ПРЕДМЕТ И СТРУКТУРА ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Термин «естествознание» происходит от соединения слов латинского происхождения «естество», то есть природа, и «знание». Таким образом, дословное толкование термина - знание о природе.

Естествознание в современном понимании – наука, представляющая собой комплекс наук о природе, взятых в их взаимосвязи. При этом под природой понимается все сущее, весь мир в многообразии его форм.

Естествознание - комплекс наук о природе

Естествознание в современном понимании – совокупность наук о природе, взятых в их взаимосвязи.

Однако данное определение не отражает в полной мере сущность естествознания, поскольку природа выступает как единое целое. Это единство не раскрывается ни одной частной наукой, ни всей их суммой. Множество специальных естественнонаучных дисциплин своим содержанием не исчерпывает всего, что мы подразумеваем под природой: природа глубже и богаче всех имеющихся теорий.

Понятие «природа » трактуется по-разному.

В самом широком смысле под природой понимается все сущее, весь мир в многообразии его форм. Природа в этом значении стоит в одном ряду с понятиями материи, Вселенной.

Наиболее употребительно толкование понятия «природа» как совокупности естественных условий существования человеческого общества. В данной трактовке характеризуется место и роль природы в системе исторически меняющихся отношения к ней человека и общества.

В более узком смысле под природой понимают объект науки, а точнее – совокупный объект естествознания.

Современное естествознание развивает новые подходы к пониманию природы как единого целого. Это выражается в представлениях о развитии природы, о различных формах движения материи и разных структурных уровнях организации природы, в расширяющемся представлении о типах причинных связей. Например, с созданием теории относительности существенно видоизменились взгляды на пространственно-временную организацию объектов природы, развитие современной космологии обогащает представления о направлении естественных процессов, прогресс экологии привел к пониманию глубоких принципов целостности природы как единой системы

В настоящее время под естествознанием понимается точное естествознание, то есть такое знание о природе, которое базируется на научном эксперименте, характеризуется развитой теоретической формой и математическим оформлением.

Для развития специальных наук необходимо общее знание природы, комплексное осмысление её объектов и явлений. Для получения таких общих представлений каждая историческая эпоха вырабатывает соответствующую естественнонаучную картину мира.

Структура современного естествознания

Современное естествознание представляет собой раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Совокупный объект естествознания – природа.

Предмет естествознания – факты и явления природы, которые воспринимаются нашими органами чувств непосредственно или опосредованно, с помощью приборов.

Задача учёного состоит в том, чтобы выявить эти факты, обобщить их и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Например, явление тяготения – конкретный факт, установленный посредством опыта; закон всемирного тяготения – вариант объяснения данного явления. При этом эмпирические факты и обобщения, будучи установленными, сохраняют свое первоначальное значение. Законы могут быть изменены в ходе развития науки. Так, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности.

Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку . Это означает, что истиной в науке признается то положение, которое подтверждается воспроизводимым опытом. Таким образом, опыт является решающим аргументом принятия той или иной теории.

Современное естествознание представляет собой сложный комплекс наук о природе. Оно включает в себя такие науки как биология, физика, химия, астрономия, география, экология и др.

Естественные науки различаются предметом своего изучения. Например, предметом изучения биологии являются живые организмы, химии - вещества и их превращения. Астрономия изучает небесные тела, география – особую (географическую) оболочку Земли, экология – взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой.

Каждая естественная наука сама является комплексом наук, возникших на разных этапах развития естествознания. Так, в состав биологии входят ботаника, зоология, микробиология, генетика, цитология и др. науки. При этом предметом изучения ботаники являются растения, зоологии – животные, микробиологии – микроорганизмы. Генетика изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов, цитология – живую клетку.

Химия также подразделяется на ряд более узких наук, например: органическая химия, неорганическая химия, аналитическая химия. К географическим наукам относят геологию, землеведение, геоморфологию, климатологию, физическую географию.

Дифференциация наук привела к выделению еще более мелких областей научного знания.

К примеру, биологическая наука зоология включает в себя орнитологию, энтомологию, герпетологию, этологию, ихтиологию и т.д. Орнитология – наука, изучающая птиц, энтомология – насекомых, герпетология – пресмыкающихся. Этология – наука о поведении животных, ихтиология изучает рыб.

Область химии – органическая химия подразделяется на химию полимеров, нефтехимию и др. науки. В состав неорганической химии входят, например, химия металлов, химия галогенов, координационная химия.

Современная тенденция развития естествознания такова, что одновременно с дифференциацией научного знания идут противоположные процессы – соединение отдельных областей знания, создание синтетических научных дисциплин. При этом важно, что объединение научных дисциплин происходит как внутри различных областей естествознания, так и между ними. Так, в химической науке на стыке органической химии с неорганической и биохимией возникли химия металлоорганических соединений и биоорганическая химия соответственно. Примерами межнаучных синтетических дисциплин в естествознании могут служить такие дисциплины как физическая химия, химическая физика, биохимия, биофизика, физико-химическая биология.

Однако современный этап развития естествознания – интегральное естествознание - характеризуется не столько продолжающимися процессами синтеза двух-трех смежных наук, сколько масштабным объединением разных дисциплин и направлений научных исследований, причем тенденция к масштабной интеграции научного знания неуклонно возрастает.

В естествознании различают науки фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки – физика, химия, астрономия – изучают базисные структуры мира, а прикладные занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально-практических задач. Например, физика металлов, физика полупроводников являются теоретическими прикладными дисциплинами, а металловедение, полупроводниковая технология – практическими прикладными науками.

Таким образом, познание законов природы и построение на этой основе картины мира – непосредственная, ближайшая цель естествознания. Содействие практическому использованию этих законов – конечная задача.

От общественных и технических наук естествознание отличается по предмету, целям и методологии исследования.

При этом естествознание рассматривается как эталон научной объективности, поскольку эта область знания раскрывает общезначимые истины, принимаемые всеми людьми. К примеру, другой крупный комплекс наук – обществознание – всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии обществознания наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему.

Естествознание имеет существенные методологические отличия и от технических наук, обусловленные тем, что целью естествознания является познание природы, а целью технических наук – решение практических вопросов, связанных с преобразованием мира.

Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками на современном уровне их развития нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, занимающих промежуточное положение или являющихся комплексными. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических – бионика. Комплексной дисциплиной, которая включает и естественные, и общественные, и технические разделы, является социальная экология.

Таким образом, современное естествознание представляет собой обширный развивающийся комплекс наук о природе, характеризующийся одновременно идущими процессами научной дифференциации и создания синтетических дисциплин и ориентированный на интеграцию научных знаний.

Естествознание является основой для формирования научной картины мира.

Под научной картиной мира понимают целостную систему представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающую в результате обобщения основных естественнонаучных теорий.

Научная картина мира находится в постоянном развитии. В ходе научных революций в ней осуществляются качественные преобразования, старая картина мира сменяется новой. Каждая историческая эпоха формирует свою научную картину мира.

В начале ХХ в. прежние научные представления, на которых строилась механистическая картина мира, были оспорены буквально со всех сторон. Твердые и неделимые атомы оказались делимыми и почти полностью заполненными пустотой. Пространство и время превратились в относительные проявления единого четырехмерного континуума. Время теперь текло по-разному для тех, кто двигался с разной скоростью. Вблизи массивных предметов оно замедлялось, а при определенных обстоятельствах могло и совсем остановиться. Законы Евклидовой геометрии уже не были обязательными для описания устройства Вселенной. Планеты двигались по своим орбитам не потому, что их притягивала к Солнцу сила всемирного тяготения, а потому, что пространство, в котором они двигались, было искривлено. Элементарные частицы демонстрировали двойственную природу, проявляясь и как частицы, и как волны. Стало невозможным одновременно вычислить местоположение частицы и измерить ее скорость. Детерминизм уступил место вероятностному взгляду на мир . Результаты научного исследования попали в зависимость от взаимодействия изучаемого предмета с приборами и инструментами и от наличия наблюдателя. Вместо реальных природных явлений все чаще стали рассматриваться их математические модели. Это привело к усилению математизации современной науки, повышению уровня ее абстрактности, утрате наглядности.

Естествознание в ХХ в. развивалось очень быстрыми темпами. Этому в немалой степени способствовали противостояние двух военно-политических блоков (СССР и США), а также потребность промышленности в новых технологиях, опирающихся в первую очередь на естественнонаучные и тесно с ними связанные технические знания. Образовалась широкая сеть образовательных и научно-исследовательских учреждений, финансируемых государством и частными компаниями. С конца ХIX в. средства, вложенные в научные разработки, начали приносить прибыль, наука стала окупаемой. В течение ХХ столетия было сделано более 90 % научных открытий и изобретений от их общего числа за всю историю развития человечества. К наиболее значимым достижениям и концепциям естествознания в ХХ в. относятся:

· теория относительности, квантовая механика, разработка теории строения вещества, открытие и исследование ядерных реакций и элементарных частиц, изобретение ускорителей частиц и синтез трансурановых элементов, гипотеза о кварках, изобретение лазера, передача электромагнитных сигналов на расстояние (радио, телевидение, радиолокация, волоконно-оптическая и мобильная телефонная связь), открытие полупроводников и изобретение компьютеров, создание теорий физических взаимодействий и квантовой теории поля, открытие сверхпроводимости, термоядерный синтез, развитие атомной энергетики и электроники;

· концепция расширяющейся Вселенной, развитие космической техники и полеты в космос, открытие и исследование звезд и галактик, пульсаров, квазаров, нейтронных звезд, «черных дыр» и других космических объектов;

· исследование внутреннего строения Земли, создание теорий континентального дрейфа и тектоники литосферных плит;

· развитие квантовой химии и учения о химических процессах, изобретение новых синтетических материалов – полимеров, синтетических волокон, искусственных алмазов, фуллеренов, металлокерамики и других элементоорганических соединений; развитие нанотехнологий;

· создание хромосомной теории наследственности и учения о мутациях, открытие структуры ДНК, расшифровка генетического кода, развитие генной инженерии, выделение и синтез белков, ферментов и других биоматериалов, создание генетически однородных копий живых организмов (клонирование), развитие экологии и создание учения о биосфере, концепция ноосферы; разработка моделей устойчивого развития;

· развитие синергетики (исследование сложных развивающихся систем и процессов самоорганизации в них) и др.

В основе современной естественнонаучной картины мира лежат следующие концепции: теория относительности, квантовая механика и квантовая теория поля; новая космология , основанная на модели расширяющейся Вселенной ; эволюционная химия , стремящаяся к овладению опытом живой природы; генетика и молекулярная биология ; кибернетика , воплотившая идеи системного подхода; синергетика , изучающая процессы самоорганизации в сложных открытых системах.

Важным достижением современного естествознания стало развитие биосферного цикла наук, новое отношение к феномену жизни. Жизнь перестала быть случайным явлением во Вселенной, а стала рассматриваться как закономерный результат саморазвития материи. Науки биосферного цикла, к которым относятся почвоведение, биогеохимия, биогеография, экология, изучают природные системы, где идет взаимопроникновение живой и неживой природы, т.е. происходит взаимосвязь разнокачественных природных явлений. Жизнь и живое понимаются как существенный элемент мира, реально формирующий этот мир и создавший его в нынешнем виде. Воплощением этих идей стал антропный принцип современной науки, в соответствии с которым наша Вселенная такова, какова она есть, только потому, что в ней есть человек.

Характерными особенностями и методологическими основаниями современного естествознания являются:

· системный подход к изучению окружающего мира, в соответствии с которым мир признается совокупностью разноуровневых систем, находящихся в состоянии иерархической соподчиненности;

· диалектический способ мышления , основанный на идее всеобщей связи и развития;

· принцип глобального эволюционизма (все явления рассматриваются как процесс саморазвития и самоорганизации материи во Вселенной);

· анализ, являвшийся основным методом классической науки, уступил место синтезу и интеграции различных видов знания;

· детерминизм (признание существования жестких причинно-следственных связей) сменился вероятностными представлениями ;

· невозможным считается получение абсолютной истины; истина считается относительной , существующей во множестве теорий, каждая из которых изучает свой срез реальности;

· процесс познания более не считается простым зеркальным отражением природы; признается, что человек накладывает свой отпечаток на образ мира и результаты исследования.

С середины ХХ в. наука окончательно слилась с техникой, что привело к современной научно-технической революции , имевшей наряду с положительными и ряд отрицательных последствий. Использование научных открытий для создания новых видов оружия, потребительское отношение к природе привели к состоянию кризиса. Современная наука стала получать в свой адрес многочисленные критические замечания со стороны философов, культурологов и др. По их мнению, техника дегуманизирует человека, окружая его сплошь искусственными предметами и приспособлениями, отнимая его у природы и превращая в придаток машины. К этой гуманистической критике науки вскоре присоединились более тревожные факты последствий бесконтрольного использования достижений науки и техники – загрязнение воды, воздуха, почвы, вредоносное воздействие на живые организмы, вымирание видов и другие нарушения в экосистеме планеты. Поэтому современная наука снова переживает состояние кризиса и должна будет существенно измениться. Эти изменения, очевидно, будут связаны с дальнейшей интеграцией естественнонаучной и гуманитарной составляющих культуры, экологизацией и гуманизацией естествознания.

Глава 3. Концепции физики

Естествознание включает множество наук, но порядок их рассмотрения редко бывает произвольным. Обычно изучение естествознания начинается с физики, исследующей наиболее простые и вместе с тем наиболее общие свойства тел и явлений. История науки свидетельствует, что именно физика очень долгое время была лидером естествознания, наиболее развитой и систематизированной естественной наукой, внесшей наибольший вклад в формирование научной картины мира. Большинство научных революций и потрясений в естествознании были связаны с появлением новых физических открытий и теорий.

· Физика – наука, изучающая строение материи и законы ее движения.

Само слово «физика» происходит от греческого рhэsis – природа. Эта наука возникла еще в античности и первоначально охватывала всю совокупность знаний о природных явлениях. Становление физики как самостоятельной науки связывают с работами Галилея и Ньютона (XVII в.), благодаря которым законы физики стали базироваться на фактах, установленных опытным путем, и их математическом осмыслении. Классическая механика Ньютона являлась основой развития естествознания до появления квантовой механики и теории относительности в начале ХХ вв.

Современная физика базируется на точном эксперименте и развитом математическом аппарате. В соответствии с многообразием исследуемых объектов и форм движения она подразделяется на ряд дисциплин: механику, оптику, термодинамику, электродинамику, квантовую механику, ядерную физику, физику элементарных частиц, физику твердого тела и др. В результате взаимодействия физики с другими естественными науками появились такие междисциплинарные научные направления, как астрофизика, биофизика, геофизика, химическая физика.

Круг явлений и процессов, рассматриваемых в рамках физики, очень широк. Для их описания используются такие фундаментальные понятия, как материя, движение, взаимодействие, пространство, время, энергия. Важнейшим из них является понятие материи. Революции в физике всегда были связаны с изменением представлений о материи.

Современный период развития естествознания

Мамедов Азиз Башир оглу,

доктор философских наук, профессор кафедры философии для естественных наук Бакинского государственного университета,

Рашадат Исмаил оглу Баширов,

кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой основ естествознания и общей биологии Сумгайытского государственного университета,

докторант кафедры философии для естественных наук

Бакинского государственного университета.

Каковы особенности современного периода развития естествознания или современного естествознания? Прежде чем ответить на этот вопрос окинем взором концептуально-методологические изменения, произошедшие в естествознании во второй половине XX века.

1. Первый признак, характеризующий современное естествознание - широкое распространение в его различных областях идеи и методов синергетики.

Синергетика – теория самообразования и развития свободных природных открытых сложных систем. Для того чтобы отразить наблюдаемые закономерности сложных систем используются применяемые в синергетике такие понятия как диссипативная структура, бифуркация, флюктуация, хаотичность, странные аттракторы, нелинейность, неопределенность, необратимость и т.д. Синергетика взаимодействует с системами сложного строения, образованными посредством хаотичных связей стоящих на различных уровнях развития. На такие системы можно смотреть как «эволюционное целое».

Аутсорсинг и аудит! Консалтинговые услуги! Юридическое сопровождение

Г.Хакен так описывает ключевые положения синергетики систем: синергетические системы состоят из несклонных или многих одинаковых или разнородных частей, которые находятся во взаимодействие друг с другом. Синергетические системы являются нелинейными; синергетические системы, которые изучаются в физике, химии и биологии как открытие системы находятся далеко от состояния теплового равновесия; синергетические системы подвержены внутренним и внешним колебаниям; так как синергетические системы открытие могут стать нестабильными; в синергетических системах обнаруживаются эмерджентные новые качества; в синергетических системах возникают пространственные, временные или функциональные структуры; новые структуры которые возникают в синергетических структурах могут быть упорядоченными или хаотичными.

Синергетика раскрывает внутренний взаимосвязь порядка и хаоса. До возникновении синергетики думали, что хаос есть хаос, он никак не может превратиться в порядок. Но, Хакен открыв закономерности открытых систем, тем самым доказал, что системный фактор состоит не в хаотичности, а в динамике, в взаимодействии. Хаос тоже динамична как и порядок. А это доказывает, что хаос вовсе не находятся в отрыве от порядка, в хаосе рождаются порядок, упорядоченность. Таким образом, если в классическом естествознании хаос играл чисто негативную роль, являясь символом дезорганизации, неструктурности и разрушения порядка, то в синергетике он выпускает в качестве конструктивного фактора. Так как с одной стороны, из хаоса или беспорядка возникает порядок, а с другой стороны – сам хаос представляет собой сложную форму упорядоченности.

Таким образом, синергетика изучает развивающуюся закономерность образования сложных структур от более простых структур. В этом случае синергетика исходит из принципа о том, что объединение структур не может быть заменено простой сборной операцией, здесь целое уже не совокупность ее частей, не больше и не меньше их, это целое просто новое качественное состояние.

Один из основоположников синергетики Г.Хакен выдвинул такой вопрос: какие общие особенности можно обнаружить в развитии различных природных и социальных систем? И он так отвечал на свой вопрос: общее – само по себе создание структуры; качественные изменения, происходящие на макроскопическом уровне; появление нового качества посредством эмерджентного способа; процесс самообразования, который встречается в открытых системах. По мнению Хакена, синергетический взгляд отличается от традиционного взгляда переходом от оценки простых систем к изучению сложных систем; от оценки закрытых систем к изучению открытых систем; от оценки линейных систем к изучению нелинейных систем; от оценки равновесия процессов к изучению их делокализации и нестабильности.

Несмотря на то, что зарождение синергетики связано с именами Г.Хакена, И.Пригожина и других на формирование ее основных идей, большое влияние оказали также диалектика Шеллинга, Гегеля, Маркса. Несмотря на то, что многие об этом умалчивают, один из основоположников синергетики И.ПРигожин, признавая это, писал, что «природа подтверждает существование иерархии в философии, когда каждый уровень требует предшествующий ему уровень». Согласно этому Пригожин однозначно отмечает, что идея истории природы, как составная часть материализма, принадлежала К.Марксу, была всесторонне развита Ф.Энгельсом.

Несмотря на признание Пригожина, часть современных ученых не видя связи между диалектикой и синергетикой, предполагала, что диалектика прекратила свое существование и поэтому ее нужно заменить синергетикой. Однако с такой идеей, конечно, нельзя согласиться, так как в довершение того, что существует общая теория развития и универсальный познавательный метод, диалектика – одно из больших достижений мировой философской мысли, им и останется.

2. Второй признак, характеризующий современное естествознание - закрепление теории цельности, осознание необходимости всестороннего глобального взгляда на мир.

Спрашивается: в чем заключается содержание парадигмы цельности?

Парадигма цельности проявляется в целом ряде явлений, в том числе в цельности, неразрывности явление природы, общества, биосферы, ноосферы, мировоззрения и других явлений. Одно из выпуклых проявлений цельности состоит в том, что человек находится не снаружи изучаемого объекта, а внутри. Он является частью, постоянно познающей целое. Академик В.И.Вернадский для разъяснения этой мысли писал, что история познания науки показывает, что без человека наука невозможна и наука это то, что создал человек…закономерности, встречающиеся в окружающем мире, человек превращает в свои слова, в свой ум».

Одна из закономерностей, наблюдаемая в последней четверти XX века, состоит в том, что природа объединяет науки, ускоряет сближение природно-научных и гуманитарных знаний, науки и искусства. Тогда как, не принимая во внимание субъект продолжительной деятельности, естествознание было занято изучением только природы, гуманитарные же науки изучали только человека, душу человека, познанием его различных аспектов проявляли еще больший интерес к выяснению связи социальных знаний и духовных структур человека. В то время как идея и принципы нашедшие развитие в современном естествознании, стали чаще появляться в гуманитарных науках и возникает противоположный процесс. Освоение саморазвивающихся систем «человекоизмерения» наукой стерла ранее непроходимые границы между методологией естествознания и методологией социального познания, стало причиной сближения этих областей знания. В связи с этим наблюдалось стремление к конвергенции двух культур – научно-технической и гуманитарно-эстетической, науки и культуры.

Известно, что уже несколько веков западная культура представляется как эталон, самое большое достижение в истории мировой культуры и неповторимый пример. Одна из тенденций, которая привлекает внимание в развитии современного естествознания, связана с выходом за границы западной культуры специальных наук. В настоящее время постепенно ученые все больше обращаются к традициям и методам восточной мысли. В наши дни высказываются мысли не только о сильных, но и о слабых сторонах европейского рационализма, широко обсуждается в научной литературе тема «Запад-Восток».

3. Третья особенность, характеризующая современное естествознание, заключается в укреплении в нем идеи коэволюции и в постепенном их распространении в более широком масштабе.

Известно, что произвол, связанный с изучением различных биологических объектов и уровней их формирования, идет из биологии. Сегодня понятие коэволюции охватывает все возможные обобщенные панорамы. Сущность идеи глобального коэволюционирования заключается в этом же. Это понятие, содержа в себе как материальности, так и идеальные системы, носит универсальный характер.

Понятие глобальной коэволюции органически связано с понятием «самоформирование». Отличие этих понятий только в том, что если понятие самоформирования связано со структц\урой, состоянием систем, понятие коэволюции связано с корреляцией отношений развивающихся систем и эволюционных изменений. Коэволюция состоит из молекулярно-генетического и биосферного уровня.

Коэволюция завершается единством природных и социальных процессов. Поэтому с целью системного и интенсивного исследования механизма коэволюционного процесса, на современном этапе развития науки необходимо достигнуть органического единства и постоянного взаимовлияния природно-научных и гуманитарных знаний.

4. Современное естествознание характеризуется изменением характера объекта исследования и усилением роли комплексного подхода в его изучении.

В современной методологической литературе постепенно наблюдается тенденция к заключению о том, что если объектом классического естествознания являлись простые системы, а объектом неклассического естествознания являлись сложные системы, то в современном естествознании внимание ученых все больше привлекают системы, формирующие новые уровни своего образования и находящиеся в историческом развитии открытые и самоформирующиеся сложные системы для определения облика современной науки требуют применения новых методологических принципов их познания.

В современной научной литературе отдельно отмечается целый ряд признаков самоформирующихся систем. Среди них главными являются следующие:

а) эти системы с точки зрения материи, энергии и восприятия информаций являются открытыми;

б) эти системы среди многих путей эволюции выбирают одну и с этого взгляда являются нелинейными;

г) в этих системах переход от одного состояния к другому носит хаотический характер;

д) невозможно предсказать результат протекания этих процессов;

е) в этих системах сильна способность изменять с целью, чтобы быть в активном взаимовлиянии со средой и с целью интенсификации их деятель­ности;

ж) в этих системах существует способность принимать во внимание опыт прошлого;

з) структура этих систем подвижна и изменчива.

Изменение характера объекта исследовано в современном естествознании сопровождается изменением методов подхода к нему и методов исследования. Если целью предыдущих уровней естествознания было изучение изолированных фрагментов реальности, цель современного естествознания – использование в своей деятельности комплексных исследовательских программ и межнаучных исследовательских методов.

5. Еще одна из отличительных особенностей современного естествознания – широкое применение во всех его областях философии и ее методов.

Философия своими научно-теоретическими их практико-содер­жатель­ными основами проникает во все области современного естествознания. Функции философии на современном этапе естествознания: антологическая, гносеологическая, методологическая, мировоззренческая, аксеологическая, предсказывающая, социальная. Эти функции оказывают более активное влияние, чем в прежние этапы.

6. Одной из специфических особенностей современного естествознания также является господство в ней методологического плюрализма, который вытекает из познания методологии, в том числе ограниченности, односторонности диалектического материализма. Сложившуюся в естествознании подобную ситуацию американский научный методолог П.Фейерабенд очень метко выразил в словах: «Все возможно». Еще в свое время видный немецкий физик В.Хейзенберг отмечал, что мы не можем ограничить методы нашего мышления только философией. В связи с этим, он считал неправильным объявление «единственности и истинности какого-либо метода и тем самым отказывается от методологических концепций. В современном естествознании нельзя ограничиться только логикой, диалектикой и эпистемологией. Для того, чтобы адекватно оценить реальность современному естествознанию необходимы интуиция, фантазия, воображение и другие факторы.

7. Из недавно сформированных особенностей современного естествознания – широкое проникновение в него деятельности человека, объединение объективного мира с миром человека, устранение пропасти между объектом и субъектом.

Еще в классический период естествознания стало известно, что новые открытия демонстрируют «субъективность в законах физики» (А.Эддингтон), «формирование единства объекта и субъекта и то что между ними нет непроходимой границы» (Э.Шредингер), «различные аспекты тождественной реальности сознания материи». В современном естествознании эта тенденция еще более усиливается. Один из основоположников квантовой механики В.Хейзенберг отмечал, что уже в его время можно говорить не об узаконенной в естественных науках природной картине, а о картине отношения человека к природе. Поэтому с одной стороны, объективные события, протекающие в пространстве и во времени, с другой стороны деление на существующие аспекты субъективного отражения этих событий не может считаться опорой в понимании науки ХХ века. Результат умозаключений Хейзенберга заключается в том, что в центре внимания современного естествознания должна находиться не сама природа, а «сеть взаимовлияния человека с природой». Природа – как отсутствие автомата, который бы говорил только те слова, которые хотел бы услышать ученый; так же и научное исследование не является монологом, это прежде всего диалог ученого с природой. А это значит, активное познание природы человеком, в лучшем случае является частью внутренней деятельности.

8. Современное естествознание также характеризуется глубоким проникновением во все его области идеи развития, а также «историзацией», «диалектизированием» (как разновидности развития). И.Пригожин писал по этому поводу: «Существует не только история жизни, но и история всей Вселенной и это может привести к важным заключениям». Самое главное из этих заключений - необходимость перехода к высшей форме мышления – к диалектике, включающей теорию логики познания. Видный ученый нашего времени, лауреат нобелевской премии И.Пригожин уверен, что мы на пути к новой концепции, ведущей к единой панораме мира.

Характеризуя в общем научное мышление, известный физик и научный методолог К. Фон Вайцзеккер пишет, что одной из основных тендеций современной науки является превращение ее в науку о развитии. Тем самым современное естествознание подтверждает идею Гегеля и Энгельса о том, что представителям естествознания необходимо овладеть методом диалектики.

9. Отличительной особенностью современного естествознания также является увеличение математизирования естественных наук, особенно физики, повышения уровня абстрактности и сложности этих наук.

В науке ХХ века резко увеличилась роль математических вычислений, так в различных областях естествознания ответы на задания, требующие решения, в большинстве случаев необходимо представить в словесной форме. Математическое моделирование в настоящее время превратилось в существенный признак научно-технического процесса. Сущность этого вида моделирования состоит в замене исследуемого объекта соответствующими математическими моделями и в проведении специальных экспериментов по их исследованию посредством вычислительно-логических алгоритмов в ЭВМ. В связи с последними достижениями синергетики моделирование в современной науке приобрело новую форму.

10. Другая особенность современного естествознания – способность зарождаться на основе принципов глобального эволюционирования.

Установление эволюционных идей имеет длинную историю. Уже в XIX веке эти идеи нашли применение в геологии, биологии. Однако вплоть до современного периода эволюционный принцип не стал господствующим принципом в естествознании. Причиной этому послужило проникновение выполняющего долгое время в естествознании лидирующую функцию принципа развития в значительную часть истории физики, в ряд ее постулатов.

Представления об универсальности эволюционных процессов, происходящих во Вселенной, реализовались в науке в концепции глобального эволюционирования.

Эта концепция, основываясь на биологию, астрологию, геологию экстраполировала идеи эволюционирования во все сферы реальности и рассматривала все живое, неживое, социальную материю как единый универсальный процесс эволюции. Идея глобального эволюционирования продемонстрировала переход главного принципа естествознания – принципа историзма в диалектический способ мышления.

Каждая из естественных наук отдала свою дань обоснованию универсального эволюционирования. Однако, в результате обоснования этой концепции в ХХ веке три важных концептуальных направления науки приобрели определенную важность: первое – не стационарная теория Вселенной, второе – синергетика, третье – теория биологической эволюции и развивающиеся на основе этой теории концепции биосферы и ноосферы.

Концепция глобального эволюционирования выполняет следующие функции:

1) объясняет взаимосвязь самоформирующихся систем различной степени сложности и генезис новых структур;

2) рассматривает живое, неживое и социальную материю в диалектической взаимосвязи;

3) создает базу для рассмотрения человека как объекта космической эволюции, как закономерную ступень развития Вселенной;

4) формирует основу синтеза современных научных знаний;

5) формирует важный принцип исследования объектов нового типа - самоформирующихся систем.

В настоящее время ученые пытаются создать единую физическую теорию мира, которая содержала бы в себе все взаимовлияния и которая бы основывалась на синтезе релятивистских и квантовых идей. Аналогичное явление наблюдается и в других науках. Например, математики пытаются объяснить устройство математики на основе теории единства множеств. Биологи же на основе принципов теории эволюционного синтеза генетики и современной молекулярной биологии пытаются создать единую теоретическую биологию.

11. Знаменательной особенностью современного естествознания является также понимание его как природного организма. В настоящее время природу рассматривают не как совокупность изолированных друг от друга объектов или как их механическую систему, а как целое, в котором в определенных границах происходят изменения, и как живой организм. Нарушение этих границ может стать причиной изменения системы, перехода ее в качественно новое состояние. Постепенно укрепляются гармонические связи и взаимовлияние между людьми, между людьми и природой. В рамках такого подхода к природе человек уже чувствует себя не хозяином и не работ природы, а ее органической частью. В настоящее время формируется новая наука под названием «Этика биосферы». Эта наука будет изучать не только этические отношения между людьми, но и взаимные этические отношения между человеком и природой.

12. И наконец, характерной особенностью современного естествознания является также то, что эта форма мышления понимает мир не только как систему гармонии, благозвучности, закономерности, но и как систему нестабильности, неустойчивости, транссизма, хаоса, неопределенности.

Все сказанное показывает, что в развивающемся изучении мира необходимо обязательно принять во внимание его два взаимосвязанных аспекта: стабильность и нестабильность, порядок и хаос, определенность и неопределенность.

Принятие же неустойчивости и нестабильности как фундаментальных характеристик устройства мира безусловно требует применения в процессе познания новых методов и способов, являющихся по своей сути диалектическими.

Литература

1. Борн М. Размышления и воспоминая физика. М., 1977.

2. Борн М. Физика в жизни моего поколения. М., 1973

3. Вернадский В.И. О науке. Дубна, 1997.

4. Гейзенберг В. Шаги за горизонт. М., 1987.

5. Дажо Р. Основы экологии. М., 1975.

6. Князева Е.Н. Синергетика как новое мировидение: диалог с Пригожиным // Вопросы философии, 1992, №12.

7. Князева Е.Н., Курдюмов С.И. Синергетика как новое мировидение: диалог с Пригожиным // Вопросы философии, 1992, № 2.

8. Мамедалиева С. Химия и экология. Баку, «Элм», 1993.

9. Мамедов Б.А. Научное познание и диалектика его развития. Баку, 1998.

10. Одум М. Основы экологии. В двух томах. М.,1986.

11. Париев Е.И. На перекрестке бесконечностей. М., 1967.

12. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М., 1986.

13. Проблемы методологии постклассической науки. М., 1992.

14. Стапин В.С., Кузнецова Л.Ф. Научная картина мира в культуре техногенной цивилизации. М., 1994.

15. Фейерабенд П. Избранные труды по методологии науки. М., 1986.

16. Фейнберг Е.Л. Эволюция метологии в ХХ веке // Вопросы философии, 1996, № 7.

17. Философия природы. Коэволюционная стратегия. М., 1985; Родин С.Н. Идея коэволюции. Новосибирск, 1991.

18. Эйнштейн А, Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.

Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°»

М. К. Гусейханов, О. Р. Раджабов

Концепции современного естествознания

Издание шестое, переработанное и дополненное

Министерством образования и науки

Российской Федерации в качестве учебника

для студентов высших учебных заведений

Москва, 2007

УДК 001 ББК 20 Г96

Рецензенты:

А. Д. Гладун - председатель экспертного совета по общим естественнонаучным дисциплинам Министерства образования РФ, доктор физико-математических наук, профессор МФТИ;

Л. В. Королева - доктор физико-математических наук, профессор МГПУ;

О. П. Мелехова - член экспертного совета Министерства образования РФ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник;

Г. К. Сафаралиев - заместитель председателя комитета по науке и образованию Государственной Думы РФ, доктор физико-математических наук, профессор ДГУ.

Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания: Учебник. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2007. - 540 с.

ISBN 978-5-91131-306-7

В учебнике рассматриваются важнейшие концепции современного естествознания: этапы развития естественно-научной картины мира, современные представления о строении и развитии природы микро-, макро- и мегами-ров; эволюция представлений о пространстве, времени и материи; принципы относительности и дополнительности; соотношение неопределенностей; законы сохранения в микро- и макромире; природа элементарных частиц, энергии и вещества; концепции происхождения эволюции живой природы и человека; биосфера и экология; специфика современного естествознания; синергетика; самоорганизация в различных системах, проблемы современного естествознания; мировоззрение и НТР.

Учебник подготовлен в соответствии с Государственным стандартом высшего профессионального образования и предназначен для студентов вузов, изучающих концепции современного естествознания, преподавателей, аспирантов и учащейся молодежи, интересующейся мировоззренческими и теоретико-познавательными проблемами естествознания и философии.

УДК 001 ББК 20

ISBN 978-5-91131-306-7

© M. К. Гусейханов, О. Р. Раджабов, 2006

OCR: Ихтик (г.Уфа)

Ihtik.Lib.Ru

Введение 9

Глава 1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ КАК ЕДИНАЯ НАУКА

О ПРИРОДЕ 13

Естественно-научная и гуманитарная культуры. 13

Место науки в системе культуры и ее структура 14

Характерные черты науки 18

Естествознание - фундаментальная наука 21

Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЕСТЕСТВЕННО НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ 26

Структура научного познания 26

Основные методы научного исследования 29

Динамика развития науки. Принцип соответствия 36

Глава 3. ВАЖНЕЙШИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 41

Система мира античных философов 41

Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы строения мира 49

Механистическая и электромагнитная картины мира 55

Современная естественно-научная картина мира 60

Глава 4. КОНЦЕПЦИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ 69

Понятие пространства и времени 69

Измерение времени 73

Пространство и время в специальной теории относительности 76

Общая теория относительности о пространстве

и времени 86

Глава 5. СТРОЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА 94

Структурное строение материального мира 94

Краткая характеристика микромира 95

Краткая характеристика макромира 100

Краткая характеристика мегамира 106

Глава 6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ДВИЖЕНИЕ

СТРУКТУР МИРА 113

Четыре вида взаимодействий и их характеристика 113

Концепции близкодействия и дальнодействия 116

Вещество, поле, вакуум. Принцип суперпозиции 117

Фундаментальные постоянные мироздания 119

Антропный космологический принцип 123

Характер движения структур мира 126

Глава 7. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

МИКРОМИРА 133

Элементарные частицы 133

Корпускулярно-волновая природа микрообъектов 142

Концепция дополнительности 148

Вероятностный характер законов микромира. Концепции неопределенности и причинности 150

7.5. Электронная оболочка атома 153

Глава 8. КОНЦЕПЦИИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ .162

8.1. Многообразие форм материи 162

Вещество и его состояния 164

Энергия и ее проявления в природе 167

Законы сохранения в природе 182

Законы сохранения и принципы симметрии 189

Глава 9. СОСТАВ, СТРУКТУРА

И ВЗАИМОПРЕВРАЩЕНИЯ ВЕЩЕСТВ 197

Концептуальные уровни в познании веществ 197

Состав вещества и химические системы 201

Структура вещества и его свойства 209

Химические процессы 213

Эволюция химических систем и перспективы химии 217

Глава 10. ПРИРОДА МЕГАМИРА 222

Расстояния и размеры в мегамире 222

Земля как планета и природное тело 230

Состав и строение Солнечной системы 243

Солнце, звезды и межзвездная среда 253

Галактики 259

Глава 11. ХАРАКТЕР ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ

ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРИРОДЫ 269

Детерминизм процессов природы 269

Термодинамика и концепция необратимости 273

Проблема "тепловой смерти Вселенной" 279

Глава 12. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ

ВСЕЛЕННОЙ 286

Большой взрыв и расширяющаяся Вселенная 286

Начальная стадия Вселенной 292

Космологические модели Вселенной 297

Глава 13. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ

НЕБЕСНЫХ ТЕЛ, ЗЕМЛИ 301

Происхождение и эволюция галактик и звезд 301

Происхождение планет Солнечной системы 307

Происхождение и эволюция Земли 317

Космос и Земля 330

Глава 14. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ .. .343

Концепции происхождения жизни на Земле 343

Классификация уровней биологических структур

и организация живых систем 357

Генная инженерия и биотехнология 363

Проблемы происхождения жизни во Вселенной 367

Глава 15. ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ 374

Доказательства эволюции живого 374

Пути и причины эволюции живого 378

Эволюционная теория Дарвина 381

Современная теория органической эволюции 384

Синтетическая теория эволюции 387

Другие концепции эволюции живого. 389

Глава 16. КОНЦЕПЦИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ

И ЭВОЛЮЦИИ ЧЕЛОВЕКА 397

Человек как предмет естественно-научного познания... 397

Сходства и отличия человека от животных 399

Концепции появления человека на Земле. Антропология 402

Эволюция культуры человека. Социобиология 410

Проблемы поиска внеземных цивилизаций 415

Проблема связи с внеземными цивилизациями 420

Глава 17. ЧЕЛОВЕК 425

Физиология человека 425

Эмоции и творчество 432

Здоровье и работоспособность 435

Вопросы биомедицинской этики 440

Глава 18. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ И ЭКОЛОГИИ 448

Биосфера 448

Экология 453

Современные проблемы экологии 456

Ноосфера, 460

Демографическая проблема 467

Глава 19. МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 474

Системный метод исследования 474

Кибернетика - наука о сложных системах 479

Методы математического моделирования 481

Математическое моделирование в экологии 484

Глава 20. САМООРГАНИЗАЦИЯ В ПРИРОДЕ 491

Парадигма самоорганизации 491

Синергетика 493

Особенности эволюции неравновесных систем 495

Самоорганизация - источник и основа эволюции 498

Самоорганизация в различных видах эволюции 503

Глава 21. СОВРЕМЕННОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

И БУДУЩЕЕ НАУКИ 508

Особенности современного этапа развития науки 508

Естествознание и мировоззрение 511

Естествознание и философия 514

Естествознание и научно-техническая революция 516

Общие закономерности современного естествознания 524

Современная естественно-научная картина мира

и Человек 526

21.7. Особенности в развитии современной науки 529

Литература 535

Светлой памяти наших родителей и учителей посвящаем эту книгу

Введение

Гармонию мира способен ли Смертный постичь, Чей приход и уход Для него самого непонятен?

Ибн Сина (Авиценна)

Государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования Российской Федерации требуют освоения студентами гуманитарных и социально-экономических специальностей учебного курса по дисциплине "Концепции современного естествознания". Включение данной дисциплины в программу гуманитарных факультетов вузов обусловлено необходимостью ознакомления студентов с неотъемлемым элементом единой культуры - естествознанием - и формирования целостного взгляда на окружающий мир. Этот курс призван содействовать получению широкого базового высшего образования, способствовать всестороннему развитию личности. Учебный курс отражает основной комплекс концепций современного естествознания, дает панораму наиболее известных методов и законов современной науки, демонстрирует специфику рационального метода познания окружающего мира. Это тем более необходимо, так как сейчас рациональный естественно-научный метод все шире проникает в гуманитарную среду, формируя целостное научное знание общества. Наука приобретает все более универсальный язык, адекватный философии, психологии, социальным наукам и даже искусству. Возникшая сегодня тенденция к гармоничному синтезу двух традиционно различных культур, гуманитарной и естественно-научной, созвучна потребностям общества в целостном мировоззрении и подчеркивает актуальность данной дисциплины.

Для изучения предлагаются те направления и проблемы, которые определяют облик современного естествознания и научный подход к культуре. Одной из задач курса является формирование представлений о картине мира как основе целостности и многообразия природы. Поэтому в программу введены важнейшие концепции современного естествознания: представления о пространстве, времени и материи; законы сохранения в мире; концепции происхождения и эволюции Вселенной, жизни и человека; биосфера и экология; специфика самоорганизации, системных методов исследования и др.

Хорошо известно стремление людей найти общее в окружающем их многообразии вещей и явлений природы. Это стремление воплотилось в представлении о единстве мира. Целостное отражение единства мира - это результат синтеза данных естественных наук: физики, астрономии, химии, биологии и др.

Исторически мировоззрение развивалось от комплекса первобытных эмпирических знаний, мифологических, религиозных представлений к философско-теоретическому мировоззрению, и, зачастую в учениях мыслителей переплетались религиозные и рациональные компоненты познания. Привнесение рациональных представлений поднимало мировоззрение на качественно новую ступень, но не снимало еще само по себе вопроса о ненаучном отражении действительности, о наличии иррационального элемента в этом мировоззрении.

Стремление к единству многообразного получило одно из своих воплощений в научных догадках мыслителей Древнего Востока, античной Греции и Рима. Следует подчеркнуть, что эти догадки, а затем гипотезы представляли собой единство естественно-научного и философского подходов к анализу действительности.

Идея о Вселенной как едином целом, законы функционирования которого доступны человеческому познанию и пониманию, сыграли и продолжают играть конструктивную роль в формировании научной картины мира. Действительно, именно эта идея краеугольным камнем лежит в мировоззренческом и методологическом основании современной науки. "Основой

всей нашей научной работы", "сильнейшей и благороднейшей из пружин научного исследования" назвал Эйнштейн убеждение в рациональном (законообразном) устройстве Вселенной. "Без веры во внутреннюю гармонию нашего мира, - подчеркивал он, - не могло бы быть никакой науки".

Становление современной естественно-научной картины мира являет собой историческую, революционную или эволюционную смену одних научных взглядов другими.

История человеческого познания - это история возникновения, развития и замены одних научных картин мира другими, которые возникают в недрах предыдущих и в процессе эволюции приближаются к объективной научной картине мира. Основными формами обобщения фактов в системе мира, которые обеспечивают эволюционное ее развитие, являются: 1) объяснение фактов в рамках существующей системы мира; 2) объяснение фактов путем введения дополнительных понятий, новых способов формализации или с помощью введения ограничений на принципы теории. Таким образом, научная революция выступает как растянутый во времени, целостный, закономерный и периодически повторяющийся этап развития научного познания, для которого характерно скачкообразное формирование новой фундаментальной научной теории или научной системы мира.

Современная научная картина мира - это картина эволюционирующей Вселенной. Эволюция Вселенной включает в себя эволюцию вещества, ее структуры, а также эволюцию живого и социального общества. Эволюция вещества сопровождалась понижением его температуры, плотности, образованием химических элементов. С эволюцией структуры связано возникновение сверхскоплений галактик, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников.

Таким образом, Вселенная предстает перед нами как бесконечно развертывающийся во времени и пространстве процесс эволюции материи. В этом процессе взаимосвязанными оказываются самые разнообразные объекты и явления микромира и мегамира. Выяснилось, что во все эпохи научная мысль харак-

теризовала с дополнительностью макроскопического и микроскопического аспектов.

Для студента-гуманитария особенно принципиально осознание проблем общественной жизни в их связи с основными концепциями и законами естествознания. При этом ключевые этапы развития естествознания показывают, каким образом протекал диалог науки и общества в разные исторические периоды, демонстрируя преемственность и непрерывность в изучении природы.

Данная дисциплина не представляет собой механическое соединение традиционных курсов физики, химии, биологии, экологии и других, а является продуктом междисциплинарного синтеза на основе комплексного историко-философского, культурологического и эволюционно-синергетического подходов к современному естествознанию, поэтому ее эффективное освоение возможно на основе применения новой парадигмы, способной объединить естественно-научный и гуманитарный компоненты культуры, и осознания универсальной роли метаязыка, синтезирующего фундаментальные законы естествознания, философии и синергетики.

Изучивший ее должен четко представить себе подлинное единство и целостность природы, то единое основание, на котором построено бесчисленное разнообразие предметов и явлений окружающего нас мира и из которого вытекают основные законы, связывающие микро-, макро- и мегамиры, Землю и Космос, физические и химические явления между собой и с жизнью, с разумом.

Введение

В наши дни ни один человек не может считаться образованным, если он не проявляет интереса к естественным наукам. Обычное возражение, согласно которому интерес к изучению электричества или стратиграфии мало что дает для познания человеческих дел, только выдает полное непонимание человеческих дел.

Дело в том, что наука -- это не только собрание фактов об электричестве и т. п.; это одно из наиболее важных духовных движений наших дней. "Тот, кто не пытается понять это движение, выталкивает себя из этого наиболее знаменательного явления в истории человеческой деятельности... И не может быть истории идей, которая исключала бы историю научных идей".

Естествознание - наука о явлениях и законах природы. Современное естествознание включает многие естественнонаучные отрасли: физику, химию, биологию, а также многочисленные смежные отрасли, такие как физическая химия, биофизика, биохимия и многие другие. Естествознание затрагивает широкий спектр вопросов о многочисленных и многосторонних проявлениях свойств объектов природы, которую можно рассматривать как единое целое.

Что такое естествознание

Естествознание - это раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорией или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Предмет естествознания -- факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача ученого -- обобщить эти факты и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Следует различать факты опыта, эмпирические обобщения и теории, которые формулируют законы науки. Явления, например тяготение, непосредственно даны в опыте; законы науки, например закон всемирного тяготения -- варианты объяснения явлений. Факты науки, будучи установленными, сохраняют свое постоянное значение; законы могут быть изменены в ходе развития науки, как, скажем, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности.

Значение чувств и разума в процессе нахождения истины -- сложный философский вопрос. В науке признается истиной то положение, которое подтверждается воспроизводимым опытом.

Естествознание как наука изучает все процессы и явления, происходившие и происходящие в реальном объективном мире, географической оболочке, космическом пространстве. Это раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке (проверке на практике) гипотез и создание теорий, описывающих природные явления и процессы.

Многие достижения современного естествознания, составляющие базу для наукоемких технологий, связаны с всесторонним изучением объектов и явлений природы. С привлечением современных технических средств эксперимента именно такое изучение позволило не только создать сверхпрочные, сверхпроводящие и многие другие материалы с необычными свойствами, но и по-новому взглянуть на биологические процессы, происходящие внутри клетки и даже внутри молекулы. Большинство отраслей современного естествознания, так или иначе, связано с молекулярным исследованием тех или иных объектов, которое объединяет многих естествоиспытателей, занимающихся узкоспециализированными проблемами. Результаты подобного рода исследований - разработка и производство новой высококачественной продукции, и прежде всего товаров повседневного спроса. Для того чтобы знать, какой ценой дается такая продукция - важнейшая составляющая экономики, каковы перспективы развития современных наукоемких технологий, тесно связанных с экономическими, социальными, политическими и другими проблемами, нужны фундаментальные естественнонаучные знания, в том числе и общее концептуальное представление о молекулярных процессах, на которых основаны важнейшие достижения современного естествознания.

Современные средства естествознания - науки о фундаментальных законах, природных явлениях и разнообразных свойствах объектов природы - позволяют изучать многие сложнейшие процессы на уровне ядер, атомов, молекул, клеток. Плоды постижения истинных знаний о природе именно на таком глубинном уровне известны каждому образованному человеку. Синтетические и композиционные материалы, искусственные ферменты, искусственные кристаллы - все это не только реальные объекты разработок ученых-естествоиспытателей, но и продукты потребления различных отраслей промышленности, производящих в широком ассортименте товары повседневного спроса. В этой связи изучение естественнонаучных проблем на молекулярном уровне в рамках основополагающих идей - концепций - вне всякого сомнения, актуально, полезно и необходимо для будущих специалистов высокой квалификации естественнонаучного и технического профиля, а также для тех, чья профессиональная деятельность не имеет прямого отношения к естествознанию, т. е. для будущих экономистов, специалистов управления, товароведов, юристов, социологов, психологов, журналистов, менеджеров и др.

Естествознание изучает факты и явления из области философии, астрофизики, геологии, психологии, генетики, эволюции и подразделяется на комплекс наук, каждая из которых имеет объект своего исследования.

Естествознание подразделяется на:

1. фундаментальные науки;

2. прикладные науки;

3. естественные науки;

4. технические науки;

5. социальные науки;

6. гуманитарные науки.

1. Фундаментальные науки

К фундаментальным наукам относятся химия, физика, астрономия. Эти науки изучают базисную структуру мира.

Физика - наука о природе. Делится на механическую, квантовую, оптическую физику, физику проводников, электричество.

Химия изучает строение вещей и их структуру. Делится на 2 больших раздела: органическая и неорганическая. Выделяется также физическая химия, физколлоидная химия, биохимия.

Астрономия изучает строение и структуру космического пространства и подразделяется на астрофизику. Астрологию, космологию, астронавтику и космонавтику.

2. Прикладные науки

Прикладные науки изучают фундаментальные науки с практическим применением, внедрением в жизнь теоретических открытий. К прикладным наукам относятся металловедение, физика полупроводников.

3. Естественные науки

Естественные науки изучают процессы и явления девственной природы. Делятся на геологию, географию, биологию.

Геология, в свою очередь, делится на динамическую геологию, историю, палеографию.

География состоит из 2 больших разделов: физическая и экономическая география.

Физическая география делится на общее земледелие, климатологию, геоморфологию, почвоведение, гидрологию, картографию, топографию, ландшафтоведение, географическое районирование, мониторинг.

К экономической географии относят страноведение, географию населения, географию мирового хозяйства, географию транспорта, географию сферы услуг, мировую экономику, статистику, международные экономические отношения.

Биология - это наука о живых организмах. Делится на ботанику, зоологию, физиологию человека и животных, анатомию, гистологию (наука о тканях), цитологию (наука о клетке), экологию (наука о взаимоотношениях человека и окружающей среды) этологию (о поведении), эволюционное учение.

4. Технические науки

К техническим наукам относятся науки, изучающие созданные человеком приборы и предметы. К ним относятся информатика, кибернетика, синергетика.

5. Социальные науки

Это науки, изучающие правила и структуру общества, и объекты, живущие по его законам. К ним относятся социология, антропология, археология, социометрия, обществоведение. Наука "Человек и общество".

6. Гуманитарные науки

К гуманитарным относятся науки, изучающие сущность, строение и духовное состояние человека. К ним относятся философия, история, этика, эстетика, культурология.

Существуют науки, находящиеся на стыке целых блоков и разделов науки. Так, например, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических - бионика. Междисциплинарной наукой, включающей в себя общественные, естественные и технические науки является социальная экология.

Как и другим сферам человеческой деятельности, естествознанию присущи специфические черты.

Универсальность -- сообщает знания, истинные для всего универсума при тех условиях, при которых они добыты человеком.

Фрагментарность -- изучает не бытие в целом, а различные фрагменты реальности или ее параметры; сама же делится на отдельные дисциплины. Вообще, понятие бытия как философское не применимо к науке, представляющей собой частное познание. Каждая наука как таковая есть определенная проекция на мир, как бы прожектор, высвечивающий области, представляющие интерес

Общезначимость - в том смысле, что получаемые ею знания пригодны для всех людей, и ее язык - однозначный, поскольку наука стремится как можно более четко фиксировать свои термины, что способствует объединению людей, живущих в самых разных уголках планеты.

Обезличенность - в том смысле, что ни индивидуальные особенности ученого, ни его национальность или место проживания никак не представлены в конечных результатах научного познания.

Систематичность - в том смысле, что она имеет определенную структуру, а не является бессвязным набором частей.

Незавершенность - в том смысле, что хотя научное знание безгранично растет, оно все-таки не может достичь абсолютной истины, после которой уже нечего будет исследовать.

Преемственность - в том смысле, что новые знания определенным образом и по определенным правилам соотносится со старыми знаниями.

Критичность - в том смысле, что всегда готова поставить под сомнение и пересмотреть свои даже самые основополагающие результаты.

Достоверность - в том смысле, что ее выводы требуют, допускают и проходят проверку по определенным, сформулированным в ней правилам.

Внеморальность - в том смысле, что научные истины нейтральны в морально-этическом плане, а нравственные оценки могут относиться либо к деятельности по получению знания (этика ученого требует от него интеллектуальной честности и мужества в процессе поиска истины), либо к деятельности по его применению.

Рациональность - в том смысле, что получает знания на основе рациональных процедур и законов логики и доходит до формулирования теорий и их положений, выходящих за рамки эмпирического уровня.

Чувственность - в том смысле, что ее результаты требуют эмпирической проверки с использованием восприятия, и только после этого признаются достоверными.

Методы исследования, используемые в естествознании

В основе методов естествознания лежит единство эмпирических и теоретических сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв или хотя бы преимущественное развитие одной за счёт другой закрывает путь к правильному познанию природы: теория становится беспредметной, опыт -- слепым.

Методы естествознания могут быть подразделены на группы:

а) общие методы касаются всего естествознания, любого предмета природы, любой науки. Это -- различные формы диалектического метода, дающего возможность связывать воедино все стороны процесса познания, все его ступени. Например, метод восхождения от абстрактного к конкретному и др. Те системы отраслей естествознания, строение которых соответствует действительному историческому процессу их развития (например, биология и химия), фактически следуют этому методу.

б) Особенные методы также применяются в естествознании, но касаются не его предмета в целом, а лишь одной из его сторон (явлений, сущности, количественной стороны, структурных связей) или же определенного приёма исследований: анализ, синтез, индукция, дедукция. Особенными методами служат: наблюдение, эксперимент, сравнение и как его частный случай измерение. Исключительно важны математические приёмы и методы как особые способы исследования и выражения количественных и структурных сторон и отношений предметов и процессов природы, а также методы статистики и теории вероятностей. Роль математических методов в естествознания неуклонно возрастает по мере всё более широкого применения счётно-вычислительных машин. В целом происходит быстрая математизация современного естествознания. С ней связаны методы аналогии, формализации, моделирования, промышленного эксперимента.

в) Частные методы -- это специальные методы, действующие либо только в пределах отдельной отрасли естествознания, либо за пределами той отрасли естествознания, где они возникли. Так, методы физики, использованные в других отраслях естествознания, привели к созданию астрофизики, кристаллофизики, геофизики, химической физики и физической химии, биофизики. Распространение химических методов привело к созданию кристаллохимии, геохимии, биохимии и биогеохимии. Нередко применяется комплекс взаимосвязанных частных методов к изучению одного предмета. Например, молекулярная биология одновременно пользуется методами физики, математики, химии, кибернетики в их взаимосвязи.

В ходе прогресса естествознания методы могут переходить из более низкой категории в более высокую: частные -- превращаться в особенные, особенные -- в общие.

Важнейшая роль в развитии Е. принадлежит гипотезам, которые и являются "формой развития естествознания, поскольку оно мыслит..."

Место естествознания в обществе

Место естествознания в жизни и развитии общества вытекает из его связей с другими социальными явлениями и институтами, прежде всего с техникой, а через неё с производством, производительными силами вообще и с философией, а через неё с борьбой классов в области идеологии. При всей внутренней целостности, вытекающей из единства, как самой природы, так и теоретического взгляда на неё, естествознание представляет собой весьма сложное явление, обладающее различными сторонами и связями, нередко противоречивыми. Естествознание не входит ни в базис, ни в идеологическую надстройку общества, хотя в своей наиболее общей части (где формируется картина мира), оно связано с этой надстройкой. Связь естествознания через технику с производством, а через философию с идеологией довольно полно выражает наиболее существенные социальные связи естествознания. Связь естествознания с техникой складывается в силу того, что "техника... потому и служит целям человека, что ее характер (суть) состоит в определении ее внешними условиями (законами природы)".

В современную эпоху естествознание опережает технику в своём развитии, т. к. его объектами всё чаще становятся совершенно новые, неизвестные ранее вещества и силы природы (например, атомная энергия), а потому, прежде чем может встать вопрос об их техническом применении, требуется "фронтальное" их изучение со стороны естествознания. Тем не менее, техника с её потребностями остаётся движущей силой развития естествознания.