Реферат: Естественнонаучная картина мира в исторической динамике культуры

Объектами естествознания являются: природа в целом, а так же биологические (естественные) начала человека и общества. Данные объекты исследуются различными специализированными областями естествознания (биология, физика, химия, космология и т.д.). Важным является вопрос о том, в каком же виде зафиксировано общее знание о природе как едином образовании? Как взаимосвязаны между собой различные специальные направления естественнонаучного исследования? Со времен Ньютона и Галилея естествознание выработало особое, теоретическое звено, объединяющее теоретические наработки частных наук, в нем коренятся глубинные связи различных областей естествознания. Общее знание о природе фиксируется в виде естественнонаучной картины мира (ЕНКМ), часто для удобства называемой «научной картиной мира» (НКМ).

Научная картина мира – это особый слой теоретического знания и научного понимания внешнего мира, это не случайный, а систематизированный набор основных научных идей. Объединяющей основой НКМ являются представления о фундаментальных характеристиках природы, таких как материя, движение, пространство, время, причинность, детерминизм и др. В НКМ включаются и основные законы естествознания, например, закон сохранения энергии. Сюда могут быть включены основные понятия отдельных наук, такие как «поле», «вещество», «элементарные частицы» и др. В НКМ осуществляется синтез разных естественнонаучных дисциплин и философии. Но простое перечисление составляющих компонентов не устанавливает главного стержня, которым определяется НКМ и ее суть. Роль такого стержня выполняют базисные категории для НКМ: материя, движение, пространство, время, развитие и т.д. Перечисленные базисные понятия – философские категории. Они рассматриваются философами на протяжении многих столетий, их даже относят к числу «вечных проблем». Но эти понятия включены в НКМ не в их философском истолковании, а в естественнонаучном аспекте и наполнены новым естественнонаучным содержанием. Поэтому НКМ не простая сумма научных и философских понятий, а их синтез в виде научного мировоззрения. В самом общем смысле, понятие научной картины мира совпадает с понятием научного мировоззрения. НКМ представляет собой систему общих представлений о мире, вырабатываемых наукой определенной исторической эпохи.

Возникновение научной картины мира стало необходимым на определенном уровне развития научного познания, в условиях углубляющегося разделения труда в сфере производства научных знаний, распадения реального единства знаний на автономные специализированные научные дисциплины. Когда вследствие этого исчезла действительная целостность взгляда на мир, возникла потребность логического конструирования этой целостности, появилась особая категориальная фиксация единой картины мира, в которой путем синтеза главных онтологических допущений из фундаментальных научных теорий строилось и задавалось обобщенное видение исследуемой реальности, соответствующее конкретно-историческому этапу развития науки.

Кроме того, усиление научной специализации сопровождалось все большей формализацией и математизацией естественнонаучных теорий, язык которых стал понятен только узкому кругу профессионалов. Вследствие чего специализированные научные теории, описывающие природные процессы в искусственной знаковой форме, утрачивают функцию изображения объективной реальности, и вместе с тем теряют свой мировоззренческий статус. В этих условиях наука выработала НКМ как особую форму саморефлексии для того, чтобы дать обществу широко понятное представление о мире путем перевода социально значимого содержания фундаментальных научных теорий на общедоступный язык, освобожденный от профессиональной условности. Таким образом, НКМ стала формой «обмирщения знаний», выработанных наукой. Она выступает как «демократический свод истин» определенной эпохи, как популяризация научных знаний, ориентированная на «здравый смысл» и «образы повседневного опыта» и потому предназначена для ученых и практиков самых различных областей общественной деятельности. Вот почему знакомство с основными концепциями современного естествознания будет связано в нашем курсе с современной естественнонаучной картиной мира.

Естественнонаучная картина мира (ЕНКМ) складывается из существующих научных представлений эпохи о строении и развитии природы. Кроме того, отдельные естественные науки создают собственные картины исследуемой ими реальности. Их называют частнонаучными (ЧНКМ) - или локальными картинами мира. Здесь термин «мир» обозначает уже не природный мир в целом, а тот его аспект (фрагмент), который изучается данной конкретной наукой с помощью ее понятий, принципов и методов. В этом смысле говорят о физической картине мира, или о картине химической реальности и т.п.

История научного познания сопровождалась периодической сменой картин мира. А это означало смену так называемых научных парадигм. Понятие «парадигма» (с греческого – пример, образец) введеное американским историком науки Т. Куном, обозначает определенную совокупность общепринятых в научном сообществе на конкретном историческом этапе идеалов и норм научного исследования, которые в течение определенного времени задают модель, образец постановки и решения научных проблем. Смена парадигм – революционный сдвиг в науке, выход ее на новые рубежи.

Со сменой научных парадигм и картин мира изменяются и понятия в естествознании. В разные исторические периоды базовые понятия ЕНКМ толкуются по-разному, наполнены различным содержанием. Иначе говоря, с развитием естествознания по необходимости должно изменяться и научное содержание ЕНКМ. ЕНКМ развивается вместе с развитием науки, эволюционирует, можно проследить ее историческую динамику. В различные исторические периоды времени функционируют различные научные картины мира.

В Новое время (17–18 в.в.) первой сформировалась механистическая научная картина мира (МКМ). Она закладывалась трудами Г. Галилея, Р. Декарта, Дж. Бруно, Т. Браге, И. Ньютона. В рамках своей предметной области она сохраняет свое значение и по сей день. Во второй половине 19 в. начинается закладка и формирование современной научной картины мира (СКМ) на основе новых усложненных знаний о мире и его законах (квантово-волновые представления, принцип относительности, явления радиоактивности и т.д.). СКМ также не является абсолютной и открыта для новых знаний и обобщений.

Как и каким образом происходит смена научных картин мира? На этот вопрос можно ответить, если вспомнить определение НКМ и то, что она содержит базовые теоретические понятия: материя, движение, время и др.

Для того, чтобы существенно изменить основополагающие представления о мире, необходимо дать новое толкование базовым понятиям, внести существенное изменение в их осмысление. Только те естественнонаучные теории и идеи (независимо от их количества и качества), которые вносят существенные изменения в прежнее толкование ключевых понятий, вносят изменения в НКМ. Если научные достижения ведут к изменению не одного, а большинства базисных понятий, то происходит изменение всей старой НКМ на новую. Подобная коренная смена, ломка устаревших основополагающих представлений о мире и установление новых, носит название научной революции. Смена научных картин мира происходит через ряд последовательных научных революций. К примеру, научная революция к.16-н.17в.в. привела к господству механистической (ньютоновской) картины мира. Позднее, научная революция к.19-н.20 в.в. изменила механистические взгляды на мир и утвердила современную научную картину мира. Период постепенного приращения, накопления знаний носит название научной эволюции . Динамика научного знания характеризуется последовательно сменяющимися стадиями эволюционного и революционного развития. Одним из важнейших результатов научной революции является утверждение нового стиля мышления в науке. Напомним, что стиль научного мышления – принятый в научной среде способ постановки научных проблем, аргументации, изложения научных результатов, проведения научных дискуссий и т.д. Он регулирует вхождение новых идей в арсенал всеобщего знания, формирует соответствующий тип исследователя. Новейшая революция в науке привела к замене созерцательного стиля мышления деятельностным.

Физическая картина мира в ее развитии

естествознание физический электродинамика относительность

История науки свидетельствует, что естествознание, возникшее в ходе научной революции XVI - XVII вв., было связано долгое время с развитием физики. Именно физика была и остается сегодня наиболее развитой и систематизированной естественной наукой. Поэтому, когда возникло мировоззрение европейской цивилизации Нового времени, складывалась классическая картина мира, естественным было обращение к физике, ее концепциям и аргументам, во многом определившим эту картину. Степень разработанности физики была настолько велика, что она могла создать собственную физическую картину мира , в отличие от других естественных наук, которые лишь в XX веке смогли поставить перед собой эту задачу (создание химической и биологической картин мира). Поэтому, начиная разговор о конкретных достижениях естествознания, мы начнем его с физики, с картины мира, созданной этой наукой.

Понятие “физическая картина мира” употребляется давно, но лишь в последнее время оно стало рассматриваться не только как итог развития физического знания, но и как особый самостоятельный вид знания - самое общее теоретическое знание в физике (система понятий, принципов и гипотез), служащее исходной основой для построения теорий . Физическая картина мира:

- обобщает все ранее полученные знания о природе;

- вводит в физику новые философские идеи и обусловленные ими понятия, принципы и гипотезы (которых до этого не было и которые коренным образом меняют основы физического теоретического знания: старые физические понятия и принципы ломаются, новые возникают, картина мира меняется).

Развитие самой физики непосредственно связано с физической картиной мира. При постоянном возрастании количества опытных данных картина мира весьма длительное время остается относительно неизменной. С изменением физической картины мира начинается новый этап в развитии физики с иной системой исходных понятий, принципов, гипотез и стиля мышления. Переход от одного этапа к другому знаменует качественный скачок, революцию в физике, состоящую в крушении старой картины мира и в появлении новой. В пределах данного этапа развитие физики идет эволюционным путем, без изменения основ картины мира. Оно состоит в реализации возможностей построения новых теорий, заложенных в данной картине мира. При этом она может эволюционировать, достраиваться, оставаясь в рамках определенных конкретно-физических представлений о мире.

Ключевым в физической картине мира служит понятие “материя”, на которое выходят важнейшие проблемы физической науки. Поэтому смена физической картины мира связана со сменой представлений о материи. В истории физики это происходило два раза. Сначала был совершен переход от атомистических, корпускулярных (прерывных, дискретных) представлений о материи к континуальным (непрерывным). Затем, вXX веке, континуальные представления были заменены современными квантово-полевыми. Поэтому можно говорить о трех последовательно сменявших друг друга физических картинах мира:

Механистическая картина мира складывается в результате научной революции к. XVI-н. XVII вв., оформляется как целостное образование к ХVIII в., и господствует на протяжении XIX в., на основе работ Г. Галилея и П. Гассенди, восстановивших атомизм древних философов, исследований Р. Декарта и обобщений И. Ньютона, завершивших построение новой картины мира, сформулировавших основные идеи, понятия и принципы.

Основу механической картины мира составил атомизм , который весь мир, включая и человека, понимал как совокупность огромного числа неделимых частиц - атомов, перемещающихся в пространстве и времени.

Ключевым понятием механистической картины мира было понятие движения. Именно законы движения Ньютон считал фундаментальными законами мироздания. Тела обладают внутренним врожденным свойством двигаться равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения связаны с действием на тело внешней силы (инерции). Таким образом, впервые МКМ дает научное обоснование понятию движения материи . Движение трактуется как вечное и естественное состояние тел, как основное их состояние, что прямо противоположно аристотелевским представлениям, в которых движение рассматривалось как привнесенное извне. Вместе с тем в классической механике абсолютизируется механическое движение (как перемещение тел в пространстве), к которому пытались свести все многообразие видов движения в природе.

Классическая физика выработала своеобразное понимание материи, сведя ее к вещественной, или весовой (массе). Масса является мерой инертности, при этом, она остается неизменной при любых условиях движения и при любых скоростях. Универсальным свойством тел является тяготение.

Решая проблемы взаимодействия тел, Ньютон предложил принцип дальнодействия . Согласно этому принципу, взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, без каких-либо материальных посредников. Концепция дальнодействия тесно связана с пониманием пространства и времени как особых сред, вмещающих взаимодействующие тела. Ньютон предложил концепцию абсолютного пространства и времени . Пространство представлялось безграничным “черным ящиком”, вмещающим все тела в мире, но если бы эти тела вдруг исчезли, пространство все равно бы осталось. Аналогично, в образе текущей реки, представлялось и время, также существующее абсолютно независимо от материи. По Ньютону, пространство – это абсолютное неподвижное однородное изотропное бесконечное вместилище всех тел (то есть пустота). А время – это чистая однородная равномерная и непрерывная длительность процессов. Абсолютность времени выражается его одинаковостью во всех точках Вселенной.

В механической картине мира любые события жестко предопределялись законами механики. Случайность в принципе исключалась из этой картины мира. Жизнь и разум в механической картине мира не обладали никакой качественной спецификой. Поэтому присутствие человека в мире не меняло ничего. Если бы человек однажды исчез с лица земли, мир продолжал бы существовать, как ни в чем не бывало. Иначе говоря, во взглядах естествоиспытателей господствовал механистический детерминизм – учение о всеобщей предопределенности и обусловленности явлений природы.Все механические процессы в классических представлениях подчинены принципу строгого детерминизма, т.е. возможно точное предсказание поведения механической системы, если известно ее предыдущее состояние.

На основе механистической картины мира в XVIII - начале V1Х вв. была разработана земная, небесная и молекулярная механика. Быстрыми темпами шло развитие техники. Это привело к абсолютизации механической картины мира, к тому, что она стала рассматриваться в качестве универсальной.

В это же время в физике начали накапливаться эмпирические данные, противоречащие механистической картине мира. Так, наряду с рассмотрением системы материальных точек, полностью соответствовавшей корпускулярным представлениям о материи, пришлось ввести понятие сплошной среды, связанное по сути дела, уже не с корпускулярными, а с континуальными представлениями о материи. Так, для объяснения световых явлений вводилось понятие эфира - особой тонкой и абсолютно непрерывной световой материи. В XIX в. методы механики были распространены на область тепловых явлений, электричества и магнетизма. Казалось бы, это свидетельствовало о больших успехах механического понимания мира в качестве общей исходной основы науки. Но при попытке выйти за пределы механики материальных точек приходилось вводить все новые искусственные допущения, которые постепенно готовили крушение механической картины мира. Аналогично световым явлениям, для объяснения теплоты, электричества и магнетизма вводились понятия теплорода, электрической и магнитной жидкости как особых разновидностей сплошной материи. Хотя механистический подход к этим явлениям оказался неприемлемым, опытные факты искусственно подгонялись под механистическую картину мира. Попытки построить атомистическую модель эфира продолжались еще и вXX веке. Эти факты, не укладывающиеся в русло механистической картины мира, свидетельствовали о том, что противоречия между становившейся системой взглядов и данными опыта оказались непримиримыми. Физика нуждалась в существенном изменении представлений о материи, в смене физической картины мира.

Электромагнитная картина мира

Явления электричества и магнетизма были известны людям давно. Древние греки интересовались природой электричества, натирая янтарную палочку кошачьим мехом («электрон» – в переводе с греческого «янтарь»). В древнем Китае был изобретен компас, хотя использовались куски руды магнитного железняка в магических мистериях. Научное осмысление этих природных явлений началось в классическом естествознании. Одним из замечательных физиков-самоучек, был Майкл Фарадей (1791–1867), он не имел систематического университетского образования, но был хорошо знаком с математикой. М. Фарадей наметил эскиз будущей теории электромагнитного поля. В процессе длительных размышлений о сущности электрических и магнитных явлений М. Фарадей пришел к мысли необходимости замены корпускулярных представлений о материи континуальными, непрерывными. Он сделал вывод, что не только тела должны быть подвергнуты исследованию, но и среда, которая их окружает . Среда у Фарадея становится специальным предметом изучения, как носитель принципиально важных процессов, передающих взаимодействие между предметами. Первоначально Фарадей предлагает понятие магнитных силовых линий, но с 1852 года вводит понятие поля . Электромагнитное поле сплошь непрерывно, заряды в нем являются точечными силовыми центрами. Тем самым отпал вопрос о построении механической модели эфира, несовпадении механических представлений об эфире с реальными опытными данными о свойствах света, электричества и магнетизма. Одним из первых идеи Фарадея оценил Д. Максвелл (1831–1879). При этом он подчеркивал, что Фарадей выдвинул новые философские взгляды на материю, пространство, время и силы, во многом изменявшие прежнюю механическую картину мира, а его теория электромагнитного поля – это лишь математическое оформление идей Фарадея. Открытие Максвелла сравнимо по научной значимости с открытием всемирного тяготения Ньютона. Труды Ньютона привели к введению понятия всеобщего закона тяготения, труды Максвелла – к введению понятия электромагнитного поля и электромагнитной природы света. Для физики середины 19 ст. поле стало новой фундаментальной физической реальностью, которое не сводится ни к материальным точкам, ни к веществу, ни к атомам. К концу 19 в. взгляды на материю менялись кардинально :

- совокупность неделимых атомов переставала быть конечным пределом делимости материи, в качестве такового принималось единое абсолютно непрерывное бесконечное поле с силовыми точечными центрами - электрическими зарядами и волновыми движениями в нем.

- движение понималось не только как простое механическое перемещение; первичным по отношению к этой форме движения становилось распространение колебаний в поле, котороеописывалось не законами механики, а законами электродинамики.

- ньютоновская концепция абсолютного пространства и времени не подходила к полевым представлениям, т.к. поле является абсолютно непрерывной материей, пустого пространства просто нет.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--