JOHDANTO

1. Yleisiä ajatuksia aiheesta "Konseptit modernista

2. Luonnontieteet ja humanitaarinen kulttuuri.

3. Tieteellinen menetelmä ympäröivän maailman tutkimuksessa. kehitysmenetelmiä,

nykyaikaisen luonnon saavutusten kerääminen ja levittäminen

tietoa sotilaallisen toiminnan käytännön esimerkistä.

4. Luonnontieteiden perustiedot suureiden mittaamisesta.

Yleisiä ideoita tieteenalasta "Konseptit

moderni luonnontiede".

Nykyaikainen luonnontiede muodostuu sellaisista tieteellisen tiedon alueista kuin

■ fysiikka, kemia, fysikaalinen kemia, mekaniikka;

■ maantiede, geologia, mineralogia;

■ meteorologia, tähtitiede, astrofysiikka, tähtikemia;

■ biologia, kasvitiede, eläintiede, genetiikka;

■ ihmisen anatomia ja fysiologia, —

ja monet, monet muut, jotka tutkivat planeettamme, lähellä ja kaukana Kosmosta, kiinteää ainetta, nesteitä ja kaasuja, elävää ainetta ja ihmistä luonnon tuotteena.

On mahdotonta nimetä kaikkia tiedemiehiä, jotka ovat antaneet merkittävimmän panoksen luonnontieteen kehitykseen, mutta luonnontieteestä ei voi puhua muistamatta sellaisia ​​neroja kuin G. Galileo, I. Newton, R. Descartes, M. V. Lomonosov, C. Darwin, G. Mendel, M. Faraday, D. I. Mendelejev, V. I. Vernadsky.

Pää käsitteitä moderni luonnontiede. Kuten tiedätte, termi "käsite" tarkoittaa näkemysjärjestelmää, yhtä tai toista ymmärrystä ilmiöistä, prosesseista tai yhtä, määrittävää ideaa, minkä tahansa teoksen johtavaa ajatusta.

KSE:n tarkoituksena on perehdyttää opiskelijat luonnontieteisiin kiinteänä osana osa kulttuuria, perusperiaatteineen ja käsitteineen muodostaa kokonaisvaltaisen näkemyksen maailmasta, joka ilmenee luonnon, ihmisen ja yhteiskunnan yhtenäisyytenä.

Ohjelmassa asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi koulutuskäsikirjassa on otettu huomioon seuraavat näkökohdat. Tarkastellaan kulttuurin luonnollisten ja humanitaaristen komponenttien välisen dialektisen suhteen ominaisuuksia. Ympäröivän maailman tieteellisen tiedon perusteet esitetään, sen tutkimuksen tieteelliset menetelmät luokitellaan. Tietoa luonnontieteiden suureiden mittaamisesta annetaan. Tarve opiskella KSE:tä nykyaikaisen maailmankuvan muodostamiseksi on motivoitunut.

Kuvataan eri tieteellisten ja uskonnollisten suuntausten dialektisen taistelun tuloksena tapahtuneen rationaalisen tiedon syntymisen vaiheita maailman tutkimisen menetelmänä. Siinä kerrotaan perustiedot tieteellisistä maailmankuvista ja niiden olemuksesta. Tieteellisen tiedon menetelmien kehittämisen tulos oli kokeellisen ja teoreettisen tutkimuksen dialektinen jatkuvuus.

Tarkastellaan Isaac Newtonin teoksiin perustuvan luonnontieteellisen maailmankuvan kehitystä, jota kutsuttiin mekanistiseksi.

Luonnontiedon kehityksen seuraava vaihe oli lukuisat löydöt elävässä kemiassa ja biologiassa. Jälkimmäisen puitteissa syntyi ja muodostui evoluutioideoita, joista tuli tulevaisuudessa osa luonnontieteitä kiinteänä osana kehitysteoriaa.

XVIII-XIX vuosisatojen sähkö- ja magneettikenttien löytö johti sähkömagneettisen maailmankuvan kehittymiseen, jossa ratkaiseva rooli on lyhyen kantaman teoria. Atomin ja sen rakenteen löytämisen myötä tiede, erityisesti fysiikka, koki viimeisen ja väkivaltaisimman vallankumouksen. 1900-luvun alkuun mennessä oli kertynyt suuri määrä faktoja, jotka olivat käsittämättömiä sähkömagneettisen maailmankuvan kannalta. Oli tarpeen rakentaa uusi, nimeltään moderni. Se liittyy erottamattomasti kvanttimekaniikkaan, suhteellisuusteoriaan sekä uusimpiin saavutuksiin geenitekniikassa ja niin edelleen.

Analysoidaan modernin tieteellisen maailmakuvan peruskäsitteitä, joihin kuuluvat - systemaattinen tutkimusmenetelmä, globaalin evolutionismin periaate, itseorganisaatioteoria tai synergia. Näiden käsitteellisten piirteiden pohjalta voidaan esittää modernin maailman kehityksen päätrendit, tarkastella modernin luonnontieteen panoraamaa.

On osoitettu, että tarkkailijan mittakaavan perusteella mitä tahansa aineellisen luonnon esineitä voidaan tarkastella joko korpuskulaarisen tai luontoa kuvaavan jatkumon käsitteen näkökulmasta. Tässä ei ole perustavaa laatua olevaa eroa, vaikka tietysti yksi globaaleista filosofian laeista "määrän siirtymisestä laatuun" ilmenee.

Luonnon järjestyksen ja epäjärjestyksen välisen suhteen tutkimukseen ollaan siirtymässä. Kaaoksen ja sen mitta-entropian määritelmät on annettu. Keskustellaan järjestyksen ja kaaoksen malleista ja mekanismeista, pohditaan niiden yhteyttä materiaalijärjestelmän energiatasoon.

Tieteellisen systemaattisen lähestymistavan perusteella on tunnistettu kolme aineen organisoinnin tasoa. Mikrokosmosta tarkastellaan modernin maailmankuvan, korpuskulaaristen aaltojen dualismin ilmentymän, näkökulmasta. Makromaailmaa kuvataan klassisen luonnontieteen näkökulmasta, jonka mukaan aine on olemassa substanssin ja kentän muodossa. Megamaailman systeeminen organisaatio on selkeytetty.

Perustiedot tilasta ja ajasta esitetään. On osoitettu, että tilan ja ajan rakenne määräytyy aineellisten esineiden massojen jakautumisen mukaan ja riippuu niiden liikkumisnopeudesta. Symmetrialakien ilmaus maailmassa on tilan ja ajan yhteys luonnontieteen peruslakeihin - säilymislakeihin. Esitellään biologisen, psykologisen, sosiaalisen tilan ja ajan käsitteet.

Perusteelliset vuorovaikutukset huomioidaan. Ideoita muodostuu vuorovaikutusta suorittavista hiukkasista, kytkentävakioista. Vuorovaikutusten ominaisuudet esitetään vaihteluvälin, intensiteetin, lähteen ja esimerkkejä erityisistä ilmenemismuodoista.

Huomio kohdistuu pitkän ja lyhyen kantaman vuorovaikutuksen käsitteisiin, säilymislakeihin. Analysoidaan esimerkkejä niiden ilmenemisestä luonnontieteen eri aloilla.

Lisäksi fyysisen maailmankuvan perusperiaatteet, joihin sisältyy periaate suhteellisuusteoria, epävarmuus, komplementaarisuus, superpositio, symmetria. Huomio kohdistuu esitettyjen periaatteiden ja aineen ominaisuuksien, kuten aika, tila, massa, energia, läheiseen keskinäiseen suhteeseen. Einsteinin suhteellisuusteorian peruskäsitteet hahmotellaan. Heisenbergin epävarmuusperiaatteen ja täydentävyysperiaatteen merkitys paljastuu. Konkreettisia esimerkkejä superpositioperiaatteen ilmenemisestä sähködynamiikassa, aaltoprosesseissa, kvanttimekaniikassa ja jopa humanistisissa tieteissä annetaan.

Tarkastellaan tilan käsitettä, dynaamisia ja tilastollisia säännönmukaisuuksia luonnossa.

Luonnon peruslait esitetään ja niiden perusteella selitetään monimutkaisten moniatomisten järjestelmien ominaisuuksia ja käyttäytymistä. Konkreettisia esimerkkejä erilaisten järjestelmien toiminnasta ja sellaisen tärkeän luonnontieteen käsitteen ilmentymisestä niille bifurkaatiopiste. Luonnontieteen harkittujen peruslakien ymmärtäminen antaa meille mahdollisuuden siirtyä tutkimaan synergisiä ideoita matalasti järjestäytyneestä aineesta.

Esitetyssä aineistossa todetaan, että ympäröivässä maailmassa meneillään olevat muutokset liittyvät suurelta osin alkuaineiden tai niistä muodostuneiden kompleksien kemialliseen vuorovaikutukseen eli kemiallisista prosesseista. Vuorovaikutuksessa olevien aineiden osalta reaktiivisuuden määrää ne muodostavien alkuaineiden rakenne tai rakenne. Se on reagoivien aineiden rakenteen luonne, joka määrittää tuloksena olevien aineiden ominaisuudet. Kemian käsitteelliset tiedon tasot muotoillaan. On osoitettu, että tällaisten monimutkaisten biologisten järjestelmien, kuten ihmisen, itseorganisoituminen ja evoluutio on mahdollista juuri useiden kemiallisten reaktioiden toteuttamisen ansiosta. Muodostetaan lisää ideoita tähdistä, tähtijärjestelmistä, määritetään niiden pääominaisuudet. Maailmankaikkeudesta annetaan ajatuksia ja pohditaan malleja sen alkuperästä. Globaalin evolutionismin teorian pohjalta huomio keskittyy aurinkokunnan alkuperään ja kehitykseen. Esitetään perustiedot maan sisäisestä rakenteesta ja geologisen kehityksen historiasta, muodostetaan nykyaikaisia ​​käsityksiä geosfäärien kuorien kehityksestä. Esitetään tieteellistä tietoa litosfääristä elämän bioottisena perustana. On osoitettu, että monet tekijät tekevät maasta erityisen planeetan aurinkokunnassa. Samaan aikaan hydrosfääri on elämän kehto ja maailmanmeri on "geokemiallinen reaktori". Huomattavaa huomiota kiinnitetään litosfäärin ekologisten toimintojen tutkimukseen. Ekologian kaksi pääsuuntaa erotetaan ja niiden tehtävät esitetään. Siinä annetaan perustiedot Maan maantieteellisestä kuoresta ja sen parametreista. Maan maantieteellisen verhon avulla voit määrittää minkä tahansa pinnan pisteen koordinaatit, ymmärtää ilmaston muodostumisen mekanismeja, laskea korkeuksia ja syvyyksiä sekä tallentaa tapahtumien ajan. Tieteellisen tiedon perusteet aineen organisoitumisen biologisen tason piirteistä hahmotellaan, solun käsite muotoillaan ja sen pääominaisuudet selvitetään. Tarkastellaan värähtely- ja aaltoprosesseja ja niiden ominaisuuksia. Näiden ajatusten pohjalta analysoidaan organismien elintoimintojen prosesseja ja tehdään johtopäätös niiden syklisyydestä. On osoitettu, että elävien organismien monimuotoisuus takaa geobiokenoosien vakauden ja kestävyyden.

Luonnontieteellisiä hypoteeseja elämän syntymisestä tarkastellaan. Sen mahdollisia kehitystapoja esitetään ja sen syntymisen edellytyksiä tuodaan esiin. Esitetty materiaali antaa meille mahdollisuuden pitää Maata aurinkokunnan erityisenä kohteena, jossa elävien olentojen ilmestyminen oli mahdollista.

Modernien materialististen käsitysten pohjalta, ensisijaisesti luonnonvalinnasta, muotoillaan hypoteeseja ihmisen alkuperästä. Sen eläinmaailmaan yhdistävien piirteiden ryhmät tunnistetaan ja tunnusomaiset erot esitetään.

Ihmisen sukututkimuksen linja on laadittu.

Paleontologisen tiedon perusteella tärkeimmät tekijät, jotka tekivät ihmisestä sosiaalisen olennon, ovat yhteinen ruoantuotanto, tulen läsnäolo, työ ja artikuloitu puhe.

Globaalin evolutionismin periaatteen mukaan osoitetaan, että elävien organismien ja niiden ryhmien kehitys on genetiikan lakien alaista. Sen perussäännökset ovat ajatuksia mutaatiosta, perinnöllisyydestä, populaatiosta. Synteettisen evoluutioteorian tärkeimmät säännökset on korostettu. Esitetään lyhyitä ideoita ihmisen terveydestä, suorituskyvystä ja tunteista sekä niihin vaikuttavista tekijöistä. Kosmisen kiertokulkujen vaikutus Maan biosfääriin ja sen prosesseihin on osoitettu. Erityisesti esitetään päivittäiset, kausittaiset ja muut vaikutukset ihmisten elämään, mukaan lukien sotilashenkilöstö. Noosfääristä on muodostunut esitys, jonka pohjalta hahmotellaan ympäröivän maailman ja ihmiskunnan mahdollisia kehitystapoja. Annetut esimerkit osoittavat luonnon huolellisen käsittelyn tärkeyden bioeettisten ongelmien kannalta, jotka puolestaan ​​liittyvät aineen peruuttamattoman kehityksen periaatteeseen. Sama periaate johtaa siihen, että sellainen aineen parametri kuin aika on myös peruuttamaton.

Esitetään suljettujen järjestelmien käsitteiden pohjalta saatua tietoa itseorganisoitumisesta elottomassa luonnossa.

On osoitettu, että niiden olemassaoloaika on rajoitettu entropian lisääntymisen vuoksi. Avoimia järjestelmiä koskevien synergististen ideoiden perusteella on osoitettu, että ne pystyvät ylläpitämään vakiona tai jopa alentamaan entropiatasoa aineen, energian ja tiedon vaihdon ansiosta ulkoisen ympäristön kanssa. Elävien olentojen kehitys tässä tapauksessa johtuu vaihteluista ja positiivisesta palautteesta. On osoitettu, että itseorganisoitumis- ja itsekomplikaatioprosessit tapahtuvat, kun symmetria rikkoutuu järjestelmissä, ts. kun ne ovat epätasapainossa.

Esitetyn materiaalin avulla voimme vahvistaa onnistuneen yrityksen edustaa ympäröivää maailmaa yhden kulttuurin näkökulmasta KSE:n kaltaisten tieteenalojen syntymisen, Internet-verkon luomisen ja niin edelleen kautta.

Opiskelijoiden itsenäiseen työskentelyyn aineen aiheiden parissa tarjotaan ensisijaisesti yliopiston kirjastossa saatavilla olevia perusopetusvälineitä. Tämän kirjallisuuden lisäksi on olemassa muita oppikirjoja, joita voidaan käyttää seminaareihin tai kokeisiin valmistautuessa. Seuraavien kirjoittajien oppikirjat vastaavat parhaiten kurssiohjelmaa: S.G. Khoroshavina, V.N. Lavrinenko, S.Kh. Karpenkov, G.I. Ruzavin,

Luennoilla on tarpeen hahmotella opettajan esittämää materiaalia korostaen määritelmät, lait, pääluvut ja kaaviot. Itsenäisen työskentelyn yhteydessä on jätettävä kentät lisäyksiä ja selityksiä varten. Aineisto kannattaa lukea uudelleen tallennuspäivänä ja huomioida siihen epäselvät asiat.

Seminaariin valmistautuessasi sinun tulee oppia luentomateriaalin pääsäännöt. Assimilaation tasoa voidaan arvioida luennon lopussa annetuilla kysymyksillä tai seminaarin kysymyksillä. Kysymykset, joita ei ole merkitty (*), on ymmärrettävä. Tällä merkillä merkityt merkitsevät niiden syvempää tutkimista, ja ne voidaan esittää seminaareissa viestin tai raportin muodossa. Tenttiin valmistautuminen sisältää kurssin teoreettisen materiaalin perusteellisen tutkimisen sekä seminaarien muistiinpanojen, tenttipapereiden kysymyksiin sisältyvän päämateriaalin valinnan.

Luennoilla ja seminaareissa pohditaan tieteen syntyhistoriaa: ensinnäkin ihmistiedon summana ympäröivästä maailmasta, melko hajanaisena, kaoottisena (muinainen Egypti, Kiina, Mesopotamia, Intia), ja sitten tapahtui siirtymä. tehty tietojärjestelmään Aristoteleen filosofian (luonnonfilosofian) puitteissa, modernin tieteen muodostumisvaiheisiin (tieteellisten menetelmien alkuperä ja kehitys) Kopernikuksesta Einsteiniin ja moderniin kosmologiaan.

Luomiseen luonnontieteet(1700-luvun lopusta lähtien): fysiikka, kemia, biologia, maantiede, geologia, tähtitiede, psykologia jne. johti erilaistuminen luonnontieto, joka liittyy tutkittavien ilmiöiden, prosessien valintaan, niiden tutkimusmenetelmien kehittämiseen ja saatujen tulosten yleisyyteen. Tällä hetkellä yrityksiä kuvitella maailma yhdeksi, paljastaa maailmankaikkeuden yleisimmät lait, jotka ilmaistaan ​​yleisen, integroivan tieteen - luonnontieteen - luomisessa. Yksi sen päätehtävistä on halu tehdä syviä filosofisia, metodologisia johtopäätöksiä evoluution universaalien lakien toiminnan universaalisuudesta, ympäröivän maailman systeemisestä järjestäytymisestä ja itseorganisoitumisesta. Yhdessä historiallisuuden periaatteen kanssa ne antavat meille mahdollisuuden puhua objektiivisesta havainnosta, sen maailman ymmärtämisestä, jossa elämme, sivilisaatiomme olemassaolon tavoitteiden ja merkityksen ymmärtämisestä.

Yleisesti ottaen KSE:n kurssi kattaa seuraavat aiheet: evoluutio, luonnontieteellinen maailmankuva (luonnontieteen historia); nykyaikainen tieteellinen kuva maailmasta; nykyaikaiset kosmologiset peruskäsitteet; tärkeimmät hypoteesit elämän ja ihmisen alkuperästä; ihmisen paikka maailmankaikkeudessa, tieteen paikka nykymaailmassa ja sen kehityksen ennustaminen jne.

Kurssin yleisimpiä käsitteitä ovat:

Konsepti(latinalaisesta Conceptiosta) käytetään merkityksessä:

a) näkemysjärjestelmä, yksi tai toinen käsitys ilmiöistä, prosesseista;
b) yksittäinen, määrittävä idea, minkä tahansa työn, tieteellisen työn jne. johtava ajatus.

luonnontiede- luontotietojärjestelmä; tieteenala, joka tutkii ympärillämme olevaa maailmaa sellaisena kuin se on luonnollisessa tilassaan ihmisestä riippumatta.

Tiede- tietojärjestelmä objektiivisen maailman ja ihmistietoisuuden ilmiöistä ja prosesseista, niiden olemuksesta ja kehityksen laeista; Tiede yhteiskunnallisena instituutiona on ihmisen toiminnan ala, jossa kehitetään ja systematisoidaan tieteellistä tietoa luonnon ja yhteiskunnan ilmiöistä.

Luonnontieteellinen käsite- nimetä tieteellisten teorioiden, lakien, mallien, hypoteesien, empiiristen yleistysten muodossa ilmaistut tieteellisen tutkimuksen tulokset.

Luonnontieteiden saavutukset ovat olennainen osa ihmiskulttuuria, joten "Modernin luonnontieteen käsitteet" on sellainen koulutuskurssi, jonka pitäisi näyttää luonnontieteen roolia ja merkitystä ympäröivän maailman ymmärtämisessä, ihmisen paikan ymmärtämisessä. tässä maailmassa tieteellisen kuvan muodostamisessa maailmasta.

Nykyään on tullut muotia puhua luonnon ja yhteiskunnan laeista. Luontoon sovellettuina tämä ei ole tarkasti ottaen totta. Luonto ei tunne lakeja. Me keksimme ne yrittäen ainakin jollain tavalla systematisoida tapahtumat. Termi "luonnonlaki" tulee ymmärtää siten, että luonnonilmiöt ovat toistettavissa ja siksi ennustettavissa. Oli miten oli, luonnonilmiöiden toistuminen mahdollistaa tieteen muotoilla lakeja, joita kutsutaan yleisesti luonnonlaeiksi. Ihmiskuntaa ohjaavat tutkimuksessaan äärimmäisen yleiset periaatteet, jotka helpottavat luonnonilmiöiden tutkimista.

Yksi yleisimmistä luonnontieteen periaatteista on syy-seurausperiaate, jossa todetaan, että yksi luonnonilmiö synnyttää toisen, koska se on sen syy.

Syy-suhteiden ketjun olemassaolo antaa joskus mahdollisuuden tehdä yleisluonteisia johtopäätöksiä. Joten luottaen vain syiden ja seurausten ketjun jatkuvuuteen, saksalainen laivanlääkäri Robert Mayer pystyi muotoilemaan energian säilymisen ja muuntamisen lain, joka on nykyaikaisen luonnontieteen peruslaki.

Huomaa, että kysymys "miksi" on tarkasti ottaen laiton. Emme tiedä, emmekä ilmeisesti tule koskaan tietämään minkään luonnonilmiön perimmäistä syytä. Olisi oikeampaa kysyä "miten". Mikä kuvio kuvaa tätä ilmiötä?

Tiede pyrkii kehittämäänsä tunnistamaan yhä syvempiä luonnonilmiöiden syitä. Tämä prosessi antaa teologeille aihetta väittää, että tieteellisen prosessin on lopulta johdettava lopullisen syyn, eli Jumalan, määrittämiseen, jolloin tiede ja uskonto sulautuvat yhteen.

Toinen yleinen periaate on Hoitoperiaate ja. Se on nimetty saman Pierre Curien mukaan, joka yhdessä vaimonsa Maria Sklodowska-Curien kanssa löysi kemiallisen alkuaineen radiumin. Lisäksi Pierre Curie teki lyhyen elämänsä aikana useita muita tieteellisiä löytöjä. Ilmeisesti tärkein niistä on Curie-periaate.

Kuvittele jokin laatu A. Esimerkiksi sähkövaraus tai vaikkapa punaiset hiukset tai jokin muu ominaisuus. On epätodennäköistä, että se jakautuu tasaisesti avaruuteen. Todennäköisimmin avaruudessa on gradientti (Skalaarifunktion gradientti on vektori, joka on suunnattu tämän funktion nopeimpaan kasvuun. Gradientin arvo on yhtä suuri kuin tämän funktion derivaatta sen nopeimman kasvun suuntaan ) tätä laatua.

Curie-periaate toteaa, että jos jonkin laadun A gradientti on olemassa, niin tämä laatu siirtyy väistämättä kohti sen puutetta ja laadun A virtaus eli sen määrä siirtyy pinta-alayksikköä kohti aikayksikköä kohti, on verrannollinen suuruuteen tästä gradientista.

Kuvittele laakerinlehti-nimisen hyödykkeen alueellinen jakautuminen maassamme. Sen maksimi putoaa tietysti Kaukasuksen subtrooppisille vyöhykkeille, ja sen minimi, joka on melko luonnollinen, laskee Kaukopohjolan alueille. Siellä on laakerinlehtien gradientti. Curie-periaatteen mukaan tällaisen gradientin olemassaolo johtaa laakerinlehtien siirtymiseen Kaukasuksesta pohjoiseen.

On olemassa valtava määrä empiirisiä lakeja fysikaalisen ja kemiallisen kineetiikan alalta Ohmin laista klassiseen diffuusioyhtälöön, jotka ovat seurausta Curie-periaatteesta. Minusta näyttää siltä, ​​että ekonomistien pitäisi olla hyvin varovaisia ​​tämän periaatteen suhteen. Sen selkeä ymmärtäminen auttaa sinua välttämään monia virheitä.

Tieteellisesti erittäin tuottava on edellä mainittu kaksinaisuuden periaate (täydentävyys). Se perustuu tiedon kaksinaiseen luonteeseen. Olet luultavasti jo huomannut parillisten käsitteiden olemassaolon, jotka määrittelevät yhdessä kokonaisuuden toisensa poissulkevat näkökohdat. Tällaisten osien valinta on olennainen osa kognitioprosessia.

Mitä tahansa kuvaillessa turvaudumme abstraktioita- tässä suhteessa tärkeiden tutkittujen näkökohtien korostaminen. Ei-olennaiset puolueet jätetään yleensä huomiotta. Jatkossa, jos valittu abstraktio osoittautuu hedelmälliseksi, se korvaa alkuperäisen idean tutkittavasta ilmiöstä. Tässä tapauksessa ilmiön hylätyt aspektit jätetään huomioimatta, vaikka ne olisivat erittäin merkittäviä.

Kaksinaisuuden periaate

Kaksinaisuuden periaate neuvoo meitä ottamaan samanaikaisesti huomioon kaksi toisensa poissulkevaa puolta mitä tahansa kuvattaessa. Olosuhteista riippuen yksi niistä voi olla merkittävämpi. Muissa olosuhteissa toinen on tärkeämpi. Jos olet törmännyt ylitsepääsemättömiin vaikeuksiin ongelman ratkaisemisen aikana, kokeile vaihtoehtoisiin esityksiin perustuvaa lähestymistapaa. On erittäin todennäköistä, että hän menestyy.

Kuka teistä sanoo, mikä on valo? Koulussa he selittivät sinulle, että tämä on sähkömagneettinen aalto. Tämä esitys on hyväksytty klassisessa paradigmassa ja kuvaa yleisesti valon ominaisuutta melko hyvin. Kuitenkin, kuten tiedätte, valo koostuu yksittäisistä hiukkasista, joita kutsutaan fotoneiksi. Ilman tätä esitystä on mahdotonta selittää valosähköistä vaikutusta, Compton-ilmiötä ja paljon muuta. Joten mikä on valo - onko se aalto vai hiukkasvirta? Valon ominaisuuksia tutkittaessa molemmat abstraktiot ovat sallittuja. Kaksinaisuuden periaatteen mukaan on mahdollista välttää kuvauksen virheet suorittamalla molemmat kuvaukset rinnakkain.

Superpositioperiaate

Superpositioperiaatteen mukaan kahden tekijän aineelliseen järjestelmään kohdistuvan vaikutuksen tulos voidaan esittää kunkin näistä toisistaan ​​riippumattomasti vaikuttavien tekijöiden vaikutuksen superpositioksi (superpositioksi). Tässä periaatteessa oletetaan implisiittisesti, että kun tekijät asetetaan päällekkäin, ne eivät häiritse toisiaan. Periaate on vähemmän yleinen kuin Curien periaate. Monissa tapauksissa se osoittautuu kuitenkin erittäin hyödylliseksi.

Symmetrian periaate

Symmetriaperiaate perustuu alkuperäisiin käsityksiin avaruuden homogeenisuudesta ja isotropiasta. Olettaa luonnollisten prosessien muuttumattomuuden symmetriamuunnoksille. Symmetriaperiaatteeseen perustuen Emmy Noether osoitti, että energian ja liikemäärän (momentumin) säilymisen fysikaaliset peruslait ovat seurausta avaruuden homogeenisuudesta ja isotropiasta.

Symmetriaperiaate käyttää intuitiivista ajatusta oikean ja vasemman täydellisestä tasa-arvosta. Sitäkin yllättävämmältä pitäisi tuntua elävän luonnon "vasemmalta" suuntaukselta. Tiedät luultavasti, että monien luonnonyhdisteiden molekyylit ovat kiertyneet kuin jousi. Tällaisessa kiertyneessä rakenteessa eliösiisi pääsee esimerkiksi sokeria tai kolesterolia. Monilla kasvi- ja eläinperäisillä entsyymeillä on kierteinen rakenne. Jos tällaisia ​​yhdisteitä saadaan kemiallisella synteesillä, niin täysin symmetriaperiaatteen mukaisesti saadaan suunnilleen sama määrä molekyylejä, jotka on kierretty oikeaan ja vasempaan kierteeseen. Joten kaikki elämä planeetallamme koostuu molekyyleistä, jotka on kierretty vasenkätiseen spiraaliin. Huomaa, että sydämesi on myös siirtynyt vasemmalle, ei oikealle. Miksi näin on, jää nähtäväksi. Toistaiseksi symmetriaperiaate, vaikka se näyttääkin houkuttelevalta ilmeiseltä, on kuitenkin hyvin, hyvin rajallinen.

Vielä rajallisempi, vaikkakaan ei vähemmän hedelmällinen, on samankaltaisuuden periaate. Tämän periaatteen mukaan samanlaisia ​​järjestelmiä kuvaavat yhtälöt osoittautuvat tietyn muunnoksen jälkeen samoiksi.

Otetaan esimerkiksi niin sanotut pienet värähtelyt. Osoittautuu, että joidenkin matemaattisten muunnosten jälkeen merkkijonoon riippuvan kuorman ja sähkövirran värähtelyä värähtelypiirissä voidaan kuvata samalla yhtälöllä. Samankaltaisuuden periaatetta voidaan soveltaa, valitettavasti, ei aina. Jos olet kuitenkin käytännön työssäsi onnistunut löytämään yhtäläisyyksiä joidenkin ilmiöryhmien välillä, katso, että menestys on taattu.

Suhteellisuusperiaate

Suhteellisuusperiaatteen mukaan absoluuttista liikettä ei ole olemassa. Ja näin ollen ei ole olemassa absoluuttista tilaa, absoluuttista aikaa jne. Tämä periaate tarkoittaa, että luonnollisten prosessien kulku ei ole riippuvainen niitä kuvaavan havainnoijan näkökulmasta. Albert Einstein esitti sen yhdeksi yksityisen suhteellisuusteorian perustasta. Monet tiedemiehet kiistävät. Tällä hetkellä se on lujasti astunut nykyaikaisen tieteellisen paradigman inerttiin ytimeen.

Suhteellisuusperiaatteen suora seuraus on periaate luonnonlakien muuttumattomuudesta viitekehyksen muunnoksille, jossa ne muotoiltiin. Invarianssiperiaate sanoo, että luonnonilmiöitä kuvaavien perusyhtälöiden muoto ei riipu näiden yhtälöiden sisältämien koordinaattien ja ajan muunnoksista.

Tieteen koko kurssi on esitetty ytimekkäästi ja helposti saatavilla olevassa muodossa, ja tärkeimmät nykyajan käsitteet elottoman ja elävän luonnon tieteistä korostuvat. Se on täydennetty ja tarkistettu versio Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriön suosittelemasta oppikirjasta kurssin "Nykyaikaisen luonnontieteen käsitteet" opiskeluun. Perustutkinnon suorittaneille opiskelijoille, perustutkinto-opiskelijoille, jatko-opiskelijoille ja humanististen tieteiden opettajille, lukioiden, lyseoiden ja korkeakoulujen opettajille sekä laajalle joukolle luonnontieteen eri osa-alueista kiinnostuneita lukijoita.

* * *

Seuraava ote kirjasta Modernin luonnontieteen käsitteet (A. P. Sadokhin) tarjoaa kirjakumppanimme LitRes.

Luku 3. Luonnontieteet: sen aihe, rakenne ja muodostumishistoria

3.1. Luonnontieteellinen aihe ja rakenne

Ihmisen halu saada tietoa ympäröivästä maailmasta ilmenee hänen tutkimustoiminnan eri muodoissa, menetelmissä ja suunnissa. Jokaista objektiivisen maailman pääosia - luontoa, yhteiskuntaa ja ihmistä - tutkivat erilliset tieteet. Luonnontieteellisen tiedon kokonaisuuden muodostaa luonnontiede. Etymologisesti sana "luonnontiede" tulee kahden sanan yhdistelmästä: "luonto" - luonto ja "tieto" - tieto luonnosta.

Nykykäytössä termi "luonnontiede" yleisessä muodossaan tarkoittaa yleensä joukkoa luonnontieteitä, joiden tutkimuksen kohteena ovat erilaiset luonnonilmiöt ja -prosessit, niiden evoluution lait. Lisäksi luonnontiede on erillinen itsenäinen tiede koko luonnosta. Tässä ominaisuudessa se antaa meille mahdollisuuden tutkia mitä tahansa ympärillämme olevaa maailmaa syvemmin kuin mikään luonnontiede voi tehdä. Siksi luonnontiede on yhteiskunnan ja ajattelun tieteiden ohella tärkein osa ihmisen tietoa. Se sisältää sekä tiedon hankkimistoiminnan että sen tulosten eli tieteellisen tiedon järjestelmän luonnonprosesseista ja ilmiöistä.

Käsite "luonnontiede" ilmestyi nykyaikana Länsi-Euroopassa ja merkitsi sitten luonnontieteiden kokonaisuutta. Tämän ajatuksen juuret ulottuvat vielä syvemmälle antiikin Kreikkaan Aristoteleen aikaan, joka oli ensimmäinen, joka systematisoi fysiikassaan tuolloin saatavilla olevan tiedon luonnosta. Nykyään on olemassa kaksi laajalle levinnyttä käsitystä luonnontieteestä. Ensimmäinen väittää, että luonnontiede on tiede luonnosta yhtenä kokonaisuutena, toinen väittää, että se on luonnontieteiden kokonaisuus, jota tarkastellaan kokonaisuutena. Ensi silmäyksellä nämä määritelmät ovat erilaisia. Itse asiassa erot eivät ole niin suuria, koska luonnontieteiden kokonaisuus ei ole vain erilaisten tieteiden summa, vaan yksi tiiviisti toisiinsa liittyvien luonnontieteiden kompleksi, jotka täydentävät toisiaan.

Itsenäisenä tieteenä luonnontieteellä on oma tutkimusaineensa, joka eroaa erityisistä (yksityisistä) luonnontieteistä. Sen erityispiirteenä on, että se tutkii samoja luonnonilmiöitä useiden tieteenalojen asennoista kerralla, paljastaen yleisimmät mallit ja suuntaukset, ottaen huomioon luonnon "ylhäältä". Tämä on ainoa tapa esittää luonto yhtenä kokonaisuutena, paljastaa perustat, joille ympäröivän maailman esineet ja ilmiöt rakentuvat. Tällaisen tutkimuksen tuloksena on muotoiltu peruslait, jotka yhdistävät mikro-, makro- ja megamaailmat, maapallon ja kosmoksen, fysikaaliset ja kemialliset ilmiöt elämään ja mieleen universumissa.

Kun pohdimme kysymystä tieteen rakenteesta, huomasimme, että se on monimutkainen haarautunut tiedon järjestelmä. Luonnontiede ei ole yhtä monimutkainen järjestelmä, jonka kaikki osat ovat suhteessa hierarkkiseen alistamiseen. Tämä tarkoittaa, että luonnontieteiden järjestelmää voidaan esittää eräänlaisina tikkaina, joiden jokainen askel on tukea sitä seuraavalle tieteelle ja puolestaan ​​perustuu aikaisemman tieteen tietoihin.

Kaikkien luonnontieteiden perusta on epäilemättä fysiikka, jonka aiheena ovat kehot, niiden liikkeet, muunnokset ja ilmenemismuodot eri tasoilla. On mahdotonta harjoittaa luonnontieteitä tuntematta fysiikkaa. Fysiikassa on lukuisia alakohtia, jotka eroavat toisistaan ​​aineiltaan ja tutkimusmenetelmiltään. Tärkein niistä on mekaniikka - oppi ruumiiden (tai niiden osien) tasapainosta ja liikkeestä tilassa ja ajassa. Mekaaninen liike on yksinkertaisin ja samalla yleisin aineen liikkeen muoto. Mekaniikasta tuli historiallisesti ensimmäinen fysikaalinen tiede ja se toimi pitkään mallina kaikille luonnontieteille. Mekaniikan osat ovat statiikkaa, joka tutkii kappaleiden tasapainon olosuhteita; kinematiikka, joka käsittelee kappaleiden liikkumista geometrisesta näkökulmasta; dynamiikka, kun otetaan huomioon kappaleiden liike kohdistettujen voimien vaikutuksesta. Mekaniikka on makrokosmoksen fysiikkaa, joka syntyi nykyaikana. Se perustuu tilastolliseen mekaniikkaan (molekyylikineettiseen teoriaan), joka tutkii neste- ja kaasumolekyylien liikettä. Myöhemmin tuli atomifysiikka ja alkeishiukkasfysiikka.

Seuraava askel hierarkiassa on kemia, joka tutkii kemiallisia alkuaineita, niiden ominaisuuksia, muunnoksia ja yhdisteitä. Se tosiasia, että se perustuu fysiikkaan, on helposti todistettavissa. Jopa koulun kemian tunneilla puhutaan kemiallisten alkuaineiden rakenteesta, niiden elektronikuorista; tämä on esimerkki fysikaalisen tiedon käytöstä kemiassa. Kemiassa erotetaan epäorgaaninen ja orgaaninen kemia, materiaalikemia ja muut osa-alueet.

Kemia puolestaan ​​muodostaa perustan biologialle - tieteen elävyydestä, joka tutkii solua ja kaikkea siitä peräisin olevaa. Biologinen tieto perustuu tietoon aineesta, kemiallisista alkuaineista. Biologian tieteistä tulisi erottaa kasvitiede (kasvimaailma), eläintiede (eläinmaailma). Anatomia, fysiologia ja embryologia tutkivat organismin rakennetta, toimintoja ja kehitystä, sytologiaa - elävää solua, histologiaa - kudosten ominaisuuksia, paleontologiaa - elämän fossiilisia jäänteitä, genetiikkaa - perinnöllisyys- ja vaihteluongelmia.

Maatieteet ovat seuraava askel luonnontieteen rakenteessa. Tähän ryhmään kuuluvat geologia, maantiede, ekologia jne. Ne kaikki pitävät planeettamme rakennetta ja kehitystä, joka on monimutkainen yhdistelmä fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia ilmiöitä ja prosesseja.

Suurenmoisen luonnontiedon pyramidin täydentää kosmologia, joka tutkii maailmankaikkeutta kokonaisuutena. Osa tästä tiedosta on tähtitiede ja kosmogonia, jotka tutkivat planeettojen, tähtien, galaksien jne rakennetta ja alkuperää. Tällä tasolla tapahtuu uusi paluu fysiikkaan, mikä mahdollistaa puhumisen luonnontieteen syklisestä, suljetusta luonteesta. , joka ilmeisesti heijastaa yhtä luonnon tärkeimmistä ominaisuuksista.

Luonnontieteen rakenne ei rajoitu edellä mainittuihin tieteisiin. Tosiasia on, että tieteessä on monimutkaisia ​​tieteellisen tiedon eriyttämis- ja integrointiprosesseja. Tieteen eriyttäminen - suppeampien, yksityisten tutkimusalueiden jakaminen minkä tahansa tieteen sisällä, muuttaen ne itsenäisiksi tieteiksi. Joten fysiikassa solid-state-fysiikka ja plasmafysiikka erottuivat joukosta.

Tieteen integraatio on uusien tieteiden syntymistä vanhojen risteyksissä, tieteellisen tiedon yhdistämisprosessien ilmentymistä. Esimerkki tällaisesta tieteestä on fysikaalinen kemia, kemiallinen fysiikka, biofysiikka, biokemia, geokemia, biogeokemia, astrobiologia jne.

Siten rakentamamme luonnontieteiden pyramidi on paljon monimutkaisempi ja sisältää suuren määrän lisä- ja välielementtejä.

3.2. Luonnontieteellinen historia

Ihmisen sivilisaation kehityshistoriassa tieteellisen tiedon muodostuminen eri tekijöiden ja syiden vaikutuksesta on edennyt pitkälle. Näin ollen luonnontieteellä, joka on olennainen osa tiedettä, on sama monimutkainen historia. Sitä ei voi ymmärtää ilman koko tieteen kehityshistoriaa. Tieteen historioitsijoiden käsityksen mukaan luonnontieteen kehitys kävi läpi kolme vaihetta ja 1900-luvun lopulla. astui neljänteen vaiheeseen. Näitä vaiheita ovat antiikin kreikkalainen luonnonfilosofia, keskiaikainen luonnontiede, nykyajan ja nykyajan klassinen luonnontiede sekä 1900-luvun moderni luonnontiede.

Luonnontieteen kehitys on tämän periodisoinnin kohteena. Ensimmäisessä vaiheessa kerättiin sovellettua tietoa sen voimien ja ruumiiden luonteesta ja käyttötavoista. Tämä on tieteen kehityksen niin sanottu luonnonfilosofinen vaihe, joka edustaa luonnon suoraa pohdiskelua jakamattomana kokonaisuutena. Tässä vaiheessa yleinen luontokuva katettiin oikein, mutta yksityiskohdat laiminlyötiin, mikä oli ominaista kaikelle kreikkalaiselle luonnonfilosofialle.

Myöhemmin tiedon keräämisprosessia täydennettiin teoreettisella ymmärryksellä luonnon muutosten syistä, menetelmistä ja ominaisuuksista, ja ensimmäiset käsitteet luonnollisten prosessien järkevästä selittämisestä ilmestyivät. Seurauksena on, että tieteen kehityksessä on tullut ns. analyyttinen vaihe, jolloin käynnissä on luonnon analysointi, yksittäisten asioiden ja ilmiöiden eristäminen ja tutkiminen, yksittäisten syiden ja seurausten etsiminen. Tämä lähestymistapa on tyypillinen minkä tahansa tieteen alkuvaiheessa ja tieteen historiallisessa kehityksessä - myöhäiselle keskiajalle ja uudelle ajalle. Tuolloin menetelmät ja teoriat yhdistettiin luonnontieteeseen kiinteänä luonnontieteenä, tapahtui sarja tieteellisiä vallankumouksia, jotka muuttivat radikaalisti yhteiskunnallisen kehityksen käytäntöä.

Tieteen kehityksen tulos on synteettinen vaihe, jolloin tiedemiehet ovat luoneet uudelleen kokonaiskuvan maailmasta tunnettujen yksityiskohtien perusteella. Tämä tapahtui analyysin ja synteesin yhdistämisen perusteella ja johti 1900-luvun modernin tieteen syntymiseen.

Tieteen alku. Antiikin Kreikan luonnonfilosofia. Tiede on monimutkainen monitahoinen sosiaalinen ilmiö, joka ei voi syntyä eikä kehittyä yhteiskunnan ulkopuolella. Tiede ilmestyy vain, kun sille luodaan erityiset objektiiviset olosuhteet, jotka täyttävät aiemmin mainitut tieteen kriteerit. Nämä olosuhteet vastaavat antiikin kreikkalaista VI-IV vuosisadan tietämystä. eKr e. Tuolloin antiikin kreikkalaiseen kulttuuriin ilmestyi pohjimmiltaan uusia piirteitä, joita ei ollut muinaisessa idässä - ihmissivilisaation tunnustetussa keskuksessa.

Ensimmäiset tiedon muodot syntyivät itämaisissa sivilisaatioissa. Yli 2 tuhatta vuotta eKr. e. Egyptissä, Babylonissa, Intiassa ja Kiinassa luotiin suhde teoreettisen tiedon ja käytännön taitojen välille. Tämä tapahtui kaikilla ihmisen toiminnan alueilla, mutta liittyi pääasiassa maatalouskulttuuriin (ensimmäiset tähtitieteelliset tiedot vaikuttivat sääennusteisiin, matematiikan alkeet mahdollistivat maa-alueiden mittaamisen jne.).

Tieteen historioitsijat yhdistävät luonnontieteen syntymisen tieteelliseen räjähdykseen 6-4-luvuilla. eKr e. muinaisessa Kreikassa, joka merkitsi luonnontieteen historian ensimmäisen ajanjakson alkua - luonnonfilosofian ajanjaksoa (lat. luonto- luonto), eli luonnonfilosofiaa tietojärjestelmänä luonnonilmiöiden luonnollisista syistä. Käytännön tiedosta, jonka tuohon aikaan antoi matematiikka, tähtitiede, noituus, se erottui spekulatiivisella luonnontulkinnalla, joka perustui luonnonilmiöiden yhtenäisyyden ja sen eheyden asemaan.

Antiikin Kreikan luonnonfilosofian alku viittaa yrityksiin etsiä luonnollista primaarielementtiä, joka varmistaa luonnon yhtenäisyyden ja monimuotoisuuden. Tämä tarkoittaa, että luonnonfilosofia erottui halusta erottaa mikä tahansa luonnollinen elementti kaiken olemassa olevan perustaksi. Ensimmäistä kertaa historiassa tämän halun ilmaisi Miletus-koulun filosofi Thales, joka piti vettä koko maailman ensisijaisena elementtinä, koska on mahdotonta löytää täysin kuivaa ruumista maailmasta.

Muinaisessa tieteessä Thales oli ensimmäinen tähtitieteilijä ja matemaatikko, hänen ansioksi annettiin Auringon vuotuisen kierron löytäminen, joka määritti päivänseisausten ja päiväntasausten ajan. Thales väitti, että kuu ei loista omalla valollaan ja taivaankappaleet ovat syttynyt maa. Thales jakoi koko taivaanpallon viiteen vyöhykkeeseen ja otti käyttöön kalenterin, joka määritti vuoden pituudeksi 365 päivää ja jakoi sen 12 kuukauteen, jossa on 30 päivää.

Antiikin ensimmäinen tieteellinen ohjelma oli Samoksen Pythagorasin esittelemä ja Platonin myöhemmin kehittämä matemaattinen ohjelma. Sen, kuten myös muiden muinaisten ohjelmien, perustana oli ajatus, että maailma (kosmos) on useiden alkuperäisten entiteettien järjestetty ilmaus. Pythagoras löysi nämä olennot numeroina ja esitti ne maailman perusperiaatteena. Hän piti numeerisia suhteita koko maailmankaikkeuden perustana, kosmoksen harmonian lähteenä. Pythagoraan ja hänen oppilaidensa mukaan maailma perustuu todellisuuden määrällisiin suhteisiin. He pitivät koko maailmankaikkeutta numeroiden ja niiden suhteiden harmoniana, ja antoivat tietyille luvuille erityisiä, mystisiä ominaisuuksia. Tämä lähestymistapa mahdollisti niiden kvantitatiivisen yhtenäisyyden näkemisen erilaisten laadullisesti erilaisten esineiden maailman takana. Lisäksi pythagoralaiset esittivät ensin ajatuksen Maan pallomaisesta muodosta. Matemaattisen ohjelman silmiinpistävin suoritusmuoto oli Eukleideen geometria, jonka kuuluisa kirja "Elements" ilmestyi noin 300 eaa. e.

Antiikin Kreikan luonnonfilosofia saavutti korkeimman kehityksensä Aristoteleen opetuksissa, jotka yhdistivät ja systematisoivat kaiken hänen nykyaikaisen tiedon ympärillään olevasta maailmasta. Siitä tuli antiikin tieteen kolmannen jatkuvan ohjelman perusta. Tärkeimmät Aristoteleen luontoopin käsitteet ovat "Fysiikka", "Taivaasta", "Meteorologia", "Eläinten alkuperästä" jne. Näissä tutkielmissa esitettiin ja pohdittiin tärkeimpiä tieteellisiä ongelmia, jotka myöhemmin tuli perusta yksittäisten tieteiden syntymiselle. Aristoteles kiinnitti erityistä huomiota fyysisten kappaleiden liikkeisiin ja aloitti mekaanisen liikkeen tutkimuksen ja mekaniikan käsitteiden (nopeus, voima jne.) muodostumisen. On totta, että Aristoteleen käsitykset liikkeestä poikkeavat oleellisesti nykyaikaisista. Hän uskoi, että on olemassa taivaankappaleiden täydellisiä ympyräliikkeitä ja maallisten esineiden epätäydellisiä liikkeitä. Jos taivaalliset liikkeet ovat ikuisia ja muuttumattomia, niillä ei ole alkua ja loppua, niin maallisilla liikkeillä on ne ja ne jakautuvat luonnollisiin ja väkivaltaisiin. Aristoteleen mukaan jokaisella ruumiilla on sille tarkoitettu luonnollinen paikka, johon tämä ruumis pyrkii. Kehojen liikkuminen paikoilleen on luonnollista liikettä, se tapahtuu itsestään, ilman voimaa. Esimerkkinä on raskaan ruumiin putoaminen alas, tulen pyrkimys ylöspäin. Kaikki muut liikkeet maapallolla vaativat voiman käyttöä, kohdistuvat kehon luontoa vastaan ​​ja ovat väkivaltaisia. Aristoteles todisti liikkeen ikuisuuden, mutta ei tunnustanut aineen itseliikkeen mahdollisuutta; kaikki mikä liikkuu, saatetaan liikkeelle muiden ruumiiden toimesta. Ensisijainen liikkeen lähde maailmassa on päätekijä - Jumala. Kuten kosmoksen malli, nämä ideat Aristoteleen kiistattoman auktoriteetin ansiosta juurtuivat niin eurooppalaisten ajattelijoiden mieliin, että ne kumottiin vasta nykyaikana, sen jälkeen, kun G. Galileo löysi inertia-idean. .

Aristoteleen kosmologia oli luonteeltaan geosentrinen, koska se perustui ajatukseen, että maailman keskellä on planeettamme Maa, joka on pallomainen ja jota ympäröi vesi, ilma ja tuli, jonka takana pyörivät suurista taivaankappaleista koostuvat pallot. ympäri maata yhdessä muiden pienten valaisimien kanssa.

Aristoteleen kiistaton saavutus oli muodollisen logiikan luominen, joka esitettiin hänen tutkielmassaan "Organon", ja se asetti tieteen vankan perustan loogisesti perustuvalle ajattelulle järjestetyn käsitteellisen laitteiston avulla. Hän omistaa myös tieteellisen tutkimuksen järjestyksen hyväksymisen, joka sisältää tutkimuksen historian, ongelman muotoilun, argumenttien "puoleen" ja "vastaan" esittelyn sekä päätöksen perustelut. Aristoteleen teosten jälkeen tieteellinen tieto lopulta erottui metafysiikasta (filosofia), itse tieteellinen tieto erottui. Siinä erottuivat matematiikka, fysiikka, maantiede, biologian perusteet ja lääketiede.

Muinaisen tieteen tarinan lopuksi ei voida jättää mainitsematta muiden tämän ajan merkittävien tutkijoiden työtä. Tähtitiede kehittyi aktiivisesti, minkä vuoksi planeettojen havaittu liike oli saatettava linjaan (ne liikkuvat monimutkaisia ​​lentoratoja pitkin, tehden värähteleviä, silmukkamaisia ​​liikkeitä) oletetun liikkeensä kanssa ympyräradalla, kuten maailman geosentrinen malli vaatii. Ratkaisu tähän ongelmaan oli aleksandrialaisen tähtitieteilijän K. Ptolemaioksen (I-II vuosisatoja jKr.) episyklien ja deferenssien järjestelmä. Maailman geosentrisen mallin pelastamiseksi hän ehdotti, että liikkumattoman Maan ympärillä on ympyrä, jonka keskipiste on siirtynyt suhteessa maan keskipisteeseen. Tätä ympyrää pitkin, jota kutsutaan deferentiksi, liikkuu pienemmän ympyrän, jota kutsutaan episykliksi, keskipiste.

On mahdotonta puhua toisesta muinaisesta tiedemiehestä, joka loi perustan matemaattiselle fysiikalle. Tämä on Archimedes, joka asui III vuosisadalla. eKr e. Hänen fysiikka- ja mekaniikkateoksensa olivat poikkeus antiikin tieteen yleisiin sääntöihin, koska hän käytti tietojaan erilaisten koneiden ja mekanismien rakentamiseen. Siitä huolimatta hänelle, kuten muille muinaisille tiedemiehille, tärkein asia oli itse tiede, ja mekaniikasta tuli tärkeä keino ratkaista matemaattisia ongelmia. Vaikka Arkhimedekselle tekniikka oli vain mielenpeliä (asenne tekniikkaan, koneisiin leluina oli ominaista koko hellenistiselle tieteelle), tiedemiehen työllä oli perustavanlaatuinen rooli sellaisten fysiikan osien kuin staattisen ja hydrostatiikka. Statiikassa Archimedes esitteli kappaleiden painopisteen käsitteen, muotoili vivun lain. Hydrostatiikassa hän löysi lain, joka kantaa hänen nimeään: nesteeseen upotettuun kehoon vaikuttaa kelluva voima, joka on yhtä suuri kuin kehon syrjäyttämän nesteen paino.

Kuten yllä olevasta ja kaukana täydellisestä luonnonfilosofian ideoiden ja suuntausten luettelosta voidaan nähdä, tässä vaiheessa luotiin perusta monille nykyaikaisille luonnontieteen teorioille ja haareille. Yhtä tärkeätä ei ole tänä aikana tieteellisen ajattelun tyylin muodostuminen, johon sisältyy innovaatiohalu, kritiikki, järjestyshalu ja skeptinen asenne yleisesti hyväksyttyjä totuuksia kohtaan, universaalien etsiminen, jotka antavat rationaalisen ymmärryksen kokonaisuudesta. maailma ympärillä.

Antiikin kreikkalaisen kulttuurin rappeutuminen käytännössä pysäytti luonnonfilosofian kehityksen, mutta sen ideat säilyivät olemassa melko pitkään. Lopulta luonnonfilosofia menetti merkityksensä vasta 1800-luvulla, kun se lakkasi korvaamasta puuttuvia tieteitä, kun luonnontiede saavutti korkean kehitystason, kerättiin ja systematisoitiin suuri määrä faktamateriaalia, eli kun todelliset syyt monista luonnonilmiöistä paljastettiin ja niiden väliset todelliset yhteydet.

Tieteen kehitys keskiajalla. Luonnontiedon kehittyminen keskiajalla liittyi kahden maailmanuskonnon: kristinuskon ja islamin, jotka väittivät omaavansa absoluuttisen luonnontietämyksen. Nämä uskonnot selittivät luonnon alkuperän kreationismin muodossa, toisin sanoen oppina luonnon luomisesta Jumalan toimesta. Kaikki muut yritykset selittää maailmaa ja luontoa itsestään ilman yliluonnollisten jumalallisten voimien myöntämistä tuomittiin ja tukahdutettiin armottomasti. Monet muinaisen tieteen saavutukset unohdettiin samaan aikaan.

Toisin kuin antiikin aikana, keskiaikainen tiede ei tarjonnut uusia perusohjelmia. Samaan aikaan se ei rajoittunut antiikin tieteen saavutusten passiiviseen assimilaatioon. Keskiajan tieteen panos tieteellisen tiedon kehitykseen koostui siitä, että esitettiin useita uusia tulkintoja ja selvennyksiä muinaisesta tieteestä, useita uusia käsitteitä ja tutkimusmenetelmiä, jotka tuhosivat muinaiset tieteelliset ohjelmat ja tasoittivat tietä muinaisen tieteen mekaniikalle. New Age.

Kristillisen maailmankuvan näkökulmasta ihmistä pidettiin luotuna Jumalan kuvaksi ja kaltaiseksi, hän oli maallisen maailman herra. Siten ihmisen tietoisuuteen tunkeutuu erittäin tärkeä ajatus, joka ei koskaan syntynyt eikä voinut syntyä antiikin aikana: koska henkilö on tämän maailman herra, se tarkoittaa, että hänellä on oikeus muuttaa tämä maailma tarpeidensa mukaan. Uusi, aktiivinen suhtautuminen luontoon liittyi myös työasenteen muutokseen, josta tulee jokaisen kristityn velvollisuus; vähitellen fyysinen työ alkoi nauttia yhä enemmän kunnioituksesta keskiaikaisessa yhteiskunnassa. Samalla syntyi halu helpottaa tätä työtä, mikä aiheutti uudenlaisen asenteen tekniikkaa kohtaan. Koneiden ja mekanismien keksiminen lakkasi olemasta hauskaa, kuten antiikin aikana, ja siitä tuli hyödyllinen ja arvostettu liiketoiminta.

Siten kristillinen maailmankatsomus kylvi siemeniä uudelle asenteelle luontoa kohtaan. Tämä asenne mahdollisti sen, että sitä kohtaan olevasta kontemplatiivisesta asenteesta päästään irti ja päästään New Agen kokeelliseen tieteeseen, joka asetti tavoitteekseen maailman käytännön muuttamisen ihmisen hyödyksi.

Keskiaikaisen kulttuurin syvyyksissä kehittyivät menestyksekkäästi sellaiset tietyt tiedon alueet kuin astrologia, alkemia, iatrokemia ja luonnon magia. Usein niitä kutsuttiin hermeettisiksi (salaisiksi) tieteiksi. Ne olivat välilinkki teknisen käsityön ja luonnonfilosofian välillä, ne sisälsivät tulevaisuuden kokeellisen tieteen alkion käytännön suuntautumisensa vuoksi. Esimerkiksi alkemistit yrittivät vuosituhannen ajan saada viisasten kiveä kemiallisten reaktioiden avulla, mikä edistää minkä tahansa aineen muuttumista kullaksi, pitkän iän eliksiirin valmistamiseksi. Näiden etsintöjen ja tutkimusten sivutuotteita olivat tekniikat maalien, lasin, lääkkeiden, erilaisten kemikaalien jne. saamiseksi. Siten alkemialliset tutkimukset, jotka teoriassa kestämättömät, valmistivat mahdollisuuden modernin tieteen syntymiseen.

Erittäin tärkeitä nykyajan klassisen tieteen muodostumiselle olivat uudet ajatukset maailmasta, jotka kumosivat jotkin antiikin tieteellisen maailmakuvan säännökset. Ne muodostivat perustan mekanistiselle maailmanselitykselle. Ilman tällaisia ​​ideoita klassinen luonnontiede ei yksinkertaisesti olisi voinut ilmaantua. Näin ilmaantuivat käsitteet tyhjyydestä, äärettömästä avaruudesta ja suorassa liikkeestä, kypsyivät käsitteet "keskinopeus", "tasaisesti kiihtyvä liike", kiihtyvyyden käsite. Näitä käsitteitä ei tietenkään voida vielä pitää selkeästi muotoiltuina ja tietoisina, mutta ilman niitä nykyajan fysiikka ei olisi voinut ilmaantua.

Lisäksi luotiin uusi ymmärrys mekaniikasta, joka antiikin aikana oli soveltavaa tiedettä. Antiikki ja varhainen keskiaika pitivät kaikkia ihmisen valmistamia työkaluja keinotekoisina, luonnolle vieraina. Tästä johtuen heillä ei ollut mitään tekemistä maailman tuntemisen kanssa, koska periaate "samanlainen tunnetaan samanlaiselta" oli voimassa. Siksi vain ihmismieli pystyi tunnistamaan maailman sen periaatteen nojalla, että ihminen on samankaltainen kosmoksen kanssa (mikro- ja makrokosmoksen yhtenäisyys). Myöhemmin työkaluja alettiin pitää osana luontoa, vain ihmisen prosessoimia, ja niiden identiteetin ansiosta niitä voitiin käyttää maailman ymmärtämiseen. Mahdollisuus kokeellisen kognition menetelmän käyttöön avautui.

Toinen innovaatio oli muinaisen idean hylkääminen täydellisyyden mallista - ympyrästä. Tämä malli korvattiin äärettömällä viivamallilla, joka vaikutti universumin äärettömyyttä koskevien käsitysten muodostumiseen, ja myös äärettömän pienten suureiden laskennan taustalla, jota ilman differentiaali- ja integraalilaskenta on mahdotonta. Koko nykyajan matematiikka ja siten koko klassinen tiede on rakennettu sille.

Keskiaikaisen tieteen saavutuksista pohdittaessa on syytä mainita Leonardo da Vinci, joka kehitti oman menetelmänsä luonnon ymmärtämiseksi. Hän oli vakuuttunut siitä, että tieto etenee yksityisistä kokemuksista ja konkreettisista tuloksista tieteelliseen yleistykseen. Hänen mielestään kokemus ei ole vain tiedon lähde, vaan myös kriteeri. Kokeellisen tutkimusmenetelmän kannattajana hän tutki kappaleiden putoamista, ammusten liikerataa, kitkakertoimia, materiaalien kestävyyttä jne. Tutkimuksensa aikana da Vinci loi pohjan kokeelliselle luonnontieteelle . Esimerkiksi käytännön anatomiaa tehdessään hän jätti luonnoksia ihmisen sisäelimistä ja niiden toiminnoista kuvauksen. Monien vuosien havaintojen tuloksena hän paljasti heliotropismin ilmiön (muutoksia kasvien elinten kasvusuunnassa valonlähteestä riippuen) ja selitti syitä suonten esiintymiseen lehdissä. Leonardo da Vinciä pidetään ensimmäisenä tutkijana, joka tunnisti elävien olentojen ja niiden luonnollisen ympäristön välisen suhteen ongelman.

3.3. Maailmanlaajuinen tieteellinen vallankumous 1500-1600-luvuilla.

1500-1600-luvuilla luonnonfilosofinen ja scholastinen luonnontiede muuttui nykyaikaiseksi luonnontieteeksi - systemaattiseksi tieteelliseksi tiedoksi, joka perustuu kokeisiin ja matemaattiseen esitykseen. Tänä aikana Euroopassa muodostui uusi maailmankuva ja tieteen kehityksessä alkoi uusi vaihe, joka liittyy ensimmäiseen globaaliin luonnontieteelliseen vallankumoukseen. Sen lähtökohtana oli N. Kopernikuksen kuuluisan kirjan "Taivaanpallojen pyörimisestä" julkaiseminen vuonna 1543, joka merkitsi siirtymistä geosentrisistä maailmaa koskevista ideoista universumin heliosentriseen malliin. Kopernikaanisessa järjestelmässä maailmankaikkeus pysyi edelleen pallona, ​​vaikka sen koko kasvoi dramaattisesti (tämä oli ainoa tapa selittää tähtien näennäinen liikkumattomuus). Kosmoksen keskellä oli Aurinko, jonka ympärillä kaikki siihen aikaan tunnetut planeetat, mukaan lukien Maa satelliittiineen Kuu, pyörivät. Uusi maailmanmalli teki selväksi monia aiemmin mystisiä vaikutuksia, ennen kaikkea planeettojen silmukkamaiset liikkeet, jotka nyt selitettiin Maan liikkeellä akselinsa ympäri ja Auringon ympäri. Ensimmäistä kertaa vuodenaikojen vaihto oli perusteltu.

Seuraavan askeleen heliosentrisen maailmankuvan muodostumisessa teki D. Bruno. Hän hylkäsi ajatuksen kosmoksesta suljettuna pallona, ​​jota rajoittavat kiinteät tähdet, ja totesi ensimmäistä kertaa, että tähdet eivät ole Jumalan luomia lamppuja valaisemaan yötaivasta, vaan samoja aurinkoja, joiden ympäri planeetat voivat kiertää jossa ihmiset voivat elää. Näin ollen D. Bruno ehdotti luonnosta uudesta monikeskisestä universumin kuvasta, joka lopulta perustettiin vuosisataa myöhemmin: Universumi on ajallisesti ikuinen, avaruudessa ääretön, monet älykkäiden olentojen asuttamat planeetat kiertävät äärettömän määrän tähtiä.

Mutta tämän kuvan loistosta huolimatta universumi oli edelleen luonnos, luonnos, joka tarvitsi perustavanlaatuisia perusteluja. Oli tarpeen löytää maailmassa toimivat lait ja todistaa N. Kopernikuksen ja D. Brunon olettamusten oikeellisuus; tästä tuli G. Galileon löydöistä alkaneen ensimmäisen maailmanlaajuisen tieteellisen vallankumouksen tärkein tehtävä. Hänen työnsä tieteellisen tiedon metodologian alalla määritteli klassisen ja monilta osin modernin tieteen koko kuvan. Hän antoi luonnontieteelle kokeellisen ja matemaattisen luonteen, muotoili hypoteettis-deduktiivisen tieteellisen tiedon mallin. Mutta G. Galileon teokset tähtitieteen ja fysiikan alalla ovat erityisen tärkeitä luonnontieteen kehitykselle.

Aristoteleen ajoista lähtien tiedemiehet ovat uskoneet, että maan ja taivaan ilmiöiden ja kappaleiden välillä on perustavanlaatuinen ero, koska taivaat ovat eetteristä koostuvien ihanteellisten kappaleiden sijainti. Tämän vuoksi uskottiin, että maan päällä ollessaan taivaankappaleita oli mahdotonta tutkia, mikä viivästytti tieteen kehitystä. Teleskoopin keksimisen jälkeen vuonna 1608 G. Galileo paransi sitä ja muutti siitä 30-kertaisella suurennuksella varustetun kaukoputken. Hänen avullaan hän teki useita merkittäviä tähtitieteellisiä löytöjä. Niiden joukossa on vuoria Kuussa, täpliä Auringossa, Venuksen vaiheita, Jupiterin neljä suurinta kuuta. G. Galileo näki ensimmäisenä, että Linnunrata on valtava määrä tähtiä. Kaikki nämä tosiasiat osoittivat, että taivaankappaleet eivät ole eteerisiä olentoja, vaan melko aineellisia esineitä ja ilmiöitä. Loppujen lopuksi "ihanteellisessa" kehossa ei voi olla vuoria, kuten Kuussa, tai pisteitä, kuten Auringossa.

G. Galileo tuhosi mekaniikan löytöjensä avulla aristotelilaisen fysiikan dogmaattiset rakenteet, jotka hallitsivat lähes kaksituhatta vuotta. Ensimmäistä kertaa hän testasi monia Aristoteleen väitteitä empiirisesti ja loi siten perustan uudelle fysiikan haaralle - dynamiikalle, tieteelle kappaleiden liikkumisesta käytettyjen voimien vaikutuksesta. G. Galileo muotoili fysikaalisen lain, nopeuden ja kiihtyvyyden käsitteet. Mutta tiedemiehen suurimmat löydöt olivat idea inertiasta ja klassisesta suhteellisuusperiaatteesta.

Klassisen suhteellisuusperiaatteen mukaan järjestelmän sisällä tehdyillä mekaanisilla kokeilla ei voida määrittää, onko järjestelmä levossa vai liikkuuko tasaisesti ja suoraviivaisesti. Myös klassinen suhteellisuusperiaate sanoo, että lepoliikkeen ja tasaisen suoraviivaisen liikkeen välillä ei ole eroa, niitä kuvaavat samat lait. G. Galileo vahvisti lukuisilla esimerkeillä liikkeen ja levon tasa-arvon eli inertiajärjestelmien (levossa tai liikkuvien suhteessa toisiinsa tasaisesti ja suoraviivaisesti) tasa-arvon. Esimerkiksi laivan hytissä matkustavalla on hyvä syy uskoa, että hänen pöydällään makaava kirja on levossa. Mutta rannalla oleva mies näkee laivan purjehtivan, ja hänellä on täysi syy sanoa, että kirja liikkuu samaa vauhtia kuin laiva. Liikkuuko kirja näin vai onko se levossa? Tähän kysymykseen ei tietenkään voi vastata "kyllä" tai "ei". Matkustajan ja rannalla olevan miehen välinen riita olisi ajanhukkaa, jos kumpikin puolustaisi näkemystään ja kieltäisi kumppanin näkökulman. Asemista sopiakseen heidän tarvitsee vain tunnistaa, että samaan aikaan kirja on levossa suhteessa alukseen ja liikkuu suhteessa rantaan aluksen kanssa.

Siten sanalla "suhteellisuus" Galileon periaatteen nimessä ei ole muuta merkitystä kuin se, jonka laitamme lausumaan: liike tai lepo on aina liikettä tai lepoa suhteessa siihen, mikä palvelee meitä viitekehyksenä.

Valtava rooli tieteen kehityksessä oli R. Descartesin fysiikan, kosmologian, biologian ja matematiikan tutkimuksella. R. Descartesin opetus on yhtenäinen luonnontieteellinen ja filosofinen järjestelmä, joka perustuu kaiken tilan täyttävän jatkuvan aineen ja sen mekaanisen liikkeen olemassaolon postulaatteihin. Tiedemies asetti tehtäväksi selittää kaikki tunnetut ja tuntemattomat luonnonilmiöt hänen luomiensa maailman rakenteen periaatteiden ja ainetta koskevien käsitysten perusteella käyttämällä vain matematiikan "ikuisia totuuksia". Hän herätti henkiin muinaisen atomismin ajatukset ja rakensi suurenmoisen kuvan maailmankaikkeudesta, joka sisältää kaikki luonnon elementit: taivaankappaleista eläinten ja ihmisten fysiologiaan. Samaan aikaan R. Descartes rakensi luontomallinsa vain mekaniikan pohjalta, joka saavutti tuolloin suurimman menestyksen. Ajatus luonnosta monimutkaisena mekanismina, jonka R. Descartes kehitti opetuksessaan, muotoutui myöhemmin itsenäiseksi suunnaksi fysiikan kehityksessä, nimeltään cartesianismi. Karteesinen (kartesiolainen) luonnontiede loi perustan mekaaniselle luonnon ymmärtämiselle, jonka prosesseja pidettiin kappaleiden liikkumisena geometrisesti kuvattuja lentoratoja pitkin. Karteesinen opetus ei kuitenkaan ollut tyhjentävä. Erityisesti planeettojen liikkeen oli noudatettava hitauslakia, eli oltava suoraviivaista ja tasaista. Mutta koska planeettojen kiertoradat pysyvät jatkuvina suljettuina käyrinä eikä sellaista liikettä tapahdu, tulee ilmeiseksi, että jonkinlainen voima kääntää planeettojen liikettä suoraviivaiselta liikeradalta ja saa ne jatkuvasti "pudottamaan" kohti aurinkoa. Tästä eteenpäin uuden kosmologian tärkein ongelma oli selvittää tämän voiman luonne ja luonne.

Tämän voiman luonteen havaitsi I. Newton, jonka työ saattoi päätökseen ensimmäisen maailmanlaajuisen luonnontieteellisen vallankumouksen. Hän todisti painovoiman olemassaolon yleismaailmallisena voimana, muotoili universaalin painovoiman lain.

Newtonilaisesta fysiikasta on tullut klassisen tieteen näkemysten kehityksen huippu luonnonmaailman ymmärtämisessä. Isaac Newton perusteli luonnon fyysistä ja matemaattista ymmärrystä, josta tuli perusta koko myöhemmälle luonnontieteen kehitykselle ja klassisen luonnontieteen muodostumiselle. Tutkimuksensa aikana tiedemies loi differentiaali- ja integraalilaskennan menetelmiä mekaniikan ongelmien ratkaisemiseksi. Tämän ansiosta hän pystyi muotoilemaan dynamiikan peruslait ja universaalin gravitaatiolain. I. Newtonin mekaniikka perustuu käsitteisiin aineen määrä (kehon massa), liikemäärä, voima ja kolme liikelakia: hitauslaki, voiman ja kiihtyvyyden suhteellisuuslaki, toiminnan tasa-arvolaki ja reaktio.

Vaikka I. Newton julisti: "En keksi hypoteeseja!" Siitä huolimatta hän ehdotti useita hypoteeseja, ja niillä oli tärkeä rooli luonnontieteen jatkokehityksessä. Nämä hypoteesit liittyivät yleismaailmallisen gravitaatioidean jatkokehitykseen, joka jäi melko salaperäiseksi ja käsittämättömäksi. Erityisesti oli tarpeen vastata kysymyksiin, mikä on tämän voiman vaikutusmekanismi, millä nopeudella se leviää ja onko sillä materiaalista kantajaa.

Vastatessaan näihin kysymyksiin I. Newton ehdotti (vahvisti, kuten silloin näytti, lukemattomilla tosiasioilla) pitkän kantaman periaate kappaleiden välitön vaikutus toisiinsa millä tahansa etäisyydellä ilman välissä olevia linkkejä tyhjyyden läpi. Pitkän kantaman toiminnan periaate on mahdoton ilman absoluuttisen tilan ja absoluuttisen ajan käsitteitä, joita myös I. Newton ehdotti.

Absoluuttinen avaruus ymmärrettiin säiliöksi maailmanaineelle. Se on verrattavissa isoon mustaan ​​laatikkoon, johon voit laittaa materiaalirungon, mutta voit myös poistaa sen - silloin ei ole väliä, mutta tilaa jää. Absoluuttisen ajan on oltava myös universaalina kestona, jatkuvana kosmisena asteikkona kaikkien lukemattomien konkreettisten liikkeiden mittaamiseksi, joka voi virrata itsenäisesti ilman aineellisten kappaleiden osallistumista. Se oli sellaisessa absoluuttisessa tilassa ja ajassa, että gravitaatiovoima levisi välittömästi. Absoluuttista tilaa ja aikaa on mahdotonta havaita aistikokemuksessa. Tila, aika ja aine ovat tässä käsitteessä kolme toisistaan ​​riippumatonta kokonaisuutta.

I. Newtonin teokset saattoivat päätökseen ensimmäisen maailmanlaajuisen tieteellisen vallankumouksen, joka muodosti klassisen monikeskisen tieteellisen maailmankuvan ja loi perustan nykyajan klassiselle tieteelle.

3.4. Nykyajan klassinen luonnontiede

On luonnollista, että havaittujen saavutusten perusteella luonnontieteen jatkokehitys sai yhä laajemman mittakaavan ja syvyyden. Tieteellisen tiedon erilaistumisprosesseja liittyi merkittävään edistymiseen jo muodostuneessa ja uusien itsenäisten tieteiden syntymiseen. Silti tuon ajan luonnontiede kehittyi klassisen tieteen puitteissa, jolla oli omat erityispiirteensä, jotka jättivät jäljen tutkijoiden työhön ja sen tuloksiin.

Klassisen tieteen tärkein ominaisuus on mekaaninen - maailman esitys koneena, jättimäisenä mekanismina, joka selkeästi toimii mekaniikan ikuisten ja muuttumattomien lakien pohjalta. Ei ole sattumaa, että maailmankaikkeuden yleisin malli oli valtava kellokoneisto. Siksi mekaniikka oli minkä tahansa tieteen standardi, jota yritettiin rakentaa sen malliin. Sitä pidettiin myös yleismaailmallisena menetelmänä ympäröivän ilmiön tutkimiseen. Tämä ilmaistiin haluna pelkistää kaikki maailman prosessit (ei vain fysikaaliset ja kemialliset, vaan myös biologiset, sosiaaliset) yksinkertaisiksi mekaanisiksi liikkeiksi. Tällaista pelkistystä korkeammasta alempaan kutsutaan kompleksin selitykseksi yksinkertaisemman kautta redukcionismi.

Mekanismin seurauksia olivat kvantitatiivisten menetelmien vallitseminen luonnon analysoinnissa, halu hajottaa tutkittava prosessi tai ilmiö pienimpiin komponentteihinsa saavuttaen aineen jakautuvuuden lopullisen rajan. Satunnaisuus suljettiin kokonaan pois maailmankuvasta, tutkijat pyrkivät saamaan täydellistä tietoa maailmasta - absoluuttista totuutta.

Toinen klassisen tieteen piirre oli metafyysinen - luonnon tarkastelu kehittymättömänä kokonaisuutena, muuttumattomana vuosisadasta toiseen, aina identtisenä itsensä kanssa. Jokaista esinettä tai ilmiötä tutkittiin erillään muista, niiden yhteydet muihin esineisiin jätettiin huomiotta ja näiden esineiden ja ilmiöiden kanssa tapahtuneet muutokset olivat vain kvantitatiivisia. Näin syntyi klassisen tieteen vahva anti-evolutionistinen asenne.

Klassisen tieteen mekanistinen ja metafyysinen luonne ilmeni selvästi paitsi fysiikassa, myös kemiassa ja biologiassa. Tämä johti elämän ja elämisen laadullisten erityispiirteiden tunnustamisen hylkäämiseen. Niistä on tullut samoja elementtejä "mekanismin" maailmassa kuin elottoman luonnon esineet ja ilmiöt.

Nämä klassisen tieteen piirteet ilmenivät selkeimmin 1700-luvun luonnontieteissä ja loivat monia teorioita, jotka moderni tiede on melkein unohtanut. Selvästi ilmeni redukcionistinen taipumus, halu pelkistää kaikki fysiikan, kemian ja biologian osa-alueet mekaniikan menetelmiksi ja lähestymistavoiksi. Yrittäessään saavuttaa aineen jakautuvuuden lopullisen rajan XVIII vuosisadan tiedemiehet. loi "painottoman opin" - sähköiset ja magneettiset nesteet, kalorit, flogistonit erikoisaineina, jotka tarjoavat kehoille sähköisiä, magneettisia, lämpöominaisuuksia sekä kykyä palaa. Yksi XVIII vuosisadan luonnontieteen merkittävimmistä saavutuksista. On huomattava atomien ja molekyylien ajatusten kehittyminen aineen rakenteesta, sähkön kokeellisen tieteen perustan muodostuminen.

K. Gaussin ei-euklidisen geometrian periaatteet, R. Clausiuksen entropian käsite ja termodynamiikan toinen pääsääntö, kemiallisten alkuaineiden jaksollinen laki D.I. Mendelejev, Ch. Darwinin ja A.R.:n luonnollisen valinnan teoria. Wallace, G. Mendelin geneettisen periytymisen teoria, D. Maxwellin sähkömagneettinen teoria.

Nämä ja monet muut löydöt 1800-luvulta. nosti luonnontieteen laadullisesti uudelle tasolle, muutti sen kurinalaiseksi järjestäytyneeksi tieteeksi. Tieteestä, joka keräsi faktoja ja tutki kokonaisia, valmiita, yksittäisiä esineitä, se muuttui systematisoivaksi tieteeksi esineistä ja prosesseista, niiden alkuperästä ja kehityksestä. Tämä tapahtui 1800-luvun puolivälin monimutkaisen tieteellisen vallankumouksen aikana. Mutta kaikki nämä löydöt pysyivät klassisen tieteen metodologisten ohjeiden puitteissa. Maailman "koneen" idea ei ole jäänyt menneisyyteen, vaan se on vain korjattu, kaikki säännökset maailman tunnettavuudesta ja mahdollisuudesta saada absoluuttinen totuus ovat pysyneet muuttumattomina. Klassisen tieteen mekaanisia ja metafyysisiä piirteitä vain ravisteltiin, mutta ei hylätty. Tämän vuoksi 1800-luvun tiede. kantoi siemeniä tulevasta kriisistä, jonka piti ratkaista 1800-luvun lopun ja 1900-luvun alun toisen maailmanlaajuisen tieteellisen vallankumouksen myötä.

3.5. Globaali tieteellinen vallankumous XIX lopulla - XX vuosisadan alkupuolella.

Useat merkittävät löydöt tuhosivat koko klassisen tieteellisen maailmankuvan. Vuonna 1888 saksalainen tiedemies G. Hertz löysi sähkömagneettisia aaltoja, mikä vahvisti loistavasti D. Maxwellin ennusteen. Vuonna 1895 V. Roentgen löysi säteet, joita myöhemmin kutsuttiin röntgensäteiksi ja jotka olivat lyhytaaltoisia sähkömagneettisia säteilyjä. Näiden salaperäisten säteiden luonteen tutkiminen, jotka pystyvät tunkeutumaan läpinäkymättömien kappaleiden läpi, johti D. Thompsonin ensimmäisen alkuainehiukkasen - elektronin - löytämiseen.

XIX vuosisadan lopun suuriin löytöihin. A.G.n teoksia. Stoletov valosähköisen vaikutuksen tutkimuksesta, P.N. Lebedev valon paineesta. Vuonna 1901 M. Planck, yrittäessään ratkaista kuumennettujen kappaleiden säteilyn klassisen teorian ongelmia, ehdotti, että energiaa säteilee pieninä osina - kvantteina, ja kunkin kvantin energia on verrannollinen emittoidun säteilyn taajuuteen. Näitä suureita yhdistävää suhteellisuuskerrointa kutsutaan nyt Planckin vakioksi ( h). Se on yksi harvoista maailmamme yleismaailmallisista fysikaalisista vakioista, ja se sisältyy kaikkiin mikromaailman fysiikan yhtälöihin. Lisäksi havaittiin, että elektronin massa riippuu sen nopeudesta.

Kaikki nämä löydöt vain muutamassa vuodessa kumosivat klassisen tieteen hoikan rakennuksen, joka 1880-luvun alussa. näytti melkein valmiilta. Kaikki aiemmat käsitykset aineesta ja sen rakenteesta, liikkeestä ja sen ominaisuuksista ja tyypeistä, fysikaalisten lakien muodosta, tilasta ja ajasta kumottiin. Tämä johti fysiikan ja koko luonnontieteen kriisiin, ja siitä tuli oire koko klassisen tieteen syvemmälle kriisille.

Tilanne alkoi muuttua parempaan suuntaan vasta 1920-luvulla. tieteellisen vallankumouksen toisen vaiheen alkaessa. Se liittyy kvanttimekaniikan luomiseen ja sen yhdistämiseen vuosina 1906–1916 luotuun suhteellisuusteoriaan. Sitten alkoi muotoutua uusi kvanttirelativistinen kuva maailmasta, jossa selitettiin fysiikan kriisiin johtaneita löytöjä.

Tieteellisen vallankumouksen kolmannen vaiheen alku oli atomienergian hallinta 1940-luvulla. ja myöhempää tutkimusta, joka liittyy elektronisten tietokoneiden ja kybernetiikan syntymiseen. Myös tänä aikana fysiikka siirtää viestin kemialle, biologialle ja maatieteiden kiertokulkuun ja alkaa luoda omia tieteellisiä kuviaan maailmasta. 1900-luvun puolivälistä lähtien tiede on vihdoin sulautunut teknologiaan, mikä on johtanut nykyaikaiseen tieteelliseen ja teknologiseen vallankumoukseen.

Suurin käsitteellinen muutos 1900-luvun luonnontieteissä. hylättiin newtonilainen malli saada tieteellistä tietoa kokeen ja selityksen kautta. Einstein ehdotti erilaista mallia luonnonilmiöiden selittämiseen, jossa hypoteesi ja terveen järjen hylkääminen keinona väitteen testaamiseen tulivat ensisijaiseksi ja kokeesta tuli toissijainen.

Einsteinilaisen lähestymistavan kehittyminen johti newtonilaisen kosmologian hylkäämiseen ja muodosti uuden kuvan maailmasta, jossa logiikka ja maalaisjärki lakkasivat toimimasta. Osoittautuu, että I. Newtonin kiinteät atomit ovat lähes kokonaan täynnä tyhjyyttä, että aine ja energia siirtyvät toisiinsa. Kolmiulotteinen tila ja yksiulotteinen aika ovat muuttuneet neliulotteiseksi aika-avaruuden jatkumoksi. Tämän maailmakuvan mukaan planeetat eivät liiku kiertoradoillaan siksi, että jokin voima vetää niitä Auringon puoleen, vaan siksi, että juuri avaruus, jossa ne liikkuvat, on kaareva. Subatomiset ilmiöt ilmenevät samanaikaisesti sekä hiukkasina että aaltoina. Et voi samanaikaisesti laskea hiukkasen sijaintia ja mitata sen kiihtyvyyttä. Epävarmuusperiaate horjutti pohjimmiltaan newtonilaista determinismia. Kausaalisuuden käsitteitä rikottiin; aineet, kiinteät diskreetit kappaleet ovat antautuneet muodollisille suhteille ja dynaamisille prosesseille.

Nämä ovat nykyaikaisen kvanttirelativistisen tieteellisen maailmankuvan pääsäännökset, josta tulee toisen maailmanlaajuisen tieteellisen vallankumouksen päätulos. Se liittyy modernin (ei-klassisen) tieteen luomiseen, joka poikkeaa kaikissa parametreissaan klassisesta tieteestä.

3.6. Nykyaikaisen luonnontieteen ja tieteen pääpiirteet

Klassisen tieteen mekanistinen ja metafyysinen luonne on korvattu uusilla yleismaailmallisen yhteyden ja kehityksen dialektisilla asenteilla. Mekaniikka ei ole enää johtava tiede ja yleismaailmallinen menetelmä ympäristöilmiöiden tutkimiseen. Klassinen maailmanmalli - "kellokello" on korvattu maailman mallilla - "ajattelu", jonka tutkimiseen systeeminen lähestymistapa ja globaalin evolutionismin menetelmä sopivat parhaiten. Klassisen tieteen metafyysiset perustat, jotka käsittelivät jokaista esinettä erillisenä asiana erityisenä ja täydellisenä, ovat menneet.

Nyt maailma tunnustetaan joukoksi monitasoisia järjestelmiä, jotka ovat hierarkkisessa alisteisessa tilassa. Samaan aikaan kullakin aineen organisoinnin tasolla toimivat omat lakinsa. Klassisessa tieteessä pääasiallinen analyyttinen toiminta on väistymässä synteettisille suuntauksille, objektiivisen maailman esineiden ja ilmiöiden systemaattiselle ja kokonaisvaltaiselle tarkastelulle. Luottamus aineen jaetun rajan olemassaoloon, halu löytää maailman perimmäinen aineellinen perusperiaate korvattiin uskolla tämän tekemisen perustavanlaatuiseen mahdottomuuteen (aineen ehtymättömyys syvyydessä). Absoluuttisen totuuden saamista pidetään mahdottomana; totuutta pidetään suhteellisena, ja se on olemassa useissa teorioissa, joista jokainen tutkii omaa siivuaan todellisuutta.

Nämä modernin tieteen piirteet ilmentyvät uusissa teorioissa ja käsitteissä, jotka ovat ilmestyneet kaikilla luonnontieteen aloilla. Yksi 1900-luvun tärkeistä tieteellisistä saavutuksista. – suhteellisuusteoria, kvanttimekaniikka, ydinfysiikka, fysikaalisen vuorovaikutuksen teoria; uusi kosmologia, joka perustuu alkuräjähdyksen teoriaan; evoluutiokemia, joka pyrkii hallitsemaan elävän luonnon kokemusta; monien elämänsalaisuuksien löytäminen biologiassa jne. Mutta ei-klassisen tieteen todellinen voitto oli epäilemättä kybernetiikka, joka sisälsi ajatuksia systemaattisesta lähestymistavasta sekä synergiaa ja epätasapainoista termodynamiikkaa, jotka perustuvat menetelmään globaalista evolutionismista.

Alkaen 1900-luvun toisesta puoliskosta. tutkijat tallentavat luonnontieteen siirtymisen uuteen kehitysvaiheeseen - ei-klassiseen jälkeiseen, jolle on tunnusomaista useat perusperiaatteet ja organisaatiomuodot. Tällaisiksi periaatteiksi mainitaan useimmiten evolutionismi, kosmismi, ympäristönsuojelu, antrooppinen periaate, holismi ja humanismi. Nämä periaatteet ohjaavat nykyaikaista luonnontieteitä ei niinkään abstraktin totuuden etsimiseen kuin sen hyödyllisyyteen yhteiskunnalle ja jokaiselle yksilölle. Pääindikaattori ei tässä tapauksessa ole taloudellinen tarkoituksenmukaisuus, vaan ihmisten elinympäristön parantaminen, aineellisen ja henkisen hyvinvoinnin kasvu. Luonnontiede kääntyy siis todella kasvonsa ihmisen puoleen, voittamalla ikuisen nihilismin suhteessa ihmisten polttaviin tarpeisiin.

Nykyaikainen luonnontiede on pääosin ongelmallista, tieteidenvälistä suuntautumista aiemmin vallinneen luonnontieteellisen tutkimuksen kapea-alaisen suuntauksen sijaan. Nykyään on erittäin tärkeää käyttää eri luonnontieteiden yhdistelmää kunkin yksittäisen tutkimustapauksen yhteydessä monimutkaisten monimutkaisten ongelmien ratkaisemisessa. Näin ollen sellainen post-e-klassisen tieteen piirre, kuten luonnontieteiden, tekniikan ja humanististen tieteiden kasvava integraatio, tulee selväksi. Historiallisesti ne erottuivat, haarautuivat tietystä yhdestä perustasta ja kehittyivät itsenäisesti pitkän aikaa. On ominaista, että humanistisista tieteistä on tulossa johtava osa tällaista kasvavaa integraatiota.

Nykyaikaisen luonnontieteen piirteitä analysoitaessa on huomattava sen sellainen perustavanlaatuinen piirre kuin esineiden vapaan kokeilun mahdottomuus (perustutkimus). Todellinen luonnontieteellinen koe osoittautuu vaaralliseksi ihmisten hengelle ja terveydelle. Modernin tieteen ja teknologian herättämät voimakkaat luonnonvoimat voivat johtaa vakavimpiin paikallisiin, alueellisiin ja jopa maailmanlaajuisiin kriiseihin ja katastrofeihin, jos niitä käsitellään huonosti.

Tieteen tutkijat huomauttavat, että moderni luonnontiede kasvaa orgaanisesti yhä enemmän sulautuneena tuotantoon, teknologiaan ja ihmisten elämään, muuttuen sivilisaation edistymisen tärkeimmäksi tekijäksi. Se ei enää rajoitu yksittäisten "nojatuolitutkijoiden" tutkimuksiin, vaan sen kiertoradalla on monimutkaisia ​​tutkijaryhmiä eri tieteenaloilta. Eri luonnontieteenalojen edustajat tiedostavat tutkimustoiminnan aikana yhä enemmän, että maailmankaikkeus on systeeminen eheys, jolla on vielä riittämättömästi ymmärrettyjä kehityslakeja ja globaaleja paradokseja, joissa jokaisen ihmisen elämä liittyy kosmisiin malleihin. ja rytmejä. Prosessien ja ilmiöiden universaali yhteys universumissa edellyttää niiden luonteeseen sopivaa kokonaisvaltaista tutkimusta ja erityisesti systeemianalyysimenetelmään perustuvaa globaalia mallintamista. Näiden tehtävien mukaisesti nykyaikaisessa luonnontieteessä käytetään yhä enemmän systeemidynamiikan, synergiikan, peliteorian ja ohjelmakohdistetun ohjauksen menetelmiä, joiden pohjalta tehdään ennusteita monimutkaisten luonnonprosessien kehityksestä.

Nykyaikaiset globaalin evolutionismin ja synergiikan käsitteet mahdollistavat luonnon kehityksen kuvaamisen kaaoksesta syntyneiden rakenteiden peräkkäisenä muutoksena, joka saa tilapäisesti vakautta, mutta sitten taas pyrkii kaoottisiin tiloihin. Lisäksi monet luonnolliset järjestelmät näyttävät monimutkaisilta, monitoimisilta, avoimina, epätasapainoisilta, joiden kehitystä ei voi ennustaa. Näissä olosuhteissa monimutkaisten luonnonobjektien jatkokehityksen mahdollisuuksien analysointi näyttää olevan pohjimmiltaan arvaamaton, ja se liittyy moniin satunnaisiin tekijöihin, joista voi tulla uusien evoluution muotojen perusta.

Kaikki nämä muutokset tapahtuvat meneillään olevan maailmanlaajuisen tieteellisen vallankumouksen puitteissa, joka todennäköisesti päättyy 2000-luvun puoliväliin mennessä. Tietenkin nyt on vaikea kuvitella tulevaisuuden tieteen muotoa. Ilmeisesti se eroaa sekä klassisesta että modernista (ei-klassisesta) tieteestä. Mutta jotkut sen yllä luetelluista ominaisuuksista ovat jo näkyvissä.

Taulukko 3.1. Merkittävimmät luonnontieteilijät: VI vuosisadalta. eKr e 1900-luvulle.

Jatkoa

Jatkoa

Jatkoa

Jatkoa

Johdanto……………………………………………………………………..…………….3

1. Tieteiden luokittelu

Johtopäätös……………………………………………………..…..…………………14

Luettelo käytetyistä lähteistä………………………………………………….15

Johdanto

On hyvin tunnettua, että luonnontiede on joukko luonnontieteitä. Luonnontieteiden tehtävänä on luonnon objektiivisten lakien tunteminen ja niiden käytännön käytön edistäminen ihmisen edun mukaisesti. Luonnontieteet syntyvät ihmisten käytännön toiminnan prosessissa saatujen ja kerääntyneiden havaintojen yleistymisen tuloksena ja on itse tämän käytännön toiminnan teoreettinen perusta.

1800-luvulla oli tapana jakaa luonnontieteet (tai kokeellinen luontotieto) kahteen suureen ryhmään. Ensimmäinen ryhmä kattaa perinteisesti luonnontieteet luonnolliset ilmiöt(fysiikka, kemia, fysiologia), ja toinen - noin luonnon esineitä. Vaikka tämä jako on melko mielivaltainen, on selvää, että luonnon esineitä ei ole vain koko ympäröivä aineellinen maailma taivaankappaleineen ja maa, vaan myös maan epäorgaaniset ainesosat ja sillä sijaitsevat orgaaniset olennot, ja vihdoinkin mies.

Taivaankappaleiden tarkastelu on tähtitieteellisten tieteiden aihe, maa on useiden tieteiden aihe, joista kehittyneimpiä ovat maan geologia, maantiede ja fysiikka. Maankuoreen kuuluvien ja sen päällä sijaitsevien esineiden tuntemus on luonnonhistorian aiheena sen kolmella pääosastolla: mineralogia, kasvitiede ja eläintiede. Ihminen puolestaan ​​toimii antropologian subjektina, jonka tärkeimmät osatekijät ovat anatomia ja fysiologia. Lääketiede ja kokeellinen psykologia puolestaan ​​perustuvat anatomiaan ja fysiologiaan.

Meidän aikanamme tällaista yleisesti hyväksyttyä luonnontieteiden luokittelua ei enää ole. Tutkimuskohteiden mukaan laajin jako on jako elävän ja ns. elottoman luonnon tieteisiin. Luonnontieteen tärkeimmät suuret osa-alueet (fysiikka, kemia, biologia) voidaan erottaa niiden tutkimista aineen liikemuodoista. Tämä periaate ei kuitenkaan toisaalta salli kattaa kaikkia luonnontieteitä (esim. matematiikkaa ja monia lähitieteitä), toisaalta se ei sovellu perustelemaan muita luokittelujakoja, sitä monimutkaista tieteiden erilaistumista ja yhteenliittämistä. jotka ovat niin tyypillisiä nykyaikaiselle luonnontieteelle.

Nykyaikaisessa luonnontieteessä kaksi vastakkaista prosessia kietoutuvat orgaanisesti toisiinsa: jatkuva erilaistuminen luonnontieteet ja yhä kapeammat tieteenalat ja liittäminen nämä erilliset tieteet.

1. Tieteiden luokittelu

Luokitteluprosessi on peräisin yksinkertaisesta havainnosta, joka muotoutui tietyssä kognitiivisessa laitteessa. Luokittelu mahdollistaa kuitenkin todellisen merkityksellisen tiedon lisäyksen matkalla uusien ilmiöryhmien paljastamiseen.

Tieteelle itselleen suunnattu luokittelumenettely ei voi sivuuttaa F. Baconin (1561-1626) ehdottamaa luokittelua yleistyksenä aikansa tunnetuista tiedon ympyrästä. Maamerkkiteoksessaan "Tietojen arvokkuudesta ja moninkertaistamisesta" hän luo laajan panoraaman tieteellisestä tiedosta, mukaan lukien runoudesta ystävällisessä tiedeperheessä. Baconilainen tieteiden luokittelu perustuu ihmissielun peruskykyihin: muistiin, mielikuvitukseen, järkeen. Siksi luokitus on seuraavanlainen: historia vastaa muistia; mielikuvitus - runous; mieli on filosofiaa.

Goethen ajan luonnontieteissä (1700-luvun lopulla) uskottiin, että kaikki luonnonkohteet olivat yhteydessä toisiinsa suurenmoisella ketjulla, joka johti yksinkertaisimmista aineista alkuaineista ja mineraaleista kasvien ja eläinten kautta ihmiseen. . Goethe piirsi maailman jatkuvana muotojen "metamorfoosina". Ajatuksia laadullisesti erilaisista luonnon "organisaatiotasoista" kehittivät objektiiviset idealistit Schelling ja Hegel. Schelling asetti itselleen tehtävän paljastaa johdonmukaisesti kaikki luonnon kehityksen vaiheet korkeimman tavoitteen, ts. pitää luontoa tarkoituksenmukaisena kokonaisuutena, jonka tarkoitus on tietoisuuden synnyttäminen. Hegelin tunnistamat luonnon vaiheet yhdistettiin eri evoluution vaiheisiin, jotka tulkittiin "maailmanhengen" luovan toiminnan kehitykseksi ja ruumiillistukseksi, jota Hegel kutsuu absoluuttiseksi ideaksi. Hegel puhui mekaanisten ilmiöiden siirtymisestä kemiallisiin (ns. kemismiin) ja edelleen orgaaniseen elämään (organismiin) ja käytäntöön.

Merkittävä virstanpylväs tieteiden luokituksen kehityksessä oli Henri de Saint-Simonin (1760-1825) opetus. Yhteenvetona aikansa tieteen kehityksestä Saint-Simon väitti, että mieli pyrkii perustamaan tuomionsa havaittuihin ja keskusteltuihin tosiseikoihin. Empiirisesti annetun positiivisella pohjalla hän (syy) on jo muuttanut tähtitiedettä ja fysiikkaa. Tietyt tieteet ovat osa yleistä tiedettä - filosofiaa. Jälkimmäisistä tuli puolipositiivisia, kun tietyistä tieteistä tuli positiivisia, ja niistä tulee täysin positiivisia, kun kaikista tieteistä tulee positiivisia. Tämä toteutuu, kun fysiologia ja psykologia perustuvat havaittuihin ja keskusteltuihin tosiasioihin, sillä ei ole olemassa ilmiöitä, jotka eivät olisi tähtitieteellisiä, kemiallisia, fysiologisia tai psykologisia. Osana luonnonfilosofiaansa Saint-Simon yritti löytää universaaleja lakeja, jotka hallitsevat kaikkia luonnon ja yhteiskunnan ilmiöitä, siirtämään luonnontieteen tieteenalojen menetelmät yhteiskunnallisten ilmiöiden kentälle. Hän rinnasti orgaanisen maailman nestemäiseen aineeseen ja edusti ihmistä järjestäytyneenä nestekehona. Luonnon ja yhteiskunnan kehitys tulkittiin jatkuvaksi taisteluksi kiinteän ja nestemäisen aineen välillä, korostaen yhteisen monipuolista yhteyttä kokonaisuuteen.

Saint-Simonin henkilökohtainen sihteeri Auguste Comte ehdottaa, että ihmiskunnan älyllisen evoluution kolmen vaiheen laki otetaan huomioon tieteiden luokituksen kehittämisen perustana. Hänen mielestään luokituksen tulee täyttää kaksi pääehtoa - dogmaattinen ja historiallinen. Ensimmäinen on tieteiden järjestäminen niiden peräkkäisen riippuvuuden mukaan siten, että jokainen rakentuu edelliselle ja valmistelee seuraavaa. Toinen ehto edellyttää, että tieteet järjestetään niiden todellisen kehityksen kulun mukaan, vanhimmasta uusimpaan.

Eri tieteet jakautuvat tutkittavien ilmiöiden luonteen mukaan joko yleisyyden ja riippumattomuuden vähenemisen tai lisääntyvän monimutkaisuuden mukaan. Tällaisesta järjestelystä virtaa spekulaatioita yhä monimutkaisempia, samoin kuin yhä ylevämpiä ja täydellisempiä. Tieteiden hierarkiassa abstraktisuuden vähenemisen ja monimutkaisuuden lisääntymisen aste on erittäin tärkeä. Ihmisyys on minkä tahansa teoreettisen järjestelmän perimmäinen tavoite. Tieteiden hierarkia on seuraava: matematiikka, tähtitiede, fysiikka, kemia, biologia ja sosiologia. Ensimmäinen näistä muodostaa jälkimmäisen lähtökohdan, joka, kuten jo todettiin, on kaiken positiivisen filosofian ainoa perustavoite.

Hierarkkisen kaavan tavanomaisen käytön helpottamiseksi on kätevää ryhmitellä termit kahdella esittämällä ne kolmen parin muodossa: alkuperäinen - matemaattinen-astronominen, lopullinen - biologis-sosiologinen ja väli - fysikaalis-kemiallinen. Lisäksi jokainen pari osoittaa parillisten tieteiden luonnollista samankaltaisuutta, ja niiden keinotekoinen erottaminen johtaa puolestaan ​​useisiin vaikeuksiin. Tämä näkyy erityisen selvästi biologian erottamisessa sosiologiasta.

O. Comten luokittelun perustana ovat liikkeen periaatteet yksinkertaisesta monimutkaiseen, abstraktista konkreettiseen, muinaisesta uuteen. Ja vaikka monimutkaisemmat tieteet perustuvat vähemmän monimutkaisiin tieteisiin, tämä ei tarkoita korkeampien alenemista. Comten luokituksessa ei ole sellaisia ​​tieteitä kuin logiikka, koska se on hänen mielestään osa matematiikkaa ja psykologia, joka on osittain biologian, osittain sosiologian fragmentti.

Erityisesti Wilhelm Diltheyn (1833-1911) toteuttamat lisäaskeleet tieteiden luokitteluongelman kehittämisessä johtivat henkitieteen ja luonnontieteiden erottamiseen. Teoksessa "Johdatus hengen tieteisiin" filosofi erottaa ne ensisijaisesti aiheittain. Luonnontieteiden aiheena ovat ihmisen ulkopuoliset ilmiöt. Henkitieteet uppoavat ihmissuhteiden analysointiin. Ensimmäisessä tutkijat ovat kiinnostuneita havainnoimaan ulkoisia esineitä luonnontieteiden tietoina; toiseksi sisäiset kokemukset. Täällä väritämme ajatuksemme maailmasta tunteillamme, kun taas luonto on hiljaa, kuin vieras. Dil-tey on varma, että vetoomus "kokemukseen" on henkeä koskevien tieteiden ainoa perusta. Tieteiden autonomia hengestä muodostaa yhteyden käsitteiden "elämä", "ilmaisu", "ymmärtäminen" välille. Tällaisia ​​käsitteitä ei ole luonnossa eikä luonnontieteissä. Elämä ja kokemus objektivisoituvat valtion, kirkon, oikeustieteen jne. instituutioissa. On myös tärkeää, että ymmärrys kääntyy menneisyyteen ja toimii henkitieteen lähteenä.

Wilhelm Windelband (1848-1915) ehdottaa tieteiden erottamista ei aiheen, vaan menetelmän perusteella. Hän jakaa tieteenalat nomoteettisiin ja ideografisiin. Ensimmäisessä osastossa - yleisten lakien vahvistaminen, esineiden ja ilmiöiden säännöllisyys. Viimeksi mainitut on tarkoitettu yksittäisten ilmiöiden ja tapahtumien tutkimiseen.

Luonnon ja hengen ulkoinen vastakkainasettelu ei kuitenkaan pysty tarjoamaan tyhjentävää perustaa koko tieteen monimuotoisuudelle. Heinrich Rickert (1863-1936), kehittäessään Windelbandin ajatusta nomoteettisten ja ideografisten tieteiden erottamisesta, tulee siihen tulokseen, että ero johtuu erilaisista empiirisen tiedon valinta- ja järjestysperiaatteista. Tieteiden jako luonnontieteisiin ja kulttuuritieteisiin hänen kuuluisassa samannimisessä teoksessaan ilmaisee parhaiten intressejä, jotka jakavat tiedemiehet kahteen leiriin.

Rickertin keskeinen ajatus on, että kognitiossa annettu todellisuus on immanentti tietoisuudessa. Persoonaton tietoisuus muodostaa luonnon (luonnontieteet) ja kulttuurin (kulttuuritieteet). Luonnontieteellä pyritään tunnistamaan yleisiä lakeja, jotka Rickert tulkitsee järjen a priori säännöiksi. Historia käsittelee yksittäisiä ilmiöitä, joita ei voi toistaa. Luonnontieteet ovat arvovapaita, kulttuuri ja yksilöllinen historian ymmärtäminen on arvojen aluetta. Arvon ilmaiseminen on erityisen tärkeää. "Ne todellisuuden osat, jotka ovat välinpitämättömiä arvoille ja joita pidämme osoitetussa merkityksessä vain luontona, ovat meille ... vain luonnontieteellistä mielenkiintoa ... niiden yksilöllinen ulkonäkö ei merkitse meille yksilöllisyytenä, vaan esimerkki enemmän tai vähemmän yleisestä käsitteestä. Päinvastoin, kulttuurin ilmiöissä ja niissä prosesseissa, jotka esitämme niille alustavia askeleita jossain suhteessa ... kiinnostuksemme kohdistuu erityiseen ja yksilölliseen, hänen ainutlaatuiseen ja ei-toistuva kurssi, eli tutkimme niitä myös historiallisesti, yksilöivästi. Rickert erottaa kolme kuningaskuntaa: todellisuus, arvo, merkitys; ne vastaavat kolmea ymmärtämismenetelmää: selitys, ymmärtäminen, tulkinta.

Epäilemättä nomoteettisten ja ideografisten menetelmien erottaminen oli tärkeä askel tieteiden luokittelussa. Yleisesti ottaen nomoteettinen menetelmä (kreikan sanasta nomothetike, joka tarkoittaa "lainsäädäntötaidetta") on tarkoitettu lakien yleistämiseen ja vahvistamiseen, ja se ilmenee luonnontieteissä. Luonnon ja kulttuurin eron mukaan yleiset lait ovat suhteettomia ja suhteettomia ainutlaatuisen ja yksittäisen olemassaolon kanssa, jossa on aina jotain yleiskäsitteiden avulla ilmaistamatonta. Tästä seuraa johtopäätös, että nomoteettinen menetelmä ei ole universaali kognition menetelmä ja että ideografista menetelmää on käytettävä "yksittäisen" tunnistamiseen.

Ideografisen menetelmän nimi (kreikaksi idios - "erityinen", grapho - "kirjoitan") osoittaa, että tämä on kulttuurihistoriallisten tieteiden menetelmä. Sen ydin on yksittäisten tapahtumien kuvauksessa niiden arvoväritys. Yksittäisten tapahtumien joukosta voidaan erottaa merkittäviä tapahtumia, mutta niiden yksittäistä säännöllisyyttä ei koskaan nähdä. Siten historiallinen prosessi esiintyy ainutlaatuisten ja jäljittelemättömien tapahtumien kokonaisuutena, toisin kuin nomoteettisella menetelmällä julistama lähestymistapa luonnontieteeseen, jossa luonto on säännöllisyyden peitossa.

Rickertin mukaan kulttuuritieteet ovat laajalle levinneitä sellaisilla aloilla kuin uskonto, kirkko, laki, valtio ja jopa talous. Ja vaikka talous voidaan kyseenalaistaa, Rickert määrittelee sen näin: "Tekniset keksinnöt (ja siten niistä johdettu taloudellinen toiminta) tehdään yleensä luonnontieteiden avulla, mutta ne eivät itse kuulu luonnontieteellisen tutkimuksen kohteita."

Voidaanko ajatella, että näiden kahden tieteen tyypin ja niitä vastaavien menetelmien rinnakkaiselossa heijastuu noiden nominalistien ja realistien välisten etäisten, keskiaikaisia ​​skolastisia kiistoja kiihottaneiden kiistojen vastauksia? Ilmeisesti kyllä. Onhan ne ideografisista tieteistä kuuluneet väitteet (erityisesti se, että yksilö on yleisen perusta ja jälkimmäistä ei ole olemassa sen ulkopuolella, niitä ei voi erottaa toisistaan ​​ja olettaa erillistä olemassaoloa) samalla nominalistien argumentit, joille se on yksilö, voidaan ottaa tosielämän tosiasiana todellisen tiedon perustaksi.

Nykytilanteen osalta on huomioitava, että sekä eksakteissa, pomologisissa, säännöllisyyteen ja toistoon suuntautuneissa tieteissä että yksilöllistyvissä ideografisissa tieteissä, jotka suuntautuvat yksittäiseen ja ainutlaatuiseen, yksikköä ei voida eikä pidä jättää huomiotta. Onko luonnontieteellä oikeus kieltäytyä analysoimasta yksittäisiä tosiasioita, ja onko se kronikka oikeudenmukainen, jossa tapahtumien yleistä yhteyttä ei jäljitetä?

Metodologian ja tieteenfilosofian kannalta kiinnostavat Rickertin pohdiskelut, joissa yleistä ja yksilöä ei vain vastusteta, mikä olisi naiivia, vaan erilaistuminen ilmenee, ts. erottamaan yleisen ja yksikön tyypit. Luonnontieteissä yleisen suhde yksikköön on suvun ja yksilön (instanssi) suhde. Yhteiskuntahistoriallisissa tieteissä singulaarisuus ikään kuin edustaa, edustaa universaalisuutta, toimien visuaalisella tavalla ilmentyvänä mallina. Yksittäiset syy-sarjat - sellainen on historiallisten tieteiden tarkoitus ja merkitys.

F. Engelsin tieteiden luokittelun periaatteet. Kun Engels vuonna 1873 alkoi kehittää luokittelua aineen liikemuodoista, Comten näkemys tieteiden luokittelusta oli laajalle levinnyt tiedepiireissä. Positivismin perustaja O. Comte oli varma, että jokaisella tieteellä on aiheena oma erillinen aineen liikkeen muoto ja eri tieteiden objektit ovat jyrkästi erotettu toisistaan: matematiikka | fysiikka | kemia | biologia | sosiologia. Tätä vastaavuutta kutsuttiin tieteiden koordinoinnin periaatteeksi. Engels kiinnitti huomiota siihen, kuinka eri tieteenalojen tutkimat esineet liittyvät toisiinsa ja siirtyvät toisiinsa. Ajatus syntyi kuvastamaan liikkuvan aineen asteittaista kehitystä, joka kulkee nousevaa linjaa pitkin alimmasta korkeimpaan, yksinkertaisesta monimutkaiseen. Lähestymistapa, jossa mekaniikka yhdistettiin ja siirrettiin fysiikkaan, jälkimmäinen kemiaan, sitten biologiaan ja yhteiskuntatieteisiin (mekaniikka... fysiikka... kemia... biologia... yhteiskuntatieteet), tuli tunnetuksi periaatteena alisteisuutta. Ja todellakin, minne katsommekin, emme koskaan löydä mitään liikemuotoa täysin erillään muista liikemuodoista, kaikkialla ja kaikkialla on vain prosesseja, joissa yksi liikemuoto muuttuu toiseksi. Aineen liikkeen muodot ovat olemassa jatkuvassa-epäjatkuvassa muuttumisprosessissa toisikseen. F. Engels huomautti, että "tieteiden luokittelu, joista jokainen analysoi erillistä liikemuotoa tai sarjaa toisiinsa liittyviä ja siirtyviä aineen liikemuotoja, on samalla luokitus, järjestely, näiden liikkeen muotojen luontaiseen järjestykseen, ja siinä piilee sen merkitys."

Kun Engels aloitti työskentelyn "Luonnon dialektiikassa", energian käsite oli jo vakiintunut tieteessä, ja se laajennettiin epäorgaanisten aineiden - elottoman luonnon - alalle. Kuitenkin kävi yhä selvemmäksi, ettei elävän ja elottoman luonnon välillä voi olla absoluuttista rajaa. Vakuuttava esimerkki tästä oli virus - siirtymämuoto ja elävä ristiriita. Orgaanisessa ympäristössä hän käyttäytyi kuin elävä ruumis, kun taas epäorgaanisessa ympäristössä hän ei ilmentänyt itseään sillä tavalla. Voidaan sanoa, että Engels näki kaukonäköisesti siirtymisen aineen yhdestä liikemuodosta toiseen, sillä hänen käsityksensä syntyessään tiede oli tutkinut vain siirtymiä mekaanisten ja lämpömuotojen välillä. Kiinnostusta herätti myös olettamus, että erinomaisia ​​löytöjä ilmaantuisi pian tieteiden risteykseen, raja-alueille. Aloittaen yhden luonnon ja yhteiskunnan yhdistävän raja-alueen kehittämisen Engels ehdotti antropososiogeneesin työteoriaa - ihmisen ja ihmisyhteiskunnan alkuperää. Kerran Charles Darwin (1809-1882), joka suoritti vertailevia anatomisia tutkimuksia ihmisistä ja apinoista, tuli siihen tulokseen, että ihminen oli puhtaasti eläinperäinen. Hän tunnisti kaksi kilpailun muotoa: lajinsisäinen ja lajien välinen. Lajiensisäinen kilpailu johti sopeutumattomien muotojen sukupuuttoon ja varmisti sopivien muotojen selviytymisen. Tämä asema muodosti perustan luonnolliselle valinnalle. Engels puolestaan ​​arvosti sosiaalisten tekijöiden roolia ja erityisesti työn erityisroolia antropososiogeneesin prosessissa. XX vuosisadalla. Tieteiden risteyksessä ilmestyivät uusien tieteiden lupaavimmat alat: biokemia, psykolingvistiikka, tietojenkäsittelytiede.

Jos siis ensimmäisissä tieteiden luokitteluissa ihmissielun luonnolliset kyvyt (muisti, mielikuvitus jne.) toimivat perustana, niin nykyisen venäläisen tutkijamme B. Kedrovin mukaan perustavanlaatuinen ero Engelsin luokituksen välillä oli juuri että "Hän asettaa objektiivisuuden periaatteen tieteiden jaon perustaksi: tieteiden väliset erot johtuvat niiden tutkimien kohteiden eroista." Tieteiden luokittelulla on siis vankka ontologinen perusta - itse luonnon laadullinen monimuotoisuus, aineen liikkumisen eri muodot.

Luonnontieteen uuden datan yhteydessä Engelsin kehittämää aineen liikemuotojen viisijaksoista luokittelua tehtiin merkittäviä tarkennuksia. Tunnetuin on B. Kedrovin ehdottama moderni luokittelu, jossa hän erotti kuusi pääliikemuotoa: subatominen fyysinen, kemiallinen, molekyylifysikaalinen, geologinen, biologinen ja sosiaalinen. Huomaa, että aineen liikemuotojen luokittelu pidettiin tieteiden luokittelun perustana.

On olemassa toinen lähestymistapa, jonka mukaan koko maailman monimuotoisuus voidaan pelkistää kolmeen aineen liikkeen muotoon: perus-, osittaiseen ja kompleksiseen. Tärkeimmät ovat aineen laajimmat liikkeet: fyysiset, kemialliset, biologiset, sosiaaliset. Useat kirjoittajat kyseenalaistavat aineen liikkeen yhden ainoan fyysisen muodon olemassaolon. Tästä tuskin voi kuitenkaan olla samaa mieltä. Kaikilla esineillä, joita yhdistää fysiikan käsite, on kaksi yleisintä fysikaalista ominaisuutta - massa ja energia. Koko fyysiselle maailmalle on ominaista yleinen kaiken kattava energian säilymisen laki.

Yksityiset lomakkeet ovat osa tärkeimpiä. Fysikaaliseen aineeseen kuuluu siis tyhjiö, kentät, alkuainehiukkaset, ytimet, atomit, molekyylit, makrokappaleet, tähdet, galaksit, metagalaksit. Monimutkaisia ​​aineen ja liikkeen muotoja ovat tähtitieteelliset (Metagalaksi - galaksi - tähdet - planeetat); geologinen (koostuu aineen liikkeen fysikaalisista ja kemiallisista muodoista planeettakappaleen olosuhteissa); maantieteelliset (mukaan lukien fyysiset, kemialliset, biologiset ja sosiaaliset aineen liikkeet lito-, vesi- ja ilmakehän sisällä). Yksi aineen monimutkaisten liikemuotojen olennaisista piirteistä on, että niissä hallitseva rooli on viime kädessä aineen alimmalla muodolla - fyysisellä. Esimerkiksi geologisia prosesseja määräävät fyysiset voimat: painovoima, paine, lämpö; maantieteelliset lait määräytyvät maan ylempien kuorien fysikaalisten ja kemiallisten olosuhteiden ja suhteiden mukaan.

Johtopäätös

Tiedefilosofian on loogisesti oltava selvä sen suhteen, minkä tyyppistä tiedettä se mieluummin käsittelee. Jo vakiintuneen, vaikkakin melko nuoren perinteen mukaan kaikki tieteet jaettiin kolmeen klaaniin: luonnollinen, sosiaalinen, tekninen. Huolimatta siitä, kuinka nämä tiederyhmät kilpailevat keskenään, niillä on kokonaisuutena yhteinen päämäärä, joka liittyy universumin täydellisimpään ymmärtämiseen.

Luonnontieteiden luokittelusta ja yhteenliittämisestä keskustellaan tähän päivään asti. Samalla on erilaisia ​​näkökulmia. Yksi niistä on se, että kaikki kemialliset ilmiöt, aineen rakenne ja sen muuttuminen voidaan selittää fysikaalisen tiedon pohjalta; kemiassa ei ole mitään erityistä. Toinen näkökulma - jokainen ainetyyppi ja jokainen materiaaliorganisaatiomuoto (fyysinen, kemiallinen, biologinen) ovat niin eristettyjä, että niiden välillä ei ole suoria yhteyksiä. Tällaiset erilaiset näkökulmat ovat tietysti kaukana todellisesta ratkaisusta luonnontieteiden luokittelun ja hierarkian monimutkaisimpaan kysymykseen. Yksi asia on aivan ilmeinen - huolimatta siitä, että fysiikka on luonnontieteen perushaara, jokaiselle luonnontieteelle (jolla on sama yleinen tehtävä tutkia luontoa) on tunnusomaista sen tutkimuskohde, tutkimusmetodologia ja se perustuu siihen. omat lait, jotka eivät ole pelkistettävissä muiden alojen lakeihin. Ja vakavat saavutukset nykyaikaisessa luonnontieteessä ovat mitä todennäköisimmin fysiikassa, kemiassa, biologiassa ja monissa muissa luonnontieteissä pitkän ajan kuluessa kertyneen kattavan tiedon onnistunut yhdistäminen.

Luettelo käytetyistä lähteistä

1. Karpenkov S.Kh. K26 Modernin luonnontieteen käsitteet: Oppikirja yliopistoille. - M.: Akateeminen projekti, 2000. Toim. 2nd, rev. ja ylimääräistä – 639 s.
2. Likhin A.F. Nykyaikaisen luonnontieteen käsitteet: oppikirja. - MTK Welby, Prospekt Publishing House, 2006. - 264 s.
3. Turchin V.F. Tieteen ilmiö: evoluution kyberneettinen lähestymistapa. Ed. 2. - M.: ETS, 2000. - 368 s.
4. Khoroshavina S. G. Nykyaikaisen luonnontieteen käsitteet: luentokurssi / Toim. 4. - Rostov n/D: Phoenix, 2005. - 480 s.

Liittovaltion koulutusvirasto

Valtion oppilaitos

Korkeampi ammatillinen koulutus

Moskovan valtionyliopisto

Instrumentointi ja informatiikka

E.A. Kolomiytseva

MODERNIN LUONNONTIETEEN KÄSITTEITÄ

Lyhyt luentokurssi

Arvostelijat:

Ph.D., prof. Figurovsky E.N., Ph.D., ass. Shpicchenetsky B.Ya.

E.A. Kolomiytseva. MODERNIN LUONNONTIETEEN KÄSITTEITÄ.

Lyhyt luentokurssi. M., 2006, 80 s.

Oppikirja on tarkoitettu MGUPI-opiskelijoille, jotka opiskelevat tieteenalaa "Nykyaikaisen luonnontieteen käsitteet"

MGUPI, 2006

Johdanto............................................................................................................................	4
Luento 1. Luonnontieteellinen oppiaine ja menetelmät…………………………………………………	4
Luento 2. Fysikaalisen tutkimuksen käytännön menetelmät. Fysikaaliset suureet ja mittaukset…………………………………………………………………………………….	7
Luento 3. Makromaailma. Liike klassisessa mekaniikassa……………………………….	9
Luento 4. Voimat luonnossa. Perusvuorovaikutus…………………………..	13
Luento 5. Liikkeen mitat - liikemäärä ja energia. Ajan-avaruuden säilymis- ja symmetrialainsäädäntö…………………………………………………………………………	15
Luento 6. Fyysiset kentät. Lyhyen ja pitkän kantaman käsitteet………….	18
Luento 7. Megamaailma. Yksityisen suhteellisuusteorian elementtejä. Relativistinen käsite…………………………………………………………………………………..	19
Luento 8. Tilan ja ajan ongelmat………………………………………………	21
Luento 9. Aaltoprosessit……………………………………………………………….	25
Luento 10. Mikromaailman lait. Aineen korpuskulaarinen-aaltodualismi. Täydentävyyden periaate ja syy-yhteysongelmat……………………………………	29
Luento 11. Alkuainehiukkaset. Kvarkit …………………………………………………..	32
Luento 12. Radioaktiivisuus…………………………………………………………………	34
Luento 13. Dynaamiset ja tilastolliset mallit………………………….	36
Luento 14. Energia termodynaamisissa prosesseissa……………………………………..	39
Luento 15. Järjestys ja epäjärjestys luonnossa. Vaiheen siirtymät. Haje. Termodynamiikan toinen pääsääntö ja "ajan nuoli"…………………………………………………..	41
Luento 16. Synergia. Järjestyksen ja kaaoksen suhde avoimissa ei-tasapainojärjestelmissä…………………………………………………………………………………………….	44
Luento 17. Universumin alkuperä ja kehitys……………………………………….	47
Luento 18. Maaplaneetta……………………………………………………………………	53
Luento 19. Kemialliset elementit……………………………………………………………………	57
Luento 20. Vesi ja hypoteesit elämän alkuperästä maapallolla. Itseorganisoituminen elävässä luonnossa……………………………………………………………………………..	60
Luento 21. Biosfääri ja ympäristöongelmat. Noosfäärin käsite……………………….	63
Luento 22. Elämän molekyyliperusta. DNA ja tiedot…………………………	67
Luento 23. Ihmisilmiö……………………………………………………………….	70
Luento 24. Biologian evoluutioteoria. Universaalin evolutionismin periaatteet. Polku yhteen kulttuuriin ................................................ ...................................................... ...	74
Koevalmistelukysymykset……………………………………………………..	77
Tehtävät itsenäiseen ratkaisuun………………………………………………….	79
	80

Johdanto

Tieteenala "Nykyaikaisen luonnontieteen käsitteet" sisältyy humanististen ja yhteiskuntatieteiden valtion koulutusstandardiin. Tämän kurssin tarkoituksena on perehdyttää opiskelijat nykyaikaisiin käsityksiin luonnosta ja ihmisen paikasta siinä. Ei ole mikään salaisuus, että monet heistä suhtautuvat puhtaasti humanitaariseen tietoon. Samaan aikaan moderni asiantuntija tarvitsee laajan näkemyksen. Ehkä houkuttelevin mahdollisuus olisi näyttää opiskelijoille ihmisen elämää sen yhteydessä luonnon kanssa, ympäristön eheyttä ja ainutlaatuisuutta, saada heidät tuntemaan ihmisen ajattelun kauneus ja voima, joka pystyy kattamaan koko maailman. Universumi alkeishiukkaseksi, kehittää makua tiedon hankkimiseen, rohkaista populaaritieteellisen kirjallisuuden lukemiseen ja itseopiskeluun. Viime kädessä tämä on välttämätön edellytys harmonisen persoonallisuuden muodostumiselle.

Luento 1.

Luonnontieteellinen aine ja menetelmät

1. Luonnontieteellinen aihe. Luonnontieteet ja humanitaarinen kulttuuri.

luonnontiede on luonnontiedon kokonaisuus, joka on yksi ihmiskulttuurin tärkeimmistä osista.

Kulttuuri on laaja, monipuolinen käsite, joka voidaan määritellä monella tavalla. Kulttuurille on olemassa suuri määrä erilaisia ​​määritelmiä (noin 170), joista annamme yhden, joka heijastaa varsin tyydyttävästi sen tärkeimpiä piirteitä:

Kulttuuri on ihmisen toiminnan keinojärjestelmä, jonka ansiosta yksilön, ryhmien ja koko ihmiskunnan toimintaa suunnitellaan, toteutetaan ja stimuloidaan heidän vuorovaikutuksessaan luonnon kanssa ja keskenään.

Siten kulttuuri kokonaisuudessaan voidaan jakaa kolmeen päähaaraan:

kulttuuri materiaalia(työkalut, asunnot, vaatteet, kuljetus) - koko aineellisen toiminnan ala ja sen tulokset;

kulttuuri sosiaalinen- yhteiskunnan käyttäytymisen perussäännöt;

kulttuuri henkistä(tieto, koulutus, moraali, laki, maailmankuva, tiede, taide).

Sen mukaisesti ihmiskunnan tieto voidaan jakaa

luontotietojärjestelmä - luonnontieteet ja

tietojärjestelmä yksilön, ryhmien, valtioiden, koko ihmiskunnan olemassaolon positiivisesti merkittävistä arvoista - humanistisista tieteistä.

Jokaisella näistä ihmistiedon osista on omat erityispiirteensä:

Luonnontieteellinen tieto on syvästi erikoistunutta, sitä parannetaan jatkuvasti, erottuu objektiivisuudesta, luotettavuudesta ja sillä on suuri merkitys ihmisen ja yhteiskunnan olemassaololle.

Humanitaarinen tieto aktivoituu perustuen yksilön kuulumiseen tiettyyn sosiaaliseen ryhmään. Niille on ominaista subjektiivisuus, ts. mahdollistavat tulkinnat, idealisaatiot, jotka ovat ristiriidassa esineiden todellisten ominaisuuksien kanssa.

Siitä huolimatta luonnontiede ja humanitaarinen tieto liittyvät toisiinsa, ja ne ovat itsenäisiä osia yhtä tieteen tietojärjestelmää:

ne perustuvat yhteen ainoaan perustaan: ihmisen ja ihmiskunnan tarpeisiin ja etuihin luoda optimaaliset olosuhteet itsensä säilyttämiselle ja elämän parantamiselle;

niiden välillä on saavutettujen tulosten vaihtoa.

2. Tiede ja tieteellinen menetelmä.

Tiede- termi, joka tarkoittaa yleistettyä ja systematisoitua tietoa millä tahansa alalla.

Muinaisista ajoista lähtien ihmiset ovat yrittäneet ymmärtää havaittujen luonnonilmiöiden olemus ja niiden säännönmukaisuudet. Lisäksi ensimmäinen motiivi tähän oli käytännön kiinnostus - mahdollisuus käyttää saanut tietoa. Joten alun perin kaksi luonnontieteen aspektia esiintyi rinnakkain - kognitiivinen ja sovellettu. Nykytieteessä nämä molemmat näkökohdat ovat myös läsnä.

Luonnonlakien tuntemus ja sen pohjalta maailmankuvan luominen on välitöntä, lähintä päämäärä luonnontieteet. Lopullisena tavoitteena on edistää näiden lakien käytännön käyttöä. Tämän tai toisen löydön käytännön soveltamisen mahdollisuus ei ole aina ilmeinen alusta alkaen, teoria kehittyy yleensä jonkin verran eteenpäin.

Joten luonnontieteen järjestelmässä olemme tunnistaneet kaksi tasoa - teoreettisen tason ja käytännön (kokeellisen) tason.

Todellisuuden teoreettisessa ja käytännön assimilaatiossa käytetyt tekniikat muodostavat tieteellisen menetelmän. Siten tiede vastaa kysymykseen: "Mikä on todellisuus?", ja tieteellinen menetelmä osoittaa, kuinka käsitellä tätä todellisuutta.

tieteellisiä menetelmiä ovat erilaisia taso:

Yhtenäinen (universaali): dialektinen, metafyysinen;

Yleistieteellinen (käytetään kaikissa tieteissä): käytännöllinen (empiirinen) - havainto, kuvaus, mittaus, kokeilu ja teoreettinen - vertailu, analogia, analyysi ja synteesi, idealisointi, yleistäminen, nousu abstraktista konkreettiseen, induktio ja päättely;

Erityistieteellinen (käytetään tietyillä aloilla).

Nykyaikaisen luonnontieteen piirre on sen rakentava suuntautuminen, ts. todellisuutta ei vain tutkita, vaan myös suunnitellaan erityisillä tavoitteilla. Tämä ilmenee prosessien ja ilmiöiden matemaattisen mallintamisen menetelmien laajassa käytössä tietokoneiden avulla.

Tutkimuksen alkuvaihe on pääsääntöisesti käytäntö, se toimii myös viimeisenä kriteerinä minkä tahansa teorian totuudelle (sopivuudelle) sekä tutkimuksen tarkoitukselle.

3. Luonnontieteen kehityksen historialliset näkökohdat.

Luonnontieteen muodostumisprosessi ei ollut yhtenäinen. Tieteellisen ajattelun kehitys voidaan jakaa laajasti vaiheisiin. Jokaisessa vaiheessa hallitsi tietty ajattelutapa, joka perustui tuolloin saatavilla oleviin tieteen saavutuksiin. Näin määriteltiin tutkittavien tehtävien kirjo ja tutkimusmetodologia. Tällaisia ​​yleisesti tunnustettuja tieteellisiä saavutuksia ja hallitsevaa tieteellisen ajattelun tyyliä kutsutaan paradigma. Muutos, usein olemassa olevan paradigman radikaali hajoaminen, tarkoittaa siirtymistä seuraavaan luonnontieteen kehityksen vaiheeseen ja on ns. tieteellinen ja teknologinen vallankumous.

Ensimmäinen taso, joka kukoisti antiikin aikana, on luonteenomaista puhtaasti spekulatiivisen asioiden ja ilmiöiden luonteesta perustuvan päättelyn dominoimisesta. Tässä vaiheessa luonnontiede ei ole vielä erotettu filosofiasta, ja itse asiassa ne muodostavat yhden tieteen, luonnonfilosofian, joka heijastaa muinaisten käsityksiä maailmasta kokonaisuutena. Demokritoksen, Arkhimedesen ja muiden hämmästyttävistä oivalluksista huolimatta luonnonfilosofiaa ei voida vielä pitää tieteenä nykyisessä mielessä.

Ensimmäinen tieteellinen ja teknologinen vallankumous monet tieteen historioitsijat liittyvät Aristoteleen toimintaan. Silloin tiede alkoi erota muista maailmantiedon muodoista. Ajatus Maan pallomaisuudesta ilmaistiin, rakennettiin geosentrinen maailmanmalli.

Aristoteleen ideat määrittelivät tieteen tilan renessanssiin saakka.

Toinen tieteellinen ja teknologinen vallankumous liittyy kokeen tuomiseen tieteelliseen käytäntöön keinona testata hypoteeseja. Tänä aikana tapahtui asiaaineiston kertymistä ja yleistämistä, luonnontiede sai meille tutumman muodon. Nykyaikaisten tutkijoiden - Galileon, Keplerin, Newtonin - töissä luotiin klassisen tieteen perusta.

Toinen vaihe Luonnontieteen kehitys kesti 1800-luvun loppuun asti, tämä on klassisen tieteen täyden kukinnan aikaa. Energian säilymisen ja muuntamisen laki on vahvistettu. optiikka, sähködynamiikka, termodynamiikka, teoreettinen mekaniikka rakennettiin (Hamilton, Lagrange, Maxwell, Fresnel, Boltzmann). Kemiassa perustettiin tiukka käsite elementistä (Lavoisier), tutkittiin kemiallisia reaktioita ja yhdisteitä, löydettiin Mendelejevin jaksollinen laki ja syntyi rakennekemia (Butlerov). Biologiassa tärkeimmät ideat kaikkien elävien evoluutiosta voittaa (Lamarck, Darwin); solu löydettiin (Schleiden ja Schwann) ja perinnöllisyyden aineellinen kantaja - geeni (Mendel).

Siten olosuhteet valmisteltiin uudelle tieteelliselle ja teknologiselle vallankumoukselle, joka vallitsi koko 1900-luvun ja jatkuu tähän päivään asti.

varten kolmas tieteellinen ja teknologinen vallankumous ominaisuus:

Eri tieteenalojen tiivis vuorovaikutus, tieteidenvälisten yhteyksien kehittäminen. Suurin osa löydöistä tapahtuu tieteiden risteyksessä.

Siirtyminen klassisista ideoista ei-klassisiin: yleisen ja erikoissuhteellisuusteorian luominen, kvanttikenttäteoria (kvanttimekaniikka).

Tutkimus monimutkaisimmista epätasapainoisista epälineaarisista prosesseista, joita esiintyy monimutkaisissa järjestelmissä. Osoittautuu, että nämä prosessit, jotka johtavat järjestelmän itseorganisoitumiseen, uusien rakenteiden syntymiseen, etenevät samalla tavalla luonnontieteen eri alueilla. Tämä antaa meille mahdollisuuden tarkastella fysiikkaa, kosmologiaa, geologiaa, kemiaa, biologiaa ja jopa perinteisesti humanitaarisia tieteenaloja, kuten historiaa, etnologiaa, sosiologiaa ja taloustieteitä yhtenäisestä näkökulmasta. Tätä lähestymistapaa on kutsuttu synergiaa. Tämä on nykyaikaisen luonnontieteen lupaavin alue.

Tietotekniikan nopea kehitys, joka mahdollistaa valtavan määrän laskelmia suurella nopeudella ja monimutkaisimpien prosessien tutkimisen. Tiedosta tulee aineen tasoa.

Nykyaikaisen luonnontieteen eturintamassa on ihminen, hänen kiinnostuksensa ja tavoitteensa. Tieteestä tulee eettistä.

4. Modernin luonnontieteen pääosastot.

Tällä hetkellä maailmassa on noin 15 tuhatta tieteenalaa, ja niiden määrä kasvaa jatkuvasti. Tieteellisen tiedon määrän uskotaan kaksinkertaistuvan joka 10-15 vuodessa. Tieteidenvälisiä tieteitä on suuri määrä.

Tietenkin on käytännössä mahdotonta luokitella kaikkia luonnontieteitä. Voit rakentaa ketjuja vain jonkin periaatteen ohjaamana. Esimerkiksi tutkittavan kohteen monimutkaisuuden mukaan: fysiikka  kemia (epäorgaaninen, orgaaninen)  biologia  lääketiede. Tutkittavan kohteen mittakaavan mukaan: tähtitiede (erityisesti astrofysiikka)  geologia (mukaan lukien yksittäisten planeettojen geologia)  maantiede  ekologia  biologia. Käytetyn menetelmän mukaan: logiikka  matematiikka  fysiikka. Kuten näette, avaintiede kussakin näistä ketjuista on fysiikka. Tämä tiede tutkii luonnon perustavimpia peruslakeja. Siksi fyysisten peruskäsitteiden ja lakien tuntemus on pakollinen osa kaikkea koulutusta.

5. Aineen organisoinnin rakenteelliset tasot.

Nykyaikaisten käsitysten ydin aineellisen maailman rakenteesta on järjestelmällinen lähestymistapa. Tämän lähestymistavan mukaisesti mitä tahansa esinettä tai ilmiötä pidetään kompleksisena muodostelmana, joka sisältää eheyteen organisoituneita komponentteja. Määrittelemme tärkeimmät käsitteet:

Järjestelmä- joukko elementtejä ja niiden välisiä suhteita;

Liitännät- järjestelmän osien välinen suhde. Solmiot muodostavat rakenne järjestelmät. Ne voivat olla vaakasuuntaisia ​​(saman järjestyksen elementtien välinen koordinointi) ja vertikaalisia (heijastaa eri järjestyksen elementtien alisteisuutta, eli alisteisuutta). Vaakasuuntaisten linkkien joukko muodostaa järjestelmän organisaatiotasot, vertikaalisten linkkien joukko heijastaa niiden hierarkiaa.

Kaikki maailmankaikkeuden aines on myös valtava, monimutkaisin järjestelmä. Voidaan erottaa aineen rakenteen kolme tasoa:

Kun tutkimme aihetta "Nykyaikaisen luonnontieteen käsitteet", meidän, kuten missä tahansa tieteessä, on siirryttävä yksinkertaisimmista ideoista ja käsitteistä monimutkaisempiin. Meille yksinkertaisimpia ja tutuimpia ovat ne ilmiöt, joita kohtaamme jokapäiväisessä elämässä ja havainnoimme suoraan. Ne kaikki on kuvattu klassisten ideoiden puitteissa, jotka kannattaa muistaa kurssin alussa.

Luento 2.

Fysikaalisen tutkimuksen käytännön menetelmät. Fyysiset suuret ja mittaukset.

Ihmisen (tutkijan) alkuvuorovaikutus esineen tai ilmiön kanssa tapahtuu suoraan käytännössä. Tässä on tosiasioiden kertyminen ja systematisointi, niiden kuvaus. Kaikki tämä - käytännöllinen, tai empiirinen, tiedon taso. Se sisältää havainnon, mittauksen, kokeilun. Vain vastaanotetun tiedon perusteella rakennetaan hypoteesi ja on nousu korkeammalle, teoreettinen tiedon taso.

1. Havainnot.

Havainnointi on ollut muinaisista ajoista lähtien tärkein tapa saada tietoa ympäröivästä maailmasta ja siinä esiintyvistä ilmiöistä. Havainnointi voidaan suorittaa sekä luonnollisten aistiemme avulla: näkö, kuulo, haju, kosketus ja jopa maku. Kaikki nämä tunteet kehittyvät kuitenkin eri ihmisissä vaihtelevasti, joten tällaiset havainnot ovat melko epätäydellisiä. Tällaisten havaintojen perusteella tehtävät johtopäätökset ovat erittäin subjektiivisia.

On olemassa valtava määrä ilmiöitä, jotka eivät yleensä ole suoraan ihmisen havainnoinnin ulottuvilla. Emme esimerkiksi näe sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuudet ovat optisen alueen ulkopuolella, emme havaitse ultraääntä, emme pysty katsomaan mikromaailmaan.

Objektiivisempaa, syvällisempää ja monipuolisempaa todellisuuden tutkimista varten ihmiskehoa on "avustettava" - tarvitaan instrumenttien käyttöä. Laite-objektijärjestelmä ei kuitenkaan ole enää sama kuin alkuperäinen objekti.

Mittaukset ja mittauslaitteet.

Havainnointi tulee osaksi tieteellistä tutkimusta, jos tämän havainnon perusteella tehdään tiettyjä vertailuja ja johtopäätöksiä. Aineellisten esineiden ominaisuuksien vertailua varten on annettava näille ominaisuuksille kvantitatiiviset ominaisuudet. Lisäksi kvanttimekaniikassa uskotaan, että vain mitattavissa olevat kohteet ovat todella olemassa: "Perusmielisesti mittaamaton on fyysisesti epätodellista" (Bohr, Heisenberg). Menettelyä kvantitatiivisen tiedon saamiseksi tutkimuskohteesta kutsutaan mittaus. Mittaukseen käytetty instrumentti on ns väline. Mittausteoria käsittelee erityistä tiedettä - metrologia. Yksinkertaisin tapa mitata ( suoraan) perustuu siihen, että tutkittavaa kohdetta verrataan standardi otettu yksikkönä. Tunnetuin standardi on 1 metrin pituinen platina-iridium-sauva, jota säilytetään Pariisissa, paino- ja mittakammiossa. Tällaisten mittausten haitallisuus, joka liittyy standardin kopioiden säilyttämiseen ja kopioimiseen, on ilmeinen. Tällä hetkellä (vuodesta 1983 lähtien) metriä on päätetty pitää valon tyhjiössä kulkemana matkana 1/299792458 sekunnissa.

Ajan mittaamiseksi tarvitset myös standardin. Tällä hetkellä uskotaan, että 1 sekunti on aika, jonka aikana cesiumin isotoopin lähettämässä säteilyssä on 9192631830 värähtelyjaksoa.
.

Huomaa, että makrokosmoksen ilmiöitä kuvaavien suureiden mittaamiseen ovat mukana mikrokosmoksen ja megamaailman ilmiöt.

Viimeisimpien sopimusten mukaan 1 metrin vertailupituutta ei mitata suoraan, vaan se lasketaan kaavalla
, missä kanssa on valon nopeus tyhjiössä. Tätä mittausta kutsutaan epäsuora. Suurin osa fysikaalisista mittauksista on epäsuoria. Epäsuorat mittaukset voivat sisältää myös menetelmän ekstrapolointi, joka perustuu oletukseen, että alueella, jolla ei ole tehty mittauksia, järjestelmän käyttäytyminen pysyy samana. Ekstrapolaatiota ei aina vahvisteta kokeella.

1. fyysiset mitat. Kansainvälinen SI-järjestelmä.

Mittaaessaan tutkija saa kvantitatiiviset ominaisuudet tietyn kohteen mille tahansa ominaisuudelle. Jokaisella suurella on oma fyysinen merkityksensä ja oma mittayksikkönsä - ulottuvuus. Erikokoisia arvoja ei voi verrata, lisätä tai vähentää toisistaan, koska ne kuvaavat esineiden erilaisia ​​ominaisuuksia.

Mittayksiköt osoittautuivat kätevästi sovituiksi kaikkien maiden kesken. Tämä johtui ensisijaisesti taloudellisista eduista. Tällä hetkellä maailman yhteisö on ottanut käyttöön yhden metrinen mittajärjestelmän, jota kutsutaan kansainväliseksi järjestelmäksi (SI). Sen perusyksiköt (vaatii määrittelyn standardin avulla):

Pituus - 1 metri;

Aika - 1 sekunti;

Paino - 1 kilogramma;

Termodynaaminen lämpötila - 1 Kelvin;

Aineen määrä on 1 mol;

Sähkövirran voimakkuus - 1 ampeeri;

Valon voimakkuus - 1 kandela;

Loput fyysiset suureet saadaan luetelluista ja niitä kutsutaan johdannaisiksi, esimerkiksi N, J, W, V, Ohm.

4. Mittausvirheet.

Mikä tahansa mittaus voidaan suorittaa vain tietyllä tarkkuudella. On pohjimmiltaan mahdotonta saada ehdottoman tarkkaa fyysisen suuren arvoa useista syistä. Ensimmäinen niistä on, että mittaus on tulos laitteen ja kohteen vuorovaikutuksesta. Itse laitteet puolestaan ​​ovat teknisiä laitteita ja niillä on rajoitetut ominaisuudet. Lisäksi todennäköisyysominaisuudet ovat luontaisia ​​kaikille fysikaalisille suureille, ja tämä on kaiken aineen perusominaisuus, josta puhumme erityisesti erityisluennolla. Sanotaan, että mittaus suuruus X 0 tuotettu tietyllä tarkkuudella
, ja itse arvoa kutsutaan ehdoton virhe tai absoluuttinen mittausvirhe. Luonnontutkija voi vain väittää, että mitattavan suuren todellinen arvo sijaitsee aikavälillä (
) ennen (
):
.

Joskus on mukavampaa puhua suhteellinen virhe tai suhteellinen mittausvirhe:
. Tämä arvo, varsinkin prosentteina ilmaistuna, antaa erittäin selkeän kuvan mittausten tarkkuudesta.

Listataan tärkeimmät tekijät kokeellisia epätarkkuuksia. Itse kokeilijan törkeiden virheiden lisäksi ne voidaan jakaa kahteen ryhmään:

1) systemaattinen, jotka määräytyvät laitteen tarkkuusluokan (1/2-jako) ja mahdollisesti jonkinlaisen laitteen jatkuvan virheen perusteella;

2) tilastollinen jokaisessa kokeessa sattumanvaraisten poikkeamien vuoksi todellisesta arvosta. Usein suuren todellisena arvona on otettava keskiarvo.
, missä N on kokeiden määrä. Mitä enemmän kokeita tehtiin, sitä lähempänä todelliseen arvoon.

Koe.

Pääsääntöisesti tutkija suunnittelee havainnot ja mittaukset etukäteen joidenkin ohjaamana hypoteesi, eli oletuksia odotetusta tuloksesta. A. Einstein huomautti, että "vain teoria määrittää sen, mitä voidaan havaita." Syvemmän ymmärryksen saamiseksi ilmiön olemuksesta on muutettava kokeen olosuhteita, mikä häiritsee tutkimuskohdetta.

Tarkoituksenmukaisia ​​toimia, jotka liittyvät itse tutkimuskohteen muutoksiin, kutsutaan koe. Kokeessa on mahdollista paljastaa esineen sisällä sellaisia ​​ominaisuuksia ja kuvioita, jotka ovat piilossa normaaleissa olosuhteissa.

Erityinen kokeilumuoto - ajatuskokeilu. Viime aikoina on tullut yhä enemmän merkitystä numeerinen kokeilu jossa tiedemies käsittelee luonnonilmiöiden matemaattisia malleja.

1. Kokeen tulosten käyttö. Teoria. Tieteellisen luonteen kriteerit ja teorian totuus.

Kokeen tulokset tulee tulkita. Jos tutkijan alkuperäinen hypoteesi vahvistuu, tutkimus siirtyy uudelle tasolle - teoreettinen , eli tieteellistä teoriaa rakennetaan olemassa olevan paradigman puitteissa. Jos havaittua ilmiötä kuvaavaa tyydyttävää teoriaa ei voida rakentaa, tämä voi johtaa vallankumoukselliseen paradigman muutokseen.

Työohjelma