ВСТУП

Поява терміна природознавство (physis) пов'язують з ім'ям давньогрецького філософа Аристотеля, один з праць якого так і називався. Природознавство тоді розумілося як знання про світ в цілому, який представлявся грецьким мислителям як єдиний живий організм і який вони вперше спробували пояснити раціонально. Нині під природно-науковими дисциплінами розуміють, перш за все, фізику, хімію, астрономію, геологію, біологію та деякі інші науки, протиставляючи їх, з одного боку, гуманітарних (громадським) наук, з іншого боку - технічним. Окремо стоїть математика, що включається часом в комплекс природних наук, але, скоріше, не за предметом свого вивчення, а як методологія [1].

Видатний психіатр Ерік Берн [2] застосовує назву физис для позначення природної рушійної сили розвитку людської особистості. У світлі сучасної тенденції до об'єднання природничо-наукового і гуманітарного знання таке тлумачення «фізики» представляється правомірним і далеко провідним. Розуміння основних принципів устрою світобудови і місця сучасної людини в ньому представляється настільки ж необхідним елементом культури, як знання світової літератури, історії та живопису.

«У науці про природу треба визначити перш за все те, що відноситься до початків», - стверджував Аристотель [3]. Так з'явилася фізика - наука про найбільш загальні, основні, «початкових» законах руху матерії, пізніше виділяються цілком самостійні галузі фізики, які мають свої специфічні об'єкти дослідження і свої специфічні методи дослідження (рис. 1). Аналогічним шляхом диференціації розвивалися і інші галузі природознавства, цей процес триває і в даний час.

Схема диференціації фізики

Мал. 1. Схема диференціації фізики

Наприклад, в біології недавно з'явилася така галузь науки, як порівняльна геноміка, яка за допомогою найпотужніших методів комп'ютерного аналізу порівнює гени і геноми різних організмів.

У загальному випадку можна записати наступну «формулу» становлення приватних наук:

Наука = Об'єкти + Методи дослідження.

Аристотель дав таке визначення, справедливе досі: Наука - це знання, засноване на доказі. Він же розділив науки на три групи: теоретичні, практичні та творчі.

У теоретичних науках пізнання ведеться заради нього самого. Практичні лежать в основі виробничої діяльності людини, а метою творчих наук є досягнення Прекрасного.

Серед теоретичних наук Аристотель виділяв математику, фізику (основу природознавства) і те, що пізніше було названо метафізикою. До останньої належали ті «початку», які недоступні для органів почуттів людини і які можуть бути осягнути тільки інтуїтивно, умоглядно. Можна сказати, що фізика стала в подальшому основою науки, що вивчає відтворювані явища в кількісних вимірах, тоді як метафізика стала обґрунтуванням для окультизму і містики, віри в надприродні сили і паранормальні явища.

У XIX ст. Ф. Енгельс поділяв науки на природничі та суспільні. (Іронізуючи з цього приводу, академік Л.Д. Ландау говорив, що науки поділяються на природні і неприродні.) У XX в. класифікація наук проводилася по об'єктах вивчення: явища природи, тіла і предмети природи, нежива природа, жива природа.

Поряд з появою відокремлених областей природознавства, в другій половині XX ст. з'явилися науки інтегративні, які не вкладалися в рамки прийнятої класифікації. Яскравим прикладом є екологія , об'єктами якої є як жива, так нежива природа, виробнича діяльність людини та її соціальні наслідки. Іншим прикладом може бути синергетика - наука про явища самоорганізації в живій і неживій природі. До числа інтеграційних наук слід віднести і сучасне природознавство. Воно розглядає взаємозв'язок людини з природою і направлено на пошуки загальних підстав (концепцій), що пояснюють спостережуване різноманітність об'єктів і явищ навколишнього світу.

Необхідно відзначити єдність процесів диференціації та інтеграції наукового знання. Чим більше наука розкриває загальні зв'язку, тим глибше вона з'ясовує суть деталей, а це означає і диференціація наукового знання. З іншого боку, чим глибше проникає наука в суть деталей, тим краще вона розкриває зв'язки між різними областями дійсності, а звідси випливає і інтеграція науки.

В даний час поняття наука є багатоплановим. Це і вища форма людських знань, і спосіб пізнання світу, і соціальний інститут, і компонент духовної культури людства. Відмінними рисами наукового знання є:

  • • усвідомленість і цілеспрямованість отримання знання;
  • • його несуперечливість та узгодженість;
  • • системна упорядкованість;
  • • об'єктивність встановлених законів і закономірностей;
  • • логічна виводимість одних знань з інших;
  • • однозначність і лаконічність мови науки;
  • • великий прогностичний потенціал.

Американські соціологи Елвін і Хайді Тоффлери відзначають наступні важливі характеристики наукового знання [4]:

  • • наукове знання є поновлюваним ресурсом і не зменшується від того, що мільйони людей ним користуються;
  • • знання нематеріальне, його не можна помацати або зважити, але їм можна маніпулювати (наприклад приховуючи частину знання в будь-яких цілях);
  • • знання, перекладене в біти інформації, може транслюватися по всьому світу;
  • • один раз відкрите знання важко «запечатати в пляшку», воно «випливає»;
  • • знання нелінійно і поодинокі осяяння можуть приносити величезні результати;
  • • чим більше знань по окремим областям, тим різноманітнішими і корисними можуть бути їх комбінації;
  • • знання без виховання і культури може служити «мечем» в руках божевільного.

Розвиток будь-якої науки, в тому числі і природознавства, відбувається на основі кількох фундаментальних принципів. Зокрема, це принципи раціональності, верифікації та спростовності (іноді використовують термін «фальсифицируемость») [5].

Принцип раціональності виступає в якості орієнтира на певні норми, ідеали науковості, еталони наукових знань, і є основним засобом обґрунтованості знання. Принцип верифікації використовується для встановлення істинності наукових тверджень в результаті їх емпіричної перевірки. Він дозволяє в першому наближенні відмежувати наукове знання від явно позанаукового. При цьому розрізняють:

  • • безпосередню верифікацію, як пряму перевірку тверджень, що формулюють дані спостереження і експерименту;
  • • непряму верифікацію, як встановлення логічних відносин між побічно верифіковані твердженнями.

Що стосується третього принципу, то він визначає можливість досягнення в науці тільки відносної істини. У цьому відмінність науки від релігії, де багато положень вважаються абсолютною істиною і не підлягають сумніву.

Згідно К. Поппера, будь-яке знання, якщо воно є науковим, має допускати існування процедури власного можливого, в принципі, спростування (фальсифікації). Роль принципу фальсифікації в тому, що він робить будь-досягнуте до теперішнього часу наукове знання відносним, т. Е. Позбавляє його абсолютність, незмінності, закінченості.

Найбільш важливими функціями науки є:

  • • опис об'єктів (предметів) вивчення і процесів, що відбуваються з ними (процесів взаємодії);
  • • пояснення спостережуваних явищ і процесів в рамках певної теорії, що має межі своєї застосовності;
  • • прогноз можливого застосування наукових знань у виробничій та громадській (соціальної) сфері;
  • • світоглядна, яка визначає розуміння місця людини в природі і його взаємовідношення з нею;
  • • освітня, в рамках якої на базі різних областей знань створюються відповідні навчальні дисципліни (навчальні курси).

Традиційні шкільні та багато вузівські курси фізики не враховують все зростаючу роль знань про живу речовину нашої планети, відкриттів в молекулярній генетиці, досліджень інформаційних потоків на рівні генома людини. Фрактальний характер навколишнього світу і його самоорганізуемой на всіх рівнях структурної ієрархії матерії не знаходять в них необхідного відображення.

З урахуванням цих фактів в структуру циклу загальних природничо-наукових дисциплін базової вищої освіти студентів-гуманітаріїв включена дисципліна «Концепції сучасного природознавства» з метою формування у них цілісного погляду на навколишній світ [6].

Вона являє собою продукт міждисциплінарного синтезу на основі комплексного еволюційно-синергетичного та історико філософського підходу до сучасного природознавства. Її поява в Державних освітніх стандартах обумовлено тим фактом, що зараз методологія раціонального природознавства активно проникає і в гуманітарну сферу, беручи участь у формуванні свідомості суспільства [7].

Згідно з Державними освітніми стандартами вищої професійної освіти, дана дисципліна включена в обов'язковий мінімум змісту професійних освітніх програм більш ніж по 20 напрямках підготовки бакалаврів і спеціалістів.

Завдання курсу КСЕ:

  • • формування чіткого уявлення про фізичну картину світу, як основі цілісності і різноманіття природи;
  • • вивчення і розуміння сутності обмеженого числа фундаментальних законів природи, складових каркас сучасних фізики, хімії, біології, а також ознайомлення з принципами моделювання природних явищ;
  • • розуміння необхідності зміни мови опису природних процесів в міру їх ускладнення від макроскопічних систем до квантовим, від неживих систем - до живій клітині, організму, біосфері;
  • • формування уявлень про принципи універсального еволюціонізму і синергетики;
  • • усвідомлення проблем екології і суспільства в їх зв'язку з основними концепціями і законами природознавства;
  • • розуміння ролі людини як найбільш розумної частини природи і відповідальності людини за її збереження.

Оскільки вага науки і природознавство в цілому знаходяться в розвитку, то термін «сучасне» має відносне значення. Перебуваючи на початку XXI століття, можна поставити такі умовні рамки періодів становлення природознавства:

до 1900 року - класичне;

1900-1960 рр. - неклассіческос (квантове);

після 1960 року - постнекласичної (сучасне).

Підставою для прийняття початку 60-х рр. як кордону оформлення постнекласичного (сучасного) природознавства служить розшифрування структури ДНК кодонів, створення теорії регуляції активності генів, розробка кварковой теорії мікрочастинок, вихід людини в навколоземний космос. В цей період часу відбувається об'єднання принципів і методів окремих наук, поворот до вибору загальних об'єктів дослідження.

Так, жива клітина і її генні структури досліджуються методами радіографії, хімії, фізики, системного аналізу, кібернетики. З'явилися спільні інтереси у таких далеких, здавалося б, дисциплін як астрофізика і фізика елементарних частинок. До кінця XX століття, поряд з вивченням властивостей фізичного вакууму як форми існування і руху матерії, вивченням екстремальних станів речовини в центрах галактик, все більший розвиток одержують дослідження об'єктів живої природи ( «розумних» генів, дефектів структури ДНК і білків), процесів функціонування мозку і нервової системи, дослідження внутрішнього світу людини.

Як випливає з переліку завдань курсу, об'єктом вивчення в сучасному природознавстві є людина і навколишній світ. Методи дослідження, що використовуються в природознавстві, можна розділити (класифікувати) за кількома підставами. Наприклад, виділити методи емпіричного (дослідно-практичного) і теоретичного дослідження. До першої групи входять спостереження, опис, вимірювання, експеримент. У другу - формалізація, аксіоматизація, гіпотстіза- ція.

Загальнонауковими методами природознавства є: порівняння (зіставлення), узагальнення, класифікація, аналіз, синтез, абстрагування, аналогія, індукція і дедукція, моделювання.

В даний час все більшу роль в природознавстві грає комп'ютерне моделювання. З його допомогою досліджено глобальні наслідки військових конфліктів із застосуванням ядерної зброї, виявлена стадія освіти протозвезд при формуванні нових зірок, розробляються нові біологічно активні і лікарські речовини.

З'явилося поняття віртуальної реальності. Спочатку під цим розуміли відображення інформації, отриманої за допомогою комп'ютерної моделі об'єкта або процесу, в чуттєво сприймається людиною формі, як правило - у візуальній формі тривимірних зображень.

Широкі можливості комп'ютерної обробки зображень і комп'ютерна анімація були дуже швидко усвідомлені і затребувані в гуманітарній культурі. У кіно і на телебаченні з'явилися твори, що поєднують реальні події (наприклад фільми

3. Рибчинського «Манхеттен» або «Вашингтон», див. Рис. 2) і реальних акторів, естрадних виконавців, провідних телешоу з персонажами, створеними комп'ютерними програмами.

Кадр з фільму «Маіхеттен»

Мал. 2. Кадр з фільму «Маіхеттен».

У склянці з водою знаходяться батьки дівчинки

Так в повсякденності виявився вплив сучасної науки на сучасну культуру. З іншого боку, з'являється і проблема взаємовідносин людини з цієї нової штучної реальністю. За деякими прогнозами ця проблема, поряд з проблемами внутрішнього світу людини, буде входити в коло інтересів природознавства XXI століття.

Можна сказати, що віртуальна реальність є одним із прикладів єдності і взаємодії двох компонент культури - природничо-наукової та гуманітарної. Спільність двох компонентів полягає в тому, що:

  • • вони створені і купуються в соціальній практиці, необхідні для розвитку особистості;
  • • мають загальну духовну компоненту в психічної діяльності;
  • • взаємно стимулюють свій розвиток, використовуючи досягнення в двох областях;
  • • створюють загальну основу спілкування, освіти, виховання.

Поряд з цією спільністю є і відмінність в двох підходах до

освоєння навколишнього людини дійсності. Природознавство направлено на природу, наукові знання відрізняються об'єктивністю, раціональністю, достовірністю і вони засновані на однозначних поняттях. Тоді як гуманітарна культура переважно спрямована на саму людину, заснована на суб'єктивних відчуттях і емоціях, тут важливі поняття цінності гуманітарного знання (ідеали краси і досконалості, добра, свободи, гуманізму та ін.).

Відповідно до змінами, що відбуваються, для сучасного періоду характерно формування нової парадигми природознавства. Пояснимо цей і деякі інші взаємопов'язані терміни.

Парадигма: Рамкова концепція, заснована на загальних ознаках і принципах взаємодоповнюючих концепцій, що дозволяє визначити загальний підхід до вироблення концепцій і постановці нових проблем на даному етапі розвитку людського суспільства.

Концепція: Сукупність головних ідей, методів дослідження і опису результатів.

Проблема: Постановка таких питань або цілей досліджень, відповідь на які вимагає не тільки використання відомих законів, а й отримання нових знань.

Схема взаємозв'язків при формуванні парадигми

Мал. 3. Схема взаємозв'язків при формуванні парадигми

Проблеми зазвичай виникають в суперечливих ситуаціях у фізиці та інших науках. Поява нових проблем стимулює формування нових концепцій, що потім призводить до появи нової парадигми. Як правило, зміна парадигми в науці супроводжується помітними змінами в гуманітарній культурі, економіці, людської цивілізації в цілому.

Приклади зміни парадигми:

Плоска Земля - Земна куля

Геоцентрістская система - Геліоцентрістская система Механіка Ньютона - Квантова механіка

В даний час в природознавстві все чіткіше виділяється тенденція до зміни парадигми. Вона ще не «викристалізувалася» остаточно, але основні напрямки вже цілком визначилися. Тенденції у формуванні сучасної природничо-наукової парадигми:

  • 1. Перехід від дроблення (диференціації) наук до їх об'єднання (інтеграції).
  • 2. Облік ролі і особливостей людини в процесі отримання нового знання.
  • 3. Від підкорення природи до гармонії і єдності з нею.
  • 4. Об'єднання гуманітарної і природничо-наукової компонент культури.

Ще однією потужною концептуальної установкою в сучасному природознавстві є антропний принцип. Якщо постаратися висловити його у формі гасла, то (на нашу думку) він повинен звучати гак: «Творцем Людини є Всесвіт!». В альтернативному варіанті висловлювання антропний принцип зазвичай формулюють у вигляді твердження «Всесвіт така, яка вона є, тому, що в ній існує Людина».

Пояснимо суть антропного принципу якісним ретроспективним аналізом, спираючись на такі факти:

  • • розумні тільки живі істоти;
  • • для виникнення життя необхідні атоми і молекули (частинки мікросвіту);
  • • ядра, які важче ядер водню і гелію, виникають в надрах зірок (термоядерний синтез в мегамире);
  • • для синтезу необхідної кількості ядер важких елементів потрібно часовий інтервал порядку десятків мільярдів років;
  • • такі інтервали можливі тільки у Всесвіті, яка існує не менше нiж мільярдів років.

При меншій «віці» Всесвіту людини в ній не було б.

Співзвучно наведеним вище тенденціям, сучасні філософи закликають вивчати і ставити за мету майбутніх досліджень коеволюцію (спільну еволюцію) Людини і Природи [8]. Таким чином, вимальовується все більша «залученість» людини, як об'єкта досліджень, в сучасне природознавство.

У цьому короткому курсі КСЕ ми розглянемо далі в загальних рисах шлях, пройдений природознавством в область мікросвіту, а також концепцію еволюції Всесвіту і її структурних складових. Це необхідно для того, щоб чіткіше уявити собі причини і просторово-часові рамки утворення Сонячної системи, появи живих організмів на Землі і неминучість еволюції до людині розумній (Homo sapiens). Тоді буде зрозумілий сенс вищенаведеного гасла.

Загальна опорна схема курсу наведена на рис. 4.

Опорна схема курсу

Мал. 4. Опорна схема курсу

Пояснимо її в загальних рисах. Природознавство, як наука, описує рух матерії в просторово-часовому континуумі. Він буде розглянутий в одній з наступних глав. У ньому, в залежності від просторового масштабу досліджуваних явищ або процесів, зазвичай виділяють три «вкладених» один в одного світу, або три рівня організації матерії. Це мікросвіт (область розмірів менше 1 (Г 10 м), макросвіт (область розмірів приблизно до 1 () 7 м, що можна порівняти з діаметром Землі) і мегамир (область всесвіту, доступна для спостереження людиною, приблизно до 10 27 м).

На рівні макросвіту в певний час виникає жива речовина, що складається з тих же мікрочастинок, що і неживе, але більш складно організоване. Потім з'являється розум, носієм якого є Homo sapiens. З його еволюцією і історією людського суспільства пов'язана поява ще одного світу - світу знань і духовної культури. Його ми позначили на опорній схемі як Инфомир, або світ ідеального. У цьому світі, створеному розумом людини, ми усвідомлюємо сьогодення, досліджуємо в ретроспективі минуле, намагаємося скласти прогноз майбутньої спільної еволюції (коеволюції) розуму і природи.

Усвідомлюючи сьогодення, важливо відзначити, що на сучасному етапі розвитку людського суспільства спостерігається перехід від виробництва і перетворення енергії і речовин до розширеного виробництва інформації (знань), її перетворення, передачі, зберігання і використання. З цієї причини сучасну цивілізацію називають постіндустріальним або інформаційним суспільством. Крім того, встановлено, що загальний обсяг накопиченої в Инфомир інформації набагато перевершує той обсяг інформації, який може бути переданий у спадок генетичним шляхом від батьків дітям. Еволюці- Онно досягнуто, мабуть, межа обсягу інформації, яку природа може «записати» в ДНК людини. Подальше зростання інформації в ДНК загрожує появою великої кількості помилок в генетичному апараті. Але в той же час оцінки ряду вчених показують, що мозок людини здатний вмістити в тисячу разів більше інформації, ніж її міститься в ДНК людини.

Звідси випливає, що розвиток людини у все більшій мірі залежить від позагенетичної інформації, від Инфомир знань - в першу чергу.

Саме знання про природу і людину в ній (природознавство!) Можуть дозволити подолати певні ризики у розвитку людства, так звані цивілізаційні кризи. Серед них відзначають стрімке зростання чисельності населення Землі, зростаюче споживання ресурсів планети, зростання енергоспоживання. Спільна еволюція розуму і природи можлива в тому випадку, якщо потреби людини будуть узгоджені, на основі знань, з можливостями (краще сказати ресурсами) природи.

Необхідно відзначити, що в останні роки знання стають економічно важливим фактором, не випадково все частіше з'являється словосполучення «економіка знань». Знання персоналу фірм і організацій стають їх конкурентною перевагою. Багато фірм заохочують приріст знань, не обов'язково тісно пов'язаних з виробничою необхідністю, у своїх співробітників. Як показовий приклад наведемо такі дані.

Ринкова вартість компанії Microsoft складає приблизно 375 млрд доларів. У тому числі матеріальні активи (т. Е. Будівлі, споруди, обладнання та т. П.) Становлять всього 14 млрд доларів. Все інше - це оцінка ринком вартості нематеріальних активів компанії, т. Е. Інтелектуальної власності, створеної персоналом, і знання самого персоналу, здатні принести економічну вигоду.

З огляду на ту обставину, що даний курс призначений в першу чергу для студентів гуманітарних напрямів, розгляд багатьох природничо-наукових проблем ми будемо вести на рівні виділення головних ідей, схем і образів без поглибленої математичної опрацювання.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >