1. К разделу “ Логика и методология развития естествознания ”
В структуре естественнонаучного познания четко выделяются два уровня познавательной деятельности. Первый - это эмпирический уровень, к которому относятся приемы, методы и формы познания, связанные с непосредственным отражением объекта, практическим взаимодействием с ним человека. На этом уровне происходит накопление, фиксация, группировка и обобщение исходного материала для построения опосредованного, теоретического знания. К эмпирическому уровню относятся: наблюдение, различные формы экспериментирования, в том числе и моделирование, описание полученных результатов, а следовательно, научные факты, их группировка, систематизация и различные способы их анализа и обобщения.
Второй уровень - теоретический. К нему относятся все те виды и методы познавательной деятельности и способы организации знания, которые характеризуются той или иной степенью опосредованности и обеспечивают создание, построение и разработку научной теории как логически организованного знания об объективных законах, общих связях и отношениях предметных областей данной науки. Сюда относятся теория и такие ее элементы и составные части, как научные абстракции, идеализации и мысленные модели; научные идеи и гипотезы; различные методы оперирования с научными абстракциями и построения теорий, логические средства и т.д. Теория - это высшая форма познания. Она обладает возможностью получать знание об объекте, не вступая с ним в непосредственный чувственный контакт. Создание теории - высшая и конечная цель фундаментальной науки, реализация которой требует максимального напряжения и высшего взлета творческих научных сил.
2. К разделу “ История естествознания”
В истории естествознания четко выделяются эволюционные и революционные периоды развития. Революции в естествознании связаны с изменениями способов познания, т.е. целостной системы средств научно-исследовательской деятельности, призванной воспроизводить содержание, сущность, качественное своеобразие целостного “среза” объективной реальности; основание этой системы выступают принципы фундаментальной теории в единстве с методологическими установками познания в данной науке (или группе наук). Научная революция - это закономерный и периодически повторяющийся в истории науки процесс качественного перехода от одного способа познания к другому, который отражает более глубинные связи и отношения природы. В ходе научной революции происходит выделение качественно нового типа объектов, резкое изменение системы методологических установок познания, идеалов познания, критериев оценки результатов познания, критика старых и утверждение новых ценностей познания. Этап научной революции сменяется периодом эволюционного развития науки. На эволюционном этапе своего развития наука опирается на сложившийся в ходе научной революции новый способ познания (парадигму, фундаментальную теорию), основания которого принимаются учеными уже без существенной критики, как новый, мощный и действенный инструмент познания.
3. К разделу “ Современная физико-химическая картина мира ”
Коротко можно охарактеризовать методологические установки классической физики. К ним следует отнести следующие представления:
- признание объективного существования физического мира;
- “абстрактный образ свободных объектов”, предметоцентрическое видение мира, каждый предмет рассматривается в отрыве от его системных связей;
- атомистическая концепция: мир состоит из атомов - мельчайших неделимых частиц; на этой основе формируется атомно-молекулярное учение в физике и химии:
- лапласовский детерминизм (отрицание объективного существования случайности и вытекающие из него представления о абсолютных прогностических возможностях науки);
- признание исчерпывающей познаваемости мира;
- основа и критерий познания - эксперимент, исследователь свободен в выборе условий эксперимента;
- в процессе исследования объект не зависит от условий познания, воздействие субъекта на объект всегда можно учесть, внести на него поправку;
- постулат возможности обособления элементов физического мира: все свойства объекта могут экспериментально определяться одновременно;
- в принципе возможно получение абсолютно объективного знания, не содержащего ссылок на условия познания;
- критерий объективности - отсутствие ссылок на субъект познания, однозначное применение понятий, наглядное моделирование и др.;
- физические законы должны быть сформулированы на языке математики (программа Галилея);
- уверенность в том, что структура познавательной деятельности универсальная и качественных изменений не претерпевает, классический механический способ описания вечен и неизменен; и др.
Рубеж ХIХ-ХХ вв. ознаменовался новой революцией в естествознании, результатом которой явилось создание неклассического естествознания, новой (третьей по счету) научной картины мира и новых систем методологических установок познания. Содержанием революции в физике явилось создание двух относительно самостоятельных способов описания физических процессов - релятивистского и квантового. Формирование релятивистского способа описания начинается во второй половине 80-х годов ХIХ в. актуализацией проблемы взаимодействия между веществом и эфиром (Г. Герц, Г. Лоренц и др.) и развивается в направлении разрешения тех принципиальных теоретических затруднений, с которыми столкнулась электродинамика движущихся тел. Принципиальные и теоретические основания этого способа описания закладываются А. Эйнштейном в специальной теории относительности (1905) и общей теории относительности (1916).
При изучении этой темы кроме рекомендуемой литературы можно использовать любой учебник по физике, в котором излагаются специальная и общая теории относительности, а также любую популярную книгу, в которой излагается история физики ХХ в.
Создание квантовой механики привело к еще более значительному пересмотру методологических принципов классической физики, чем тот, который имел место после сознания специальной и общей теорий относительности. Основные направления, по которым произошло размежевания методологических принципов классической и квантовой физики: введение нового класса принципиально статистических закономерностей; невозможность провести резкую границу между объектом и прибором и введение принципа дополнительности; невозможность одновременного определения всех свойств микрообъекта (принцип неопределенности); ненаглядный характер теоретических моделей, неоднозначность употребления понятий, необходимость указывать на условия познания и др.
Во второй половине ХХ в. основное внимание в физике обращено на создание теорий, раскрывающих с позиций квантово-релятивистских представлений сущность и основания единства четырех фундаментальных взаимодействий - электромагнитного, “сильного”, “слабого” и гравитационного. Эта задача одновременно является и задачей создания единой теории элементарных частиц (теории структуры материи).
4. К разделу “ Современная астрономическая картина мира ”
Формирование релятивистского и квантового способов описания повлекло за собой и глубинные революционные изменения в системе астрономического познания ХХ в. Превращение астрономии во всеволновую, обнаружение нестационарных процессов во Вселенной, обнаружение реликтового излучения, формирование релятивистской космологии и др. существенно преобразовали методологические установки астрономии, астрономическую картину мира.
Современная релятивистская космология обладает мощным теоретическим аппаратом для построения моделей, воспроизводящих эволюцию нашей Вселенной, начиная с долей секунды вплоть до настоящего времени. Знания об эволюции Вселенной - от образования элементарных частиц до образования звезд, галактик, планетных систем - постепенно выстраиваются в достаточно стройную и непротиворечивую картину.
5. К разделу “ Внутреннее строение и история геологического развития Земли ”
Земля является тем местом, где возникают, развиваются и погибают цивилизации, происходит становление единого современного общества. От того, насколько хорошо мы будем понимать устройство нашей планеты, во многом зависит наше будущее. Однако мы знаем о ней не больше (а зачастую и существенно меньше), чем о далеких звездах.
Нужно отметить, что непосредственному наблюдению доступны только самые верхние (до глубин 15—20 км) горизонты земной коры, выходящие на поверхность или вскрытые рудниками, шахтами и буровыми скважинами. Суждения о составе и физическом состоянии более глубоких оболочек основываются на данных геофизических методов, т.е. имеют предположительный характер. Из этих методов особое значение имеют сейсмический метод, основанный на регистрации скорости распространения в теле Земли волн, вызываемых землетрясениями или искусственными взрывами.
Вот уже четыре с половиной миллиарда лет Земля вращается вокруг Солнца. Разумеется, наша планета не всегда была такой, как сейчас. Лицо Земли, как лицо живого существа, с возрастом стареет. Меняется состав океанов и атмосферы, вырастают и разрушаются горы, зарождаются и высыхают моря, реки прокладывают себе новый путь.
6. К разделу “ Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем. Закономерности развития биосферы ”
Важнейшим событие в истории биологии ХIХ в. является создание Ч. Дарвином теории эволюции органического мира. Эта теория позволила представить прогрессивное развитие органических форм как процесс приспособления биологических организмов к изменяющимся условиям среды под влиянием естественного отбора. Селекционная теория явилась важнейшей вехой в историческом развитии биологического познания, революционным преобразованием биологии, а имя Дарвина по достоинству заняло свое место в плеяде великих преобразователей естествознания. В основу своей теории Дарвин положил следующие принципы:
· принцип наследственности и изменчивости;
· принцип борьбы за существование;
· принцип естественного отбора.
Принцип наследственности и изменчивости предполагает, что не любое изменение организма передается по наследству. Дарвин разграничивает два вида изменчивости - определенная и неопределенная. Определенная изменчивость - это способность всех особей одного вида определенным образом реагировать на изменения условий внешней среды (климат, пищу и др.). Определенная изменчивость не наследуется, а значит, не поставляет материал для органической эволюции. Неопределенная изменчивость - это происходящие в самых различных направлениях изменения организма, вызванные опосредующим воздействием внешней среды. Неопределенная изменчивость носит наследственный характер и незначительные отличия в первом поколении усиливаются в последующих. Дарвин подчеркивал, что решающую роль в эволюции играют именно неопределенные изменения. В этом его теория эволюции существенно отличается от теории эволюции Ж-.Б. Ламарка, отводившего решающую роль в развитии организмов определенной изменчивости.
Неопределенная изменчивость связана обычно с вредными и нейтральными мутациями, но среди них встречаются и такие мутации, которые в определенных условиях оказываются перспективными и способствуют прогрессу органических форм.
Принцип борьбы за существование отражает очень важную общую особенность органического мира. Она состоит в том, что каждый вид производит особей больше, чем их выживает до взрослого состояния. Остальные особи гибнут в “борьбе за жизнь”, в “борьбе за существование”. Такая борьба является необходимым условием органического прогресса.
Принцип естественного отбора указывает на тот реальный механизм, который позволяет осуществлять выбраковку ненужных форм и образование новых видов.
Сточки зрения уровня организации, биосфера представляет собой наиболее обширное объединение живых существ. Продолжая линию прежних рассуждений, биосферу можно определить как систему биогеоцензов, или живых сообществ. Ввиду сложности такого объединения представления о биосфере менялись и уточнялись с развитием науки, но главным в них оставалась идея обширной и целостной картины живой природы, а также взаимодействия живых систем со средой их обитания.
Однако кроме растений и животных, В.И. Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.
Превращение разума и труда человечества в геологическую силу планетного масштаба происходило в рамках биосферы, составной частью которой они являются. В.И. Вернадский в своих исследованиях неизменно подчеркивал, какое огромное воздействие человечество оказывает на расширение жизни путем создания новых культурных видов растений и животных. Опираясь на его идеи о биогеохимической основе биосферы, французский математик и философ Эдуар Леруа ввел понятие ноосферы, или сферы разума, для характеристики современной геологической стадии развития биосферы.