Концепции современного естествознания Каменская Ирина Валентиновна Рекомендуемая

Концепции современного естествознания Каменская Ирина Валентиновна

Рекомендуемая литература • • А. А. Горелов. Концепции современного естествознания Т. Я. Дубнищева. Концепции современного естествознания В. М. Найдыш. Концепции современного естествознания Г. И. Рузавин. Концепции современного естествознания

Концепция – (от лат. conceptio – понимание, система), определенный лат. conceptio способ понимания, трактовки каких-либо явлений, основная точка зрения, руководящая идея для их освещения; ведущий замысел, конструктивный принцип различных видов деятельности. **Результатом научных исследований являются теории, закономерности, модели, гипотезы, эмпирические обобщения. се эти понятия можно объединить одним словом – концепции** Естествознание - раздел науки, который изучает мир, как он есть, в его естественном состоянии, независимо от человека. Естествознание является совокупностью всех наук о природе как системе тел, «материальных реальностей» , находящихся во взаимной связи, взаимодействии, движении. **Современное естествознание – концепции, возникшие в ХХ веке. Чтобы значение современных концепций естествознания было принято, нужно прежде всего выяснить, что такое наука в целом, какова ее история, структура динамика. **

**Человек обладает знанием об окружающей его природе (Вселенная), о себе самом и собственных произведениях. ** Естественнонаучная и гуманитарная культуры ** субъект – объект субъект-субъект Ч. Сноу (1905 -1980), «Две культуры» , «физики» и «лирики» ** Наука – сфера деятельности разума, в которой вырабатываются и систематизируются объективные знания. Основные цели – описать, объяснить и предсказать явления. Наука многогранна Три Функции науки: отрасль культуры, способ познания мира, специальный институт (Институт - установление, учреждение. В широком смысле – элемент социальной структуры: совокупность учреждений, норм, ценностей, культурных образцов, устойчивых норм поведения. )

Как другим сферам человеческой деятельности, науке присущи специфические черты Характерные черты науки Ш Универсальность сообщает знания, истинные для всего универсума при тех условиях, при которых они добыты человеком. (ЭС. Универсум – филос. термин, обозначающий «мир как целое» ). § Общезначимость получаемые знания пригодны для всех людей; язык науки – однозначный, фиксирующий термины и понятия, что способствует объединению людей. Ø 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 для ученых в данный момент. Ø Обезличенность ни индивидуальные особенности ученого, ни его национальность или место проживания никак не представлены в конечных результатах научного познания.

• Систематичность • Незавершенность наука имеет определенную структуру, а не является бессвязным набором частей. хотя научное знание безгранично растет, оно не может достичь абсолютной истины, после познания которой уже нечего будет исследовать. • Преемственность • Критичность новые знания определенным образом и по строгим правилам соотносятся со старыми знаниями. готовность поставить под сомнение и пересмотреть свои, даже основополагающие, результаты. • Достоверность • Внеморальность научные выводы требуют, допускают и проходят проверку по определенным сформулированным правилам. научные истины нейтральны в моральноэтическом 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. • Чувственность • Рациональность научные результаты требуют эмпирической получение знаний на основе рациональных процедур и проверки с использованием восприятия и только законов логики, формирование теорий и их положений, после этого признаются достоверными. выходящих за рамки эмпирического уровня.

Для науки характерны свои особые методы и структура исследований, язык, аппаратура Всем этим и определяется специфика научного исследования и значение науки.

Отличие науки от других отраслей культуры § от ИСКУССТВА (наука рациональна, не останавливается на уровне образов) § от ТЕХНИКИ (наука нацелена на познание мира) § от ИДЕОЛОГИИ (научные истины общезначимы и не зависят от интересов определенных слоев общества) § от ФИЛОСОФИИ (научные выводы допускают эмпирическую проверку и отвечают не на вопрос «почему? » , а на вопрос «как? » , «каким образом? » ) § от РЕЛИГИИ (разум и опора на чувственную реальность имеет большее значение, чем вера) § от МИФОЛОГИИ (наука стремится не к объяснению мира в целом, а к формированию законов развития природы, допускающих эмпирическую проверку) § от МИСТИКИ (наука стремится не к слиянию с объектом исследования, а к его теоретическому пониманию и воспроизведению) Теоретическим освоением действительности наука отличается от обыденного сознания.

Наука – это особый рациональный способ познания мира, основанный на эмпирической проверке или математическом доказательстве Естествознание – это раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий 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 объяснений явлений. Факты науки, будучи установленными, сохраняют свое постоянное значение; законы могут быть изменены в ходе развития науки. Основной принцип естествознания : знания о природе должны допускать эмпирическую проверку!

Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает истину, пригодную и принимаемую всеми людьми. Поэтому оно традиционно рассматривалось в качестве эталона научной объективности. Естествознание и обществознание Другой крупный комплекс наук - обществознание Дает истину, пригодную и принимаемую всеми людьми Эталон научной объективности Связано с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования Наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого объекта, субъективное отношение к нему

Естественные и технические науки нацелены на познание мира Следует учитывать различие между естественными и техническими науками с одной стороны, и фундаментальными и прикладными – с другой. нацелены на помощь в преобразовании мира Фундаментальные и прикладные науки изучают базисные структуры мира физика, химия, астрономия занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально- практических задач теоретические прикладные дисциплины физика металлов, физика полупроводников практические прикладные дисциплины металловедение, полупроводниковые технологии

Естествознание отличается от математики тем, что исследует природные, а не знаковые системы Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками в принципе нельзя, поскольку имеется целый рад дисциплин, занимающих промежуточное положение или являющимися комплексными по своей сути. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических – бионика, а комплексной дисциплиной, которая включает и естественные, и общественные, и технические разделы, является социальная экология.

Изучение естествознания нужно не только затем, чтобы обладать определенным объемом знаний, но и для понимания принципов мышления СТРУКТУРА И МЕТОДЫ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ Уровни естественнонаучного познания Ньютон и его яблоко Эмпирический уровень ü эмпирический факт (эмпирические обобщения) ü научный факт (А. Пуанкаре ( «Наука и метод» ) писал: «Наиболее интересными являются те факты, которые могут ( служить свою службу многократно, которые могут повторяться» ) ü метод исследования – наблюдение (в некоторых областях естествознания остается единственным и главным эмпирическим методом исследования. Например, в астрономии) ü эксперимент (Особенность научного эксперимента заключается в том, что его может воспроизвести каждый исследователь в любое время ) ü Найти аналогии в различиях – необходимый этап научного исследования! (Предметы падают на Землю, а Луна нет) ü модели (не над всеми телами можно провести эксперимент ü модельный эксперимент (Результаты МОДЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ можно считать пропорциональными результатам взаимодействия реальных тел) Теоретический уровень ü мысленный эксперимент ü понятия (т. е. слова, имеющие определенные значения, которыми пользуются ученые, являются не эмпирическими, а рациональными, т. е. они не берутся нами из чувственного опыта, а являются творческими произведениями человеческого разума. Для того, чтобы ввести их в расчеты, необходимы идеальные представления, например, представления об идеально гладкой поверхности, идеально круглом шаре). Если в обычном словоупотреблении мы сначала ставим термин, а затем определяем его (например: «щенок - это молодой пес» ), то в науке наблюдается обратный процесс. Научная запись следует читать справа налево, отвечая на вопрос: «Как мы будем называть молодого пса? » , а не «Что такое «щенок» ? » . Вопросы типа «Что такое жизнь? » не играют в науке никакой роли, и вообще определения как таковые не играют в науке заметной роли, в отличие от философии. Научные термины и знаки не что иное, как условные сокращения записей. ü идеализации Представление и воображение (создание и использование образов) имеет в науке большое значение, но в отличие от искусства это не конечная, а промежуточная цель исследования.

Главная цель науки – выдвижение гипотез и теория как эмпирически подтвержденная гипотеза. Гипотеза (от греч. – основание, предположение: предположительное суждение о закономерной связи явлений; форма развития науки) При выдвижении какой-либо гипотезы принимается во внимание не только ее соответствие эмпирическим данным, но и некоторые методологические принципы, получившие название критериев простоты, красоты, экономии мышления. После выдвижения определенной гипотезы исследование опять возвращается на эмпирический уровень для ее проверки. При проверке научной гипотезы должны проводиться новые эксперименты, задающие природе новые вопросы, исходя из сформулированной гипотезы. Цель – проверка следствий из этой гипотезы, о которых ничего не было известно до ее выдвижения. Если гипотеза выдерживает эмпирическую проверку, то она приобретает статус закона (или, в более слабой форме, закономерности) природы. Если нет, считается опровергнутой, и поиски другой, более приемлемой, продолжаются. Научное предположение остается гипотезой до тех пор, пока еще не ясно, подтверждается она эмпирически или нет. Стадия гипотезы не может быть в науке окончательной, поскольку все научные положения в принципе эмпирически опровергаемы, и гипотеза рано или поздно или становится законом или отвергается. Закон ПРИНЦИП ФАЛЬСИФИЦИРУЕМОСТИ научных положений, т. е. их свойство быть принципиально опровергаемыми на практике - в науке непререкаемым! Эксперимент, который направлен на опровержение данной гипотезы, носит название решающего эксперимента. Именно он наиболее важен для принятия или отклонения гипотезы, так как одного его достаточно для признания гипотезы ложной. Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области познания, называется ТЕОРИЕЙ (истинна, пока не будет предложена новая). Наука строится из наблюдений, экспериментов, гипотез, теорий и аргументов. Наука в содержательном плане – это совокупность эмпирических обобщений и теорий, подтверждаемых наблюдением и экспериментом Причем творческий процесс создания теорий и аргументаций в их поддержку играют в науке не меньшую роль, чем наблюдение и эксперимент.

Соотношение эмпирического и теоретического уровней исследования Эмпирический и теоретический уровни знания различаются: q по предмету (во втором случае он может иметь свойства, которых нет у эмпирического объекта); q средствам (во втором случае это мыслительный эксперимент, метод моделирования, аксиоматический метод и т. д. ); q результатам исследования (в первом случае эмпирическое обобщение, во втором – гипотеза и теория). Различие между эмпирическим и теоретическим уровнями исследований не совпадает с различием между чувственным и рациональным познаниями, хотя эмпирический уровень преимущественно чувственен, а теоретический преимущественно рационален. Эмпирический уровень в науке не только чувственен, но и рационален потому, что используются приборы, сконструированные на основе какой-либо теории. Теоретический уровень в науке не совпадает с рациональным, поскольку понятие рационального шире и существует не только научная рациональность, но и рациональность иных типов. Теоретическое отличается от рационального также тем, что в состав теоретического уровня входят представления (наглядные образы), которые являются формами чувственного восприятия. Эмпирический, теоретический уровни исследования Чувственное и рациональное познания

Открытие нельзя логически вывести как теорему в математике! Воображение Интуиция (от лат. - пристально смотрю) – субъективная способность выходить за пределы опыта путем мысленного «озарения» или обобщения в образной форме непознанных связей, закономерностей. Карл Гаусс (1777 -1855): «Вот мой результат, но я пока не знаю, как получить его» . Результат интуитивен, но нет аргументации в его защиту Логика – наука о способах доказательств и опровержений; совокупность научных теорий, в каждой из которых рассматриваются определенные способы доказательств и опровержений. Логика действует на стадии так называемой нормальной науки в рамках определенной парадигмы Парадигма (от греч. - пример, образец ) - исходная концептуальная схема, модель постановки проблем и их решения, господствующая в течение определенного исторического периода в научном сообществе, смена парадигмы представляет собой научную революцию Следует помнить, имея в виду значение логики, что Рассуждения в естествознании не являются доказательствами, а только выводами! Вывод свидетельствует об истинности рассуждения, если посыл верен, но не говорит об истинности посыла.

Несмотря на методологическую ценность выделения эмпирического и теоретического, разделить эти два уровня в целостном процессе познания полностью невозможно. Сложное переплетение эмпирического и теоретического уровней познания особенно характерно для наиболее продвинутых областей экспериментальной и теоретической физики.

Методы научного познания Метод – способ организации средств (инструментов, приемов, операций) теоретической и практической деятельности; это совокупность действий, призванных помочь достижению желаемого результата. Метод оптимизирует деятельность человека, вооружает его наиболее рациональными способами организации деятельности. (Научный метод – для достижения научной истины). Бэкон сравнивал метод познания с циркулем. Способности людей различны, чтобы добивать успеха требуется инструмент, который уравнивал бы шансы и давал возможность каждому получить нужный результат. Таким инструментом и является научный метод. У Бэкона есть еще один замечательный афоризм: даже хромой, идущий по дороге, опережает того, кто бежит без дороги. Только верный метод может привести к получению истинного знания, подлинной картине познаваемого предмета. Метод не только уравнивает способности людей, но также делает их деятельность единообразной, что является предпосылкой для получения единообразных результатов всеми исследователями. Современная наука держится на определенной методологии – совокупности используемых методов и учении о методе. В то же время каждая наука имеет не только свой особый предмет исследования, но и специфический метод. Следует четко представлять различия между методологиями естественнонаучного и гуманитарного познания, вытекающими из различия их предметов. В методологии естественных наук обычно не учитывается индивидуальность предмета, поскольку его становление произошло давно и находится вне внимания исследователя. В истории же наблюдают самое становление предметов его индивидуальной полноте. Отсюда специфичность методологии исторического познания.

Научный метод как таковой подразделяется на методы, используемые на каждом уровне исследований. Выделяются, таким образом, эмпирические и теоретические методы. Эмпирические методы: наблюдение – целенаправленное восприятие явлений объективной действительности; описание – фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах; измерение – сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам; эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явления при повторении условий.

Теоретические методы: формализация – построение абстрактноматематических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности; аксиоматизация – построение теорий на основе аксиом (утверждений, доказательства истинности которых не требуется); гипотетико-дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Другим принципом классификации является сфера использования метода Классификации методов по сфере использования: всеобщие (применение не только в науке, но и в других отраслях человеческой деятельности), общенаучные (применение во всех областях науки) и конкретнонаучные методы (применение в отдельных разделах науки). Всеобщие методы: Анализ Синтез Абстрагирование Обобщение Индукция Дедукция Аналогия Моделирование Классификация Общенаучные методы: Научные наблюдения Научный эксперимент Конкретно-научные методы ( «лакмусовая бумажка» )

Статистические методы – позволяют определить средние значения, характеризующие всю совокупность предметов. Применение математических методов. Законы природы не сводятся к написанным на бумаге математическим соотношениям. Их надо понимать как вид организованности идеальных прообразов вещей. Характерной особенностью современного естествознания является также то, что методы исследования все в большей степени влияют на его результат. Следует различать методологию науки как учение о методах и методику как описание применения конкретных методов исследования.

Внутренняя логика и динамика развития естествознания Развитие науки определяется внешними и внутренними факторами. К первым относится влияние государства, экономических, культурных, национальных параметров, ценностных установок ученых. Вторые определяют и определяются внутренней логикой и динамикой развития науки. Не всегда первые можно четко отделить от вторых, и, тем не менее данное разделение полезно. Внутренняя динамика развития науки имеет свои особенности на каждом уровне исследования. Эмпирическому уровню присущ кумулятивный характер (ЭС. Лат. cumulatio - кумуляция накопление), поскольку даже отрицательный результат наблюдения или эксперимента вносит свой вклад в накопление знаний. Теоретический уровень отличается более скачкообразным характером, т. к. каждая новая теория представляет собой качественное преобразование системы знаний. Новая теория, пришедшая на смену старой, не отрицает ее полностью (хотя известны случаи, когда приходилось отказываться от ложных концепций теплорода, электрической жидкости и т. п. ), но чаще ограничивает сферу ее применимости, что позволяет говорить о преемственности в развитии теоретических знаний.

Вопрос о смене научных концепций является одним методологии науки. злободневных в современной В первой половине 20 в. основной структурной единицей исследования признавалась теория, и вопрос о ее смене ставился в зависимости от ее верификации (эмпирического подтверждения) или фальсификации (эмпирического опровержения). Главной методологической проблемой считалась проблема сведения теоретического уровня исследований к эмпирическому, что, в конечном счете оказалось невозможным. В начале 60 -х годов американский ученый Т. Кун выдвинул концепции, в соответствии с которой теория до тех пор остается принятой научным сообществом, пока не подвергнется сомнению основная парадигма (установка, образ) научного исследования в данной области. Парадигма (греч. пример, образец)- исходная концептуальная схема, модель постановки проблем и их решения. господствующая в течение определенного исторического периода в научном сообществе. Динамика науки была представлена Куном следующим образом: Старая парадигма нормальная стадия развития науки революция в науке новая парадигма Парадигмальная концепция развития научного знания затем была конкретизирована с помощью понятия «исследовательской программы» как структурной единицы более высокого порядка, чем отдельная теория. В рамках исследовательской программы и обсуждается вопрос от истинности научных теорий. Еще более высокой структурной единицей является естественнонаучная картина мира, которая объединяет в себе наиболее существенные естественнонаучные представления эпохи.

Становление науки Два этапа становления науки по Карлу Ясперсу (1883 -1969) § § «Становление логически и методически осознанной науки – греческая наука и параллельно зачатки научного познания мира в Китае и Индии» ; «Возникновение современной науки…с конца средневековья, утверждающейся с XVII в. и развертывающейся во всей своей широте с XIX в. » . Социальным стимулом развития науки стало растущее капиталистическое производство, которое требовало новых природных ресурсов и машин. Фрэнсис Бэкон (1561 -1626) Цель науки - увеличение власти человека над природой Очищение разума от заблуждений Эксперимент - главный метод научного исследования «Знание – сила»

Высшим уровнем обобщения и систематизации накопленной информации в первобытном сознании стало создание мифологической картины мира. Миф – не просто обобщение, а обобщение мира в наглядных чувственно-конкретных, эмоциональных образах. Природа в мифах очеловечивалась. Миф ставил целью не выявление и объяснение действительности, а установление видимости идеального равновесия между родом и природой. Для мифологической системы знаний характерны: • - антропоцентризм, • - нечувствительность к логическим противоречиям, • - умозаключения по аналогии, • - отсутствие противостояния случайного и повторяющегося. «У начала времен» Через мифологию и искусство мы подходим к еще одной стороне культуры древне-каменного века – магии. Используя принцип подобия (представление о том, что следствие похоже на причину) и принцип дальнего взаимодействия (представление о том, что вещи, находившиеся в соприкосновении, продолжают взаимодействовать и на расстоянии), магия была попыткой воздействия на мир и других людей путем совершения обряда, ритуала. Магия: принцип подобия и принцип дальнего взаимодействия Свидетельства защитной магии, привлечения силы духов-покровителей тоже известны археологам. Магия не исчезла с разложением первобытнообщинного строя и развитием науки и продолжает в видоизмененной форме бытовать и поныне. 26

Первая научная картина мира (Античная натурфилософия )- сущностная картина мира включала в себя: • - следы мифологического культурного наследия (центральный объект познания – космос); • - космологическую модель, объясняющую единую основу мироздания, множественность мира и богов, его единство; • - геоцентрическую астрономическую систему, составленную Клавдием Птолемеем; • - результаты исследований античной натурфилософии с эмпирикочувственным и с логико-формальным численным подходами к познанию (создание атомистики – теории о дискретном строении материи, энциклопедическое описание Аристотелем живой и неживой природы); • - метафизику (метафизика – философское учение о сущности мира) с ее умозрительным конструированием модели бытия, с сомнениями относительно адекватности философского видения мира самому реальному миру; • - единые и противоположные понятия: теплое - холодное, земля – небо, беспредельность – предел, возникновение – уничтожение, пустота - атомы, анализ – синтез …, которые и определяют материальное; • - концепцию смыслового единства в описаниях микрокосмоса (мира человека) и макрокосмоса (Вселенная). Вселенная – весь существующий материальный мир, безграничный во времени и в пространстве, бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. 27

Механистическая картина мира (17 -18 вв. ) Механистическая картина мира 17 -18 вв. основывалась на следующих концепциях: • - Бог – создатель Вселенной, следовательно, в мире все определено и предопределено Создателем; • - главное в познании – факты, а не причины их появления; • - теория и практика неразделимы, эксперимент реальный и мысленный - основа познания; • - мир может быть описан математически (как работа часов) • - система мира гелиоцентрическая; • - объекты познания моделируются закрытыми системами (закрытые системы – системы без обмена веществом, энергией, информацией с другими системами); • - методологической основой познания является редукционизм (редукционизм – стремление свести сложное к простому), а основным методом познания – индукция – от частного к общему; • - измерение и любая количественная оценка имеют определяющий смысл в познании; • - пространственно-временные координаты имеют качественную однородность, время обратимо; • - гуманитарные знания выделяются из общего знания, естественнонаучное знание рассматривается отдельно. 28

Эволюционная картина мира: • • - концепции стирания граней между естественнонаучными и гуманитарными науками, целостность естествознания, самоинтеграция любых научных знаний: - концепция всеобщей эволюции, включающей эволюцию фундаментальных наук в направлении поиска их общего основания; - концепция Большого Взрыва, после которого началась эволюция Вселенной. ; - концепция сближения позиций религиозных и естественных наук, , появление философской теории Суперсилы, - повышение роли системного подхода, рассмотрение объектов познания как открытых термодинамических систем, возникновение синергетики – науки об организации и самоорганизации открытых термодинамических систем, находящихся в неравновесном соотношении со средой; - развитие различных моделей объектов познания, в том числе кибернетических; - концепция виртуальной реальности и повышение в обществе ее роли; создание информационной среды, среды не только хранения и циркуляции информации, но и коммуникации, особым элементом культуры, который определяет инновационные изменения в процессах познания. 29