Концепции современного естествознания. 4

     «КОНЦЕПЦИЯ  СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ» 

1. Естествознание: определение, предмет изучения. Естественные науки.

     Естествозна́ние — область науки, изучающая совокупность естественных наук, взятая как целое.

     Естествознание  появилось более 3000 лет назад. Тогда  не было разделения на физику, биологию, географию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а с  развитием техники — развитие физики, химии.

     предмет естествознания - различные формы  движения материи в природе: их материальные носители (субстраты), образующие лестницу последовательных уровней структурной  организации материи, их взаимосвязи, внутренняя структура и генезис; основные формы всякого бытия - пространство и время; закономерная связь явлений  природы как общего характера, так  и специфического характера.

     Науки, относящиеся к числу естественных - физика, химия, биология, геология. АстрономияБиофизикаБиохимияГенетикаГеографияГеологияРадиобиологияРадиохимияФизическая  химия

     Цели  естествознания. Цели естествознания - двоякие: 1) находить сущность явлений  природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые  явления и 2) раскрывать возможность  использования на практике познанных  законов, сил и веществ природы.  

     1.4. Методы исследования, используемые  в естествознании. Методы естествознания  могут быть подразделены на  группы: а) общие методы, касающиеся  всего естествознания, любого предмета  природы, любой науки; б) особенные  методы - специальные методы, касающиеся  не предмета естествознания в  целом, а лишь одной из его  сторон или же определенного  приема исследований: анализ, синтез, индукция, дедукция; в) частные методы - это методы, действующие либо  только в пределах отдельной  отрасли естествознания, либо за  пределами той отрасли естествознания, где они возникли.  

     1.5. Физика. Предмет изучения. Физика - наука  о природе, изучающая простейшие  и вместе с тем наиболее  общие свойства материального  мира. Вследствие этой общности  физика и ее законы лежат  в основе всего естествознания.  

     1.6 Химия. Предмет изучения. - наука,  изучающая превращение веществ,  сопровождающиеся изменением их  состава или строения. В современной  химии отдельные ее области:  неорганическая химия, органическая  химия, физическая химия, аналитическая  химия, химия полимеров стали  в значительной степени самостоятельными  науками. На законах химии базируются  такие технические науки, как  химическая технология, металлургия.  

     1.7. Биология. Предмет изучения. - совокупность  наук о живой природе - об  огромном многообразии вымерших  и ныне населяющих Землю живых  существ, их строении и функциях, происхождении, распространении  и развитии, связях друг с другом  и с неживой природой. 

2. Понятие культуры. Естественнонаучная и гуманитарная культура.

     Понятие культура охватывает все многообразие материальной и духовной деятельности людей. Вся наука, включая естествознание, является одной из важнейших форм культуры, без которой немыслимо  производство материальных и духовных благ. 

     Понятием "культура" обозначаются различные  явления: сорта растений, выведенные специалистами в ходе селекционной работы; процессы совершенствования  телесных, нравственных и умственных качеств человека; совокупность обычаев, традиций, верований и образа жизни  народов; особый неприродный тип  бытия, созданный человечеством  в его истории и постоянно  воспроизводимый в течение жизни  поколений; системы положительно значимых ценностей в жизнедеятельности  людей и т. д.  

     Исходный  признак культуры выделяется через  соотношение с природой. Объект есть достояние культурной реальности, ее ли он обработан или переделан  людьми для удовлетворения их потребностей. В этом контексте все созданное  человечеством есть культура. Таково расширенное понимание специфики  культуры.  

     Однако  предельно общие понятия часто  не заключают в себе сколько-нибудь значительного научного потенциала, если они не раскрываются полностью  в своем содержании. Выражения  типа "все" и "ничего" могут  быть, поняты как тождественные.  

     Поэтому ученые стремятся к более конкретному  объяснению явлений и выражающих их понятий. Одним из путей объяснения понятия "культуры" является ее инструменталистская  трактовка. Культура -- это система  средств человеческой деятельности, благодаря которой программируется, реализуется, стимулируется активность индивида, групп, человечества в их взаимодействии с природой и между  собой.  

     Эти средства создаются людьми, постоянно  совершенствуются и состоят из трех содержательных типов культур -- материальной, социальной и духовной.  

     Материальная  культура -- совокупность вещественно-энергетических средств бытия человека и общества. Она включает разнообразные факторы: орудия труда, активную и пассивную  технику, физическую ("телесную") культуру индивида и населения, благосостояние человека и общества и т. д.  

     Социальная  культура -- система правил поведения  людей в различных видах общения  и специализированных сферах общественной деятельности. Она включает этикет, профессиональную, правовую, религиозную, светскую, нравственную, экономическую  и другие разновидности нормативной  деятельности.  

     Духовная  культура -- это составная часть  культурных достижений человечества. Она представляет собой многообразную  систему знаний, состояний эмоционально-волевой  сферы психики и мышления индивидов, а также непосредственных форм их выражений -- знаков. Универсальный  знак -- язык -- естественный и искусственный, звуковой (речь) и письменный.  

     Основные  виды духовной культуры -- мораль, право, мировоззрение, идеология, искусство, наука и т. д. Каждый из этих видов  духовной культуры состоит из относительно самостоятельных разновидностей.  

     В предметной области науки относительно четко выделяются системы знаний о природе -- естествознание (естественные науки) и системы знаний о позитивно  значимых ценностях бытия индивида, групп, государства, человечества -- гуманитарные науки.  

     До  последовательного оформления науки, как самостоятельной части культуры человечества, знания о природе и  ценностях общественной жизни входили  в иные состояния духовной культуры: практический опыт, мудрость, народная медицина, моральные системы этносов, натурфилософия и др.  

     Данное  обстоятельство дает право трактовать понятия "естествознание" и "гуманитарное знание" не в качестве естественных и гуманитарных наук, а в значении более широкого комплекса научных  и ненаучных видов знаний.  

     Однако  в условиях культуры XX в. такая трактовка  непродуктивна. Поэтому чаще всего  исходят из того, что современная  естественнонаучная и гуманитарная разновидности культуры основаны на научном знании. С учетом того обстоятельства, что отдельный человек не в  состоянии усвоить весь объем  информации, накопленный науками, понятие "естественно-научная культура" указывает на три слоя реальности:   

     · совокупный исторический объем информации, полученный в процессе изучения природы  и общества;   

     · объем информации о данных сферах бытия, который в сокращенно-концентрированной  форме актуализирован и доступен усвоению;   

     · фактически усвоенное индивидом, специалистом содержание накопленного и актуализированного знания о природе и общественных ценностях.  

     Сфера исследования природы естественными  науками, по сути, неисчерпаема. Она  включает объекты микро-, макро- и  мегамиров. В более популярном изложении это означает, что естествознание исследует неорганическую и органическую природу Земли и Вселенной.  

     Основные  науки о неорганической природе -- физика, химия, физическая химия и  многочисленные подразделения. Комплекс биологических наук исследует живую  природу, начиная от доклеточного уровня и кончая биосферой. Специфику планетного вещества Земли изучает геология и другие науки. Вселенная является объектом познания астрономии, астрофизики, астрохимии. Математика исследует все сферы бытия природы, где выявлены количественные закономерности. Методы математики проникают и в науки об обществе.  

     Гуманитарная  культура основывается на знаниях этики, религиоведения, юриспруденции, искусствознания, философии, литературоведения, педагогики и других наук. Системообразующие ценности гуманитарных наук -- гуманизм, идеалы добра, истины, красоты, совершенства, свободы и т. д. Эти ценности имеют решающее значение в целеполагающей деятельности людей, так как поднимают человека от состояния животного эгоизма к всесторонней общественной жизни.  

     Те  или иные группы ценностей и соответственно виды гуманитарной культуры могут наполняться  специфическим социальным содержанием. Их общественная значимость относительна и утверждается в соответствии с  той или иной ролью, которую они  играют в определенную историческую эпоху. Например, религиозные ценности католицизма доминировали в общественной жизни государств западной Европы в XI--XIV вв. В настоящее время в  этих государствах превалируют политические и правовые ценности (демократия, права  человека и т. п.).  

     Существенную  роль в современной индустриальной цивилизации играют экономические  и утилитарно-практические ценности, в которых осмысливаются явления  материальной культуры. Важно подчеркнуть, что и в гуманитарном знании, и  в целом в гуманитарной культуре существенным образом представлены интересы субъекта. Поэтому неизбежны  различные варианты осмысления и  оценки "позитивности" одних и  тех же общественных явлений для  того или иного человека, группы, социума, государства. В этом и заключается  специфика гуманитарной культуры.  

     Естественно-научная культура во многом исключает субъективизм ученого. Выделим основные признаки (показатели) рассматриваемых видов культур. Специфика естественно-научной культуры состоит в том, что знание о природе постоянно совершенствуется, отличается высокой степенью объективности, представляет собой наиболее достоверный (истинный) слой массива человеческого знания, имеющего большое значение для существования человека и общества.  

     Кроме того, это глубоко специализированное знание. Для "рядовых" потребителей естественно-научной культуры необходимы научно-мировоззренческие популярные "переводы" (толкования) знаний о природных объектах. В любом случае для человека вообще естественно-научная культура есть важнейшее средство социализации, а для многих специалистов -- решающее условие их эффективной деятельности. 

     Специфика гуманитарной культуры состоит в  том, что знание о системе ценностных зависимостей в обществе активизируется исходя из принадлежности индивида к  определенной социальной группе. В  основе актуализаций нередко лежат  общечеловеческие ценности (гуманизм, демократия, права человека, нормы  морали и т. д.). Все это имеет  решающее значение в социальной адаптации  индивида.  

     Проблема  истинности решается с учетом знания об объекте и оценки полезности этого  знания познающим или потребляющим субъектом. При этом не исключается  возможность толкований, противоречащих реальным свойствам объектов, насыщенность теми или иными идеалами и проектами  будущего.  

     Взаимосвязь естественно-научной и гуманитарной культур заключается в следующем:  

     · они имеют единую основу, выраженную в потребностях и интересах человека, и человечества в создании оптимальных  условий для самосохранения и  совершенствования;  

     · осуществляют взаимообмен достигнутыми результатами (это нашло свое выражение, например, в этике естествознания, рационализации гуманитарной культуры и т. п.);  

     · взаимно координируют в историко-культурном процессе;  

     · являются самостоятельными частями  единой системы знаний науки;  

     · имеют основополагающую ценность для  человека, ибо он выражает единство природы и общества. 

     Антропная основа естественно-научной и гуманитарной культур приобретает на рубеже XX--XXI вв. первостепенное значение.

3. Методология естествознания.

     Методология - это учение о структуре, логической организации, методах и средствах  деятельности. 

     Методология естествознания - учение о принципах  построения, формах и способах естественнонаучного  познания. Так, например, методологическое значение имеют в естествознании законы сохранения. При любых исследованиях, теоретических построениях они  должны обязательно учитываться.  

     Метод - это совокупность приемов или  операций практической или теоретической  деятельности. Метод можно также  охарактеризовать как форму теоретического и практического освоения действительности, исходящего из закономерностей поведения  изучаемого объекта. Ф. Бэкон [1] сравнивал  правильный научный метод со светильником, освещающим путнику дорогу в темноте. 

     Методы  научного познания включают так называемые всеобщие методы, т.е. общечеловеческие приемы мышления, общенаучные методы и методы конкретных наук. Методы могут  быть классифицированы и по соотношению  эмпирического знания (т.е. знания полученного  в результате опыта, опытного знания) и знания теоретического, суть которого - познание сущности явлений, их внутренних связей. Классификация методов научного познания представлена на рис. 1,2.

     Следует иметь в виду, что каждая отрасль  естествознания наряду с общенаучными применяет свои конкретно-научные, специальные методы, обусловленные  сущностью объекта исследования. Однако зачастую методы, характерные  для какой-либо конкретной науки  применяются и в других науках. Это происходит потому, что объекты  исследования этих наук подчиняются  также и законам данной науки. Например, физические и химические методы исследования применяются в  биологии на том основании, что объекты  биологического исследования включают в себя в том или ином виде физические и химические формы движения материи  и, следовательно, подчиняются физическим и химическим законам (вспомним «лестницу  Кекуле», рассмотренную нами в первой лекции). 

     Всеобщих  методов в истории познания - два: диалектический и метафизический. Это  общефилософские методы. 

     Диалектический  метод - это метод познания действительности в ее противоречивости, целостности  и развитии.

     Метафизический [2] метод - метод, противоположный диалектическому, рассматривающий явления вне  их взаимной связи и развития. 

     С середины 19-го века метафизический метод  все больше и больше вытеснялся из естествознания диалектическим методом.

     2. Методы научного познания

     2.1. Общенаучные методы 

     Соотношение общенаучных методов также можно  представить в виде схемы (рис.2).

     2. Методы эмпирического и теоретического  познания 

     Методы  эмпирического и теоретического познания схематично представлены на рис.3.

     3. Формы научного знания 

     К формам научного знания относят проблемы, научные факты, гипотезы, теории, идеи, принципы, категории и законы (см. рис.4).

     4. Процесс научного познания 

     Определив формы научного знания и методы научного познания, мы можем схематично представить  весь процесс научного познания в  виде некоторой схемы (см. рис. 5).

     5. Критерии истинности научного  знания 

     В настоящее время, в силу ряда объективных  причин в мире оказались весьма сильны антинаучные тенденции, представляющие собой заявку на понятное всем, четкое миропонимание, отличное от того, которое  дает классическое естествознание. При этом в общественном сознании размывается грань между наукой и псевдонаукой, наукой и мистикой. В этих условиях важно знать критерии разграничения научных и псевдонаучных идей. На схеме рис. 6 даны принципы, справедливые для научных теорий, научного знания, которые отличают научное знание от псевдонаучного.

4. Структурные уровни организации материи.

     Развитие  – это необратимое, направленное, закономерное изменение материи  и сознания, их универсальное свойство; в результате развития возникает  новое качественное состояние объекта  – его состава или структуры. Развитие – всеобщий принцип объяснения природы, общества и познания, как  исторически протекающих событий.  

     Различают две формы развития, между которыми существует диалектическая связь: эволюционную, связанную с постепенными количественными  изменениями объекта (эволюция), и  революционную, характеризующуюся  качественными изменениями в  структуре объекта (революция). Выделяют прогрессивную, восходящую линию развития (прогресс) и регрессивную, нисходящую линию (регресс). Прогресс – направленное развитие, для которого характерен переход от низшего к высшему, от менее совершенного к более  совершенному.  

     Развитие, как бы повторяет уже пройденные ступени, но повторяет их иначе, на более  высокой базе, так сказать, по спирали, а не по прямой линии; развитие скачкообразное, катастрофическое, революционное превращение  количества в качество; внутренние импульсы к развитию, даваемые противоречием, сталкиванием различных сил и  тенденций, действуют на данное тело или в пределах данного явления; непрерывная связь всех сторон каждого  явления, связь, дающая единый, закономерный мировой процесс движения, – таковы некоторые черты диалектики, как  более содержательного учения о  развитии (А.К.Айламазян, Е.В.Стась).  

     Основной  особенностью, отличающей развитие от других динамических процессов, например, от процесса роста, является качественное изменение во времени переменных, характеризующих состояние развивающейся  системы (для процесса роста обычно говорят лишь о количественном изменении  этих переменных). Причем качественное изменение носит скачкообразный характер. Постепенное монотонное изменение  некоторого параметра в течение  заметного времени сопровождается соответствующим постепенным изменением состояния системы, но в определенный момент происходит разрыв постепенности: состояние системы меняется скачком, система переходит на новый качественный уровень, количество переходит в  качество. Затем повторяется все  заново, но уже на новом качественном уровне (А.И.Яблонский).  

     В изучении развития материи современной  наукой сделаны такие серьезные  шаги, что сейчас можно с полным правом говорить о превращении идеи развития, эволюции в норму научного мышления для целого ряда областей знания.  

     Термин  «эволюция» имеет несколько значений, однако чаще всего он используется как синоним развития. Так, И.И.Шмальгаузен  определяет эволюцию как закономерный процесс исторического развития организма. Иногда термин «эволюция» используют в более узком смысле, понимая  ее как одну из форм развития, которая  противопоставляется революции.  

     Эволюция  и революция рассматриваются  как взаимообусловленные стороны  развития, выступая против абсолютизации  какой-либо из них. В любых процессах  развития естественно наличие чередующихся участков: эволюционных и революционных.  

     Эволюция  в широком смысле – представление  об изменениях в природе и в  обществе, их направленности, порядке, закономерностях; определенное состояние  какой-либо системы рассматривается  как результат более или менее  длительных изменений ее предшествовавшего  состояния; в более узком смысле – представление о медленном  постепенном количественном изменении.  

     Эволюция  в биологии – это необратимое  историческое развитие живой природы. Определяется изменчивостью, наследственностью  и естественным отбором организмов. Сопровождается приспособлением их к условиям существования, образованием видов, преобразованием биогеоценозов  и биосферы в целом.  

     Эволюционная  идея зародилась и развилась в XIX в. в качестве оппозиции представлению  о неизменности мира, но своего апогея она достигла в нашем столетии, и ее принятие можно считать достижением XX в.  

     В прошлом веке идея неизменчивости органического мира нашла свое яркое выражение в лице Ж.Кювье. Кювье исходил из своей теории постоянства и неизменности видов и ее двух основных принципов – принципа корреляций и принципа условий существования. Неизменность вида входила, согласно Кювье, в организованность, упорядоченность природы. Его теорию катастроф, или смену фаун и флор, в данной органической области можно назвать теорией эволюции при неизменности видов, теорией нарушения гармонии природы только в результате катастрофических событий общеземного масштаба.  

     Теория  типов, теория гармонии природы и  теория неизменности видов прекрасно  согласовались друг с другом и  составляли фундамент естествознания первой половины XIX в.  

     Познавательная  ценность этих представлений об устойчивости органического мира была огромна. Представления  о неизменности видов легли в  основу их классификации. Теория типов  позволяла делать прогнозы. Гениальная эволюционная идея Ламарка, на полстолетия  опередившего свое время, не нашла отклика  отчасти потому, что, ополчившись  на постоянство вида, он направил свою полемику и против его реальности.  

     Ч.Дарвин впервые обосновал эволюцию и  убедил своих современников именно потому, что он сочетал признание  реальности вида с научной теорией  его изменяемости.  

     В XX в. идею гармонии природы сменила  идея эволюции. Принцип гармонии природы, теория типов и представление  об устойчивости вида отодвинулись в  сознании людей на задний план, а  многим казались опровергнутыми. С  течением времени, однако, полное обоснование  эволюционной идеи породило свою противоположность. В науке XX в. вновь возродилась  идея устойчивости. И с тем же благородным рвением, с каким  человеческая мысль разрушала теорию типов и теорию неизменности видов, она устремилась на поиски механизмов поддержания устойчивости.  

     В.И.Вернадский сумел раскрыть на уровне биосферы в целом взаимодействие эволюционного  процесса и идеи устойчивости живой  природы. В 1928 г. В.И.Вернадский писал: «В геохимическом аспекте, входя как  часть в мало изменяющуюся, колеблющуюся около неизменного среднего состояния  биосферу, жизнь, взятая как целое, представляется устойчивой и неизменной в геологическом  времени. В сложной организованности биосферы происходили в пределах живого вещества только перегруппировки  химических элементов, а не коренные изменения их состава и количества – перегруппировки, не отражавшиеся на постоянстве и неизменности геологических  – в данном случае геохимических  процессов, в которых эти живые  вещества принимали участие.  

     Устойчивость  видовых форм в течение миллионов  лет, миллионов поколений, может, даже составляет самую характерную черту  живых форм».  

     По  сложившемуся общему мнению, вершиной творчества Вернадского является учение о биосфере и об эволюционном переходе ее под влиянием человеческого разума в новое состояние – ноосферу: «Масса живого вещества, его энергия  и степень организованности в  геологической истории Земли  непрерывно эволюционировали, никогда  не возвращаясь в прежнее состояние. Преобразования в поверхностной  оболочке планеты под влиянием деятельности человека стали естественным этапом этой эволюции. Вся биосфера, изменившись  коренным образом, должна перейти в  новое качественное состояние, сферу  действия человеческого разума».  

     Переводя  теорию Дарвина на язык кибернетики, И.И.Шмальгаузен показал, что само преобразование органических форм закономерно  осуществляется в рамках относительно стабильного механизма, лежащего на биогеоценотическом уровне организации  жизни и действующего по статистическому  принципу. Это и есть высший синтез идеи эволюции органических форм с  идеей устойчивости и идеей постоянства  геохимической функции жизни  в биосфере. Так воедино оказались  слитыми и вместе с тем поднятыми  на новый современный уровень  концепции Кювье, Дарвина, Вернадского.