Предмет и задачи курса «Естественнонаучная картина мира»

Предмет и задачи курса «Естественнонаучная картина мира»

ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ КУРСА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА Цель– раскрытие сущности явлений природы, познание их законов и предвидение на их основе новых явлений. Указание на возможность использования законов природы на практике. Задачи курса • показать место и значение естествознания в современной культуре; • познакомить с наиболее важными концепциями происхождения природы и человека, законами по которым они существуют; • помочь овладеть современной естественно-научной картиной мира.

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

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

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

3. Постнеклассическая наука (вторая половина ХХ – начало ХХI вв. ) • характеризуется постоянной включенностью субъективной деятельности в «тело знания» . Она учитывает соотнесенность характера получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности познающего субъекта, но и с ее ценностно-целевыми структурами.

• Каждая из названных стадий имеет свою парадигму (совокупность теоретико- методологических и иных установок), свою картину мира, свои фундаментальные идеи. • Классическая стадия имеет своей парадигмой механику, ее картина мира строится на принципе жесткого (лапласовского) детерминизма, ей соответствует образ мироздания как часового механизма. • С неклассической наукой связана парадигма относительности, дискретности, квантования, вероятности, дополнительности. • Постнеклассической стадии соответствует парадигма становления и самоорганизации. • Основные черты нового (постнеклассического) образа нaуки выражаются синергетикой, изучающей общие принципы процессов самоорганизации, протекающих в системах самой различной природы (физических, биологических, технических, социальных и др. ). • Ориентация на «синергетическое движение» – это ориентация на историческое время, системность и развитие как важнейшие характеристики бытия.

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

• В результате развития науки сформировалась научная картина мира. Научная картина мира отличается от остальных картин мира, тем, что строит свои представления о мире на основе причинно- следственных связей, т. е. все явления окружающего мира имеют свои причины и развиваются по определенным законам. Специфика научной картины мира определятся особенностями научного познания. • Характеристики науки: • Деятельность по получению новых знаний. • Категория людей, профессионально этим занимающихся. • Самоценность - познание ради самого познания. • Рациональный характер, опора на логику и доказательства. • Создание целостного, системного знания. • Положения науки обязательны для всех людей. • Опора на экспериментальный метод

Различают общие и специальные картины мира. • Специальные научные картины мира репрезентируют предметы каждой отдельной науки (физики, биологии, социальных наук и т. д. ). В общей научной картине мира представлены наиболее важные системно- структурные характеристики предметной области научного познания как целого. • Общая научная картина мира является особой формой теоретического знания. Она интегрирует наиболее важные достижения естественных, гуманитарных и технических наук. Это, например, представления о кварках и синергетических процессах, о генах, экосистемах и биосфере, об обществе как целостной системе и т. п. Вначале они развиваются как фундаментальные идеи и представления соответствующих дисциплин, а затем включаются в общую научную картину мира

Современная наука дисциплинарно организована • , и в развитии ее отраслей особую роль играют обобщенные схемы- образы предмета исследования, посредством которых фиксируются основные системные характеристики изучаемой реальности. Эти образы часто именуют специальными картинами мира. Наиболее изученной является физическая картина мира. Но подобные картины есть в любой науке, как только она конституируется в качестве самостоятельной отрасли научного знания. • Специальные картины мира строятся на основе следующих представлений: 1) о сущности « материи» • 2) о сущности «движения» • 3) об общих закономерностях их взаимодействия; • 4) о пространственно-временной структуре реальности.

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Специфичность исследуемых объектов: могут быть очень сложными, почти недоступными для исследования (черные дыры) или несводимыми к наглядным предметам (виртуальные частицы и т. д. ). Специфичный язык науки и методы научного исследования. Естествознание – эталон научной объективности (т. к. знания о природе должны быть проверяемы). Математизация естествознания (на теоретическом уровне) – теоретическое объяснение явления считается полноценным, если его основные закономерности можно выразить на языке математики.

Системность, т. е. идея принципиального единства всех явлений природы (мир рассматривается состоящим из систем разного уровня упорядоченности, а все процессы в нем рассматриваются во взаимосвязи). Интеграция (объединение) наук и возникновение ряда пограничных дисциплин и одновременная дифференциация наук (т. е. подразделение их на какие-то более мелкие дисциплины). Принцип глобального эволюционизма – т. е. представление о всеобщем характере эволюции (началось с биологии). Развитие синергетики (учение о самоорганизации) – междисциплинарного научного направления, задачей которого является описание движущих сил эволюции любых объектов нашего мира. Принцип историчности – принципиальной незавершенности существующей картины мира

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ (ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ): Физика – знания о телах, их движении, превращениях и формах проявления на различных уровнях; Химия – знания о химических элементах, их свойствах, превращениях и соединениях; Биология –знания о живом, о клетке и обо всем от нее производном; Геология – знания о строении и развитии планеты Земля; Космология – знания о Вселенной, о состоянии и изменениях космических объектов. На стыке различных вышеперечисленных дисциплин возникает целый ряд смежных наук: физическая химия, биофизика, биохимия, геофизика и т. д.

ФУНКЦИИ НАУКИ Описательная – выявление существенных свойств и отношений действительности (описание новых видов животных); Систематизирующая – распределение описанных объектов действительности по классам и разделам (систематика животных); Объяснительная – систематическое изложение сущности изучаемого объекта, причин его возникновения и развития (морфология, анатомия, физиология, экология и эволюция животных); Производственно-практическая – возможность применения полученных знаний в производстве, для регуляции общественной жизни, в социальном управлении (хозяйственное использование животных – одомашнивание, охота, борьба с вредителями); Прогностическая – - предсказание новых открытий в рамках существующих теорий, рекомендации на будущее; Мировоззренческая – внесение полученных знаний в существующую картину мира, рационализация отношений человека к действительности

КРИТЕРИИ НАУЧНОСТИ ЗНАНИЙ Наука – это не просто совокупность знаний, но и деятельность по получению новых знаний. Т. е. должна существовать особая группа людей, специализирующихся на получении знаний. Должны существовать специальные организации, координирующие исследования. Должны быть специальные материалы, технологии и средства фиксации информации. Постижение истины ради самой истины, т. е. теоретичность. Если наука направлена только на решение практических задач, то она перестает быть наукой в полном смысле этого слова. Рациональный характер научного знания. Научные знания – это продукт деятельности разума человека. Т. е. приоритет должен отдаваться разуму, а не интуиции или какому-то сверхчувству. Системность знаний. Научные знания представляют собой стройные, логически обоснованные системы: в них есть исходные принципы, фундаментальные понятия и знания, выводимые из этих принципов и понятий.

ФОРМЫ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ (от простого к сложному) Научные факты – факты, установленные путем наблюдения, измерения или эксперимента Научные проблемы – осознанные вопросы, для ответа на которые имеющихся на данный момент знаний не достаточно Научная гипотеза – предположительное знание, истинность или ложность которого еще не доказана Категории науки – наиболее общие понятия, теории и целые науки Законы науки – отражают в форме теоретических утверждений существенные связи явлений Научные принципы – наиболее общие и важные фундаментальные положения какой-либо теории Научные концепции – частные разновидности теории Научная теория – систематизированные знания, в совокупности объясняющие множество фактов и описывающие посредством системы законов определенный фрагмент реальности Научная картина мира – система научных теорий, описывающая реальность

УРОВНИ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ Процесс научного познания происходит на 2 -х уровнях: эмпирическом и теоретическом. Эмпирическое знание (буквально: опытное знание) Теоретическое знание –специальная познавательная деятельность с целью достоверного установления фактов и их классификации → позволяет только констатировать явления и связи между ними (яблоко упало с яблони - эмпирический факт). Эмпирические факты – основа развития естествознания (например, з-н всемирного тяготения). – гипотезы и теории, объясняющие причины наблюдаемых явлений. На основе эмпирических данных может быть сделано эмпирическое обобщение (тучи – к дождю). Эмпирическое знание не раскрывает причин, внутренней связи фактов → является лишь предшественником теоретического обобщения. Эмпирический и теоретический уровни естествознания взаимосвязаны и обуславливают развитие друга.

КЛАССИФИКАЦИЯ НАУЧНЫХ ТЕОРИЙ Описательные (эмпирические) теории. Это теории, которые на основании многочисленных опытных данных описывают определенную группу объектов и явлений. На основании этих эмпирических данных формулируются общие законы, которые и становятся базой теории. Такие теории формулируются на обычных естественных языках с привлечением лишь специальной терминологии. Большинство описательных теорий носят качественный характер. Эволюционная теория Ч. Дарвина, физиологическая теория И. Павлова и т. п. Математизированные научные теории. Для построения теории используется математическая модель, которая показывает идеальный объект, замещающий и представляющий реальный объект. В таких теориях обычно имеется несколько базовых аксиом, из которых выводятся все остальные положения теории. Такая теория должна быть обязательно проверена на практике. Теории из области теоретической физики. Дедуктивные теоретические системы. В начале такой теории формулируется ее теоретическая основа, затем в теорию включаются лишь те утверждения, которые могут быть получены логически из этой основы. Все доказательства теории строятся в соответствии с логикой. Дедуктивные теории строятся обычно на каких-то особых формальных языках. Геометрия Евклида.

ПРОВЕРКА ИСТИННОСТИ НАУЧНЫХ ТЕОРИЙ Принцип верификации Принцип фальсификации Принцип рациональности Какое-либо понятие или суждение имеет значение, если оно эмпирически проверяемо. Конечно, не всегда понятия теории возможно проверить на практике. В этом случае используется косвенная верификация. Например, обнаружить на практике гипотетическую частицу кварк в настоящее время невозможно. Но кварковая теория предсказывает ряд явлений, которые уже можно зафиксировать экспериментально. Критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость, т. е. опровержимость, т. е. только то знание, которое в принципе опровержимо, может претендовать на звание «научного» . Принцип фальсификации лишает любое знание законченности, абсолютности, неизменности. Но именно постоянная угроза фальсификации держит науку «в тонусе» , не дает ей застояться, почить на лаврах. В природе существуют достоверные, закономерные и доступные разуму причинные связи. Только научное знание строится на рациональном принципе.

МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ Научный метод – система принципов и приемов, с помощью которой достигается объективное познание действительности

ОБЩЕНАУЧНЫЕ МЕТОДЫ Чувственно-рациональные Наблюдение: Непосредственное Наблюдение: Опосредованное (информация поступает от объекта к (информация поступает от других субъекту напрямую); источников → необходима проверка соответствия). Описание (непосредственное и опосредованное). Сравнение – Объекты сравнения: Правила сравнения: сопоставление фактические данные Сравнивать можно только однородные и св-в или и их источники; соизмеримые объекты или явления. признаков мысленные образы, При сравнении в объектах следует 2 -х или понятия; устанавливать не только признаки сходства, но нескольких выводы; и различия. объектов. результаты действий. Сравнение проводится прежде всего по существенным признакам.

Эксперимент (от лат. experimentum — проба, опыт) в научном методе— метод исследования некоторого явления в управляемых условиях. Отличается от наблюдения активным взаимодействием с изучаемым объектом. Обычно эксперимент проводится в рамках научного исследования и служит для проверки гипотезы установления причинных связей между феноменами Моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя. Моделью может быть не только устройство, но и любой образ (мысленный или условный – чертеж). Частный случай моделирования – реконструкция– восстановление первоначального облика объекта по его остаткам или описаниям (динозавры).

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЧАСТНЫЕ МЕТОДЫ Измерение (прямое и косвенное). Физические и химические методы Вычисления (большое (анализ веществ и материалов; определение абсолютного возраста значение в науке приобрели пластов). статистические методы, позволяющие определять Биологические методы средние значения, (палеонтологические). характеризующие всю совокупность изучаемых Географические методы. предметов). Антропологические и Геометрические антропометрические методы построения – используются (определение внешности по останкам). в случае, когда непосредственное изучение затруднено (модель системы спасения при крушении самолета).

КЛАССИЧЕСКАЯ НАУКА с XVII века по 20 -е годы ХХ века Стремление к завершенной системе знаний, фиксирующей истину в окончательном виде. Это связано с ориентацией на классическую механику, которая рассматривалась как универсальный метод познания окружающих явлений и как эталон науки вообще. Природа рассматривалась как из века в век неизменное, неразвивающееся целое. Сама Жизнь рассматривалась как ничтожная случайность Космоса. В мире механики любой организм понимался как механизм. Только религия отводила человеку особое место в мире. Наука вытеснила религию в качестве интеллектуального авторитета. Человеческий разум и практическое преобразование природы стали главными источниками познания Вселенной. Место религиозных воззрений заняли рационализм и эмпиризм. Но наука все же оставляла место религии и философии. У человека было право выбора веры, убеждений и жизненного пути.

СОВРЕМЕННАЯ НАУКА. 20 -е годы ХХ столетия . Современную науку иначе называют «неклассической наукой» , квантово- релятивистской картиной мира. Отказ от классической механики в качестве ведущей науки и замена ее квантово- релятивистскими теориями разрушение классической модели мира. Ее сменила модель мира, основанная на идеях всеобщей связи, изменчивости и развития. Пассивная роль наблюдателя и экспериментатора сменилась новым деятельным подходом, признающим влияние самого исследователя, приборов и условий на проводимый эксперимент и полученные результаты. Стремление найти конечную материальную первооснову мира сменилось убеждением в принципиальной невозможности этого и представлением о неисчерпаемости материи вглубь. Понимание научного знания не как абсолютно достоверного, а как относительно истинного, существующего во множестве теорий. Признание зависимости свойств предмета от конкретной ситуации, в которой он находится. Развитие биосферного класса наук и концепции самоорганизации материи, которые доказывают неслучайность появления Жизни и Разума во Вселенной.

Кризис современной науки Противостояние науки и религии достигло своего апогея. Наука стала религией ХХ века. Соединение науки с производством и научно-техническая революция, начавшаяся с середины ХХ века, доказали ведущую роль науки в обществе. Использование научных открытий для создания новых видов оружия (химического и бактериологического оружия, атомной бомбы). Это заставило человека пересмотреть свою прежнюю безоговорочную веру в науку. По мнению философов и культурологов, промышленное производство превратило человека в придаток машины. В современном мире решение всех проблем видится в дальнейших технических достижениях, а не в человеческом их решении. Рушатся традиционные устои и ценности. Экологический кризис, о котором сейчас так много говорят во всем мире (коренные нарушения в биосфере планеты, загрязнение воды, воздуха, почвы, вымирание многих видов растений и животных) – это тоже продукт современной науки.

ЧЕРТЫ НОВОЙ ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКОЙ НАУКИ Наука должна будет осознать свое место в общей системе человеческой культуры и мировоззрения. Осознать пределы своей эффективности и плодотворности. Признать равноправие науки, философии, религии и искусства. Наблюдатель должен осознавать себя частью исследуемого мира. Познание постнеклассической науки – диалогично. В основе науки должна лежать идея глобального эволюционизма – т. е. единой самоорганизующейся системы, в недрах которой возникают и исчезают все составляющие – от элементарных частиц до биосферы и более крупных систем. Важной чертой новой науки должна стать комплексность – т. е. стирание граней между естественными, общественными и техническими науками.

ЭТИЧЕСКИЕ НОРМЫ НАУКИ Социальная ответственность ученого. Стремление обогатить науку новыми результатами; Бескорыстный поиск; Добросовестное обоснование выдвигаемых научных положений; Отстаивание истины; Открытость вопросов для обсуждения и научной критики; Свобода научного творчества;

СТУПЕНИ ПОЗНАНИЯ ПРИРОДЫ: 1. НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ 2. АНАЛИЗ ПРИРОДЫ, расчленение ее на части, СОЗЕРЦАНИЕ ПРИРОДЫ, КАК НЕРАСЧЛЕНЕННОГО ЦЕЛОГО выделение и изучение отдельных –идет верный охват общей вещей и явлений, поиски отдельных картины природы при причин и следствий. пренебрежении За частностями исчезает общая частностями (греческая картина связи явлений. натурфилософия) (позднее Средневековье и начало Нового времени) 3. ВОССОЗДАНИЕ ЦЕЛОСТНОЙ КАРТИНЫ …на основе уже познанных частностей на основе соединения анализа с синтезом (современная наука)