Современное естествознание и высокие технологии
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА»
Кафедра: «Современное естествознание»
РЕФЕРАТ
«Современное естествознание и высокие технологии»
Выполнила: студентка группы Ф-102
Галактионова Марина
Преподаватель: профессор Бочкарев Н. П.
2011 г.
Содержание
Введение…………………………………………………………
1. Постнеклассическая наука как новейшая фаза развития естествознания.....6
2. Высокие технологии. Наука – техника-технология………………………….9
Заключение……………………………………………………
Список литературы…………………………………
"Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет... Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которую неизбежно должна ему дать наука?"
Вернадский
Введение
В течение последних трех столетий естествознание развивалось невероятно быстро и динамично. Горизонт научного познания расширился до поистине фантастических размеров. На микроскопическом конце шкалы масштабов физика элементарных частиц вышла на уровень изучения процессов, которые происходят за время около 10-22 сек. и на расстояниях 10-15 см. На другом конце шкалы космология и астрофизика изучают процессы, которые происходят за время порядка возраста Вселенной 1010 лет; современная техника астрономических наблюдений позволяет изучать объекты, которые находятся от нас на расстоянии около 2000 Мпк. Свет от этих объектов "вышел" свыше 6 млрд. лет тому назад, т.е. тогда, когда еще и Земли не существовало. А совсем недавно обнаружены астрономические объекты, свет от которых идет к нам чуть ли не 12 млрд. лет! Человек получает возможность заглянуть в самое начало "творения" Вселенной.
Но вместе с тем сложности в развитии человечества второй половины XX в. периодически вызывают появление обеспокоенных публикаций с критикой естествознания и его материальных преломлений в виде новой техники и новых технологий. Порой испуг критиков достигает такой силы, что рождаются призывы “разрушить диктат естествознания и техники”, “вернуться назад к природе”, другие алармистские заявления [Крушанов, указ.соч.].
Значительно возросла роль науки в современном обществе. На основе науки рационализируются по сути все формы общественной жизни. Как никогда близки наука и техника. Наука стала непосредственной производительной силой общества. По отношению к практике она выполняет непосредственно программирующую роль. Новые информационные технологии и средства вычислительной техники, достижения генной инженерии и биотехнологии обещают в очередной раз коренным образом изменить материальную цивилизацию, уклад нашей жизни. Под влиянием науки (в том числе) возрастает личностное начало, роль человеческого фактора во всех формах деятельности.
Вместе с тем, радикально изменяется и сама система научного познания. Размываются четкие границы между практической и познавательной деятельностью. В системе научного знания интенсивно проходят процессы дифференциации и интеграции знания, развиваются комплексные и междисциплинарные исследования, новые способы и методы познания, методологические установки, появляются новые элементы картины мира, выделяются новые, более сложные типы объектов познания, характеризующиеся историзмом, универсальностью, сложностью организации, которые раньше не поддавались теоретическому (математическому) моделированию. Одно из таких новых направлений в современном естествознании представлено синергетикой [Найдыш, 538].
Рассмотрим далее, какова же роль становления синергетического типа мышления в отношении развития высоких технологий. В синергетике делается попытка описать развитие мира в соответствии с его внутренними законами развития, опираясь при этом на результаты всего комплекса естественных наук.
В этой связи уместно, например, напомнить, что идеи синергетики, вызывающие переворот в системе наших представлений о природе, возникали и разрабатывались в ходе многочисленных прикладных исследований, выявивших эффекты фазовых переходов и образования диссипативных структур (структуры в жидкостях, химические волны, лазерные пучки, неустойчивости плазмы, явления выхлопа и флаттера). В междисциплинарных исследованиях наука, как правило, сталкивается с такими сложными системными объектами, которые в отдельных дисциплинах зачастую изучаются лишь фрагментарно, поэтому эффекты их системности могут быть вообще не обнаружены при узко дисциплинарном подходе, а выявляются только при синтезе фундаментальных и прикладных задач в проблемно-ориентированном поиске [Аруцев, указ.соч.].
Цель нашего исследования состоит в определении и описании связей научного познания мира и его материальных преломлений в виде развития высоких технологий в свете указанных особенностей развития современного естествознания. Задачи исследования – определение особенностей новейшей фазы развития естествознания, развития высоких технологий на современном этапе и проблемы взаимосвязанного развития указанных областей.
1. Постнеклассическая наука
как новейшая фаза развития естествознания
На рубеже ХХI века естествознание, по-видимому, вступает в новую историческую фазу своего развития - на уровень постнеклассической науки. [по кн. Степин В.С. Философская антропология и философия науки].
Для постнеклассической
науки характерно выдвижение на первый
план междисциплинарных, комплексных
и проблемно-ориентировочных
Объектами современных междисциплинарных исследований все чаще становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием. Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта даже по сравнению с саморегулирующимися системами. Исторически развивающаяся система формирует с течением времени новые уровни своей организации, изменяет свою структуру, характеризуется принципиальной необратимостью процессов и др. Среди таких систем особое место занимают природные комплексы, в которые включен сам человек (объекты экологии, медико-биологические объекты, объекты биотехнологии, системы "человек-машина" и др.)
В.С. Степин, автор понятия постнеклассической науки, проводит деление науки в соответствии с типом рациональности. По его мнению, «классический тип рациональности центрирует внимание только на объекте и выносит за скобки все, что относится к субъекту и к средствам деятельности. Для неклассической рациональности характерна идея относительности объекта к средствам и операциям деятельности... Наконец, постнеклассическая рациональность учитывает соотносительность знаний об объекте не только со средствами, но и с ценностно-целевыми структурами деятельности. Каждый тип рациональности обеспечивает преимущественное освоение объектов определенной системной организации: малых систем, больших систем, саморазвивающихся систем» [Степин В.С. Научное познание и ценности техногенной цивилизации // Вопр. философии. - 1989. - № 10. - С. 18; Степин В.С. От классической к постнеклассической науке: изменение оснований и ценностных ориентаций // Ценностные аспекты развития науки. - М., 1990. - С. 160-166].
В наши дни доминирующим становится новый тип рациональности, новая постнеклассическая наука и постнеклассический образ науки, для которой характерны самоорганизующиеся системы. Но и другие виды системных объектов не исчезли из нашего мира. Поэтому классическая и неклассическая наука не исчерпали свой эвристический потенциал и свою эффективность в пределах не превышения своих полномочий и влияния предрассудков линейного мышления.
Последние десятилетия ХХ века были отмечены событиями, существенным образом трансформировавшими современную социокультурную реальность. Это и состояние нестабильности в мире, проявляющееся в формировании и распространении особого типа умонастроения и мироощущения, концептуализированного в науке в теории нелинейной динамики, синергетике; в философских, социологических, литературоведческих и культурологических теорий под общим названием «постмодернизм» и активное вхождение в жизнь общества новейших информационных технологий, произошедшем в результате бурного развития электроники. Все это привело к бурному развитию постнеклассической науки, к основным особенностям которой относится ее основание - новая рациональность с принципами неравновесности, неустойчивости, нелинейности.
В эпоху индустриального общества классическая наука уделяла основное внимание устойчивости, порядку, однородности и равновесию и изучала главным образом замкнутые системы и линейные соотношения, в которых малый сигнал на входе вызывает равномерно во всей области определения малый отклик на выходе.
При переходе от индустриального общества к постиндустриальному обществу с высокоразвитыми информационными технологиями и технологическими инновациями возникает новая научная модель мира. Ее называют постнеклассической, синергетической, Пригожинской парадигмой (по имени Ильи Пригожина - основателя брюссельской школы диссипативных структур). Она «акцентирует внимание на аспектах реальности, наиболее характерных для современной стадии ускоренных социальных изменений: разупорядоченности, неустойчивости, разнообразии, неравновесности, нелинейных соотношениях, в которых малый сигнал на входе может вызвать сколь угодно сильный отклик на выходе, и темпоральности - повышенной чувствительности к ходу времени» [Пригожин, 15 – 160].
В настоящее время большое
2. Высокие технологии. Наука – техника-технология
Обсуждаемая тематика развития человеческого общества в XXI веке охватывает не только научные сферы естествознания (которое, собственно и подверглось жесткому прессингу в последнее время), но естествознание вместе с его конечными практическими привязками к социуму и природе в виде новых видов техники и новых технологий.
Целесообразность именно такого подхода определилась тем, что критические замечания по существу все же касаются именно комплексной развивающейся связки “наука – техника-технология”. Кроме того, на связность круга проблем ориентирует тот факт, что в продвинутых и продолжающих успешно развиваться странах, развитие естествознания вполне определенно и во многом рассматривают в связи с возможностью (хотя бы принципиальной) и необходимостью генерирования именно новых образцов техники и технологии. Причем, разумеется, стоит помнить, что под технологиями теперь чаще всего понимаются не просто системы процессов и операций, ведущие к простенькому желательному результату, но то, что специально обозначают как “high tech”, - высокие технологии, способные порождать очень нетривиальные, значимые эффекты. Иначе говоря, определение разнообразных видов техники и технологии в качестве материализованных следствий естествознания, как представляется, в значительной мере оправдано. Хотя, разумеется, лишь подобным толкованием суть естествознания совсем не исчерпывается.
В своей фундаментальной роли естествознание, прежде всего, призвано решать задачу открытия новых законов и проблему выхода человечества в новые познавательные ниши. Однако поднакопившийся исторический опыт убеждает, что сейчас даже людям “чистой науки”, видимо, уже трудно избавиться от неявной посылки, что нечто, исследуемое сегодня лишь с познавательными целями, завтра, вдруг, может привести к каким-то очень даже прагматичным следствиям. Во всяком случае, судьба исследования, например, космических тел нашей солнечной системы, изучаемых ныне с целью именно практического освоения, вполне подтверждает разумность высказанной установки. О том же свидетельствуют исследования микромира. Насколько это повлияло на жизнь людей, не стоит даже говорить.
Технологии, в том числе
и современные высокие
Большие ожидания связаны, например, с нанотехнологией, где, используя в качестве строительных блоков атомы и молекулы, создают не существующие в природе и обладающие новыми, удивительными свойствами материалы и приборы. Используется тот факт, что на наноуровне (масштаб величин от 1 до 100 нанометров, 1 нанометр 10-9 м) многие свойства обычных материалов претерпевают значительные изменения. Это может касаться таких параметров как температура плавления, химическая реактивность, электро- и термопроводимости. Новые материалы и приборы находят широкую сферу приложимости - в электронике, медицине, экологии, авиации, космонавтике. В медицине - это создание новых лекарств, а также более совершенных методов доставки лекарств по назначению, когда с помощью наноскопических устройств лекарство доставляется именно тем клеткам живого организма, которые в нем нуждаются; в экологии речь может пойти о преобразовании токсичных компонентов в почве и воде, а также в промышленных выбросах в атмосферу, появившихся там в результате загрязнения окружающей среды, в нетоксичные; в самолетостроении новые материалы могут быть использованы для создания машин чрезвычайно прочных и вместе с тем легких и эластичных, что значительно снизит риск их разрушения при авариях; в космонавтике эти же материалы смогут быть использованы для строительства легких и мощных грузоподъемников, способных доставлять тяжелые грузы с поверхности планет на околоземные орбиты и т.д. Многие разработки в нанотехнологии преследуют цель сэкономить средства при производстве новых машин и оборудования, сделать производство более дешевым, что очень важно в условиях жесткой рыночной конкуренции на мировом рынке
Верно, что часто у технологий, в том числе и у нанотехнологии, есть и негативная сторона. С ними связаны определенные социальные риски - возможность ухудшения здоровья людей в связи с использованием в быту товаров, изготовленных из новых материалов; появление новых болезней, возникающих в качестве побочных эффектов применения созданных на основе тех же технологий лекарств; создание все более "совершенного" оружия массового уничтожения. Все это делает злободневным вопрос о социальной и моральной ответственности создателей новых технологий. Но всегда остается надежда, что эти риски удастся учесть, предотвратить и ответить на них. Так что с тезисом о необходимости технологий согласны все. Руссоистские идеи уже давно не в моде.
Другое дело наука. У многих ученых-прикладников, технологов, да и у некоторых философов науки она сегодня, прямо скажем, не в чести. Вполне серьезно ставится и обсуждается вопрос о том, нужна ли вообще фундаментальная наука и стоит ли ее финансировать. Во время дискуссий спрашивают, не лучше ли использовать эти средства для решения самых неотложных проблем человечества, направив их, например, на лечение онкологических заболеваний? Высказывается мнение, что наиболее успешно и продуктивно развивается наука, источником которой является решение той или иной практической проблемы. Основная претензия, предъявляемая фундаментальной науке, состоит в том, что она не приносит пользы.
Мнение по меньшей мере не верное. Ведь наука выступает основой технологических достижений. Традиционно полагалось, что фундаментальная наука является источником технологических новаций, а технология представляет собой приложение науки (так называемая «линейная» модель взаимоотношения науки и технологии; ее происхождение связывают с именем Ф.Бэкона). В настоящее время эта модель подвергается критике как несостоятельная. Но какие бы модели не предлагались взамен этой, все они исходят из того, что наука, пусть и не в качестве источника технологий, всегда принимает непосредственное или опосредованное участие в технологических исследованиях и разработках. Более того, в любой из этих моделей предполагается, что зависимость современных технологий - биотехнологии, биомедицинской технологии, нанотехнологии и т.п. от фундаментальной науки в настоящее время возрастает.
Но участием в технологических разработках фундаментальная наука не ограничивается. У нее есть еще одна не менее, а может быть даже более важная и великая задача. Она объясняет мир, удовлетворяя важнейшую интеллектуальную потребность людей - потребность знать. Человек хочет знать, как устроен мир, как произошла Вселенная, в чем сущность жизни, что такое сознание и т.д. Верно, что эта сторона фундаментальной науки бесполезна в том смысле этого слова, который вкладывал в него Оскар Уайльд, когда говорил, что всякое искусство бесполезно. Вряд ли исследования в области, скажем, квантовой гравитации (самый передний край современной теоретической физики) принесут непосредственную пользу людям, по крайней мере в обозримом будущем. Также мало что изменится в жизни обычных людей, если будет решена загадка происхождения жизни или раскрыта тайна происхождения Вселенной. Но, перестав задавать себе эти вопросы, перестав интересоваться ими, человеческое общество потеряет многое из того, что делает его именно человеческим.
Многие фундаментальные исследования сегодня требуют постановки очень дорогостоящих экспериментов. В физике элементарных частиц - это создание и использование современных сверхускорителей. Даже вопреки иногда высказываемому мнению, что сверхускорители - это уже элемент Большой науки и на нем осуществляются не фундаментальные, а прикладные исследования, сверхускорители - это просто гигантская экспериментальная аппаратура, создаваемая для целей фундаментальной, чистой науки. И работа на них - это экспериментальная деятельность в сфере чистой науки, где давно уже произошло разделение на экспериментальные и теоретические исследования. Даже такая богатая страна как США предпочла отказаться от строительства самого новейшего суперколлайдера (БАК - Большой адронный коллайдер) в одиночку; он был создан и запущен при финансовой поддержке нескольких стран-участниц проекта. В связи с дороговизной проекта вновь поднимался и поднимается вопрос: не лучше ли было израсходовать эти деньги на непосредственные нужды людей, например ликвидацию голода в странах третьего мира, здравоохранение, экологию?
Но, во-первых, те, кто ставит так вопрос, забывают, что в процессе создания такой экспериментальной аппаратуры как сверхускоритель, новые мощные импульсы развития получает и технология. Создаются новые приборы, новые материалы, вспомогательные устройства и оборудование. Одна из проблем, которые призван решить новый гигантский ускоритель БАК состоит в поисках хиггсовских бозонов - частиц, которые ответственны за появление масс у всех элементарных частиц. Решается чисто теоретическая задача. Но для того, чтобы построить это необходимое для ее решения экспериментальное оборудование, потребовалось создание новой вычислительной техники, новых массивных хранилищ данных, новых мощных электронных устройств, новых приборов и оборудования. Более того, многие даже не знают о том, что при исследовательских центрах, где работают такие ускорители (например, ФЕРМИЛАБ'е, США), лечат онкологические заболевания с помощью нейтронных пучков, полученных на этих же ускорителях. Лечат успешно, продлевая жизнь людей. В США существуют четыре таких центра.
Во-вторых, нам, говоря словами поэта, все-таки «не дано предугадать, как наше слово отзовется». Не преследуя утилитарных целей и просто создавая все более верные модели мира, ученые, занятые в сфере фундаментальных исследований, могут, даже не осознавая этого, закладывать фундамент для решения практических задач, важных для выживания человечества. Думал ли Галилей, формулируя свой закон свободного падения тел и в споре с аристотелианцами доказывая его справедливость, что тем самым он закладывает теоретические основы современной нам космонавтики? На базе полученного в рамках галилей-ньютоновой физики значения ускорения свободного падения тел (~9,8 м/сек2) удалось уже в наше время рассчитать, какую скорость ракета-носитель должна сообщить телу для того, чтобы оно могло стать искусственным спутником Земли (первая космическая скорость, равная ~ 8 км/сек), и какую скорость должно иметь, чтобы, преодолев земное притяжение, навсегда покинуть Землю и уйти в открытый космос (вторая космическая скорость, равная ~11 км/сек).
Или другой пример. Ныне хорошо известны блестящие практические достижения генной инженерии. Достаточно перечислить получение с помощью ее методов таких жизненно важных лекарств как инсулин, интерферон; создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов для производства аминокислот, антибиотиков, ферментов, витаминов; набирающую силу генную терапию и т.д. Но ведь в 60-х годах ХХ века было не ясно, даст ли вообще что-нибудь полезное молекулярная биология. И многие ученые сетовали на то, что на эту область исследований отпускается слишком много средств.
Таких примеров «отложенного» (используя терминологию квантовой физики, где говорят об "экспериментах с отложенным выбором") практического использования законов науки можно привести множество. Эта функция науки, несомненно, действует и сейчас. Эксперименты с космическими аппаратами, посылаемыми к другим планетам нашей Солнечной системы, многим представляются сейчас излишней роскошью. Но, возможно, они помогут человечеству постичь тайну происхождения жизни на Земле или расширить ареал существования человечества в Космосе.
Имея в виду возможность
существования такой «
Заключение
В условиях пришедшей на смену традиционной техногенной цивилизации темпы социального развития резко ускоряются, экстенсивное развитие сменяется интенсивным. Высшей ценностью становятся инновации, творчество, формирующие новые оригинальные идеи, образцы деятельности, целевые и ценностные установки. Традиция должна не просто воспроизводиться, а постоянно модифицироваться под влиянием инноваций.
Главным фактором, который определяет процессы изменений социальной жизни, становится развитие техники и технологии, которые проходят все более спрессованные циклы обновления. Так возникает новый тип развития, основанный на ускоряющемся изменении предметной среды, непосредственно окружающей человека [Степин, Кузнецова, 5-6].
Когда современная наука на переднем крае своего поиска поставила в центр исследований уникальные, исторически развивающиеся системы, в которые в качестве особого компонента включен сам человек, то требование экспликации ценностей в этой ситуации не только не противоречит традиционной установке на получение объективно-истинных знаний о мире, но и выступает предпосылкой реализации этой установки. Есть все основания полагать, что по мере развития современной науки эти процессы будут усиливаться.
Техногенная цивилизация ныне вступает в полосу особого типа прогресса, когда гуманистические ориентиры становятся исходными в определении стратегий научного поиска [Аруцев, указ.соч.].
Синергетический подход к познанию показывает, что знания не приобретают как вещь, ими овладевают, чтобы в дальнейшем обладать. Знания, полученные в синергетической образовательной среде, способствуют постижению действительности без отторжения субъекта (человека) от объекта (природы) на фундаментальном уровне.
Успехи в области
современных высоких
Эффективность технологий XXI века, видимо, будет зависеть от решения задач, связанных с этой проблемой. Проектирование синергетической среды в любой сфере обеспечит сочетание рационального и иррационального в процессе взаимодействия, формирование метаязыка аналогий, понятного естественнику и гуманитарию. Гуманитарный потенциал современного естествознания связан прежде всего с развитием мышления, формированием целостного мировоззрения, воспитанием чувств.
Проектирование
Список литературы