История неклассической науки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Санкт-Петербургский  государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»     

им. В. И. Ульянова (Ленина)

                                                   

 

 

 

 

КАФЕДРА ФИЛОСОФИИ

 

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине «История науки  и техники»

 

на тему:

 

«История неклассической науки»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка  группы 9711

Гуманитарного факультета

Соколова Е.Н.

 

 

Научный руководитель:

Котенко В.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2011

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

Периодизация  науки……………………………………………………………5

Неклассическая  наука…………………………………………………………10

Заключение……………………………………………………………………..25

Литература……………………………………………………………………..26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

Наука — сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. В ходе исторического развития наука превращается в производительную силу общества и важнейший социальный институт. Понятие «наука» включает в себя как деятельность по получению нового знания, так и результат этой деятельности — сумму полученных к данному моменту научных знаний, образующих в совокупности научную картину мира. Термин «наука» употребляется также для обозначения отдельных отраслей научного знания.        

Непосредственные цели науки — описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет её изучения на основе открываемых ею законов, т. е. в широком смысле — теоретическое отражение действительности.         

Будучи неотъемлемой от практического способа освоения мира, наука как производство знания представляет собой весьма специфическую форму деятельности. Если в материальном производстве знания используются в качестве средств повышения производительности труда, то в науке их получение — в виде теоретического описания, схемы технологического процесса, сводки экспериментальных данных, формулы, препарата и т. п. — образует главную и непосредственную цель. В отличие от видов деятельности, результат которых в принципе бывает известен заранее, научная деятельность даёт приращение нового знания, т. е. её результат принципиально нетрадиционен. Именно поэтому наука выступает как сила, постоянно революционизирующая другие виды деятельности. 

Хотя отдельные элементы научного знания начали формироваться в более древних обществах (шумерская культура, Египет, Китай, Индия), возникновение науки относят к 6 в. до н. э., когда в Др. Греции (где и возникли первые теоретические системы — Фалес, Демокрит) сложились соответствующие условия. Формирование науки требовало критики и разрушения мифологических систем; для её возникновения был необходим также достаточно высокий уровень развития производства и общественных отношений, приводящий к разделению умственного и физического труда и тем самым открывающий возможность для систематических занятий наукой. Более чем двухтысячелетняя история науки отчётливо обнаруживает ряд общих закономерностей и тенденций её развития [1]. Ещё в 1844 Ф. Энгельс сформулировал положение об ускоренном росте науки.: «... Наука движется вперед пропорционально массе знаний, унаследованных ею от предшествующего поколения...» [3, с. 568].

История науки есть история  событий, выбранных и интерпретированных некоторым нормативным образом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Периодизация науки

Исследуя историю любого материального  или духовного явления (в том  числе и науки), следует иметь  в виду, что это сложный диалектический поступательный процесс «появления различий», включающий в себя ряд  качественно своеобразных этапов, фаз  и т. п. Поэтому задача познания состоит  в том, чтобы добиться понимания  действительного исторического  процесса в его различных фазах, установить специфику этих фаз, их сходство и отличия, их границы и связь между ними. Каждую из этих ступеней, фаз, следует рассматривать как некоторую целостность, как качественно определенную систему, имеющую свою специфическую структуру, свои «составляющие», свои элементы, связи и т. п. Хотя границы между этапами истории предмета не являются «абстрактно-строгими», а они гибки и подвижны, их правильное проведение в соответствии с объективной природой самих предметов является важнейшим условием успешного исследования. Причем следует стремиться к изучению всех ступеней развития предмета, всех фаз его истории (основных и неосновных, существенных и несущественных и т. п.) с тем, чтобы затем выделить среди них главные, необходимые, узловые.

Существует два основных вида периодизации: 1) формальный, когда в основу деления  истории предмета на соответствующие  ступени кладется тот или иной отдельный «признак» (или их группа); 2) диалектический, когда основой (критерием) этого деления становится основное противоречие исследуемого предмета, которое необходимо выделить из всех других противоречий последнего. Формальная периодизация широко применяется на начальных этапах исследования истории  предмета, т. е. на эмпирическом уровне, на уровне «явления», и поэтому ее нельзя, разумеется, недооценивать  или, тем более, полностью отвергать. Вместе с тем значение этого вида периодизации нельзя преувеличивать, абсолютизировать ее возможности. Переход в научном исследовании на теоретический уровень, на ступень познания «сущности» предмета, вскрытие его противоречий и их развития означает, что периодизация истории предмета должна уже осуществляться с более высокой — диалектической точки зрения. На этом уровне предмет необходимо изобразить как «совершающее процесс противоречие. Главные формы, ступени развертывания этого противоречия (прежде всего основного) и будут главными этапами развития предмета, необходимыми фазами его истории.

Таким образом, развитие, история предмета, его переходы от одного этапа к  другому, есть в конечном счете не что иное, как развертывание основного, фундаментального противоречия между его полюсами (противоположностями). Каждый основной этап, главная, необходимая ступень — это одно из посредствующих звеньев этого развертывания, причем эволюция основного противоречия — это процесс возрастания не только количества посредствующих, промежуточных звеньев, но и их качественных различий, выражающих специфику каждого главного этапа истории предмета.

Применяя сказанное о периодизации к истории науки, следует прежде всего подчеркнуть следующее. Наука явление конкретно-историческое, проходящее в своем развитии ряд качественно-своеобразных этапов. Вопрос о периодизации истории науки и ее критериях по сей день является дискуссионным и активно обсуждается в отечественной и зарубежной литературе. Один из подходов, который получает у нас все большее признание, разработан на материале истории естествознания — прежде всего физики (В. С. Степин, В. В. Ильин и Др.) и состоит в следующем.

Науке как таковой предшествует преднаука (доклассический этап), где зарождаются элементы (предпосылки) науки. Здесь имеются в виду зачатки знаний на Древнем Востоке, в Греции и Риме, а также в средние века, вплоть до XVI-XVII столетий. Именно этот период чаще всего считают началом, исходным пунктом естествознания (и науки в целом) как систематического исследования реальной действительности.

Наука как целостный феномен  возникает в Новое время вследствие отпочкования от философии и проходит в своем развитии три основных этапа: классический, неклассический, постнеклассический (современный). На каждом из этих этапов разрабатываются соответствующие идеалы, нормы и методы научного исследования, формируется определенный стиль мышления, своеобразный понятийный аппарат и т. п. Критерием (основанием) данной периодизации является соотношение (противоречие) объекта и субъекта познания.

1. Классическая наука (XVII - XIX вв.), исследуя свои объекты, стремилась при их описании и теоретическом объяснении устранить по возможности все, что относится к субъекту, средствам, приемам и операциям его деятельности. Такое устранение рассматривалось как необходимое условие получения объективно-истинных знаний о мире. Здесь господствует объектный стиль мышления, стремление познать предмет сам по себе, безотносительно к условиям его изучения субъектом.

2. Неклассическая наука (первая  половина XX в.), исходный пункт которой  связан с разработкой релятивистской  и квантовой теории, отвергает  объективизм классической науки,  отбрасывает представление реальности  как чего-то не зависящего от  средств ее познания, субъективного  фактора. Она осмысливает связи  между знаниями объекта и характером  средств и операций деятельности  субъекта. Экспликация этих связей  рассматривается в качестве условия  объективно-истинного описания и  объяснения мира.

3. Существенный признак постнекласстеской науки (вторая половина XX в.) — постоянная включенность субъективной деятельности в «тело знания». Она учитывает соотнесенность характера получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности познающего субъекта, но и с ее ценностно-целевыми структурами.

Каждая из названных стадий имеет  свою парадигму (совокупность теоретико-методологических и иных установок), свою картину мира, свои фундаментальные идеи. Классическая стадия имеет своей парадигмой механику, ее картина мира строится на принципе жесткого (лапласовского) детерминизма, ей соответствует образ мироздания как часового механизма. С неклассической наукой связана парадигма относительности, дискретности, квантования, вероятности, дополнительности.

Постнеклассической стадии соответствует парадигма становления и самоорганизации. Основные черты нового (постнеклассического) образа науки выражаются синергетикой, изучающей общие принципы процессов самоорганизации, протекающих в системах самой различной природы (физических, биологических, технических, социальных и др.). Ориентация на «синергетическое движение» — это ориентация на историческое время, системность (целостность) и развитие как важнейшие характеристики бытия.

При этом смену классического образа науки неклассическим, а последнего постнеклассическим нельзя понимать упрощенно в том смысле, что каждый новый этап приводит к полному исчезновению представлений и методологических установок предшествующего этапа. Напротив, между ними существует преемственность. Налицо «закон субординации»: каждая из предыдущих стадий входит в преобразованном, модернизированном виде в последующую. Неклассическая наука вовсе не уничтожила классическую, а только ограничила сферу ее действия. Например, при решении ряда задач небесной механики не требовалось привлекать принципы квантовой механики, а достаточно было ограничиться классическими нормативами исследования.

Следует иметь в виду, что историю  науки можно периодизировать и по другим основаниям. Так, с точки зрения соотношения таких приемов познания как анализ и синтез (опять же на материале естественных наук), можно выделить две крупные стадии:

I. Аналитическая, куда входит — по предыдущей периодизации -- классическое и неклассическое естествознание. Причем в последнем идет постоянное и неуклонное нарастание «синтетической тенденции». Особенности этой стадии: непрерывная дифференциация наук; явное преобладание эмпирических знаний над теоретическими; акцентирование внимания прежде всего на самих исследуемых предметах, а не на их изменениях, превращениях, преобразованиях; рассмотрение природы, по преимуществу неизменной, вне развития, вне взаимосвязи ее явлений.

II. Синтетическая, интегративная  стадия, которая практически совпадает  с постнеклассическим естествознанием. Ясно, что строгих границ между названными стадиями провести невозможно: во-первых, глобальной тенденцией является усиление синтетической парадигмы, во-вторых, всегда имеет место взаимодействие обеих тенденций при преобладании одной из них.

Характерной особенностью интегративной  стадии является возникновение (начавшееся уже, по крайней мере, со второй половины предыдущей стадии) междисциплинарных  проблем и соответствующих «стыковых» научных дисциплин — таких как физхимия, биофизика, биохимия, психофизика, геохимия и др. Поэтому в современном естествознании уже нет ни одной науки в рафинированном чистом виде и идет процесс построения целостной науки о природе и единой науки о всей действительности в целом [2, c. 73-78].

 

Неклассическая наука

Неклассическая  наука — наука эпохи кризиса классической рациональности (конец ХIХ — 60-е годы XX в.), включающая в себя ряд следующих концепций: теория эволюции Дарвина, теория относительности Эйнштейна, принцип неопределенности Гейзенберга, теория Большого Взрыва, теория катастроф Рене Тома и др.

Теория  эволюции Дарвина —  теория эволюции (исторического развития) органического мира Земли, основанная на воззрениях Ч. Дарвина. Движущими силами эволюции, по Дарвину, являются наследственная изменчивость и естественный отбор. Изменчивость служит основой образования новых признаков в строении и функциях организмов, а наследственность закрепляет эти признаки. В результате борьбы за существование происходит преимущественно выживание и участие в размножении наиболее приспособленных особей, т. е. естественный отбор, следствием которого является возникновение новых видов. При этом существенно, что приспособленность организмов к окружающей среде носит относительный характер. Независимо от Дарвина к близким выводам пришел А. Уоллес. Существенный вклад в пропаганду и развитие дарвинизма внесли Т. Гексли (в 1860 предложил термин "Дарвинизм"), Ф. Мюллер и Э. Геккель, А. О. и В. О. Ковалевские, Н. А. и А. Н. Северцовы, И. И. Мечников, К. А. Тимирязев, И. И. Шмальгаузен и др. В 20-30-е гг. XX в. сформировалась т. н. синтетическая теория эволюции, объединившая классический дарвинизм и достижения генетики. Как целостное материалистическое учение Дарвинизм совершил переворот в биологии, подорвал позиции креационизма и витализма, оказал во 2-й пол. ХIХ в. огромное влияние на естественные и общественные науки, культуру в целом. Однако еще при жизни Дарвина, наряду с широким признанием его теории, в биологии возникли различные течения антидарвинизма, отрицавшие или резко ограничивавшие роль естественного отбора в эволюции и выдвигавшие в качестве главных сил, приводящих к видообразованию, другие факторы. Полемика по основным проблемам эволюции учения продолжается и в современной науке [8].

Теория относительности Эйнштейна — физическая теория, рассматривающая пространственно-временные свойства физических процессов. Т. к. закономерности, устанавливаемые теорией относительности, — общие для всех физических процессов, то обычно о них говорят просто как о свойствах пространства-времени. Эти свойства зависят от полей тяготения в данной области пространства-времени. Теория, описывающая свойства пространства-времени в приближении, когда полями тяготения можно пренебречь, называется специальной или частной теорией относительности, или просто теорией относительности (создана А. Эйнштейном в 1905). Свойства пространства-времени при наличии полей тяготения исследуются в общей теории относительности, называемой также теорией тяготения Эйнштейна (создана в 1915-16). Физические явления, описываемые теорией относительности, называются релятивистскими и проявляются при скоростях v движения тел, близких к скорости света в вакууме с. В основе теории относительности лежат 2 положения:  принцип относительности, означающий равноправие всех инерциальных систем отсчета (и. с. о.), и постоянство скорости света в вакууме, ее независимость от скорости движения источника света. Эти 2 постулата определяют формулы перехода от одной инерциальной системы отсчета к другой - преобразования Лоренца, для которых характерно, что при таких переходах изменяются не только пространственные координаты, но и моменты времени (относительность времени). Из преобразований Лоренца получаются основные эффекты специальной теории относительности: существование предельной скорости передачи любых взаимодействий - максимальной скорости, до которой можно ускорить тело, совпадающей со скоростью света в вакууме; относительность одновременности (события, одновременные в одной инерциальной системе отсчета, в общем случае не одновременны в другой); замедление течения времени в быстро движущемся теле (физические процессы в теле, движущемся со скоростью v относительно некоторой инерциальной системы отсчета, протекают в раз медленнее, чем в данной инерциальной системе отсчета) и сокращение продольных - в направлении движения - размеров тел (во столько же раз) и др. масса m тела растет с увеличением его скорости v по формуле , где m0 - масса покоя тела. Полная энергия движущегося тела определяется соотношением Эйнштейна E=mc2; покоящееся тело обладает энергией E=m0c2. Все эти закономерности теории относительности надежно подтверждены на опыте. Теория относительности выявила ограниченность представлений классической физики об "абсолютных" пространстве и времени, неправомерность их обособления от движущейся материи; она дает более точное, по сравнению с классической механикой, отображение объективных процессов реальной действительности [7].

Принцип неопределенности Гейзенберга  — фундаментальное положение квантовой теории, утверждающее, что характеризующие физическую систему т. н. дополнительные физические величины (напр., координата и импульс) не могут одновременно принимать точные значения; отражает двойственную, корпускулярно-волновую природу частиц материи (электронов, протонов и т. д.) [7].

Теория  Большого взрыва — теория, выдвинутая для объяснения происхождения Вселенной. Она была разработана в 1940-е г. Джорджем Гамовым на основе идей Жоржа Леметра. Согласно этой теории, расширение Вселенной, которое продолжается до сих пор, началось примерно 10 или 20 миллиардов лет назад с гигантского взрыва. Первоначально Вселенная представляла собой скопление чрезвычайно горячего и сжатого газа с температурой свыше 10 млрд. градусов. Когда возраст Вселенной равнялся всего лишь нескольким минутам, температура составляла уже не более 1 млрд. градусов. По мере охлаждения начинались ядерные реакции, в результате которых различные вещества образовывались из огненного шара, состоявшего на 75% (по массе) из водорода и на 25% (по массе) из гелия - такой состав Вселенной мы наблюдаем и сейчас. В плотности или скорости расширения возникали локальные флюктуации. Несколько более плотные области газа, скорость расширения которых была ниже средней величины, коллапсировали и образовывали галактики, когда Вселенная достигла примерно 10% своего нынешнего возраста. Фоновая микроволновая радиация, которую обнаружили в космосе в 1965 г., считается остаточным излучением, сохранившимся от Большого взрыва [7].

Теория  катастроф — математический метод, опубликованный в 1972 г. французским математиком Рене Томом (р. 1923). Эта теория рассматривает процессы, условия которых изменяются не плавно и постепенно, а в какой-то момент подвергаются катастрофе, - т. е. событию, при котором некоторые математические параметры изменяются резким и неожиданным скачком. Метод особенно полезен для описания ситуаций, в которых небольшие изменения исходных условий (входных параметров) могут вызвать внезапную и резкую перемену в поведении системы или ее выходных параметрах [7].

Подрыву классических представлений  в естествознании способствовали некоторые  идеи, которые зародились еще в  середине XIX века, когда классическая наука находилась в зените славы.

В 1896 г. французский физик  А. Беккерель (1852-1908) открыл явление  самопроизвольного излучения урановой соли, природа которого не была понята. В поисках элементов, испускающих  подобные "беккерелевы лучи", Пьер Кюри (1859-1906) и Мария Склодовская-Кюри (1867-1934) в 1898 г. открывают полоний и радий, а само явление называют радиоактивностью. В 1897 г. английский физик Дж. Томсон (1856-1940) открывает составную часть атома - электрон, создает первую, но очень недолго просуществовавшую модель атома. В 1900 г. немецкий физик М. Планк (1858-1947) предложил новый (совершенно не отвечающий классическим представлениям) подход: рассматривать энергию электромагнитного излучения величину дискретную, которая может передаваться только отдельными, хотя и очень небольшими, порциями  — квантами. На основе этой гениальной догадки ученый не только получил уравнение теплового излучения, но она легла в основу квантовой теории.

Английский физик Э. Резерфорд (1871-1937) экспериментально устанавливает, что атомы имеют ядро, в котором  сосредоточена вся их масса, а  в 1911 г. создает планетарную модель строения атома, согласно которой электроны  движутся вокруг неподвижного ядра и  в соответствии с законами классической электродинамики непрерывно излучают электромагнитную энергию. Но ему не удается объяснить, почему электроны, двигаясь вокруг, ядра по кольцевым  орбитам и непрерывно испытывая  ускорение, следовательно, излучая  все время кинетическую энергию, не приближаются к ядру и не падают на его поверхность.

Датский физик Нильс Бор (1885-1962), исходя из модели Резерфорда и  модифицируя ее, введя постулаты (постулаты Бора), утверждающие, что  в атомах имеются стационарные орбиты, при движении по которым электроны  не излучают энергии, ее излучение происходит только в тех случаях, когда электроны  переходят с одной стационарной орбиты на другую, при этом происходит изменение энергии атома, создал квантовую модель атома. Она получила название модели Резерфорда-Бора. Это была последняя наглядная модель атома.

В 1924 г. французский физик  Луи де Бройль (1892-1987) выдвинул идею о двойственной, корпускулярно-волновой природе не только электромагнитного  излучения, но и других микрочастиц. В 1925 г. швейцарский физик-теоретик В. Паули (1900-1958) сформулировал принцип  запрета: ни в атоме, ни в молекуле не может быть двух электронов, находящихся в одинаковом состоянии.

В 1926 г. австрийский физик-теоретик Э. Шредингер (1887-1961) вывел основное уравнение волновой механики, а в 1927 г. немецкий физик В. Гейзенберг (1901-1976) — принцип неопределенности, утверждавший: значения координат и импульсов микрочастиц не могут быть названы одновременно и с высокой степенью точности. Было осознано, что "наблюдение играет решающую роль в атомном событии, и что реальность различается в зависимости от того, наблюдаем мы ее или нет... Квантовая механика уже не допускает вполне объективного описания природы" 

В 1929 г. английский физик  П. Дирак (1902-1984) заложил основы квантовой  электродинамики и квантовой  теории гравитации, разработал релятивистскую теорию движения электрона, на основе которой предсказал (1931) существование  позитрона - первой античастицы. Античастицами  назвали частицы, подобные своему двойнику, но отличающиеся от него электрическим  зарядом, магнитным моментом и др. В 1932 г. американский физик К. Андерсон (р. 1905) открыл позитрон в космических лучах.

В 1934 г. французские физики Ирен (1897-1956) и Фридерик Жолио-Кюри (1900-1958) открыли искусственную радиоактивность, а в 1932 г. английский физик Дж. Чедвик (1891- 1974) — нейтрон. Создание ускорителей заряженных частиц способствовало развитию ядерной физики, была выявлена неэлементарность элементарных частиц. Но поистине революционный переворот в физической картине мира совершил великий физик-теоретик А. Эйнштейн (1879-1955), создавший специальную (1905) и общую (1916) теорию относительности.

В механике Ньютона существуют две абсолютные величины  — пространство и время. Пространство неизменно и не связано с материей. Время - абсолютно и никак не связано ни с пространством, ни с материей. Эйнштейн отвергает эти положения, считая, что пространство и время органически связаны с материей и между собой. Тем самым задачей теории относительности становится определение законов четырехмерного пространства, где четвертая координата  — время. Эйнштейн, приступая к разработке своей теории, принял в качестве исходных два положения: скорость света в вакууме неизменна и одинакова во всех системах, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга, и для всех инерциальных систем все законы природы одинаковы, а понятие абсолютной скорости теряет значение, так как нет возможности ее обнаружить.

Кроме того, он построил математическую теорию броуновского движения, разработал квантовую концепцию света, а  за открытие фотоэффекта в 1921 г. ему  была присуждена Нобелевская премия, дал физическое истолкование геометрии  Н. Н. Лобачевского (1792-1856).

Говоря об открытии специальной  теории относительности, нельзя не вспомнить  нидерландского физика А. Лоренца (1853-1928), который в 1892 г. вывел уравнение (получившее название "преобразования Лоренца"), дающее возможность установить, что  при переходе от одной инерциальной системе к другой могут изменяться значения времени и размеры движущегося  тела в направлении скорости движения. А крупнейший французский математик  и физик Анри Пуанкаре (1854-1912), который  и ввел название "преобразование Лоренца", первым начал пользоваться термином "принцип относительности", независимо от Эйнштейна развил математическую сторону этого принципа и практически  одновременно с ним показал неразрывную  связь между энергией и массой.

Если в классической науке  универсальным способом задания  объектов теории были операции абстракции и непосредственной генерализации  наличного эмпирического материала, то в неклассической введение объектов осуществляется на пути математизации, которая выступает основным индикатором идей в науке, приводящих к созданию новых ее разделов и теорий. Математизация ведет к повышению уровня абстракции теоретического знания, что влечет за собой потерю наглядности.

Переход от классической науки  к неклассической характеризует та революционная ситуация, которая заключается во вхождении субъекта познания в "тело" знания в качестве его необходимого компонента. Изменяется понимание предмета знания: им стала теперь не реальность "в чистом виде", как она фиксируется живым созерцанием, а некоторый ее срез, заданный через призму принятых теоретических и операционных средств и способов ее освоения субъектом. Поскольку о многих характеристиках объекта невозможно говорить без учета средств их выявления, постольку порождается специфический объект науки, за пределами которого нет смысла искать подлинный его прототип. Выявление относительности объекта к научно-исследовательской деятельности повлекло за собой то, что наука стала ориентироваться не на изучение вещей как неизменных, а на изучение тех условий, попадая в которые они ведут себя тем или иным образом,

Так как исследователь  фиксирует только конкретные результаты взаимодействия объекта с прибором, то это порождает некоторый "разброс" в конечных результатах исследования. Отсюда вытекает правомерность и  равноправность различных видов  описания объекта, построение его теоретических  конструктов.

Научный факт перестал быть проверяющим. Теперь он реализуется  в пакете с иными внутритеоретическими способами апробации знаний: принцип соответствия, выявление внутреннего и когерентного совершенства теории. Факт свидетельствует, что теоретическое предположение оправдано для определенных условий и может быть реализовано в некоторых ситуациях. Принцип экспериментальной проверяемости наделяется чертами фундаментальности, т.е. имеет место не "интуитивная очевидность", а "уместная адаптированность".

Концепция монофакторного эксперимента заменилась полифакторной: отказ от изоляции предмета от окружающего воздействия якобы для "чистоты рассмотрения", признание зависимости определенности свойств предмета от динамичности и комплексности его функционирования в познавательной ситуации, динамизация представлений о сущности объекта - переход от исследования равновесных структурных организаций к анализу неравновесных, нестационарных структур, ведущих себя как открытые системы. Это ориентирует исследователя на изучение объекта как средоточия комплексных обратных связей, возникающих как результирующая действий различных агентов и контрагентов.

На основе достижений физики развивается химия, особенно в области  строения вещества. Развитие квантовой механики позволило установить природу химической связи, под последней понимается взаимодействие атомов, обусловливающее их соединение в молекулы и кристаллы. Создаются такие химические дисциплины, как физикохимия, стереохимия, химия комплексных соединений, начинается разработка методов органического синтеза.

В области биологии русским  физиологом растений и микробиологом  Д. И. Ивановским (1864-1920) был открыт вирус  и положено начало вирусологии. Получает дальнейшее развитие генетика, в основе которой лежат законы Менделя  и хромосомная теория наследственности американского биолога Т. Ханта (1866-1945). Хромосомы — структурные элементы ядра клетки, содержащие дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), которая является носителем наследственной информации организма. При делении ДНК точно воспроизводится, обеспечивая передачу наследственных признаков от поколения к поколению. Американский биохимик Дж. Уотсон (р. 1928) и английский биофизик Ф. Крик (р. 1916) в 1953 г. создали модель структуры ДНК, что положило начало молекулярной генетике. Датским биологом В. Йогансоном (1857-1927) было введено понятие "ген" — единица наследственного материала, отвечающая за передачу некоторого наследуемого признака.