Современная естественнонаучная картина мира
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………
Глава 1. Естественнонаучная
картина мира..........................
1.1.
Понятие научной картины мира..........................
1.2.
Эволюция естественнонаучной картины
мира..........................
Глава 2. Современная
естественнонаучная картина мира..........................
2.1. Фундаментальные
основы новой картины мира..........................
2.2.
Научный метод и его эволюция........……………………......
Заключение……………………………………………………
Список
использованных источников………………………...........
Приложения....................
2
ВВЕДЕНИЕ
Современное миропонимание - важный компонент человеческой культуры. Оно расширяет горизонты мировоззрения людей, развивает их эрудицию и дает необходимые в каждодневной жизни знания. Огромную и особую роль в его формировании играет общение человека с природой.
Очевидно, что каждый культурный человек должен хотя бы в общих чертах представлять, как устроен мир, в котором он живет, как «работают» в нем законы природы; должен знать о механической и вероятностной картине мира, о специальной и общей теории относительности, чтобы иметь более общее представление о Природе, знать, что есть микромир, который в корне отличается от окружающего нас мира, что есть объекты мегамира, которые искривляют пространство и замедляют время и т.д. С другой стороны человек должен знать основное содержание естествознания и проблемы экологии, чтобы почувствовать себе ответственным за состояние биосферы. Любовь к природе предполагает уважение к происходящим в ней процессам, а для это надо понимать, по каким законам они совершаются. Знание законов природы позволяет взглянуть на деятельность человека и ее последствия в организованном мире.
Окружающий человека мир, безграничный в пространстве и времени, дает грандиозную картину мироздания, в которой все связано со всем. Жизнь Природы, Земли, Вселенной, физическая и духовная жизнь человека, жизнь и эволюция общества - все подчинено единым фундаментальным законам природы. Человек всегда пытался определить эту глобальную взаимосвязь всего со всеми разными способами и понять свое место, роль и предназначение в мире.
Развитие науки, и прежде всего физики, как способа познания позволило построить модели - системы понимания и описания картины мира на основе существующего знания. На разных этапах развития человечества были механическая, электромагнитная, квантово-механическая, синергетическая картины мира. Естественно, что в целом это отражает лишь бесконечный процесс познания, приближения к единой эволюционной картине мира и обусловливает принципиальную незавершенность научной картины мира. Современная наука пытается переосмыслить познанное, преодолевая необъясненные парадоксы и стереотипы мышления, создавая новую мировоззренческую парадигму. Целостность и динамизм современной картины мира - одна из важнейших особенностей нашего мира.
С развитием науки, с новыми фундаментальными открытиями она будет
3
еще более развиваться, совершенствоваться и видоизменяться.
Но вместе с этим современный мир характеризуется огромным количеством самых разных проблем. Среди наиболее важных и «больных» проблем нашей цивилизации особое место занимают так называемые глобальные проблемы современности. В XX в. воздействие цивилизации на экосферу Земли достигло такого уровня, что невозможно представить себе не только дальнейший прогресс, но и само выживание человечества без осознания его единства с окружающей природой. Эти проблемы, прежде всего, связаны с недостаточным распространением в обществе научных и культурных знаний, что породило почву для принятия безответственных решений, бесконтрольного производства человеческих потребностей и их удовлетворения в ущерб окружающей природе. Причиной создавшейся ситуации является дефицит современного миропонимания.
Цель данной работы: изучение и характеристика современной научной картины мира и связанные с этим глобальные проблемы, являющиеся ее неотъемлемой частью.
4
1. ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
1.1 Понятие научной картины мира
Картина мира бывает разная: физическая, геологическая, биологическая и т.д. Все эти «картины» и складываются в одну общую - научную картину мира.
Научная картина мира - это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях природы, возникшая в результате обобщения основных естественнонаучных понятий и принципов.
Применительно к физике термин «научная картина мира» ввел Генрих Герц (1857-1894), который понимал под ней внутренний образ мира, складывающийся 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. Г. Герц отмечает, что логические связи между представлениями внутреннего образа внешнего мира должны быть «образами естественно необходимых следствий отображаемых предметов».
Важнейшие элементы структуры научной картины мира - междисциплинарные концепции, образующие ее каркас. Концепции, лежащие в основе научной картины мира, являются ответами на сущностные основополагающие вопросы о мире. Эти ответы меняются с течением времени, по мере эволюции картины мира, уточняются и расширяются.
Каждая научная картина мира обязательно включает в себя следующие представления: о материи (субстанции); о движении; о пространстве и времени; о взаимодействии; о причинности и закономерности; космологические представления. Каждый из перечисленных элементов изменяется по мере исторической смены научных картин мира. Поэтому построение ее в окончательном, завершенном виде считается недостижимой целью.
По мере развития науки и практики в научную картину мира вносятся изменения, исправления и улучшения, но эта картина никогда не обретет характера окончательной, абсолютной истины. Фундаментальная теория или парадигма определенной науки может сформироваться в научную картину мира только тогда, когда исходные ее понятия и принципы приобретут общенаучный и мировоззренческий характер.
Например, в механистической картине мира такие принципы, как
обратимость событий во времени, строго однозначный детерминизм,
5
абсолютный характер пространства и времени, стали экстраполироваться или распространяться на другие события и процессы немеханической природы.
Наряду с этим, необычайная точность предсказаний механики при расчетах движения земных и небесных тел способствовали формированию такого идеала науки, который исключает случайности в природе и рассматривает все события и процессы под углом зрения строго однозначной механической причинности.
Все эти соображения говорят о тесной взаимосвязи научной картины природы с основными понятиями и принципами, создаваемыми отдельными фундаментальными отраслями естествознания.
Вначале создаются понятия и законы, непосредственно связанные с изучением наблюдаемых явлений и установлением простейших эмпирических законов. Так, например, при изучении электрических и магнитных явлений сначала были установлены простейшие эмпирические законы, количественно объясняющие эти явления. Попытки объяснить их с помощью механических представлений потерпели неудачу. Решающим шагом в объяснении этих явлений стало:
-
обнаружение Эрстедом
-
открытие Фарадеем
-
создание Максвеллом
-
введение понятия
В процессе эволюции и прогресса научного познания происходит смена старых понятий новыми понятиями, менее общих теорий более фундаментальными и общими теориями. А это со временем неизбежно приводит к смене научных картин мира, но при этом продолжает действовать принцип преемственности, общий для развития всего научного знания.
Однако, старая картина мира не отбрасывается целиком, а продолжает сохранять свое значение, уточняются только границы ее применимости. Так,
6
электромагнитная картина мира не отвергла механическую картину мира, а уточнила область ее применения. Аналогично этому квантово-релятивистская картина не отбросила электромагнитную картину, а указала пределы ее применимости.
Однако человек живет не только в природной среде, но и в обществе, и поэтому его взгляд на мир не ограничивается представлениями о природе, но включает также его мнения об общественном устройстве, его законах и порядках.
Поскольку индивидуальная жизнь людей складывается под влиянием собственного жизненного опыта, постольку и их взгляды на общество, и, следовательно, картина общества выглядят неодинаково. Наука же ставит своей целью создание целостной картины общества, которая имела бы общий, универсальный - и что особенно важно - объективный характер.
Таким образом, общая научная картина мира, складывающаяся из картины природы, формируемой естествознанием, и картины общества, создаваемой социальными и гуманитарными науками, дает единое, целостное представление о фундаментальных принципах развития природы и общества. Схематично естественнонаучная картина мира представлена на рисунке 1.
1.2 Эволюция естественнонаучной картины мира
В истории развития науки можно выделить три четко и однозначно фиксируемых радикальных смен научной картины мира, научных революций, обычно их принято персонифицировать по именам трех ученых сыгравших наибольшую роль в происходивших изменениях.
Аристотелевская (VI-IV века до нашей эры) в результате этой научной революции возникла сама наука, произошло отделение науки от других форм познания и освоения мира, созданы определенные нормы и образцы научного знания. Наиболее полно эта революция отражена в трудах Аристотеля. Он создал формальную логику, т.е. учение о доказательстве, главный инструмент выведения и систематизации знания, разработал категориально понятийный аппарат. Он утвердил своеобразный канон организации научного исследования (история вопроса, постановка проблемы, аргументы за и против, обоснование решения), дифференцировал само знание, отделив науки о природе от математики и метафизики.
7
Ньютоновская научная революция (XVI-XVIII века), Ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической, этот переход был обусловлен серией открытий, связанных с именами Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта, И. Ньютон, подвел итог их исследованиям и сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде. Основные изменения:
Классическое естествознание заговорило языком математики, сумело выделить строго объективные количественные характеристики земных тел (форма величина, масса, движение) и выразить их в строгих математических закономерностях.
Наука Нового времени нашла мощную опору в методах экспериментального исследования, явлений в строго контролируемых условиях.
Естествознания этого времени отказалось от концепции гармоничного, завершенного, целесообразно организованного космоса, по их представления Вселенная бесконечна и объединена только действием идентичных законов.
Доминантой классического естествознания, становится механика, все соображения, основанные на понятиях ценности, совершенства, целеполагания, были исключены из сферы научного поиска.
В познавательной деятельности подразумевалась четкая оппозиция субъекта и объекта исследования. Итогом всех этих изменений явилась механистическая научная картина мира на базе экспериментально математического естествознания.
Эйнштейновская революция (рубеж XIX-XX веков). Ее обусловила сери открытий (открытие сложной структуры атома, явление радиоактивности, дискретного характера электромагнитного излучения и т.д.). В итоге была подорвана, важнейшая предпосылка механистической картины мира – убежденность в том, что с помощью простых сил действующих между неизменными объектами можно объяснить все явления природы.
8
2. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
2.1 Фундаментальные основы новой картины мира
К фундаментальным основам новой картины мира относятся:
- общая и специальная теория относительности (новая теория пространства и времени привела к тому, что все системы отсчета стали равноправными, поэтому все наши представления имеют смысл только в определенной системе отсчета. Картина мира приобрела релятивный, относительный характер, видоизменились ключевые представления о пространстве, времени, причинности, непрерывности, отвергнуто однозначное противопоставление субъекта и объекта, восприятие оказалось зависимым от системы отсчета, в которую входят и субъект и объект, способа наблюдения и т.д.)
- квантовая механика (она выявила вероятностный характер законов микромира и неустранимый корпускулярно-волновой дуализм в самых основах материи). Стало ясно, что абсолютно полную и достоверную научную картину мира не удастся создать никогда, любая из них обладает лишь относительной истинностью.
Позднее в рамках новой картины мира произошли революции в частных науках в космологии (концепция не стационарной Вселенной), в биологии (развитие генетики), и т.д. Таким образом, на протяжении XX века естествознание очень сильно изменило свой облик, во всех своих разделах.
Три глобальных революции предопределили три длительных периода развития науки, они являются ключевыми этапами в развитии естествознания. Это не означает, что лежащие между ними периоды эволюционного развития науки были периодами застоя. В это время тоже совершались важнейшие открытия, создаются новые теории и методы, именно в ходе эволюционного развития накапливается материал, делающий неизбежной революцию. Кроме того, между двумя периодами развития науки разделенными научной революцией, как правило, нет неустранимых противоречий, согласно сформулированному Н. Бором, принципу соответствия, новая научная теория не отвергает полностью предшествующую, а включает ее в себя в качестве частного случая, то есть устанавливает для нее ограниченную область применения. Уже сейчас, когда с момента возникновения новой парадигмы не прошло и ста лет многие ученые высказывают предположения о близости новых глобальных революционных изменений в научной картине мира.
9
2.2 Научный метод и его эволюция
Современная научная картина мира возникла в рамках естествознания, и поэтому называется естественнонаучной. Она является результатом синтеза систем мира древности, античности, гео- и гелиоцентризма, механистической, электромагнитной картин мира и опирается на научные достижения современного естествознания.
Хотя естественнонаучная картина мира формируется из достижений и результатов познания наук о природе - естествознания, но картина мира в целом дополняется важнейшими концепциями и принципами общественных наук.
Современная научная картина мира сложилась практически целиком на основании достижений науки ХХ в. и включает в себя: знания об истории и устройстве Вселенной, о пространстве и времени, физическом вакууме, элементарных частицах, взаимодействиях, микромире, понятие живого, устройстве живых организмов, генах и ДНК, эволюции живых организмов, уровнях организации жизни, о человеке. Так, теория относительности радикально изменила наше понимание пространственно-временных отношений, квантовая механика - причинно-следственных связей.
Современная космология нарисовала удивительную историю эволюции Метагалактики, начавшуюся около 10-20 млрд. лет тому назад, раскрыла единство и целостность космоса, проявляющиеся, прежде всего, во взаимосвязи фундаментальных физических взаимодействий.
Биология выявила молекулярные основы процессов жизнедеятельности, проникла в тайны передачи наследственной информации, соединила идеи эволюции и генетики в новую синтетическую теорию, на основе которой удалось понять механизмы образования и изменения живых организмов.
Синергетика продемонстрировала, что процессы самоорганизации могут происходить не только в мире живого, но и в неживой природе.
Математика, химия, информатика, языкознание, психология и другие науки также внесли немалый вклад в современную научную картину мира. Имеются все основания для того, чтобы сказать, что не в одном из прошлых столетий наше понимание мира не претерпело столь значительных изменений в результате развития науки. Сейчас все осознают огромное значение науки не только для практической деятельности, но и для духовной жизни, для формирования современного мировоззрения.
Наиболее характерной чертой современной естественнонаучной картины мира является ее эволюционность. Эволюция происходит во всех
10
областях материального мира в неживой природе, живой природе и социальном обществе. Во многих областях нашей жизни прогрессивное развитие налицо.
Но, наверное, наиболее важным является научно-технический прогресс, от которого прямо или косвенно зависят все виды прогресса. Невозможно не поразиться тем колоссальным достижениям, которые сделала наука и техническая мысль всего за 5 тысяч лет. За это время от примитивного каменного топора люди перешли к сложнейшим машиностроительным станкам, от звериных шкур, сырых пещер и борьбы за огонь - к современным небоскребам и мощным электростанциям, от собирательства и охоты - к выведению новых видов растений и животных.
Трудно представить себе этот грандиозный научно-технический шаг, ведь если бы мы лет 500 назад сказали любому жителю средневековой Европы, что он, не выходя из своего дома, сможет видеть происходящее на другом конце планеты и разговаривать с другом, находящимся за тридевять земель от него, он ни за что не поверил бы нам, назвав все это небылицами, сказками, колдовством, волшебством или еще чем-нибудь в этом роде. Если бы мы сказали древнему египтянину или индусу, или греку, что человек способен лететь по небу со сверхзвуковой скоростью, на многие километры опускаться в глубины океана, ходить по поверхности Луны, все они, наверное, сочли бы нас сумасшедшими. Сегодня же все это - повседневная и привычная реальность, в которой нет ничего удивительного.
Приспособления, созданные человеком и намного превосходящие его физические возможности, никого не удивляют уже 300 лет. Человек победил свою мускульную силу в XVII в.: появилась паровая машина. С тех пор всем стало ясно: как бы ни были сильны и быстры ноги, совершенно бесполезно пытаться обогнать паровоз. В настоящее время научная мысль продвинулась гораздо дальше: в ХХ в. человек преодолел уже не физическую, а интеллектуальную (умственную) свою мощь, создав компьютер. Этот шаг является принципиально новым в истории научно-технических достижений и открывает собой целую эпоху. Там же.
Ведь все ранее изобретаемые машины были рассчитаны на физические действия: поднимать, передвигать, забивать, резать, качать, нагревать, прессовать и т.д. и т.п. Они должны были заменить мышцы наших слабосильных рук и ног. Теперь же человек создал машину, которая рассчитана на интеллектуальные действия и может заменить человеческий разум. Более того, искусственный интеллект (разум) - компьютер - каждый год совершенствуется, и постоянно увеличивает свои возможности. Правда,
11
правильнее говорить, что эти возможности увеличивает человек, постоянно совершенствуя созданную им машину. Однако не исключено, что наступит время, когда доведенная до высокой степени совершенства машина сможет самоусложняться и самосовершенствоваться, эволюционировать дальше самостоятельно.
В настоящее время мы должны признать большую зависимость человека не только от компьютера, но и от всех прочих технических средств. А обретение зависимости в результате научно-технического прогресса заставляет усомниться в его безусловности. Сегодня пессимистических прогнозов будущего, которое ожидает человеческое общество, становится все больше. Однако, несмотря на гигантские успехи распространения образования и развития науки, человечество не избавилось от проблем и их даже не стало меньше. Широкое применение науки и техники раскрыло не только их огромные созидательные возможности, но и продемонстрировало всем, что они могут быть использованы и против человека.
Современную науку традиционно принято подразделять на три взаимосвязанных блока - естественнонаучный, изучающий законы природы, технический, создающий приборы, инструменты и машины для познания природных явлений и облегчения человеческого бытия, и гуманитарный, изучающий законы развития человеческого общества. Дифференциация (разделение) наук сложилась исторически и была обусловлена трудностью одновременного познания всего окружающего мира и огромным потоком информации, захлестнувшим человечество в течение последних двух веков. До недавнего времени было принято противопоставлять естественнонаучную и гуманитарную культуру, их считали антиподами, находили принципиальные различия.
Но природа едина, человек принадлежит и природе, и обществу, поэтому в ХХ веке все очевиднее становилась надуманность такого противопоставления, и к концу ушедшего столетия наметилась противоположная тенденция, направленная на интеграцию (объединение) наук. Рациональный естественнонаучный подход стал все глубже проникать в гуманитарную сферу и влиять на общественное сознание. Стремление к гармоничному синтезу ранее противопоставляемых естественных и гуманитарных наук стало необходимым и созвучным потребностям современного общества. Начался процесс конвергенции (взаимопроникновения) наук.
В то же время, наука находится в процессе постоянного развития, но предугадать, в каком конкретном направлении она будет продвигаться
12
особенно успешно, невозможно. Так, физики предполагали, что уже в середине ХХ века будет осуществлена и управляемая термоядерная реакция и создана единая теория поля, а прорыв совершился в термодинамике открытых неравновесных систем (была создана синергетика). Кибернетики думали, что прогресс в области ЭВМ пойдет в сторону создания все более громоздких машин, а появился персональный компьютер.
Неотъемлемой частью современной картины мира являются глобальные проблемы, выражающие глубинные противоречия современного этапа единого исторического процесса развития. Это, несомненно, отражается и на мировоззрении современной эпохи. Ведь недаром высокая оценка науки причудливо сочетается с широким распространением суеверий и современных мифов, нередко облаченных в научные одежды. Как писал Ф. Тютчев, «чему бы жизнь нас не учила, но сердце верит в чудеса». Это проблемы не конкретных стран, народов или континентов. Перед их лицом равны все нации и государства. Это проблемы всего человечества, они носят планетарный масштаб потому и называются глобальными. Понятно, что и решить их возможно только совместными усилиями всех жителей одного большого дома, имя которому - планета Земля.
Перспективы решения глобальных проблем, возникших сейчас перед обществом, связаны также с дальнейшим развитием науки. В настоящее время речь идет о становлении новой информационно-экологической цивилизации, наука в котором будем определять основу мировоззрения и ценностной ориентации общества. Однако в связи с этим сама наука претерпевает существенную трансформацию. В ней происходит переход от фрагментного, мозаичного познания действительности, к целостному, системному познанию. Переход к системному этапу познания окружающего мира диктует также все более грозными явлениями в глобальной экосистеме - биосфере, связанными с непредвиденными последствиями научно-технического прогресса - загрязнениями окружающей среды, истощением ресурсов, возникновением новых заболеваний и т.д.
Со второй половины ХХ века человечество, которое во все предыдущие эпохи воспринимало биосферу только как источник ресурсов для своей хозяйственной деятельности, постепенно начало осознавать, что дальше так продолжаться не может и надо что-то предпринимать для сохранения биосферы. Так из узкого раздела биологии - в самостоятельную комплексную науку превратилась экология, и стала одной из главных общечеловеческих проблем - такой, как сохранение мира и международной безопасности, освоение космоса и т.п.
13
Кроме чисто биологического научного аспекта у экологии появились прикладная (охрана природы) и социально-экономическая (создание экономической и законодательной базы охраны природы) функции. Нынешние экологические проблемы имеют не национальный, а планетарный масштаб.
Мир коренным образом изменился. Нет практически ни одной важной для человеческой цивилизации проблемы, которая имеет решение в национальном масштабе. Глобальные проблемы - это комплекс острейших социоприродных противоречий, затрагивающих мир в целом. Сегодня, под действием идей саморазвития, глобализации и информатизации общества складываются тенденции, направленные на формирование новой научной картины мира.
Такая картина мира испытывает на себе влияние всех форм культуры, аккумулируя в себе понятийные выводы разных наук и способствуя их интеграции в другую форму культуры современного общества. Вследствие этого происходят изменения научной картины мира, поскольку это позволяет раскрыть закономерности в перемене общих представлений о мире в процессе эволюции культуры.
В настоящее время весьма актуальным является то, что научная картина мира взаимосвязана с картиной жизни и картиной человека, отражающими системное отношение личности к миру. И это подтверждает ее непосредственную взаимосвязь и с наукой, и с бытием современного человека.
Глобальные экологические проблемы представляют собой отражение сущностных свойств системы «человек - природа - общество». Кроме того, современная обстановка в мире характеризуется не только кризисами экологическими, но и социальными, экономическими, политическими, культурными и нравственными, которые также становятся глобальными.
Современные процессы технологической, производственной, а значит, и организационного переустройства основ общества только составная часть общего преобразования экологической ниши вида Homo sapiens. До последнего времени процесс преобразования планетарной экологической ниши в сознании человека преимущественно ассоциировался с достижениями науки, модернизацией производства, повышением среднего уровня жизни людей, ростом долголетия и т.д. Сейчас начался самый трудный и серьезный этап, требующий практического решения проблемы ресурсов, организации и распределения обязанностей и ответственности отдельных народов и цивилизаций за судьбу человечества как вида.
14
Напомним, что ХХ век назван веком НТР - научно-технической революции. В этот период технические потребности зачастую ставили проблемы, дающие толчок для развития новых разделов науки, а научные успехи наиболее эффективно закреплялись, если могли найти практическое применение. Однако слишком тесное сплетение науки и техники вредно, поскольку у каждого из этих блоков есть своя специфика: наука познает окружающий мир, а техника его преобразует. Но уже было сказано о том, что чрезмерное преобразование природы ведет к негативным последствиям и грозит гибелью биосфере. В этом заключено одно из противоречий современной науки.
Каковы же основные составляющие глобальных проблем конца ХХ - начала ХХI вв. в контексте современной картины мира, выражающих глубинные противоречия современного этапа исторического процесса развития?
Особо важная проблема - загрязнение биосферы производственными и бытовыми отходами. Основные загрязнители атмосферы - это угарный газ (продукт неполного сгорания, является высокотоксичным веществом), углекислый газ (образуется при сжигании любого топлива, нетоксичен, но его чрезмерное накопление в стратосфере обуславливает парниковый эффект), оксиды серы и азота, содержащиеся в промышленных выбросах (виновники «кислотных дождей»).