Основные концепции естествознания

Факультет: Экономический

Кафедра: Общих гуманитарных, социально-экономических и естественнонаучных           дисциплин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа

по дисциплине: «Концепции современного естествознания»

Тема:  Основные концепции современного естествознания 

Пермь 2011г. 
 

    Содержание:

    Введение                                                                                                                               3

1. Наука естествознание. Предмет и цели естествознания.                                             3
2. Естественные науки. Классификация.                                                                          5
3. Самоорганизация систем как переход от беспорядка к порядку. Синергетика      7

    Заключение                                                                                                                         10

    Список  использованной литературы                                                                                10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение. 

    В наше время стало модой говорить о законах природы и общества. Применительно к природе это, строго говоря, неверно. Природа не знает законов. Это мы придумываем  их, пытаясь хотя бы как-то систематизировать  происходящее. Термин “закон природы” следует понимать в том смысле, что природные явления повторяемы и, следовательно, предсказуемы. Как  бы-то ни было, повторяемость природных  явлений дает возможность науке  формулировать законы, которые принято  называть законами природы. В их исследовании человечество руководствуется некоторыми чрезвычайно общими принципами, облегчающими процесс изучения природных явлений.

    Если  попытаться, хотя бы в самом общем  виде, представить себе историю мысленного овладения миром, то в ней обнаруживаются, "переплетаются" три линии, три  направления, образующие единство цивилизационного процесса: действие, знание, понимание. Они не только взаимодействуют - они дополняют, взаимно инициируют друг друга. Так, в предельно сжатой и упрощенной форме можно определить суть именно человеческого существования - овладение миром в процессе деятельностного, познавательного, осмысленного существования в нем. 

1. Естествознание  как единая наука о природе. Предмет  и цели естествознания.

    Осваивая  природу, человек обобщает, сохраняет  в знании прежний опыт, осмысливает  достигнутое, прорывается в новые сферы неведомого, реализуя на новом уровне бесконечной спирали свои возможности созидания, творения нового, преобразуемого трудом, разумом и творческим осмыслением природы.

    Представления о свойствах и особенностях окружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период дают нам разные науки, изучающие  различные процессы и явления  природы.

    Поскольку природа представляет собой нечто  единое и целое, постольку и знания о ней должны иметь целостный  характер, т.е. представлять собой определенную систему. Такую систему научных  знаний о природе издавна называют естествознанием. Раньше в естествознание входили все сравнительно немногочисленные знания, которые были известны о  природе, но уже с эпохи Возрождения  возникают и обособляются отдельные  его отрасли и дисциплины, начинается процесс дифференциации научного знания. Ясно, что не все эти знания являются одинаково важными для понимания природы.

    Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о  природе, ученые ввели понятие научной  картины мира, под которой понимают систему важнейших принципов  и законов, лежащих в основе окружающего  нас мира. Сам термин "картина  мира" указывает, что речь идет здесь  не о части или фрагменте знания, а о целостной системе. Как  правило, в формировании такой картины  наиболее важное значение приобретают концепции и теории, наиболее развитых в определенный исторический период отраслей естествознания, которые выдвигаются в качестве его лидеров. Не подлежит сомнению, что лидирующие науки накладывают свою печать на представления и научное мировоззрение ученых соответствующей эпохи. Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картины природы. В действительности она возникает как результат синтеза фундаментальных открытий и результатов исследования всех отраслей и дисциплин естествознания.

    Существующая  картина природы, рисуемая естествознанием, в свою очередь оказывает воздействие  на другие отрасли науки, в том  числе и социально-гуманитарные. Такое воздействие выражается в  распространении концепций, стандартов и критериев научности естествознания на другие отрасли научного познания. Обычно именно концепции и методы наук о природе и научная картина  мира в целом в значительной степени  определяют научный климат эпохи. В  теснейшем взаимодействии с развитием  наук о природе начиная с XVI в. развивалась математика, которая  создала для естествознания такие  мощные математические методы, как  дифференциальное и интегральное исчисления.

    Однако, без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Поэтому следует различать научную картину мира, которая формируется из достижений и результатов познания наук о природе, и картину мира в целом, в которую в качестве необходимого дополнения входят важнейшие концепции и принципы общественных наук.

    Курс "Концепции современного естествознания" аккумулирует историю науки, теоретические, общеначальные и философские аспекты прогресса естественных наук, объяснение и оценку их роли в решении современных технических и, в определенной мере, социальных проблем.

    В рамках дисциплины "Концепции современного естествознания" рассматривается  научная картина природы такой, какой она исторически сформировалась в процессе развития естествознания. Однако, еще до появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнейшим мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в античности назывался космосом, произошел из дезорганизованного мира, или неупорядоченного хаоса.

    По  философскому словарю: «естествознание - наука о природе; совокупность естественных наук, взятая как целое; одна из трех основных областей человеческого знании (наряду с науками об обществе и мышлении). Естествознание - теоретическая основа промышленной и сельскохозяйственной техники и медицины; естественнонаучный фундамент философского материализма и диалектического понимания природы. Предмет естествознание - различные виды материи и формы их движения, проявляющиеся в природе, их связи и закономерности…». 

    2. Естественные науки: классификация,  субординация, интеграция и дифференциация 

    По  предмету и методу познания можно  выделить науки о природе - естествознание, и обществе - обществознание (гуманитарные, социальные науки), о познание, мышлении (логика, гносеология и др.). Отдельную  группу составляют технические науки. В свою очередь каждая группа наук может быть подвергнута более  подробному членению. Естественные науки, получившие свое право на существование  с 18 в., - это совокупность всех наук, занимающихся исследованием природы. Главные сферы естественных наук - материя, жизнь, человек, Земля, Вселенная - позволили сгруппировать их следующим  образом:

    - физика, химия, физическая химия;

    - биология, ботаника, зоология;

    -анатомия, физиология, учение о происхождении  и развитии, учение о наследственности;

    - геология, минералогия, палеонтология,  метеорология, география;

    - астрономия вместе с астрофизикой  и астрохимией.

    В естествознании первыми фундаментальными науками, столкнувшимися с необходимостью учитывать особенности исторически развивающихся систем были биология, астрономия и науки о Земле. В них сформировались картины реальности, включающие идею историзма и представления об уникальных развивающихся объектах (биосфера, Метагалактика, земля как система взаимодействия геологических, биологических и техногенных процессов). В последние десятилетия на этот путь вступила физика. Представление об исторической эволюции физических объектов постепенно входит в картину физической реальности, с одной стороны, через развитие современной космологии (идея "Большого взрыва" и становления различных видов физических объектов в процессе исторического развития Метагалактики), а с другой - благодаря разработке идей термодинамики неравновесных процессов и синергетики. Именно идеи эволюции и историзма становятся основой того синтеза картин реальности, вырабатываемых в фундаментальных науках, которые сплавляют их в целостную картину исторического развития природы и человека и делают лишь относительно самостоятельными фрагментами общенаучной картины мира, пронизанной идеями глобального эволюционизма.

    Внимательно рассмотрим какую-нибудь естественную науку, скажем физику. Что изучает  физика? Ответ кажется тривиальным. Наука физика изучает природу. Или  точнее, некоторые аспекты природы (в отличие, например, от химии). Ну, а  что изучают физики? Казалось бы, какая разница? Но тут есть тонкое различие. Физики вовсе не изучают  природу непосредственно, они не занимаются явлениями природы, как  таковыми. Физик-экспериментатор, ставя  эксперимент, смотрит на движение каких-то стрелок, изучает фотографии треков каких-то частиц, и тому подобное. Физик-теоретик что-то пишет на бумаге, делает какие-то вычисления, приходит к каким-то выводам  о результатах тех или иных экспериментов. Вот непосредственно  чем занимаются физики.

        Ну, а какое имеет отношение  к природе их деятельность? Очень  простое. Прежде чем ставить  эксперимент или производить  какие-то вычисления, человек создает  в своем уме некую модель  тех явлений, которые он хочет  изучить, исследовать. Анализируя  модель, физик делает вывод, каким  должен быть результат эксперимента. Он ожидает, что если собрать  такой-то прибор, то стрелки будут  показывать то-то и то-то. Он  собирает такой прибор, ставит  эксперимент и убеждается, что  стрелки ведут себя нужным  образом. Он с удовлетворением  говорит, что его модель достаточно  точно отражает исследуемое явление.

    Математика, по мнению ряда натурфилософов, не относится  к естественным наукам, но является решающим инструментом их мышления (по Пифагору - это число).

    Дифференциация  научного знания была необходимым этапом в развитии науки. Частные науки  классифицировались с точки зрения их предмета или метода.

    При условии, если окружающий нас мир  един и образует единое и целостное  образование, то и знание о нем  имеет фундаментальное единство. И хотя наука разделена на дисциплины, но существуют фундаментальные законы, отображающие единство и целостность  природы, законы, составляющие фундаментальное  единство естественных наук.

    Воплощением единства всех форм знаний о мире представляет собой научный метод, которым  пользуются все естественные науки. Тот факт, что познание в естественных науках в целом совершается по некоторым общим принципам, правилам и способам деятельности, свидетельствуют, с одной стороны об общем, едином источнике их познания, с другой стороны, - о взаимосвязи и единстве этих наук.

    Единство  естественных наук подтверждает и междисциплинарные  методы исследования, например системный  метод. Хотя, системы, встречающиеся  в природе, имеют разное строение и разные признаки, но все они  самоорганизующиеся системы, и нельзя противопоставлять живые и неживые  системы, новые результаты проливают  свет на проблему возникновения жизни.

Чтобы подчеркнуть  фундаментальный характер единства всех важнейших знаний естественных наук о природе, ученые ввели понятие  естественнонаучной картины мира, под  которой понимают систему важнейших  принципов и законов, лежащих  в основе окружающего нас мира. 

3. Самоорганизация систем как переход от беспорядка к порядку. Синергетика 

    После открытия самоорганизации в простейших системах неорганической природы стало  ясным, что весь окружающий нас мир  и Вселенная представляют собой  совокупность разнообразных самоорганизующихся процессов, которые служат основой  любой эволюции.

    Современная наука процесс самоорганизации  систем определяет следующим образом. Система должна быть открытой, потому что закрытая изолированная система в соответствии со вторым законом термодинамики в конечном итоге должна придти в состояние, характеризуемое максимальным беспорядком или дезорганизацией.

    Открытая  система должна находиться достаточно далеко от точки термодинамического равновесия. Если система находится  в точке равновесия, то она обладает максимальной энтропией и потому не способна к какой-либо организации: в этом положении достигается  максимум её самодезорганизации. Если же система расположена вблизи или недалеко от точки равновесия, то со временем она приблизится к ней и, в конце концов, придёт в состояние полной дезорганизации.

    Если  упорядочивающим принципом для  изолированных систем является эволюция в сторону увеличения их энтропии или усиления их беспорядка (принцип  Больцмана), то фундаментальным принципом  самоорганизации служит, напротив, возникновение и усиление порядка  через флуктуации. Такие флуктуации, или случайные отклонения системы  от некоторого среднего положения, в  самом начале подавляются и ликвидируются  системой. Однако в открытых системах благодаря усилению неравновесия эти  отклонения со временем возрастают и в конце концов приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и возникновению нового. Этот процесс обычно характеризуют как принцип организования порядка через флуктуации. Поскольку флуктуации носят случайный характер (а именно с них начинается возникновение нового порядка и структуры) то становится ясным, что появление нового в мире всегда связано с действием случайных факторов.

    В отличие от принципа отрицательной  обратной связи, на котором основывается управление и сохранение динамического  равновесия систем, возникновение самоорганизации  опирается на диаметрально противоположный  принцип - положительную обратную связь, согласно которому изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а напротив накапливаются и усиливаются, что  и приводит в конце концов к возникновению нового порядка и структуры.

    Процессы  самоорганизации, как и переходы от одних структур к другим, сопровождаются нарушением симметрии. Мы уже видели, что при описании необратимых  процессов пришлось отказаться от симметрии  времени, характерной для обратимых  процессов в механике. Процессы самоорганизации, связанные с необратимыми изменениями, приводят к разрушению старых и возникновению  новых структур.

    Самоорганизация может начаться лишь в системах обладающих достаточным количеством взаимодействующих  между собой элементов и, следовательно, имеющих некоторые критические  размеры. В противном случае эффекты  от синергетического взаимодействия будут  недостаточны для появления кооперативного (коллективного) поведения элементов  системы и тем самым возникновения  самоорганизации.

    Перечисленные выше условия безусловно являются необходимыми для возникновения самоорганизации в различных природных системах. Но, конечно же, недостаточными. Так, в химических и биологических самоорганизующихся системах важная роль отводится факторам ускорения химических реакций (процессы катализа).

    Синергетика - современная теория самоорганизующихся систем, основанная на принципах целостности  мира, общности закономерностей развития всех уровней материальной и духовной организации; нелинейности (многовариантности, альтернативности) и необратимости, глубинной взаимосвязи хаоса и порядка, случайности и необходимости.

    Главная идея синергетики (предметом коей являются самоорганизующиеся системы) - это идея о принципиальной возможности спонтанного  возникновения порядка и организации  из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Решающим фактором самоорганизации является образование  петли положительной обратной связи  системы и среды. При этом система  начинает самоорганизовываться и противостоит тенденции её разрушения средой. Например, в химии такое явление называют автокатализом. В неорганической химии автокаталитические реакции довольно редки, но, как показали исследования последних десятилетий в области молекулярной биологии, петли положительной обратной связи (вместе с другими связями - взаимный катализ, отрицательная обратная связь и др.) составляют саму основу жизни.

    Становление самоорганизации во многом определяется характером взаимодействия случайных  и необходимых факторов системы  и её среды. Система самоорганизуется не гладко и просто, не неизбежно. Самоорганизация переживает и переломные моменты - точки бифуркации. Вблизи точек бифуркации в системах наблюдаются значительные флуктуации, роль случайных факторов резко возрастает.

    В переломный момент самоорганизации  принципиально неизвестно, в каком  направлении будет происходить  дальнейшее развитие: станет ли состояние  системы хаотическим или она  перейдёт на новый, более высокий  уровень упорядоченности и организации (фазовые переходы и диссипативные  структуры - лазерные пучки, неустойчивости плазмы, флаттер, химические волны, структуры  в жидкостях и др.). В точке  бифуркации система как бы «колеблется» перед выбором того или иного  пути организации, пути развития. В  таком состоянии небольшая флуктуация (момент случайности) может послужить  началом эволюции (организации) системы  в некотором определённом (и часто  неожиданном или просто маловероятном) направлении, одновременно отсекая  при этом возможности развития в  других направлениях.

    Как выясняется, переход от Хаоса к  Порядку вполне поддаётся математическому  моделированию. И более того, в  природе существует не так уж много  универсальных моделей такого перехода. Качественные переходы в самых различных  сферах действительности (в природе  и обществе - его истории, экономике, демографических процессах, духовной культуре и др.) подчиняются подчас одному и тому же математическому сценарию.

    Синергетика убедительно показывает, что даже в неорганической природе существуют классы систем, способных к самоорганизации. История развития природы - это история  образования всё более и сложных  нелинейных систем. Такие системы  и обеспечивают всеобщую эволюцию природы  на всех уровнях её организации - от низших и простейших к высшим и сложнейшим (человек, общество, культура). 

Заключение. 

    Все радикальные сдвиги в представлениях о мире и процедурах его исследования сопровождались формированием новых  философских оснований науки. Идея исторической изменчивости научного знания, относительной истинности вырабатываемых в науке онтологических принципов  соединялась с новыми представлениями  об активности субъекта познания. Он рассматривался уже не как дистанцированный от изучаемого мира, а как находящийся внутри него, детерминированный им. Возникает понимание того обстоятельства, что ответы природы на наши вопросы определяются не только устройством самой природы, но и способом нашей постановки вопросов, который зависит от исторического развития средств и методов познавательной деятельности. На этой основе вырастало новое понимание категорий истины, объективности, факта, теории, объяснения и т.п. Радикально видоизменялась и "онтологическая подсистема" философских оснований науки.

    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. 
 

Список  использованной литературы.

    1. Ахлибенский Б.В., Храленко Н.И. Основные концепции современного естествознания. Учебное пособие.- М., 2000.

    2. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. Учебное пособие для вузов.- М., 1998

    3. Канке В.А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Логос, 2001.

    4. Аруцев А. А., Ермолаев Б. В., Кутателадзе И. О., Слуцкий М. С. Учебное пособие. Концепция современного естествознания. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://nrc.edu.ru/est/pos/index.html