной дифференциации естествознания, формирования физики, химии и биологии как самостоятельных наук и в тоже время как этап синтеза новых знаний об окружающем мире, получившего максимальное отражение в космологии И. Ньютона и его теории тяготения. Исаак Ньютон создал идеальную модель научного исследования, которое обязательно должно начинаться с экспериментов и многочисленных точных измерений, а заканчиваться доказательным объяснением, которое может быть подвергнуто математической и логической проверке.
Развитие естествознания в 19-20 веках сопровождалось окончательным разрывом веры и разума, развитием технических наук. Революционными открытиями становятся принципы геометрии Гаусса (1824), идея вычислительной машины Бэббиджа (1835), концепция энтропии и второй закон термодинамики Клаузиуса (1850), теория естественного отбора Дарвина и Уоллеса (1858), теория генетической наследственности Менделя (1865), трактат об электричестве и магнетизме Максвелла (1873), открытие радиоактивности Беккерелем (1896), основы квантовой физики Планка (1900), общая теория относительности Энштейна (1916), первое общественное радиовещание (1920), открытие расщепления ядерного ядра (1938), создание ядерного оружия, первое общественное телевещание и появление первых электронных компьютеров с ручной клавиатурой (1944-1948), открытие структуры ДНК Уотсоном и Криком (1953), запуск первого спутника Земли (1957), первые космические полеты (1961), постулирование существования кварков Гельманом и Цвейгом (1964), развитие экологического мышления (особенно 1972 г.- «Пределы роста» Медоуза), появление персональных компьютеров (1980), развитие биотехнологий, новых направлений химии, физики, медицины (последнее десятилетие ХХВ). Главным концептуальным изменением естествознания ХХ века был отказ от ньютоновской модели получения научного знания через эксперимент к объяснению. Энштейн предложил иную модель, в которой гипотеза и отказ от здравого смысла как способа проверки высказывания становились первичными, а эксперимент – вторичным в объяснении явлений. Развитие эйнштейновского подхода приводит к отрицанию ньютоновской космологии и формирует новую картину мира, в которой логика и здравый смысл перестают действовать. Оказывается, что твердые атомы Ньютона почти целиком заполнены пустотой. Материя и энергия переходят друг в друга. Трехмерное пространство и одномерное время превратились в четырехмерный пространствонно-временной континуум, причем время течет по разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых предметов время замедляется, а при определенных обстоятельствах может и остановиться. Планеты движутся по своим орбитам не потому, что их притягивает к Солнцу неведомая сила, а потому что само пространство в котором они движутся искривлено. Субатомные явления одновременно проявляют себя и как частицы и как волны. Нельзя одновременно вычислить местоположение частицы и измерить ее ускорение. Принцип неопределенности в корне подорвал ньютоновский детерминизм. Научные наблюдения и объяснения требовали учета особенностей объекта. Нарушились понятия причинности, субстанции, твердые дискретные тела уступили место формальным отношениям и динамическим процессам. Таким образом, физический мир Ньютона, рассматривавшийся как огромная машина, стал новым, в котором количество вопросов превысило количество ответов. Современная наука и особенно естествознание стоят на пороге нового этапа развития, когда квантово-релятивистская и информационная революции должны привести к созданию новой космологии и новой теории микромира, объединяющей открытия последнего времени и в то же время умопостигаемой, доступной для человеческого понимания.
Задание 1. Заполните таблицу «Основные этапы развития естественных наук»
| период | Имена ученых | Основные идеи |
Задание для самостоятельной работы:
1.Какие основные принципы различают на современном этапе развития. Запишите трактовку (определения) данных понятий.
2..Подготовьте характеристику основных этапов исторического развития одной из областей естествознания (физика, астрономия, биология, химия, география).