Концептуальные основы классической науки

 

 

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЬ «Направление Экономика»

 

 

 

К О Н Т Р О Л Ь Н А Я    Р А Б О Т А

по дисциплине: «Концепции современного естествознания»

 

по теме: «Концептуальные основы классической науки»

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент  1 курса

за 2 семестр

 

 

Когалым, 2010

 

 

План

 

1. Введение.……………………………………………………………….……….3
2. Становление классической науки ……………………………………..…...…5

         2.1 Научные программы античности ……………………………………….5

         2.2 Средневековая наука……………………………………………………….6

   3. Классическая наука………………………………………………………….….8

         3.1. Естествознание в «Новое время»……………………………………...…..8

         3.2. Естествознание XIX века………………………………………….………11

     4. Кризис классической науки…………………………………………….……..15

     5. Заключение………………………….…………………………………………17

   6. Список литературы…………………………………………………….……….18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Наука в ее современном  понимании является принципиально  новым фактором в истории человечества. Как своеобразная форма познания - специфический тип духовного  производства и социальный институт - наука возникла в Европе, в Новое  время, в XVI-XVII вв., в эпоху становления  капиталистического способа производства и дифференциации (разделения) единого  ранее знания на философию и науку. Она (сначала в форме естествознания) начинает развиваться относительно самостоятельно.

В античный и средневековый  периоды существовали лишь элементы, предпосылки, "кусочки" науки, но не сама наука. Причина такого положения, разумеется, коренится в тех реальных общественно-исторических, социокультурных  факторах, которые еще не создали  объективных условий для формирования собственно науки.

Именно в XVII в. произошло  то, что дало основание говорить о научной революции — радикальной  смене основных компонентов содержательной структуры науки, выдвижении новых  принципов познания, категорий и  методов.

Социальным стимулом развития науки стало растущее капиталистическое  производство, которое требовало  новых природных ресурсов и машин. Развитие нового - буржуазного - общества порождает большие изменения  не только в экономике, политике и  социальных отношениях, оно сильно меняет и сознание людей. Важнейшим  фактором всех этих изменений оказывается  наука, и, прежде всего, экспериментально-математическое естествознание, которое как раз  в XVII в. переживает период своего становления. Постепенно складываются в самостоятельные  отрасли знания - астрономия, механика, физика, химия и другие частные  науки. Понятия "наука" и "естествознание" в этот период (и даже позднее) практически отождествлялись, так как формирование обществознания (социальных, гуманитарных наук) по своим темпам происходило несколько медленнее.

Отныне основной задачей  познания стало не "опутывание противника аргументацией" (как у схоластов), а изучение - на основе реальных фактов - самой природы, объективной действительности.

Тем самым, в отличие от традиционной (особенно схоластической) философии, становящаяся наука Нового времени кардинально по-новому поставила  вопросы о специфике научного знания и своеобразии его формирования, о задачах познавательной деятельности и ее методах, о месте и роли науки в жизни общества, о необходимости  господства человека над природой на основе знания ее законов.

В общественной жизни стали  формироваться новая мировоззренческая  установка, новый образ мира и  стиль мышления, которые по существу разрушили предшествующую, многими  веками созданную картину мироздания и привели к оформлению принципиально  нового по сравнению с античностью  и средневековьем понимания мира.

 

2.  Становление классической науки.

       

       Доклассический период развития естествознания растянулся более чем на двадцать столетий. Можно выделить два очень важных этапа: античность и средние века. Исследования ученых этих времен стали предтечей становления классической науки.

          2.1. Научные программы античности

          Наука в современном понимании этого слова зародилась в поздней античности. Ее колыбелью стала Древняя Греция. Уже в Y - I в. до н.э. у греков

достаточно хорошо были развиты математика, механика, астрономия.    Сложившаяся социокультурная ситуация способствовала становлению нового

мировоззрения - античной натурфилософии и создала условия для возникновения системы доказательных знаний, в основе которой лежит рациональное обоснование. Сформированный в античности аппарат логического рационального мышления представлял собой определенный алгоритм производства доказательных знаний. Являясь принципиально новым по сравнению с мифологией подходом к постижению мира, натурфилософия подводила к пониманию, что истина - не продукт догматической веры, а логически обоснованный результат созерцания и осмысления окружающей действительности.

         Мыслители древности выдвигали в качестве первоосновы мира четыре стихии: воду (Фалес), воздух (Анаксимен), землю и огонь (Гераклит). Одним из крупнейших в раннегреческой натурфилософии являлось учение Гераклита. По его представлениям все предметы рождаются из огня и разрушаясь, вновь превращаются в огонь. На основе представлений о превращении огня он строил свою космологию. Все в мире изменчиво, утверждал он, «в один и тот же поток

нельзя войти дважды и  нельзя дважды застигнуть смертную природу в одном и том же состоянии». Все изменения в мире подчинены всеобщему закону -Логосу, благодаря которому первичный Хаос превращается в упорядоченный Космос.

  

     Исследователи выделяют три научные программы античности:

1. Математическая программа  Пифагора (VI в. до н.э.) и Платона

2. В основе корпускулярной (лат. corpusculum - частица) атомистической

программы лежат представления  эпикурейской школы (Левкипп, Демокрит,

Эпикур)

3. Завершающим этапом  развития античной науки можно считать создание континуальной  программы, объединившей в себе все достижения античности. Ее основоположником был Аристотель (384-322 г. до н.э)

          2.2 Средневековая наука

          С распадом античных цивилизаций (I-II в. н.э.) рассеялась по миру их уникальная культура, а с ней и те зачатки наук, которые сформировались в натурфилософии. И лишь к середине X века, после окончательного установления христианства, сквозь тьму варварства и мракобесия начинают пробиваться ростки новой культуры.

     Переводятся на современные языки, сохранившиеся труды древнегреческих философов. Ренессанс гуманитарной культуры послужил мощным толчком к возрождению знаний античности. В недрах средневековой культуры появляются зародыши экспериментальной науки. Ее провозвестником стал Р.Бэкон  XII-XIII века - начало эпохи Возрождения, расцвет которой приходится на XIY-XY в. Она подарила человечеству такого титана как Леонардо да Винчи (1452-1519), на плечах которого сформировалась наука XVI-XVII веков. Один из лучших умов человечества, живописец и скульптор, архитектор, ученый, инженер, он изучал движение тел, трение скольжения, гидравлику, сопротивление материалов, разрабатывал проекты каналов, ирригационных систем, машин для подъема и транспортировки грузов, металлургических печей, прокатных станов, ткацких, печатных и деревообрабатывающих станков, летательных аппаратов, подводных лодок, мостов.

     Культура Возрождения подготавливала почву для становления «зрелой»

науки. Этому во многом содействовали  средневековые монастыри, школа  и

университет.

       XY - это век великих географических открытий, зарождения океанических цивилизаций и колониальной системы. Не просто любопытство вело Колумба, Магеллана, Васко да Гама в неизведанные края, а необходимость - завоевание новых территорий и развитие торговли. Нужно было развивать кораблестроение, технику, навигацию. А это невозможно сделать без физики и астрономии. Необходимость овладения навигацией заставила человека более пристально взглянуть на небо и выделить астрономию в самостоятельную область исследования. Именно в это время она отделяется от астрологии.

        В конце XYI века средневековая цивилизация с ее феодальным укладом

и ремесленным производством  подходит к своему закату. Нарождается  новый

тип социально-экономических  отношений, основанный на развитии мануфактурного производства. Возвышение практической деятельности, одобрение практицизма и предпринимательства, новый взгляд на человека как энергичную личность, устремленную на преобразование мира, поощрение индивидуализма, замешанного на религиозных ценностях - все это способствовало

формированию нового общественного  сознания.

      Небывалого уровня развития по сравнению с античностью достигла экспериментальная техника, что способствовало углублению научных исследований, разработке новых станков, инструментов, механизмов и производственной техники. Подготавливался переход к новому, машинному производству и вызревали условия для промышленной революции XYII-XYIII веков.

 

 

 

                                            

 

 

 

3 Классическая  наука

 

3.1.Естествознание  в «Новое время»

           Эпоха средневековья плавно перетекает в Новое время (XYII-XYIII в.).

Это начало промышленного  освоения природы и время зарождения техногенной цивилизации. Оно характеризуется интенсивной урбанизацией, невероятно быстрой индустриализацией, зарождением классической науки и укреплением ее позиций. В промышленность внедряются машины и механизмы, заменяющие физический труд человека. В результате череды социальных революций осуществляются глубокие преобразования в обществе, происходит демократизация политических структур, в общественном сознании закрепляется идеал – образ человека, рационального, умеренного и аккуратного, одной из важнейших целей которого является получение денег и прибыли.

Весь ученый физический мир  занимается проблемами механики: И.Ньютон (1643-1727), Х.Гюйгенс (1629-1695), Р.Гук (1635-1703).. Х.Гюйгенс, продолжая исследования Галилея, изучил колебательное движение тел и его законы.

 Но основные направления исследований Ньютона - математика, механика и оптика. В 1687 году выходит его знаменитое сочинение «Математические начала натуральной философии», в котором он определяет основные понятия механики

 Работы Ньютона стали  фундаментом модели мира - механической картины, которая получила свою окончательную огранку к концу XVIII века благодаря работам И.Бернулли (1667-1748), Д.Бернулли (1700-1782), Л.Эйлера (1707-1783), Ж.Лагранжа (1736-1813), Ж.Д,Аламбера (1717-1783), Г.Лейбница (1646-1716) и других.

Ее основные идеи:

1. Мир дискретен и представляет  совокупность взаимодействующих  тел,

которые состоят из мельчайших корпускул - атомов.

2. Все тела находятся  в вечном движении в пространстве, заполненном

гипотетической упругой  средой - эфиром, подобной легкому газу, благодаря

которой осуществляется их дальнодействие.

3. Пустое пространство  есть вместилище тел. Оно абсолютно, трехмерно, однородно и изотропно. Время абсолютно, однородно, однонаправленно и необратимо. Пространство и время не связаны между собой.

4. Положение тела в  пространстве в любой момент времени можно указать с помощью системы отсчета и координат. Специальные преобразования позволяют перейти от одной инерциальной системы отсчета к другой.

5. Тела природы обладают  внутренним свойством двигаться прямолинейно и равномерно, различаются массой и энергией. Взаимодействие тел носит гравитационный характер, количественно определяется законом все-мирного тяготения и распространяется с бесконечно большой скоростью.

6. Энергия, импульс и  момент количества движения тела могут принимать непрерывный ряд значений.

7. Законы сохранения обеспечивают  вечность и неизменность мира, не-

прерывность и периодичность  движения.

8. Все тела природы  стремятся к устойчивому состоянию  с минимумом

энергии.

9. Все явления связаны  жесткими причинно-следственными  связями,

которые предопределяются законами механики.

10. Законы механики универсальны  и применимы к любым процессам.

          Механическая картина мира явилась важной ступенью в познании природы. Как и всякая модель, она условна и приемлема лишь для описания движения макротел, скорости которых много меньше скорости света. На ее базе сформировалось представление о природе как сложном и точном «часовом» механизме, некогда заведенном в результате «божественного первотолчка», механизме неизменном, раз и навсегда заданном.

      Это значило, что, все явления природы связаны между собой жесткими причинно следственными связями.

       Прогресс химии конца XVIII начала XIX века связан с именами физико-химиков А.Лавуазье (1714-1794), Д.Дальтона(1755-1844), Гей Люссака (1778-1850), А.Авогадро (1775-1856), в исследованиях которых молекулярно-кинетическая теория, химическая атомистика и физика газов развивались как единое целое.

Осознание этого и формирование химии как науки происходило постепенно, в процессе жесточайшей борьбы с алхимическими воззрениями.

Первая научная революция в химии связана с именем А.Лавуазье (1743-1794). Он

окончательно разрушил теорию теплорода, выяснил роль кислорода в процессах дыхания и горения, заложил основы термохимии, количественных методов исследования и рациональной номенклатуры.

          Наиболее прогрессивные идеи естествознания того времени связаны с именем русского ученого мирового значения М.В.Ломоносова (1711-1765).

 Научные идеи Ломоносова далеко опередили науку нового времени. Вместе с Г.Рихманом исследовал атмосферное электричество, создал несколько оптических приборов, открыл атмосферу Венеры, объяснил происхождение многих полезных ископаемых и минералов.

        Начала современной физиологии, и эмбриологии были заложены еще в

работах В.Гарвея (1578-1657). Но возможность изучать микроструктуру живого появилась только с внедрением микроскопии. Точно неизвестно, какой гений изобрел микроскоп, но доподлинно известно, что А.Левенгук (1632-1723). Использование оптики для изучения живого имело эпохальное значение для естествознания. Вплоть до изобретения электронного микроскопа в середине ХХ столетия оптический микроскоп был единственным инструментом, позволявшим заглянуть внутрь клетки и  изучать отдельные ее органеллы.

       Наука постепенно вытесняет религию и претендует на ведущее место

в мировоззрении. Именно в этот период возникает и углубляется водораздел между естественными и гуманитарными науками, нарушается внутренняя симметрия культуры, происходит становление технократической модели развития цивилизации.

 

 

 

3.2. Естествознание XIX века

          Для европейской цивилизации XIX век стал временем расцвета индустриализации и торжества науки. Начало XIX века ознаменовалось мощным развитием теплотехники и теплоэнергетики, интенсивным внедрением парового двигателя в транспорт и промышленность. Но постепенно эпоху теплотехники сменяет эпоха электричества, которая еще в больших масштабах преображает жизнь, быт и труд человека, особенно в крупных городах.

  Погоня общества за материальным благополучием (что само по себе и неплохо) отодвигает на задний план гуманитарные сферы деятельности, делает приоритетными естественные науки, которые становятся базисом в формировании мировоззрения эпохи.

      Освоение теплоэнергетики, связано с именами С.Карно (1796-1832),

Р.Майера (1814-1889), Р.Клаузиуса (1822-1888), Г.Гельмгольца (1821-1894),

В.Нернста (1854-1941) и др.

   Приложение теории вероятности к термодинамическим системам явилось важной вехой в развитии физики, которая получила достойное признание лишь в двадцатом веке. Прорыв в этой области сделал организатор и первый директор знаменитой на весь мир Кавендишской лаборатории Д.Максвелл (1831-1879

        С работами Максвелла закладываются основы нового направления - статистической физики, которая основывается на атомистике и вероятности. В науке появляется представление о фундаментальности случайного и вероятностном характере причинно-следственных отношений. Эти идеи стали основополагающими для развития науки ХХ века и синергетического подхода к изучению мира.

     При переходе от механической картины мира к электромагнитной произошли кардинальные изменения взглядов на фундаментальные свойства материального мира. Пространство перестало быть пустым. Оно заполнено сплошной средой - полем. Отпала необходимость в мировом эфире, его функции выполняет поле. Механическое перемещение дополняется волновым процессом, который можно описать с помощью законов электродинамики.

     К концу XIX века сложилось вполне отчетливое представление об атомно-молекулярной структуре вещества. Открытие протона и электрона позволило построить модель атома как системы, состоящей из более простых элементов.

      Начинает  активно развиваться органическая химия. Важная веха в ее становлении связана с именем Ш.Жерара (1816-1856), разработавшего общую классификацию органических веществ на основе открытия гомологических и генетических рядов органических соединений, а также атомистических представлений. В дальнейшем это позволило А.Бутлерову (1828-1885) разработать теорию химического строения органических соединений.     Исследования в органической химии XIX века стали основой синтетической химии, нефтехимии, биохимии, которые достигнут своего апогея в XX веке. В химию XIX века приходит осознание того, что качественное разнообразие веществ и их свойств связано не только с составом, но и структурой молекул, их пространственным строением.

     Крупнейшей революцией в естествознании XIX века стало открытие Д.Менделеевым (1834-1907) периодического закона и периодической системы

элементов. Сын учителя  из провинциального губернского  городка Тобольска,

он достиг небывалых успехов  в естествознании, став автором фундаментальных исследований по химической технологии, физике, метрологии, метеорологии, сельскому хозяйству. Но мировую известность ему принесло открытие периодического закона. Высокий уровень интуиции, гениальное предвидения и кропотливый труд позволили ему сделать это по истине эпохальное открытие.

     К концу XIX века в самостоятельную область выделилась химическая

термодинамика, сформировались представления о кинетике и катализе химических процессов. Объединение органической химии с учением о кинетике и катализе позволило в ХХ веке поставить на качественно новую основу химическую технологию и промышленный органический синтез, роль которых в развитии современной цивилизации трудно переоценить.

       XIX век оказался переломным и для биологии. Благодаря достижениям

физики и химии она  переходит с описательного уровня на более высокий,

молекулярный, связанный с изучением биохимических процессов. И этому во многом способствовало развитие измерительной техники и методов физико-

химических исследований. На качественно новую ступень переходит цитология. М.Шлейден (1804-1881), Т.Шванн (1810-1882), Р.Вирхов (1821-1902) выяснили различия между животной и растительной клеткой, выявили их наиважнейшие структурные элементы, установили факт клеточного деления.

    В работах Ч.Дарвина (1809-1882) и А.Уоллеса (1823-1913) получают

дальнейшее развитие эволюционные идеи XYIII века. Их обоснование было

изложено в книге Дарвина  «Происхождение видов путем естественного отбора»

Учение о случайности  пришло в биологию почти одновременно с представлением о ее фундаментальной роли в тепловых процессах. Идея эволюции биологических систем в сторону усложнения и возрастающей упорядоченности предвосхищала появление идей синергетики.

      К концу XIX века приобретает законченные формы классическая биохимия, толчком для становления которой послужило открытие мочевины(1828), развитие органической и синтетической химии, выделение и изучение важнейших биополимеров. Совершенствование оптики, физических и химических методов анализа позволили выделить вещество наследственности ДНК, способствовали развитию микробиологии и бактериологии, которые к концу XIX века занимают ведущие позиции в биологической и медицинской науках.

     Но несмотря на огромные успехи биология так и не смогла построить единой биологической картины мира. Во многом это было связано с тем, что она затруднялась ответить на вопрос о происхождении живого и причинах

его принципиального отличия  от неживого. Ученые-экспериментаторы, исследуя структуру и функционирование клетки, механизмы ее деления, пытались выявить причины зарождения живого, однако XIX веку решить эту проблему биологической науки не удалось.

    Космологические гипотезы конца XIX века были, в первую очередь, результатом математического, физического и философского обобщения многочисленных наблюдений, начиная от глубокой древности. По мере развития

математических основ  естествознания, совершенствования  измерительной аппаратуры, накопления экспериментальных данных о возрасте звезд и звездных систем, их геометрических размерах и массах, скоростях движения, температурах, спектрах излучения, к концу XIX века сформировалась убежденность в том, что Вселенная бесконечна в пространстве и времени, неизменна (стационарная космологическая модель) и имеет определенную структуру.

     К концу XIX века классическая наука приняла законченный вид. Получили

свою завершенность фундаментальные  идеи естествознания и соответствующие им принципы - сохранения, относительности, направленности процессов, периодичности. Внедрение математических методов и формализация исследований в естественных науках завершили строительство здания классического рационализма. Наука поставила последние штрихи в классическом

детерминизме. Складывалось впечатление, что она выполнила свою познавательную функцию, раскрыла все тайны Мироздания, ответила почти на все вопросы человека и обеспечила ему достойное существование. Крупные успехи были достигнуты во всех областях естествознания В теоретической и экспериментальной физике были построены механическая, тепловая и электромагнитная картины мира, разработаны статистическая физика и электронная теория, предложена модель строения атома, измерена скорость света и изучены его свойства. С открытием периодического закона химических элементов приобрела свою завершенность химия. Казалось, что еще чуть-чуть и

описание природы с  помощью математики примет всеобъемлющую  форму и можно будет, сформулировав несколько основополагающих аксиом, построить единую научную картину мира.

 

 

 

 

 

 

                                    4. Кризис классической науки

      Однако на пути построения единой естественнонаучной картины мира появились некоторые препятствия. И связаны они были в первую очередь с наукой, позволившей раздвинуть горизонты познания в микро-оптикой, и появлением экспериментальных фактов, которые классическая физика не могла объяснить. Свет всегда был загадкой для науки. В представлениях XVII-XVIII веков поддерживалось две гипотезы о его природе: свет - есть поток особых световых корпускул (Ньютон), и свет - есть поток волн (Гюйгенс). Но так как авторитет Ньютона в те времена был непререкаем, господствовала первая гипотеза. В начале XIX века опыты Т.Юнга (1773-1829) и О.Френеля (1788-1827) по интерференции и дифракции утвердили представления о волновой природе света. Теоретическое обоснование эта точка зрения получила в классической электродинамике Максвелла.

     Наука никак не могла найти теоретического обоснования периодического закона Д.И.Менделеева. В конце XIX века потерпела окончательное поражение теория мирового эфира.

     Скорость света оказалась постоянной и не зависящей ни от эфира, ни от скорости движения источника.

    Классическая наука оказалась бессильной в объяснении природы рентгеновских лучей (1895), радиоактивности (1896) и электрона (1897). При исследовании радиоактивности обнаружилось невыполнение закона сохранения

массы. В астрономии появился ряд фактов, противоречащих представлению  о

стационарности Вселенной. Американский астроном П.Ловелл (1855-1916), используя методы спектроскопии, заметил разбегание галактик и измерил скорости некоторых из них, однако наука XIX века не смогла дать объяснения этим фактам.

      Нуждался в ревизии ряд гносеологических позиций классической науки.

Как известно, она рассматривает  поведение закрытых систем. Но рассмотрение любого объекта или системы в отрыве от их взаимосвязей с другими объектами или системами весьма условно.

    Для разрешения кризиса и истолкования новых явлений и фактов нужны были новые гипотезы, идеи и теории. И такие идеи появились. Это, прежде всего, гипотеза М.Планка (1858-1947) о квантах, с принятием которой наступил новый виток в развитии корпускулярно-волнового дуализма, идеи А.Эйнштейна (1879 1955) о природе пространства и времени, идеи Э.Резерфорда (1871-1937) и Н.Бора (1885-1962) о строении атома. Исход кризиса завершился рождением основополагающих для ХХ века парадигм - специальной и общей теории относительности, квантовой механики и построением квантово-релятивистской картины мира.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Заключение

          Естественные науки во всем этом множестве разнородных объектов, явлений и процессов стремятся увидеть нечто общее, выявить механизмы их функционирования, выразить это в строгих аналитических выражениях. Но при этом они всего лишь строят модели с определенной степенью их подобия реальным явлениям. Однако окружающая действительность гораздо сложнее самых совершенных научных моделей. Более того, современная наука пока не имеет достаточного количества данных, чтобы построить ее непротиворечивую картину, многое в ней остается на уровне гипотез. И чем активнее человек проникает в глубины Мироздания, тем больше у него возникает вопросов и неясностей. Являясь лишь малой песчинкой Мироздания, может ли он до конца постичь работу его грандиозной машины, которая летит сквозь пространство и время, увлекая за собой в гигантский круговорот все, что есть в этом мире?