Реферат: Возникновение новых наук на стыке дисциплин

Введение

1. Из истории возникновения и развития науки .............................................................................. 2

2. Причины возникновения наук на «стыке» дисциплин .................................................................. 3

3. Науки, возникшие на «стыке» традиционных дисциплин ............................................................ 4

Наука — это форма духовной деятельности людей, направленная на производство знаний о природе, обществе и о самом познании, имеющая непосредственной целью постижение истины и открытие объективных за­конов на основе обобщения и реальных фактов в их взаимосвязи. Отра­жая мир в его материальности и развитии, наука образует единую, взаимосвязанную, развивающуюся систему знаний о его законах. Вместе с тем она разделяется на множество отраслей знания (частных наук), которые различаются между собой тем, какую сторону действительности, форму движения материи они изучают. [5]

По предмету и методу познания можно выделить науки о природе — естествознание, и обществе — обществознание (гуманитарные, социаль­ные науки), о познание, мышлении (логика, гносеология и др.). От­дельную группу составляют технические науки. В свою очередь каждая группа наук может быть подвергнута более подробному членению. Так, в состав естественных наук входят механика, физика, химия, биология и др., каждая из которых подразделяется на научные дисциплины — физи­ческая химия, молекулярная химия и т.д. Могут быть и другие критерии для классификации наук. Так, по своей удаленности от практики науки можно разделить на два крупных типа: фундаментальные, где нет прямой ориентации на практику, и прикладные — непосредственно решающие практические задачи. Бердяев писал, что: «Об универсальной науке мечтали лишь философы — ученые всегда были скромнее. Ученые расчле­няли мировую данность на отдельные специальные сферы и давали эконо­мически сокращенное описание отдельных сфер под наименованием закона природы». [5]

Вместе с тем границы между отдельными науками и научными дисци­плинами условны и подвижны. Все чаще возникают новые отрасли знания на «стыке» традиционных наук. Здесь-то и обнаруживается процесс ин­теграции наук. Но на начальном этапе формирования научных знаний происходил естественный процесс дифференциации.

1. Из истории возникновения и развития науки

Наука представляет собой продукт развития мысли древних греков. Наука в древнегреческой культуре представляла собой целостную науку. Зачатки мышления, идущие в плане частных наук, появились под влия­нием Аристотеля и его школы, таких великих врачей, как Гиппократ, Гален. Но это не нарушало целостность науки и картины мира. В эпоху христианского средневековья наука так же разрабатывалась как гармо­ническое целое. Только в конце средних веков произошла подмена поня­тия «наука» понятием «естествознание» Эта новая наука начала свое триумфальное шествие с эпохи Возрождения, когда была признана воз­можность математического описания результатов, полученных экспери­ментальным путем. Эта новая форма приобрела столь большое значение, что Кант оценивал частные науки в зависимости от степени применения в них математики. Под влиянием экспериментально-математической науки коренным образом изменилось мировоззрение европейца и усилилось его влияние на духовную жизнь остального мира. В особенности оно воз­росло благодаря подведению строгого строго научного фундамента под возникшую из медицины технику, которая базировалась до этого исклю­чительно на ремесленном опыте.

С развитием новой науки возникла необходимость более глубокого разделения ее на специальные дисциплины, для более тщательного и глубокого изучения отдельных явлений и процессов определенной об­ласти действительности. Естественные науки, получившие свое граждан­ство с XVIII века, — это совокупность всех наук, занимающихся иссле­дованием природы. Главные сферы естественных наук — материя, жизнь, человек, Земля, Вселенная — позволили сгруппировать их следующим об­разом:

2. анатомия, физиология, учение о происхождении и развитии, учение о наследственности

Математика, по мнению ряда натурфилософов, не относится к естествен­ным наукам, но является решающим инструментом их мышления. [2]

Дифференциация научного знания была необходимым этапом в разви­тии науки. Частные науки классифицировались с точки зрения их пред­мета или метода. В результате, в какой-то степени, утрачивалось по­нимание истинной цели науки о мире в целом, а действительности — как единого целого. Это в свою очередь отразилось на науке и повлекло за собой все большее и большее превращение ученого в специалиста в уз­кой области знания, а высшие учебные заведения в места подготовки специалистов. Из-за отсутствия со стороны частных наук достаточного внимания к этой общей для них всех цели заговорили о «кризисе науки». Но как писал Ясперс «кризис науки является кризисом людей, которые ее постигают». Многие мыслители в свою очередь пытались, на­пример, Лейбниц, Даламбер, Кант и др. пытались объединить частные науки в систему, основанную на едином принципе. [2]

2. Причины возникновения наук на «стыке» дисциплин

В ходе развития науки возникают все новые и новые ее отрасли. Но если первоначально они формировались по предметному признаку, то для современной науки характерно формирование новых научных дисцип­лин по проблемному признаку. В этом случае новые отрасли возникают в связи с выдвижением новых определенных теорий или проблем. Как писал Поппер, наука начинается не с наблюдений, а именно с проблем, и ее развитие есть переход от одних проблем к другим — от менее глубоких к более глубоким. Проблемы, по его мнению, возникают, либо как след­ствие противоречия в отдельной теории, либо при столкновении теорий, либо в результате столкновения теории с наблюдением. [7]

По мере развития научного познания становится все более очевид­ным, что дисциплинарный подход (т.е. в рамках одной дисциплины) не способствует раскрытию глубоких общих закономерностей и решить стоя­щую проблему. Для этого нужен междисциплинарный подход (называемый интегративным). С помощью таких подходов и решаются проблемы, в ос­нове которых лежат законы отражающие единство и целостность природы. Вот, что пишет по этому поводу Тулмин: «Тот опыт, который был накоп­лен людьми в определенной области, приводит к тому, что они прини­мают определенные идеалы объяснения. Эти идеалы обуславливают те коллективные цели, которые человек стремиться достичь, когда полу­чает соответствующую специальность и работает в качестве биохимика или физика-атомщика, и те же самые идеалы сохраняют связность самой дисциплины, ставя пределы». [5] Эти пределы зачастую не позволяют решить многие проблемы в рамках одной научной дисциплины. Поэтому и возникают науки на «стыке» традиционных наук.

Например, при решении задач определения примеси в веществе очень часто химики проводят качественный анализ химическими мето­дами, которые дают результаты если примесь составляет не менее опре­деленного количества. Но химические методы обладают пределом чувст­вительности. Если же примесь составляет малые доли процента, ее можно определить используя физические методы спектрального анализа. Когда биология начинает использовать физические методы в своих ис­следованиях, они достигли впечатляющих результатов, которые заверши­лись возникновением на стыке биологии и физики новой науки — биофи­зики. Аналогичным образом возникли биохимия, геофизика, геохимия и другие науки.

Прежние классические представления химии об ионной и ковалент­ной связях были бессильны в решении многих проблем. Например, почему галогены — сходные элементы одной подгруппы таблицы Менделеева обра­зуют друг с другом многочисленные и прочные соединения. Решить эти задачи удалось только с позиций квантово-механических представлений физики. Так возникла квантовая химия, исходным пунктом которой стало уравнение выведенное в 1926 г. австрийским физиком Шредингером — дифференциальное уравнение второго порядка в частных производных для волновой функции. С помощью этого уравнения можно судить о специфи­ческих особенностях и энергии валентных электронов, т.е. электронов участвующих в химических взаимодействиях. Таким образом, выяснилось, что природу химической связи можно вскрыть только методами квантовой механики.

3. Науки, возникшие на «стыке» традиционных дисциплин

Науки на «стыке» традиционных наук начали возникать не сегодня и даже не вчера. Проблемы, встающие перед учеными заставляли при ре­шении использовать методы других наук. Одной из первых появилась фи­зическая химия.

Еще в 1752 г. М.В. Ломоносов говорил: «Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях». [9] Ломоносов правильно предвосхитил содержание современной физической химии, он верно понял, насколько важно использовать физические зна­ния и методы при изучении химии. Им был установлен один из основных законов физической химии — закон постоянства массы при химических превращениях. Именно физика постепенно превращала химию из описа­тельной науки в точную. Развитие физической химии в дальнейшем было связано с исследованиями ученых, изучавших действие тепла и электри­чества на протекание химических процессов. Изучение выделения или поглощения теплоты в процессе химических реакций положил начало тер­мохимии. В конце XIX в. физическая химия окончательно сформировалась как самостоятельная наука. Она включает в себя целый ряд научных дисциплин. Физическая химия дает теоретическую основу для других от­раслей химической науки и химической технологии.

Биофизика, или биологическая физика, — важное направление современной науки, возникшее на границе биологии с различными разде­лами физики. Основная задача биофизики состоит в изучении физических основ строения и функционирования живых систем. По современным пред­ставлениям в основе жизнедеятельности всех известных нам биологиче­ских объектов лежат законы природы, присущие и остальной материи, например законы физики. При исследовании биологических объектов раз­личной степени сложности, начиная от отдельных молекул и их комплек­сов и кончая клетками, их сообществом, тканями, органами, целыми ор­ганизмами, возникает целый комплекс сложных проблем. Их решение тре­бует применения всего арсенала теоретических и экспериментальных ме­тодов современной физики, в том числе ряда разделов математической физики, теории информации, кибернетики, автоматического регулирова­ния и других смежных направлений науки. Биофизика вскрыла важные особенности взаимодействия вещества и энергии в биологических систе­мах. Оказалось, что процессы жизнедеятельности подчиняются законам термодинамики открытых систем с постоянным обменом веществ и энергии с окружающей средой. Биофизика показала полную справедливость для биологии таких фундаментальных законов физики, как законы сохранения и симметрии. Помимо этих общих подходов к биологическим явлениям с позиций современной физики биофизика решает широкий круг более част­ных проблем, имеющих большое теоретическое и прикладное значение. На вооружении биофизики сегодня рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, радиоизотопы, радиоспектроскопия электронного и ядер­ного магнитного резонанса, оптическая спектроскопия, различные ме­тоды радиоэлектроники и кибернетики.

Химическая физика — научная дисциплина, появившаяся на ру­беже физики и химии в первой трети ХХ в. Она изучает явления и зако­номерности на основе познания строения атомов и молекул. Главное внимание уделяется количественным методам исследования, созданию теорий реакционной способности, физическим методам воздействия на химические реакции, изучению физических явлений, сопутствующих хими­ческим реакциям. Химическая физика выделилась из физической химии после того, как в химию пришли понятия атомной физики и квантовой механики, развитие которых чрезвычайно углубило физическую теорию строения вещества и позволило создать новые методы исследования хи­мических реакций. В качестве объектов исследования химической физики зачастую выбираются простые на первый взгляд реакции, например взаи­модействие кислорода с водородом. Но изучение их на основе химиче­ской физики показало, что эти процессы являются сложными. Механизм химических реакций рассматривается как совокупность элементарных процессов с участием электронов, атомов, молекул, ионов, свободных радикалов. Для современной химической физики характерно применение многочисленных физических методов исследования, дающих глубокую и разнообразную информацию о механизме взаимодействия веществ, о структуре молекул и атомов. Среди проблем, которыми занимается эта наука, такие первостепенно важные, как исследование химической кине­матики реакций горения и взрывов, теоретический расчет скоростей ре­акции в газовой, жидкой и твердой фазах, изучение катализа, выявле­ние закономерностей полимеризации и т.д. Перспективными для химиче­ской физики являются исследование реакций, протекающих в экстремаль­ных условиях — при сверхнизких и сверхвысоких температурах, в плазме, в условиях глубокого вакуума или под большим давлением, под влиянием лазерного излучения и т.д. Методы химической физики приме­няются при изучении многих биологических объектах и процессов, про­исходящих в живой природе.

Геохимия — наука о химическом составе атмосферы, гидро­сферы, литосферы Земли, горных пород, руд, минералов, о распростра­ненности, сочетании и миграции химических элементов и их изотопов на Земле, наука, изучающая историю элементов нашей планеты. Ее основные положения разработаны в ХХ в. на базе современных представлений хи­мии о строении и превращении атомов. Основоположниками современной геохимии считают советских ученых В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана, а также норвежского исследователя В.М. Гольшмидта. Изучением законо­мерностей поведения всех химических элементов и их изотопов в при­роде, моделированием процессов их концентрации и рассеяния занима­ются теоретическая и экспериментальная геохимия. Геологическая и геохимическая роль живых организмов исследуется биогеохимией.

Биогеохимия — часть геохимии, изучающая геохимические про­цессы, которые происходят при участии организмов в биосфере-оболочке Земли, включающей атмосферу, гидросферу и верхнюю часть литосферы (земную кору). Миграцию химических элементов на Земле нельзя понять без учета влияния организмов. Биогеохимические процессы находят от­ражение на геологических картах. Впервые задачи биогеохимии были сформулированы в СССР академиком В.И. Вернадским и разрабатывались в специально созданной Биогеохимической лаборатории. Биогеохимия рас­сматривает не отдельные особи или виды организмов, а всю их совокуп­ность, так называемое живое вещество, выраженное в массе, составе энергии, которую оно привносит в биогеохимические процессы.

Биохимия — наука о химическом составе и химических реак­циях живых организмов. Возникнув на стыке химии и биологии, она сформировалась как самостоятельная отрасль знаний в конце ХIХ в., хотя истоки ее относятся к далекому прошлому. Современную биохимию кратко можно охарактеризовать как науку, которая использует химиче­ские методы для изучения биологических объектов. В зависимости от природы изучаемых живых организмов биохимия подразделяется на биохи­мию животных, биохимию растений, и биохимию организмов. Современная биохимия развивается в тесной связи с биоорганической химией и моле­кулярной биологией, опирается на новейшие достижения химии и физики. Ряд разделов биохимии из-за их большого практического значения выде­лился в отдельные научные дисциплины. Современная биохимия — активно развивающаяся наука, она вносит весомый вклад в наши знания о химии живых организмов, имеет важное значение для различных областей прак­тики.

Квантовая химия — это область теоретической химии. Экспе­римент для нее важен лишь как путь проверки теоретических положений. Она опирается на фундаментальное представление физики о том, что электрон одновременно может рассматриваться и как частица, и как волна. «Язык» квантовой химии — это очень сложные математические уравнения, составляющие аппарат квантовой механики. Основная задача квантовой химии состоит прежде всего в теоретическом объяснении взаимодействия атомов в молекулах и в более сложных материальных об­разованиях. Достижения квантовой химии во многом определяют развитие современной теоретической химии.

Астрофизика — раздел астрономии, изучающий физическую при­роду небесных тел и их систем, их происхождение и эволюцию. В астро­физике почти все данные о далеких небесных телах получают с помощью анализа приходящих от них электромагнитных волн — видимого света и других, невидимых глазом лучей. Основу астрофизики составляют астро­физические наблюдения. Появление спектрального анализа во второй по­ловине ХIХ в. сразу позволило делать выводы о химическом составе не­бесных тел. На основе данных наблюдательной астрофизики, опираясь на законы физики, астрономы делают выводы об условиях в небесных телах, которые непосредственно не наблюдаются.

Геофизика, или физика Земли, — это комплекс наук, изучаю­щих нашу планету и ее ближайшее окружение — Солнечную систему. Гео­физика изучает непостоянное во времени вращение Земли, ее истинную форму, взаимодействие Земли и Луны (приливы, замедление вращения), климат Земли и др.

Окружающий нас мир сложен и многогранен. Познать его невозможно с позиций только химии, только физики, только биологии и т.д. Каче­ственные прорывы в решении проблем науки возможны при использовании знаний и методов многих традиционных дисциплин, так возникают всё новые и новые науки на «стыке» традиционных дисциплин.

ЛИТЕРАТУРА:

Кабардин О.Ф. Физика: Справ. материалы. - М.: Просвещение, 1985.- 359с.

Краткая философская энциклопедия - М.: Издательская группа «Прогресс»-«Энциклопедия», 1994.- 576с.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--