PENGANTAR

1. Gagasan umum tentang subjek "Konsep modern"

2. Ilmu pengetahuan alam dan budaya kemanusiaan.

3. Metode ilmiah dalam mempelajari dunia sekitarnya. metode pengembangan,

akumulasi dan diseminasi pencapaian alam modern

pengetahuan tentang contoh praktik kegiatan militer.

4. Informasi dasar tentang pengukuran besaran dalam ilmu alam.

Gagasan umum tentang disiplin "Konsep"

ilmu alam modern".

Ilmu alam modern terbentuk dari bidang-bidang pengetahuan ilmiah seperti:

fisika, kimia, kimia fisik, mekanika;

geografi, geologi, mineralogi;

meteorologi, astronomi, astrofisika, astrokimia;

biologi, botani, zoologi, genetika;

anatomi dan fisiologi manusia, —

dan banyak, banyak lainnya yang mempelajari planet kita, Kosmos dekat dan jauh, materi padat, cairan dan gas, materi hidup dan manusia sebagai produk alam.

Mustahil untuk menyebutkan semua ilmuwan yang telah memberikan kontribusi paling signifikan bagi perkembangan ilmu pengetahuan alam, tetapi orang tidak dapat berbicara tentang ilmu pengetahuan alam tanpa mengingat para genius seperti G. Galileo, I. Newton, R. Descartes, M. V. Lomonosov, C Darwin, G Mendel, M. Faraday, D.I. Mendeleev, V.I. Vernadsky.

utama konsep ilmu alam modern. Seperti yang Anda ketahui, istilah "konsep" berarti sistem pandangan, satu atau lain pemahaman tentang fenomena, proses, atau satu ide yang menentukan, pemikiran utama dari setiap karya.

Tujuan KSE adalah untuk memperkenalkan siswa dengan ilmu pengetahuan alam, sebagai bagian integral dari bagian dari budaya, dengan prinsip dan konsep dasarnya, untuk membentuk pandangan holistik tentang dunia, dimanifestasikan sebagai kesatuan alam, manusia, masyarakat.

Untuk mencapai tujuan yang dirumuskan dalam program, aspek-aspek berikut tercermin dalam manual pelatihan. Karakteristik hubungan dialektis antara komponen alam dan kemanusiaan dari budaya dipertimbangkan. Basis pengetahuan ilmiah tentang dunia sekitarnya dinyatakan, metode ilmiah penelitiannya diklasifikasikan. Informasi tentang pengukuran besaran dalam ilmu alam diberikan. Kebutuhan untuk mempelajari KSE untuk membentuk gagasan tentang gambaran dunia modern dimotivasi.

Tahap-tahap munculnya pengetahuan rasional sebagai metodologi untuk mempelajari dunia, yang terjadi sebagai hasil dari perjuangan dialektis dari berbagai tren ilmiah dan agama, dijelaskan. Informasi dasar tentang gambar ilmiah dunia dan esensinya dinyatakan. Hasil pengembangan metode pengetahuan ilmiah adalah kontinuitas dialektis dari penelitian eksperimental dan teoritis.

Evolusi gambaran ilmu alam dunia berdasarkan karya Isaac Newton, yang disebut mekanistik, dipertimbangkan.

Tahap selanjutnya dalam pengembangan pengetahuan ilmu alam adalah banyak penemuan dalam kimia dan biologi hidup. Dalam kerangka yang terakhir, ide-ide evolusioner lahir dan terbentuk, yang di masa depan menjadi bagian dari ilmu alam sebagai bagian integral dari teori pembangunan.

Penemuan medan listrik dan magnet abad XVIII-XIX mengarah pada pengembangan gambar elektromagnetik dunia, peran yang menentukan di mana milik teori jarak pendek. Dengan ditemukannya atom dan strukturnya, sains, khususnya fisika, mengalami revolusi terakhir dan paling kejam. Pada awal abad ke-20, sejumlah besar fakta telah terkumpul yang tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang gambaran elektromagnetik dunia. Itu perlu untuk membangun yang baru, yang disebut yang modern. Ini terkait erat dengan mekanika kuantum, teori relativitas, serta dengan pencapaian terbaru dalam rekayasa genetika dan sebagainya.

Konsep dasar dari gambaran ilmiah modern tentang dunia dianalisis, yang meliputi - metode penelitian yang sistematis, prinsip evolusionisme global, teori pengorganisasian diri atau sinergis. Berdasarkan fitur konseptual ini, adalah mungkin untuk menyajikan tren utama dalam perkembangan dunia modern, untuk mempertimbangkan panorama ilmu pengetahuan alam modern.

Ditunjukkan bahwa, mulai dari skala pengamat, objek apa pun dari alam material dapat dipertimbangkan baik dari sudut pandang sel atau dari sudut pandang konsep berkelanjutan untuk menggambarkan alam. Tidak ada perbedaan mendasar di sini, meskipun, tentu saja, salah satu hukum filsafat global "tentang transisi kuantitas ke kualitas" dimanifestasikan.

Sebuah transisi sedang dibuat untuk mempelajari hubungan antara keteraturan dan ketidakteraturan di alam. Definisi kekacauan dan ukurannya - entropi diberikan. Model dan mekanisme keteraturan dan kekacauan dibahas, hubungannya dengan tingkat energi sistem material dipertimbangkan.

Berdasarkan pendekatan sistematis dalam sains, tiga tingkat organisasi materi telah diidentifikasi. Mikrokosmos dianggap dari sudut pandang gambaran dunia modern, manifestasi dualisme gelombang sel di dalamnya. Dunia makro digambarkan dari sudut pandang ilmu alam klasik, yang menurutnya materi ada dalam bentuk substansi dan medan. Organisasi sistemik dunia besar telah diklarifikasi.

Informasi dasar tentang ruang dan waktu dinyatakan. Terlihat bahwa struktur ruang dan waktu ditentukan oleh distribusi massa benda-benda material dan bergantung pada kecepatan gerakannya. Ekspresi hukum simetri di dunia adalah hubungan ruang dan waktu dengan hukum dasar ilmu alam - hukum kekekalan. Konsep biologis, psikologis, ruang sosial dan waktu diperkenalkan.

Interaksi mendasar dipertimbangkan. Ide terbentuk tentang partikel yang melakukan interaksi, tentang konstanta kopling. Karakteristik interaksi diberikan dalam hal jangkauan, intensitas, sumber, dan contoh manifestasi spesifik dipertimbangkan.

Perhatian difokuskan pada konsep interaksi jangka panjang dan jangka pendek, hukum konservasi. Contoh manifestasinya di berbagai bidang ilmu alam dianalisis.

Selanjutnya, prinsip dasar gambaran fisik dunia, yang meliputi prinsip relativitas, ketidakpastian, komplementaritas, superposisi, simetri. Perhatian difokuskan pada keterkaitan erat dari prinsip-prinsip yang dinyatakan dan atribut materi seperti waktu, ruang, massa, energi. Konsep dasar teori relativitas Einstein diuraikan. Arti dari prinsip ketidakpastian Heisenberg dan prinsip saling melengkapi terungkap. Contoh spesifik dari manifestasi prinsip superposisi dalam elektrodinamika, proses gelombang, mekanika kuantum dan bahkan dalam humaniora diberikan.

Konsep negara, keteraturan dinamis dan statistik di alam dipertimbangkan.

Hukum dasar alam yang mendasar dinyatakan dan atas dasar mereka sifat dan perilaku sistem poliatomik yang kompleks dijelaskan. Contoh spesifik tentang fungsi berbagai sistem dan manifestasinya dari konsep penting ilmu alam seperti: titik bifurkasi. Memahami hukum-hukum dasar ilmu alam yang dipertimbangkan memungkinkan kita untuk melanjutkan studi tentang ide-ide sinergis tentang materi yang terorganisir rendah.

Materi yang disajikan menyatakan bahwa, sebagian besar, perubahan yang sedang berlangsung di dunia sekitarnya dikaitkan dengan interaksi kimia unsur-unsur atau kompleks yang terbentuk darinya, yaitu karena proses kimia. Untuk zat yang berinteraksi, reaktivitasnya ditentukan oleh struktur atau struktur unsur-unsur yang membentuknya. Sifat struktur zat yang bereaksi menentukan sifat zat yang dihasilkan. Tingkat konseptual pengetahuan dalam kimia dirumuskan. Ditunjukkan bahwa pengorganisasian diri dan evolusi sistem biologis kompleks seperti manusia dimungkinkan justru karena penerapan berbagai reaksi kimia. Gagasan lebih lanjut tentang bintang, sistem bintang terbentuk, karakteristik utamanya ditentukan. Gagasan tentang Semesta diberikan dan model asal-usulnya dipertimbangkan. Berdasarkan teori evolusionisme global, perhatian difokuskan pada asal usul dan perkembangan tata surya. Informasi dasar tentang struktur internal dan sejarah perkembangan geologis Bumi disajikan, konsep modern pengembangan cangkang geosferis terbentuk. Pengetahuan ilmiah tentang litosfer sebagai dasar biotik kehidupan disajikan. Ditunjukkan bahwa sejumlah faktor membuat Bumi menjadi planet khusus di tata surya. Pada saat yang sama, hidrosfer adalah tempat lahir kehidupan, dan lautan dunia adalah "reaktor geokimia". Perhatian yang cukup besar diberikan pada studi tentang fungsi ekologi litosfer. Dua arah utama ekologi dipilih dan tugas mereka diungkapkan. Informasi dasar tentang cangkang geografis Bumi dan parameternya diberikan. Selubung geografis Bumi memungkinkan Anda menentukan koordinat titik mana pun di permukaan, memahami mekanisme pembentukan iklim, menghitung ketinggian dan kedalaman, dan mencatat waktu peristiwa. Dasar-dasar pengetahuan ilmiah tentang ciri-ciri tingkat biologis organisasi materi diuraikan, konsep sel dirumuskan dan sifat-sifat utamanya ditentukan. Proses osilasi dan gelombang serta karakteristiknya dipertimbangkan. Berdasarkan ide-ide ini, proses aktivitas vital organisme dianalisis dan kesimpulan dibuat tentang siklusnya. Ditunjukkan bahwa keanekaragaman organisme hidup menjamin stabilitas dan keberlanjutan geobiocenosis.

Hipotesis ilmu alam tentang asal usul kehidupan dipertimbangkan. Kemungkinan cara perkembangannya ditunjukkan dan prasyarat untuk kemunculannya disorot. Materi yang disajikan memungkinkan kita untuk mempertimbangkan Bumi sebagai objek khusus tata surya, di mana kemunculan makhluk hidup dimungkinkan.

Atas dasar gagasan materialistis modern, terutama tentang seleksi alam, hipotesis tentang asal usul manusia dirumuskan. Kelompok fitur yang menghubungkannya dengan dunia hewan diidentifikasi, dan perbedaan karakteristik disajikan.

Garis silsilah manusia telah dibuat.

Berdasarkan informasi paleontologi, faktor utama yang menjadikan manusia sebagai makhluk sosial adalah produksi bersama makanan, adanya api, tenaga kerja, dan artikulasi bicara.

Menurut prinsip evolusionisme global, ditunjukkan bahwa perkembangan organisme hidup dan kelompoknya tunduk pada hukum genetika. Ketentuan dasarnya adalah gagasan tentang mutasi, hereditas, populasi. Ketentuan utama dari teori evolusi sintetis disorot. Ide-ide singkat tentang kesehatan, kinerja dan emosi seseorang dan faktor-faktor yang menentukannya diberikan. Pengaruh siklus kosmik pada biosfer Bumi dan proses di dalamnya ditunjukkan. Secara khusus, pengaruh harian, musiman, dan lainnya pada kehidupan orang-orang, termasuk personel militer, diperlihatkan. Sebuah representasi dari noosfer telah dibentuk, atas dasar cara kemungkinan perkembangan dunia sekitarnya dan umat manusia diuraikan. Contoh-contoh yang diberikan menunjukkan pentingnya penanganan yang hati-hati terhadap alam dalam kaitannya dengan masalah bioetika, yang pada gilirannya terkait dengan prinsip perkembangan materi yang tidak dapat diubah. Prinsip yang sama mengarah pada fakta bahwa parameter materi seperti waktu juga tidak dapat diubah.

Informasi tentang pengorganisasian diri di alam mati, yang diperoleh berdasarkan konsep sistem tertutup, disajikan.

Ditunjukkan bahwa waktu keberadaan mereka terbatas karena peningkatan entropi. Berdasarkan gagasan sinergis tentang sistem terbuka, ditunjukkan bahwa mereka dapat mempertahankan tingkat entropi yang konstan atau bahkan berkurang karena pertukaran materi, energi, dan informasi dengan lingkungan eksternal. Perkembangan makhluk hidup dalam hal ini disebabkan adanya fluktuasi dan umpan balik yang positif. Ditunjukkan bahwa proses pengaturan diri dan kerumitan diri terjadi ketika simetri rusak dalam sistem, mis. ketika mereka tidak seimbang.

Materi yang disajikan memungkinkan kami untuk mengkonfirmasi implementasi upaya yang berhasil untuk mewakili dunia sekitar dari sudut pandang budaya tunggal melalui munculnya disiplin ilmu seperti KSE, penciptaan jaringan Internet, dan sebagainya.

Untuk pekerjaan mandiri siswa pada topik subjek, pertama-tama, alat bantu pengajaran dasar yang tersedia di perpustakaan universitas ditawarkan. Selain literatur ini, ada buku teks lain yang dapat digunakan untuk mempersiapkan seminar atau ujian. Buku teks dari penulis berikut paling sesuai dengan program kursus: S.G. Khoroshavina, V.N. Lavrinenko, S.Kh. Karpenkov, G.I. Ruzavin,

Pada perkuliahan, perlu untuk menguraikan materi yang disampaikan oleh guru, menonjolkan definisi, hukum, gambar utama dan diagram. Hal ini diperlukan untuk meninggalkan bidang untuk membuat tambahan dan penjelasan dalam proses kerja mandiri. Disarankan untuk membaca kembali materi pada hari perekaman dan mencatat ketidakjelasan di dalamnya.

Saat mempersiapkan seminar, Anda harus mempelajari ketentuan utama materi kuliah. Tingkat asimilasi dapat dinilai dengan pertanyaan-pertanyaan yang diberikan di akhir kuliah atau dengan pertanyaan-pertanyaan untuk seminar. Pertanyaan yang tidak bertanda (*) harus dipahami. Mereka yang ditandai dengan tanda ini menyiratkan studi yang lebih dalam tentang mereka dan dapat disajikan dalam bentuk pesan atau laporan di seminar. Persiapan ujian melibatkan studi dasar materi teori kursus, serta catatan seminar, pilihan materi utama yang termasuk dalam pertanyaan makalah ujian.

Pada kuliah dan seminar, sejarah munculnya ilmu pengetahuan akan dipertimbangkan: pertama, sebagai jumlah pengetahuan manusia tentang dunia di sekitar kita, agak berbeda, kacau (Mesir kuno, Cina, Mesopotamia, India), dan kemudian transisi itu dibuat untuk sistem pengetahuan dalam kerangka filsafat (filsafat alam) Aristoteles, ke tahap pembentukan ilmu pengetahuan modern (asal usul dan pengembangan metode ilmiah) dari Copernicus ke Einstein dan kosmologi modern.

Untuk penciptaan ilmu pengetahuan Alam(sejak akhir abad ke-18): fisika, kimia, biologi, geografi, geologi, astronomi, psikologi, dll. diferensiasi pengetahuan tentang alam, terkait dengan pemilihan fenomena yang dipelajari, proses, pengembangan metode untuk studinya dan sehubungan dengan keumuman hasil yang diperoleh. Saat ini mencoba bayangkan dunia sebagai satu, untuk mengungkapkan hukum alam semesta yang paling umum yang diungkapkan dalam penciptaan ilmu pengetahuan alam yang umum dan integratif. Salah satu tugas utamanya adalah keinginan untuk membuat kesimpulan filosofis, metodologis yang mendalam tentang universalitas tindakan hukum evolusi universal, tentang organisasi sistemik dan pengaturan diri dari dunia sekitarnya. Bersama dengan prinsip historisitas, mereka memungkinkan kita untuk berbicara tentang persepsi objektif, pemahaman tentang dunia tempat kita hidup, memahami tujuan dan makna keberadaan peradaban kita.

Secara umum, mata kuliah KSE mencakup topik-topik berikut: evolusi, gambaran ilmu alam dunia (sejarah ilmu alam); gambaran ilmiah modern tentang dunia; konsep dasar kosmologi modern; hipotesis utama tentang asal usul kehidupan dan manusia; tempat manusia di alam semesta, tempat ilmu pengetahuan di dunia modern dan prediksi perkembangannya, dll.

Konsep kursus yang paling umum meliputi:

Konsep(dari bahasa Latin Conceptio) digunakan dalam arti:

a) sistem pandangan, satu atau lain pemahaman tentang fenomena, proses;
b) ide tunggal yang menentukan, pemikiran utama dari setiap karya, karya ilmiah, dll.

ilmu pengetahuan Alam- sistem pengetahuan tentang alam; cabang ilmu yang mempelajari dunia di sekitar kita sebagaimana adanya, dalam keadaan alaminya, yang ada secara independen dari manusia.

Ilmu- sistem pengetahuan tentang fenomena dan proses dunia objektif dan kesadaran manusia, esensi dan hukum perkembangannya; Sains sebagai institusi sosial adalah bidang aktivitas manusia di mana pengetahuan ilmiah tentang fenomena alam dan masyarakat dikembangkan dan disistematisasi.

Konsep ilmu alam- menyebutkan hasil penelitian ilmiah yang dinyatakan dalam bentuk teori ilmiah, hukum, model, hipotesis, generalisasi empiris.

Prestasi dalam ilmu pengetahuan alam merupakan bagian integral dari budaya manusia, sehingga "Konsep Ilmu Pengetahuan Alam Modern" adalah kursus pelatihan yang harus menunjukkan peran dan pentingnya ilmu pengetahuan alam dalam memahami dunia di sekitar kita, dalam memahami tempat manusia di dunia ini, dalam membentuk gambaran ilmiah dunia.

Saat ini telah menjadi mode untuk berbicara tentang hukum alam dan masyarakat. Seperti yang diterapkan pada alam, ini sebenarnya tidak benar. Alam tidak mengenal hukum. Kitalah yang menciptakannya, mencoba setidaknya mensistematisasikan apa yang terjadi. Istilah "hukum alam" harus dipahami dalam arti bahwa fenomena alam dapat berulang dan karenanya dapat diprediksi. Bagaimanapun juga, terulangnya fenomena alam memungkinkan ilmu pengetahuan merumuskan hukum-hukum yang biasa disebut hukum alam. Dalam penelitian mereka, umat manusia dipandu oleh beberapa prinsip yang sangat umum yang memfasilitasi proses mempelajari fenomena alam.

Salah satu prinsip ilmu alam yang paling umum adalah prinsip kausalitas, menyatakan bahwa satu fenomena alam menimbulkan yang lain, menjadi penyebabnya.

Adanya rantai hubungan sebab akibat terkadang memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan yang bersifat umum. Dengan demikian, hanya mengandalkan kesinambungan rantai sebab dan akibat, dokter kapal Jerman Robert Mayer mampu merumuskan hukum kekekalan dan transformasi energi, yang merupakan hukum dasar ilmu pengetahuan alam modern.

Perhatikan bahwa pertanyaan "mengapa", sebenarnya, ilegal. Kita tidak tahu dan, tampaknya, kita tidak akan pernah tahu penyebab akhir dari fenomena alam apa pun. Akan lebih tepat untuk bertanya "bagaimana". Pola apa yang menggambarkan fenomena ini?

Ilmu pengetahuan dalam perkembangannya bekerja untuk mengidentifikasi penyebab fenomena alam yang semakin mendalam. Proses ini memberi para teolog alasan untuk berpendapat bahwa pada akhirnya proses ilmiah harus mengarah pada penentuan penyebab akhir, yaitu Tuhan, di mana sains dan agama akan menyatu.

Prinsip umum lainnya adalah Prinsip penyembuhan dan. Itu dinamai Pierre Curie yang sama, yang, bersama dengan istrinya Maria Sklodowska-Curie, menemukan unsur kimia radium. Selain itu, Pierre Curie membuat beberapa penemuan ilmiah lagi dalam hidupnya yang singkat. Rupanya, yang paling penting dari mereka adalah prinsip Curie.

Bayangkan beberapa kualitas A. Misalnya, muatan listrik, atau, katakanlah, rambut merah, atau kualitas lainnya. Tidak mungkin itu akan didistribusikan secara merata di ruang angkasa. Kemungkinan besar akan ada gradien dalam ruang (Gradien fungsi skalar adalah vektor yang diarahkan ke peningkatan tercepat fungsi ini. Nilai gradien sama dengan turunan dari fungsi ini, diambil dalam arah peningkatan tercepatnya ) dengan kualitas ini.

Prinsip Curie menyatakan bahwa jika ada gradien dari beberapa kualitas A, maka pasti akan ada transfer kualitas ini ke kekurangannya, dan aliran kualitas A, yaitu kuantitasnya ditransfer melalui satuan luas per satuan waktu, sebanding dengan besarnya dari gradien ini.

Bayangkan sebaran spasial komoditas daun salam di negara kita. Jatuh maksimumnya, tentu saja, di zona subtropis Kaukasus, dan minimumnya, yang cukup alami, jatuh di wilayah Far North. Ada gradien daun salam. Menurut prinsip Curie, adanya gradien seperti itu akan menyebabkan perpindahan daun salam dari Kaukasus ke Utara.

Ada sejumlah besar hukum empiris dari bidang kinetika fisika dan kimia dari hukum Ohm ke persamaan difusi klasik, yang merupakan konsekuensi dari prinsip Curie. Menurut saya, para ekonom harus sangat berhati-hati dengan prinsip ini. Pemahaman yang jelas akan memungkinkan Anda menghindari banyak kesalahan.

Sangat produktif dalam hal ilmiah adalah yang disebutkan sebelumnya prinsip dualitas (tambahan). Ini didasarkan pada sifat ganda pengetahuan. Anda mungkin telah memperhatikan keberadaan konsep berpasangan yang bersama-sama mendefinisikan aspek-aspek yang saling eksklusif dari keseluruhan. Pemilihan bagian-bagian tersebut merupakan bagian penting dari proses kognisi.

Menggambarkan apa pun, kami menggunakan abstraksi- menyoroti aspek-aspek yang dipelajari, penting dalam hal ini. Pihak yang tidak penting biasanya dihilangkan dari pertimbangan. Di masa depan, jika abstraksi yang dipilih ternyata bermanfaat, itu menggantikan ide asli dari fenomena yang diteliti. Dalam hal ini, aspek fenomena yang ditolak dihilangkan dari pertimbangan, meskipun sangat signifikan.

Prinsip Dualitas

Prinsip Dualitas memerintahkan kita untuk secara bersamaan mempertimbangkan dua sisi yang saling eksklusif ketika menggambarkan sesuatu. Tergantung pada situasinya, salah satunya mungkin lebih signifikan. Dalam keadaan lain, yang lain akan lebih penting. Jika, ketika mencoba memecahkan masalah, Anda menemui kesulitan yang tidak dapat diatasi, cobalah pendekatan berdasarkan representasi alternatif. Sangat mungkin bahwa dia akan berhasil.

Siapa di antara kamu yang akan mengatakan apa itu cahaya? Di sekolah, mereka menjelaskan kepada Anda bahwa ini adalah gelombang elektromagnetik. Representasi ini diterima dalam paradigma klasik dan, secara umum, menggambarkan sifat cahaya dengan cukup baik. Namun, seperti yang Anda ketahui, cahaya terdiri dari partikel individu yang disebut foton. Tanpa representasi ini, mustahil untuk menjelaskan efek fotolistrik, efek Compton, dan banyak lagi. Jadi apa itu cahaya - apakah itu gelombang atau aliran partikel? Saat mempelajari sifat-sifat cahaya, kedua abstraksi dapat diterima. Menurut prinsip dualitas, adalah mungkin untuk menghindari kesalahan dalam deskripsi dengan melakukan kedua deskripsi secara paralel.

Prinsip superposisi

Prinsip superposisi menyatakan bahwa hasil tumbukan pada sistem material dari dua faktor dapat direpresentasikan sebagai superposisi (superposisi) dari dampak masing-masing faktor yang bertindak secara independen satu sama lain. Dalam prinsip ini, secara implisit diasumsikan bahwa, ketika ditumpangkan, faktor-faktor tersebut tidak saling mengganggu. Prinsipnya kurang umum dibandingkan prinsip Curie. Namun, dalam banyak kasus ternyata sangat berguna.

Prinsip simetri

Prinsip simetri didasarkan pada gagasan awal tentang homogenitas dan isotropi ruang. Mengasumsikan invarian proses alami terhadap transformasi simetri. Berdasarkan prinsip simetri, Emmy Noether menunjukkan bahwa hukum fisika dasar kekekalan energi dan momentum (momentum) adalah konsekuensi dari homogenitas dan isotropi ruang.

Prinsip simetri menggunakan ide intuitif tentang kesetaraan lengkap kanan dan kiri. Yang lebih mengejutkan bagi Anda adalah orientasi "kiri" dari alam yang hidup. Anda mungkin tahu bahwa molekul dari banyak senyawa alami dipelintir seperti pegas. Struktur bengkok seperti itu, misalnya, gula atau kolesterol memasuki organisme Anda. Banyak enzim yang berasal dari tumbuhan dan hewan memiliki struktur heliks. Jika senyawa tersebut diperoleh dengan sintesis kimia, maka sesuai dengan prinsip simetri, kira-kira jumlah molekul yang sama diperoleh, dipelintir dalam heliks kanan dan kiri. Jadi, semua kehidupan di planet kita terdiri dari molekul yang dipilin dalam spiral kidal. Harap dicatat bahwa hati Anda juga digeser ke kiri, bukan ke kanan. Mengapa demikian masih harus dilihat. Namun, untuk saat ini, prinsip simetri, betapapun tampak jelas, sangat, sangat terbatas.

Yang lebih terbatas, meski tak kalah bermanfaat, adalah prinsip kesamaan. Menurut prinsip ini, setelah transformasi tertentu, persamaan yang menggambarkan sistem serupa menjadi sama.

Ambil, misalnya, apa yang disebut osilasi kecil. Ternyata setelah beberapa transformasi matematis, osilasi beban yang ditangguhkan pada tali dan arus listrik dalam rangkaian osilasi dapat dijelaskan dengan persamaan yang sama. Prinsip kesamaan dapat diterapkan, sayangnya, tidak selalu. Namun, jika dalam kegiatan praktik Anda, Anda telah berhasil menemukan kesamaan antara beberapa kelompok fenomena, pertimbangkan bahwa Anda dijamin sukses.

Prinsip relativitas

Menurut prinsip relativitas, tidak ada gerak mutlak. Dan akibatnya, tidak ada ruang absolut, waktu absolut, dll. Prinsip ini menyiratkan bahwa jalannya proses alam tidak bergantung pada sudut pandang pengamat yang menggambarkannya. Hal itu dikemukakan oleh Albert Einstein sebagai salah satu landasan teori relativitas privat. Dibantah oleh banyak ilmuwan. Saat ini, ia telah dengan kuat memasuki inti inert dari paradigma ilmiah modern.

Konsekuensi langsung dari prinsip relativitas adalah prinsip invarian hukum alam terhadap transformasi kerangka acuan di mana mereka dirumuskan. Prinsip invarians menyatakan bahwa bentuk persamaan dasar yang menggambarkan fenomena alam tidak bergantung pada transformasi koordinat dan waktu yang termasuk dalam persamaan tersebut.

Kursus penuh disiplin disajikan dalam bentuk yang ringkas dan dapat diakses, konsep modern terpenting dari ilmu alam mati dan hidup disorot. Ini adalah versi tambahan dan revisi dari buku teks yang direkomendasikan oleh Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia untuk mempelajari kursus "Konsep ilmu alam modern". Untuk mahasiswa sarjana, sarjana, mahasiswa pascasarjana dan guru humaniora, untuk guru sekolah menengah, bacaan dan perguruan tinggi, serta untuk berbagai pembaca yang tertarik pada berbagai aspek ilmu alam.

* * *

Berikut kutipan dari buku Konsep ilmu alam modern (A. P. Sadokhin) disediakan oleh mitra buku kami - perusahaan LitRes.

Bab 3. Ilmu alam: subjeknya, struktur dan sejarah pembentukannya

3.1. Subjek dan struktur ilmu alam

Hasrat seseorang akan pengetahuan tentang dunia sekitarnya diungkapkan dalam berbagai bentuk, metode, dan arah kegiatan penelitiannya. Setiap bagian utama dari dunia objektif - alam, masyarakat dan manusia - dipelajari oleh ilmu-ilmu yang terpisah. Totalitas pengetahuan ilmiah tentang alam dibentuk oleh ilmu pengetahuan alam. Secara etimologis, kata "ilmu alam" berasal dari gabungan dua kata: "alam" - alam dan "pengetahuan" - pengetahuan tentang alam.

Dalam penggunaan modern, istilah "ilmu alam" dalam bentuk umumnya biasanya menunjukkan seperangkat ilmu alam yang sebagai subjek penelitian mereka berbagai fenomena dan proses alam, hukum evolusi mereka. Selain itu, ilmu alam merupakan ilmu alam yang berdiri sendiri dan terpisah secara keseluruhan. Dalam kapasitas ini, ini memungkinkan kita untuk mempelajari objek apa pun di dunia di sekitar kita lebih dalam daripada yang dapat dilakukan oleh ilmu alam mana pun. Oleh karena itu, ilmu pengetahuan alam, bersama dengan ilmu-ilmu masyarakat dan pemikiran, adalah bagian terpenting dari pengetahuan manusia. Ini mencakup aktivitas memperoleh pengetahuan dan hasilnya, yaitu sistem pengetahuan ilmiah tentang proses dan fenomena alam.

Konsep "ilmu alam" muncul di zaman modern di Eropa Barat dan kemudian menunjukkan totalitas ilmu-ilmu alam. Akar ide ini bahkan lebih dalam, ke Yunani kuno pada zaman Aristoteles, yang merupakan orang pertama yang mensistematisasikan pengetahuan tentang alam yang kemudian tersedia dalam Fisikanya. Saat ini, ada dua gagasan yang tersebar luas tentang subjek ilmu pengetahuan alam. Yang pertama menegaskan bahwa ilmu alam adalah ilmu alam sebagai satu kesatuan, yang kedua menegaskan bahwa itu adalah totalitas ilmu-ilmu alam yang dianggap sebagai keseluruhan. Sepintas, definisi ini berbeda. Faktanya, perbedaannya tidak terlalu besar, karena totalitas ilmu-ilmu alam bukan hanya kumpulan ilmu-ilmu yang berbeda, tetapi satu kompleks ilmu-ilmu alam yang saling berhubungan erat dan saling melengkapi.

Sebagai ilmu yang mandiri, IPA memiliki mata pelajaran tersendiri, berbeda dengan mata pelajaran IPA khusus (swasta). Kekhususannya adalah mengeksplorasi fenomena alam yang sama dari posisi beberapa ilmu sekaligus, mengungkapkan pola dan tren yang paling umum, mengingat alam "dari atas". Ini adalah satu-satunya cara untuk menghadirkan alam sebagai satu sistem integral, untuk mengungkapkan fondasi di mana seluruh ragam objek dan fenomena dunia sekitarnya dibangun. Hasil kajian tersebut adalah rumusan hukum-hukum dasar yang menghubungkan dunia mikro, makro, dan mega, Bumi dan Kosmos, fenomena fisika dan kimia dengan kehidupan dan pikiran di Semesta.

Ketika mempertimbangkan masalah struktur sains, kami mencatat bahwa itu adalah sistem pengetahuan bercabang yang kompleks. Ilmu pengetahuan alam adalah sistem yang tidak kalah kompleksnya, yang kesemuanya berhubungan dengan subordinasi hierarkis. Ini berarti bahwa sistem ilmu-ilmu alam dapat direpresentasikan sebagai semacam tangga, yang setiap langkahnya merupakan penopang bagi ilmu yang mengikutinya dan, pada gilirannya, didasarkan pada data ilmu sebelumnya.

Dasar dari semua ilmu alam, tidak diragukan lagi, adalah fisika, yang subjeknya adalah tubuh, gerakannya, transformasinya, dan bentuk manifestasinya di berbagai tingkatan. Mustahil untuk terlibat dalam ilmu alam apa pun tanpa mengetahui fisika. Dalam fisika, ada sejumlah besar subbagian yang berbeda dalam subjek spesifik dan metode penelitiannya. Yang paling penting di antara mereka adalah mekanika - doktrin keseimbangan dan pergerakan tubuh (atau bagian-bagiannya) dalam ruang dan waktu. Gerak mekanis adalah bentuk gerak materi yang paling sederhana dan sekaligus paling umum. Mekanika secara historis menjadi ilmu fisika pertama dan untuk waktu yang lama menjadi model untuk semua ilmu alam. Bagian mekanika adalah statika, yang mempelajari kondisi keseimbangan benda; kinematika, berurusan dengan pergerakan benda dari sudut pandang geometris; dinamika, mengingat gerakan benda di bawah aksi gaya yang diterapkan. Mekanika adalah fisika makrokosmos, yang berasal dari zaman modern. Ini didasarkan pada mekanika statistik (teori kinetik-molekul), yang mempelajari gerakan molekul cair dan gas. Kemudian muncul fisika atom dan fisika partikel elementer.

Langkah berikutnya dalam hierarki adalah kimia, yang mempelajari unsur-unsur kimia, sifat-sifatnya, transformasi dan senyawanya. Fakta bahwa itu didasarkan pada fisika mudah dibuktikan. Bahkan di pelajaran kimia sekolah, mereka berbicara tentang struktur unsur kimia, kulit elektronnya; ini adalah contoh penggunaan pengetahuan fisika dalam kimia. Dalam kimia, kimia anorganik dan organik, kimia bahan dan bagian lainnya dibedakan.

Pada gilirannya, kimia membentuk dasar biologi - ilmu tentang makhluk hidup, yang mempelajari sel dan segala sesuatu yang berasal darinya. Pengetahuan biologi didasarkan pada pengetahuan tentang materi, unsur-unsur kimia. Di antara ilmu biologi, botani (dunia tumbuhan), zoologi (dunia hewan) harus dibedakan. Anatomi, fisiologi dan embriologi mempelajari struktur, fungsi dan perkembangan suatu organisme, sitologi - sel hidup, histologi - sifat-sifat jaringan, paleontologi - sisa-sisa fosil kehidupan, genetika - masalah hereditas dan variabilitas.

Ilmu bumi adalah langkah selanjutnya dalam struktur ilmu alam. Kelompok ini mencakup geologi, geografi, ekologi, dll. Semuanya mempertimbangkan struktur dan perkembangan planet kita, yang merupakan kombinasi kompleks dari fenomena dan proses fisik, kimia dan biologi.

Piramida agung pengetahuan tentang alam dilengkapi oleh kosmologi, yang mempelajari Semesta secara keseluruhan. Bagian dari pengetahuan ini adalah astronomi dan kosmogoni, yang mempelajari struktur dan asal usul planet, bintang, galaksi, dll. Pada tingkat ini, kembalinya fisika baru terjadi, yang memungkinkan kita untuk berbicara tentang siklus, sifat tertutup dari ilmu alam. , yang jelas mencerminkan salah satu sifat yang paling penting dari alam.

Struktur ilmu alam tidak terbatas pada ilmu-ilmu yang disebutkan di atas. Faktanya adalah bahwa dalam sains ada proses diferensiasi dan integrasi pengetahuan ilmiah yang kompleks. Diferensiasi ilmu adalah alokasi dalam setiap ilmu yang lebih sempit, bidang penelitian tertentu, transformasi mereka menjadi ilmu independen. Jadi, dalam fisika, fisika solid-state dan fisika plasma menonjol.

Integrasi sains adalah munculnya sains baru di persimpangan yang lama, manifestasi dari proses penyatuan pengetahuan ilmiah. Contoh dari jenis ilmu ini adalah kimia fisik, fisika kimia, biofisika, biokimia, geokimia, biogeokimia, astrobiologi, dll.

Dengan demikian, piramida ilmu alam yang telah kita bangun menjadi jauh lebih rumit, termasuk sejumlah besar elemen tambahan dan perantara.

3.2. Sejarah ilmu alam

Dalam sejarah perkembangan peradaban manusia, pembentukan pengetahuan ilmiah di bawah pengaruh berbagai faktor dan penyebab telah berlangsung lama. Dengan demikian, ilmu alam, sebagai bagian integral dari ilmu pengetahuan, memiliki sejarah kompleks yang sama. Hal ini tidak dapat dipahami tanpa menelusuri sejarah perkembangan ilmu pengetahuan secara keseluruhan. Menurut sejarawan ilmu pengetahuan, perkembangan ilmu pengetahuan alam melewati tiga tahap dan pada akhir abad kedua puluh. memasuki tahap keempat. Tahapan tersebut adalah filsafat alam Yunani kuno, ilmu alam abad pertengahan, ilmu alam klasik zaman Modern dan Kontemporer, dan ilmu alam modern abad ke-20.

Perkembangan ilmu pengetahuan alam tunduk pada periodisasi ini. Pada tahap pertama, ada akumulasi informasi terapan tentang sifat dan metode penggunaan kekuatan dan tubuhnya. Inilah yang disebut tahap filosofis-alamiah dalam perkembangan ilmu pengetahuan, yang mewakili perenungan langsung tentang alam sebagai satu kesatuan yang tidak terbagi. Pada tahap ini, ada cakupan yang benar dari gambaran umum alam sementara mengabaikan hal-hal khusus, yang merupakan karakteristik dari semua filsafat alam Yunani.

Kemudian, proses akumulasi pengetahuan dilengkapi dengan pemahaman teoretis tentang penyebab, metode, dan karakteristik perubahan alam, dan konsep pertama dari penjelasan rasional tentang proses alam muncul. Akibatnya, apa yang disebut tahap analitis dalam pengembangan ilmu pengetahuan telah tiba, ketika analisis alam terjadi, isolasi dan studi tentang hal-hal dan fenomena individu, pencarian sebab dan akibat individu. Pendekatan ini khas untuk tahap awal pengembangan ilmu apa pun, dan dalam sejarah perkembangan ilmu pengetahuan - untuk Abad Pertengahan Akhir dan Zaman Baru. Pada masa ini, metode dan teori digabungkan menjadi ilmu alam sebagai ilmu alam yang integral, serangkaian revolusi ilmiah terjadi yang secara radikal mengubah praktik pembangunan sosial.

Hasil pengembangan ilmu pengetahuan adalah tahap sintetis, ketika para ilmuwan telah menciptakan kembali gambaran lengkap tentang dunia berdasarkan detail yang diketahui. Hal ini terjadi atas dasar menggabungkan analisis dengan sintesis dan menyebabkan munculnya ilmu pengetahuan modern abad ke-20.

Awal dari ilmu. Filsafat alam Yunani kuno. Sains adalah fenomena sosial multifaset yang kompleks yang tidak dapat muncul atau berkembang di luar masyarakat. Sains hanya muncul ketika kondisi objektif khusus diciptakan untuk ini yang memenuhi kriteria sains yang disebutkan sebelumnya. Kondisi ini sesuai dengan pengetahuan Yunani kuno abad VI-IV. SM e. Pada saat itu, fitur-fitur baru secara fundamental muncul dalam budaya Yunani kuno, yang tidak ada di Timur Kuno - pusat kelahiran peradaban manusia yang diakui.

Munculnya bentuk-bentuk pengetahuan pertama terjadi di peradaban Timur. Lebih dari 2 ribu tahun SM. e. di Mesir, Babilonia, India, Cina, telah terjalin hubungan antara pengetahuan teoretis dan keterampilan praktis. Ini terjadi di semua bidang aktivitas manusia, tetapi terutama terkait dengan budaya pertanian (pengetahuan astronomi pertama berkontribusi pada prediksi cuaca, dasar-dasar matematika memungkinkan untuk mengukur luas daratan, dll.).

Sejarawan sains mengaitkan kemunculan sains alam dengan ledakan sains pada abad ke-6-4. SM e. di Yunani kuno, yang menandai awal periode pertama dalam sejarah ilmu pengetahuan alam - periode filsafat alam (dari lat. alam- alam), yaitu filsafat alam sebagai suatu sistem pengetahuan tentang sebab-sebab alamiah dari gejala alam. Dari pengetahuan praktis, yang pada masa itu diberikan oleh matematika, astronomi, sihir, dibedakan dengan interpretasi spekulatif tentang alam berdasarkan posisi kesatuan fenomena alam dan keutuhannya.

Awal dari filsafat alam Yunani kuno mengacu pada upaya untuk mencari elemen utama alam yang menjamin kesatuan dan keragaman dunia alam. Ini berarti bahwa filsafat alam dibedakan oleh keinginan untuk memilih satu elemen alam sebagai dasar dari segala sesuatu yang ada. Untuk pertama kalinya dalam sejarah, keinginan ini diungkapkan oleh filsuf sekolah Miletus Thales, yang menganggap air sebagai elemen utama seluruh dunia, karena tidak mungkin menemukan tubuh yang benar-benar kering di dunia.

Dalam sains kuno, Thales adalah astronom dan matematikawan pertama, ia dikreditkan dengan penemuan rotasi tahunan Matahari, menentukan waktu titik balik matahari dan ekuinoks. Thales berpendapat bahwa bulan tidak bersinar dengan cahayanya sendiri, dan benda-benda langit adalah bumi yang menyala. Thales membagi seluruh bola langit menjadi lima zona dan memperkenalkan kalender, menentukan panjang tahun pada 365 hari dan membaginya menjadi 12 bulan dengan 30 hari.

Program ilmiah pertama Zaman Kuno adalah program matematika yang diperkenalkan oleh Pythagoras dari Samos dan kemudian dikembangkan oleh Plato. Pada dasarnya, serta atas dasar program kuno lainnya, terdapat gagasan bahwa dunia (Kosmos) adalah ekspresi yang teratur dari sejumlah entitas awal. Pythagoras menemukan entitas ini dalam jumlah dan menyajikannya sebagai prinsip dasar dunia. Rasio numerik dianggap olehnya sebagai dasar dari seluruh alam semesta, sumber harmoni Kosmos. Menurut Pythagoras dan murid-muridnya, dunia didasarkan pada hubungan kuantitatif realitas. Mereka menganggap seluruh Semesta sebagai harmoni angka dan hubungan mereka, menghubungkan sifat mistik khusus dengan angka-angka tertentu. Pendekatan ini memungkinkan untuk melihat kesatuan kuantitatif mereka di balik dunia berbagai objek yang berbeda secara kualitatif. Selain itu, Pythagoras pertama kali mengajukan gagasan tentang bentuk bumi yang bulat. Perwujudan yang paling mencolok dari program matematika adalah geometri Euclid, yang bukunya yang terkenal "Elements" muncul sekitar 300 SM. e.

Filsafat alam Yunani kuno menerima perkembangan tertinggi dalam ajaran Aristoteles, yang menyatukan dan mensistematisasikan semua pengetahuan tentang dunia di sekitarnya yang sezaman dengannya. Ini menjadi dasar dari program kontinum ketiga dari ilmu pengetahuan kuno. Risalah utama yang membentuk doktrin Aristoteles tentang alam adalah "Fisika", "Di Langit", "Meteorologi", "Tentang Asal Usul Hewan", dll. Dalam risalah ini, masalah ilmiah yang paling penting diajukan dan dipertimbangkan, yang kemudian menjadi dasar munculnya ilmu-ilmu individual. Aristoteles memberikan perhatian khusus pada masalah pergerakan tubuh fisik, meletakkan dasar untuk studi gerakan mekanis dan pembentukan konsep mekanika (kecepatan, gaya, dll.). Benar, gagasan Aristoteles tentang gerakan pada dasarnya berbeda dari gagasan modern. Dia percaya bahwa ada gerakan melingkar yang sempurna dari benda-benda angkasa dan gerakan benda-benda duniawi yang tidak sempurna. Jika gerakan surgawi adalah abadi dan tidak berubah, tidak memiliki awal dan akhir, maka gerakan duniawi memilikinya dan dibagi menjadi alami dan kekerasan. Menurut Aristoteles, setiap tubuh memiliki tempat alami yang dimaksudkan untuknya, yang ingin ditempati oleh tubuh ini. Pergerakan tubuh ke tempat mereka adalah gerakan alami, itu terjadi dengan sendirinya, tanpa penerapan kekuatan. Contohnya adalah jatuhnya benda berat ke bawah, aspirasi api ke atas. Semua gerakan lain di Bumi memerlukan penerapan kekuatan, diarahkan terhadap sifat tubuh, dan kekerasan. Aristoteles membuktikan keabadian gerak, tetapi tidak mengakui kemungkinan gerak diri materi; segala sesuatu yang bergerak digerakkan oleh benda-benda lain. Sumber utama gerakan di dunia adalah penggerak utama - Tuhan. Seperti model Kosmos, gagasan-gagasan ini, berkat otoritas Aristoteles yang tak terbantahkan, begitu mengakar di benak para pemikir Eropa sehingga hanya disangkal di zaman modern, setelah penemuan gagasan inersia oleh G. Galileo .

Kosmologi Aristoteles bersifat geosentris, karena didasarkan pada gagasan bahwa di pusat dunia adalah planet kita, Bumi, yang berbentuk bulat dan dikelilingi oleh air, udara, dan api, di belakangnya terdapat bola-bola benda angkasa besar yang berputar. mengelilingi Bumi bersama dengan tokoh-tokoh kecil lainnya.

Pencapaian Aristoteles yang tak terbantahkan adalah penciptaan logika formal, yang dituangkan dalam risalahnya "Organon" dan meletakkan sains di atas dasar yang kuat dari pemikiran berbasis logis menggunakan peralatan konseptual yang tertata. Dia juga memiliki persetujuan atas urutan penelitian ilmiah, yang meliputi studi tentang sejarah masalah, rumusan masalah, pengenalan argumen "untuk" dan "menentang", serta alasan untuk keputusan tersebut. Setelah karya-karya Aristoteles, pengetahuan ilmiah akhirnya lepas dari metafisika (filsafat), terjadi pembedaan dari pengetahuan ilmiah itu sendiri. Matematika, fisika, geografi, dasar-dasar biologi dan ilmu kedokteran menonjol di dalamnya.

Sebagai penutup cerita tentang ilmu pengetahuan kuno, tidak ada salahnya untuk menyebutkan karya ilmuwan terkemuka lainnya saat ini. Astronomi berkembang secara aktif, yang perlu membawa gerakan planet yang diamati ke dalam garis (mereka bergerak di sepanjang lintasan yang kompleks, membuat gerakan berosilasi, seperti lingkaran) dengan gerakan yang seharusnya dalam orbit melingkar, seperti yang dipersyaratkan oleh model geosentris dunia. Solusi untuk masalah ini adalah sistem episiklus dan turunan dari astronom Aleksandria K. Ptolemy (abad I-II M). Untuk menyelamatkan model geosentris dunia, ia menyarankan bahwa di sekitar Bumi yang tidak bergerak ada lingkaran dengan pusat yang dipindahkan relatif terhadap pusat Bumi. Sepanjang lingkaran ini, yang disebut deferent, menggerakkan pusat lingkaran yang lebih kecil, yang disebut epicycle.

Mustahil untuk tidak menyebutkan ilmuwan kuno lain yang meletakkan dasar-dasar fisika matematika. Ini Archimedes, yang hidup pada abad III. SM e. Karyanya tentang fisika dan mekanika merupakan pengecualian dari aturan umum sains kuno, karena ia menggunakan pengetahuannya untuk membangun berbagai mesin dan mekanisme. Namun demikian, hal utama baginya, seperti halnya ilmuwan kuno lainnya, adalah sains itu sendiri, dan mekanika menjadi sarana penting untuk memecahkan masalah matematika. Meskipun bagi Archimedes teknologi hanyalah permainan pikiran (sikap terhadap teknologi, terhadap mesin sebagai mainan adalah karakteristik dari seluruh ilmu Helenistik), karya ilmuwan memainkan peran mendasar dalam munculnya bagian-bagian fisika seperti statika dan hidrostatika. Dalam statika, Archimedes memperkenalkan konsep pusat gravitasi benda, merumuskan hukum tuas. Dalam hidrostatika, ia menemukan hukum yang menyandang namanya: gaya apung bekerja pada benda yang dicelupkan ke dalam zat cair, sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Seperti dapat dilihat dari atas dan jauh dari daftar lengkap ide dan tren dalam filsafat alam, pada tahap ini fondasi banyak teori dan cabang ilmu alam modern diletakkan. Tidak kalah pentingnya adalah pembentukan gaya berpikir ilmiah selama periode ini, yang meliputi keinginan untuk inovasi, kritik, keinginan untuk keteraturan dan sikap skeptis terhadap kebenaran yang diterima secara umum, pencarian universal yang memberikan pemahaman rasional tentang keseluruhan. dunia sekitar.

Kemunduran budaya Yunani kuno praktis menghentikan perkembangan filsafat alam, tetapi ide-idenya tetap ada untuk waktu yang cukup lama. Akhirnya, filsafat alam kehilangan signifikansinya hanya pada abad ke-19, ketika ia berhenti menggantikan ilmu-ilmu yang hilang, ketika ilmu alam mencapai tingkat perkembangan yang tinggi, sejumlah besar materi faktual dikumpulkan dan disistematisasikan, yaitu ketika penyebab-penyebab yang sebenarnya. dari banyak fenomena alam terungkap dan hubungan nyata di antara mereka.

Perkembangan ilmu pengetahuan pada Abad Pertengahan. Perkembangan ilmu pengetahuan alam pada Abad Pertengahan dikaitkan dengan berdirinya dua agama dunia: Kristen dan Islam, yang diklaim memiliki pengetahuan alam yang mutlak. Agama-agama ini menjelaskan asal mula alam dalam bentuk kreasionisme, yaitu doktrin penciptaan alam oleh Tuhan. Semua upaya lain untuk menjelaskan dunia dan alam dari diri mereka sendiri, tanpa pengakuan kekuatan ilahi supernatural, dikutuk dan ditekan tanpa ampun. Banyak prestasi ilmu pengetahuan kuno dilupakan pada saat yang sama.

Tidak seperti Antiquity, sains abad pertengahan tidak menawarkan program fundamental baru. Pada saat yang sama, itu tidak terbatas pada asimilasi pasif dari pencapaian sains kuno. Kontribusi sains abad pertengahan untuk pengembangan pengetahuan ilmiah terdiri dari fakta bahwa sejumlah interpretasi baru dan klarifikasi sains kuno diusulkan, sejumlah konsep dan metode penelitian baru yang menghancurkan program ilmiah kuno, membuka jalan bagi mekanisme Zaman Baru.

Dari sudut pandang pandangan dunia Kristen, manusia dianggap diciptakan menurut gambar dan rupa Allah, ia adalah penguasa dunia duniawi. Dengan demikian, ide yang sangat penting menembus ke dalam kesadaran seseorang, yang tidak pernah muncul dan tidak dapat muncul di Zaman Kuno: karena seseorang adalah penguasa dunia ini, itu berarti dia memiliki hak untuk membuat kembali dunia ini sesuai kebutuhannya. Pendekatan baru yang aktif terhadap alam juga dikaitkan dengan perubahan sikap terhadap pekerjaan, yang menjadi kewajiban setiap orang Kristen; secara bertahap, kerja fisik mulai semakin dihargai dalam masyarakat abad pertengahan. Pada saat yang sama, muncul keinginan untuk memfasilitasi pekerjaan ini, yang menyebabkan sikap baru terhadap teknologi. Penemuan mesin dan mekanisme tidak lagi menyenangkan, seperti di Zaman Kuno, dan menjadi bisnis yang berguna dan dihormati.

Jadi, pandangan dunia Kristenlah yang menabur benih sikap baru terhadap alam. Sikap ini memungkinkan untuk menjauh dari sikap kontemplatif terhadapnya dan sampai pada ilmu eksperimental Zaman Baru, yang menetapkan sebagai tujuannya transformasi praktis dunia untuk kepentingan manusia.

Di kedalaman budaya abad pertengahan, bidang pengetahuan khusus seperti astrologi, alkimia, iatrokimia, dan sihir alam berhasil dikembangkan. Seringkali mereka disebut ilmu hermetis (rahasia). Mereka adalah penghubung antara keahlian teknis dan filsafat alam, mereka mengandung benih sains eksperimental masa depan karena orientasi praktisnya. Misalnya, selama satu milenium, para alkemis mencoba mendapatkan batu filsuf dengan bantuan reaksi kimia, yang berkontribusi pada transformasi zat apa pun menjadi emas, untuk menyiapkan ramuan umur panjang. Hasil sampingan dari pencarian dan penelitian ini adalah teknologi untuk memperoleh cat, kaca, obat-obatan, berbagai bahan kimia, dll. Jadi, studi alkimia, yang secara teoritis tidak dapat dipertahankan, mempersiapkan kemungkinan munculnya ilmu pengetahuan modern.

Sangat penting untuk pembentukan ilmu klasik zaman modern adalah ide-ide baru tentang dunia, menyangkal beberapa ketentuan gambaran ilmiah kuno tentang dunia. Mereka membentuk dasar penjelasan mekanistik dunia. Tanpa ide-ide seperti itu, ilmu alam klasik tidak mungkin muncul. Ini adalah bagaimana konsep kekosongan, ruang tak terbatas dan gerakan dalam garis lurus muncul, konsep "kecepatan rata-rata", "gerakan dipercepat seragam", konsep percepatan matang. Tentu saja, konsep-konsep ini belum dapat dianggap dirumuskan dengan jelas dan disadari, tetapi tanpa mereka fisika zaman modern tidak mungkin muncul.

Juga, pemahaman baru tentang mekanika diletakkan, yang pada zaman kuno adalah ilmu terapan. Zaman Kuno dan Abad Pertengahan Awal menganggap semua alat buatan manusia sebagai buatan, asing bagi alam. Karena itu, mereka tidak ada hubungannya dengan pengetahuan dunia, karena prinsip "seperti dikenal dengan suka" berlaku. Itulah sebabnya hanya pikiran manusia, berdasarkan prinsip kesamaan manusia dengan Kosmos (kesatuan Kosmos mikro dan makro), yang dapat mengenali dunia. Kemudian, alat-alat mulai dianggap sebagai bagian dari alam, hanya diproses oleh manusia, dan berdasarkan identitasnya, mereka dapat digunakan untuk memahami dunia. Kemungkinan menggunakan metode eksperimental kognisi dibuka.

Inovasi lain adalah penolakan terhadap ide kuno tentang model kesempurnaan - lingkaran. Model ini digantikan oleh model garis tak hingga, yang berkontribusi pada pembentukan gagasan tentang ketidakterbatasan Alam Semesta, dan juga mendasari kalkulus jumlah yang sangat kecil, yang tanpanya kalkulus diferensial dan integral tidak mungkin dilakukan. Seluruh matematika zaman modern, dan karenanya seluruh ilmu pengetahuan klasik, dibangun di atasnya.

Mempertimbangkan pertanyaan tentang pencapaian ilmu pengetahuan abad pertengahan, perlu dicatat Leonardo da Vinci, yang mengembangkan metodenya sendiri untuk memahami alam. Dia yakin bahwa pengetahuan berasal dari pengalaman pribadi dan hasil nyata ke generalisasi ilmiah. Menurutnya, pengalaman bukan hanya sumber, tetapi juga kriteria pengetahuan. Menjadi penganut metode penelitian eksperimental, ia mempelajari kejatuhan benda, lintasan proyektil, koefisien gesekan, hambatan bahan, dll. Dalam penelitiannya, da Vinci meletakkan dasar untuk ilmu alam eksperimental. . Misalnya, saat melakukan anatomi praktis, ia meninggalkan sketsa organ dalam seseorang, dilengkapi dengan deskripsi fungsinya. Sebagai hasil dari pengamatan selama bertahun-tahun, ia mengungkapkan fenomena heliotropisme (perubahan arah pertumbuhan organ tanaman tergantung pada sumber cahaya) dan menjelaskan alasan munculnya urat pada daun. Leonardo da Vinci dianggap sebagai peneliti pertama yang mengidentifikasi masalah hubungan antara makhluk hidup dan lingkungan alamnya.

3.3. Revolusi ilmiah global abad 16-17.

Pada abad 16-17, pengetahuan alam-filosofis dan skolastik tentang alam berubah menjadi ilmu alam modern - pengetahuan ilmiah sistematis berdasarkan eksperimen dan presentasi matematis. Selama periode ini, pandangan dunia baru terbentuk di Eropa dan tahap baru dalam pengembangan ilmu pengetahuan dimulai, terkait dengan revolusi ilmiah alam global pertama. Titik awalnya adalah publikasi pada tahun 1543 buku terkenal oleh N. Copernicus "On the rotation of the celestial spheres", yang menandai transisi dari ide-ide geosentris tentang dunia ke model heliosentris Semesta. Dalam skema Copernicus, alam semesta masih tetap bulat, meskipun ukurannya meningkat secara dramatis (ini adalah satu-satunya cara untuk menjelaskan imobilitas bintang yang tampak). Di tengah Kosmos adalah Matahari, di mana semua planet yang dikenal pada waktu itu, termasuk Bumi dengan satelitnya, Bulan, berputar. Model baru dunia memperjelas banyak efek misterius sebelumnya, pertama-tama, gerakan planet-planet seperti lingkaran, yang sekarang dijelaskan oleh pergerakan Bumi di sekitar porosnya dan di sekitar Matahari. Untuk pertama kalinya, pergantian musim dibenarkan.

Langkah selanjutnya dalam pembentukan gambaran heliosentris dunia dilakukan oleh D. Bruno. Dia menolak gagasan Kosmos sebagai bola tertutup yang dibatasi oleh bintang-bintang tetap, dan untuk pertama kalinya menyatakan bahwa bintang-bintang bukanlah lampu yang diciptakan Tuhan untuk menerangi langit malam, tetapi matahari yang sama di mana planet-planet dapat berputar dan berputar. mana orang bisa hidup. Jadi, D. Bruno mengusulkan sketsa gambar polisentris baru alam semesta, yang akhirnya ditetapkan satu abad kemudian: Alam semesta abadi dalam waktu, tak terbatas dalam ruang, banyak planet yang dihuni makhluk cerdas berputar di sekitar bintang dalam jumlah tak terbatas.

Namun, terlepas dari keagungan gambar ini, Semesta terus menjadi sketsa, sketsa, yang membutuhkan pembenaran mendasar. Itu perlu untuk menemukan hukum yang berlaku di dunia dan membuktikan kebenaran asumsi N. Copernicus dan D. Bruno; ini menjadi tugas terpenting dari revolusi ilmiah global pertama, yang dimulai dengan penemuan G. Galileo. Karya-karyanya di bidang metodologi pengetahuan ilmiah telah menentukan seluruh citra klasik, dan dalam banyak hal sains modern. Dia memberi ilmu alam karakter eksperimental dan matematika, merumuskan model hipotetis-deduktif dari pengetahuan ilmiah. Tetapi karya-karya G. Galileo di bidang astronomi dan fisika sangat penting bagi perkembangan ilmu pengetahuan alam.

Sejak zaman Aristoteles, para ilmuwan percaya bahwa ada perbedaan mendasar antara fenomena dan benda terestrial dan langit, karena langit adalah lokasi benda-benda ideal yang terdiri dari eter. Karena itu, diyakini bahwa, berada di Bumi, tidak mungkin untuk mempelajari benda langit, ini menunda perkembangan ilmu pengetahuan. Setelah teleskop ditemukan pada tahun 1608, G. Galileo menyempurnakannya dan mengubahnya menjadi teleskop dengan perbesaran 30x. Dengan bantuannya, ia membuat sejumlah penemuan astronomi yang luar biasa. Diantaranya adalah gunung-gunung di Bulan, bintik-bintik di Matahari, fase-fase Venus, empat bulan terbesar Jupiter. G. Galileo adalah orang pertama yang melihat bahwa Bima Sakti adalah gugusan bintang yang sangat banyak. Semua fakta ini membuktikan bahwa benda-benda langit bukanlah makhluk halus, tetapi objek dan fenomena yang cukup material. Lagi pula, tidak mungkin ada gunung di tubuh yang "ideal", seperti di Bulan, atau bintik-bintik, seperti di Matahari.

Dengan bantuan penemuannya di bidang mekanika, G. Galileo menghancurkan konstruksi dogmatis fisika Aristoteles yang mendominasi selama hampir dua ribu tahun. Untuk pertama kalinya, ia menguji banyak pernyataan Aristoteles secara empiris, dengan demikian meletakkan dasar bagi cabang baru fisika - dinamika, ilmu tentang pergerakan benda di bawah aksi gaya yang diterapkan. Adalah G. Galileo yang merumuskan konsep hukum fisika, kecepatan, percepatan. Tetapi penemuan terbesar ilmuwan adalah gagasan kelembaman dan prinsip relativitas klasik.

Menurut prinsip relativitas klasik, tidak ada eksperimen mekanik yang dilakukan di dalam sistem yang dapat menentukan apakah sistem dalam keadaan diam atau bergerak lurus dan beraturan. Juga, prinsip relativitas klasik menyatakan bahwa tidak ada perbedaan antara diam dan gerak lurus beraturan, mereka dijelaskan oleh hukum yang sama. G. Galileo menegaskan kesetaraan gerak dan istirahat, yaitu kesetaraan sistem inersia (diam atau bergerak relatif satu sama lain seragam dan bujursangkar), dengan alasan dengan banyak contoh. Misalnya, seorang musafir di kabin kapal memiliki alasan yang baik untuk percaya bahwa sebuah buku yang tergeletak di atas mejanya sedang diam. Tetapi pria di pantai melihat bahwa kapal sedang berlayar, dan memiliki banyak alasan untuk mengatakan bahwa buku itu bergerak dengan kecepatan yang sama dengan kapal. Apakah ini cara buku benar-benar bergerak atau diam? Pertanyaan ini jelas tidak bisa dijawab "ya" atau "tidak". Pertengkaran antara musafir dan pria di tepi pantai akan membuang-buang waktu jika masing-masing mempertahankan sudut pandangnya dan menyangkal sudut pandang pasangannya. Untuk menyepakati posisi, mereka hanya perlu mengenali bahwa pada saat yang sama buku itu diam relatif terhadap kapal dan bergerak relatif ke pantai dengan kapal.

Jadi, kata "relativitas" atas nama prinsip Galileo tidak memiliki arti lain selain dari apa yang kita masukkan ke dalam pernyataan: gerak atau diam selalu adalah gerak atau diam relatif terhadap apa yang kita gunakan sebagai kerangka acuan.

Peran besar dalam pengembangan sains dimainkan oleh penelitian R. Descartes dalam fisika, kosmologi, biologi, dan matematika. Ajaran R. Descartes adalah suatu kesatuan sistem ilmu alam dan filsafat yang didasarkan pada dalil-dalil keberadaan materi yang terus menerus yang mengisi seluruh ruang, dan gerak mekanisnya. Ilmuwan menetapkan tugas untuk menjelaskan semua fenomena alam yang diketahui dan tidak diketahui, berdasarkan prinsip-prinsip struktur dunia yang ditetapkan olehnya dan ide-ide tentang materi, hanya menggunakan "kebenaran abadi" matematika. Dia menghidupkan kembali ide-ide atomisme kuno dan membangun gambaran alam semesta yang megah, yang mencakup semua elemen alam: dari benda-benda langit hingga fisiologi hewan dan manusia. Pada saat yang sama, R. Descartes membangun model alamnya hanya berdasarkan mekanika, yang pada saat itu mencapai kesuksesan terbesar. Gagasan tentang alam sebagai mekanisme kompleks, yang dikembangkan R. Descartes dalam ajarannya, kemudian dibentuk menjadi arah mandiri dalam perkembangan fisika, yang disebut Cartesianisme. Ilmu alam Cartesian (Cartesian) meletakkan dasar untuk pemahaman mekanis tentang alam, proses yang dianggap sebagai pergerakan benda di sepanjang lintasan yang dijelaskan secara geometris. Namun, pengajaran Cartesian tidak lengkap. Secara khusus, gerakan planet-planet harus mematuhi hukum inersia, yaitu, menjadi bujursangkar dan seragam. Tetapi karena orbit planet-planet tetap kurva tertutup terus menerus dan tidak ada gerakan seperti itu terjadi, menjadi jelas bahwa beberapa jenis gaya membelokkan pergerakan planet-planet dari lintasan bujursangkar dan membuat mereka terus-menerus "jatuh" ke arah Matahari. Sejak saat itu, masalah terpenting dari kosmologi baru adalah menjelaskan sifat dan karakter gaya ini.

Sifat gaya ini ditemukan oleh I. Newton, yang karyanya menyelesaikan revolusi ilmiah alam global pertama. Dia membuktikan keberadaan gravitasi sebagai kekuatan universal, merumuskan hukum gravitasi universal.

Fisika Newton menjadi puncak perkembangan pandangan dalam memahami alam dalam sains klasik. Isaac Newton memperkuat pemahaman fisik dan matematis tentang alam, yang menjadi dasar bagi seluruh perkembangan ilmu alam selanjutnya dan pembentukan ilmu alam klasik. Dalam perjalanan penelitiannya, ilmuwan menciptakan metode kalkulus diferensial dan integral untuk memecahkan masalah dalam mekanika. Berkat ini, ia mampu merumuskan hukum dasar dinamika dan hukum gravitasi universal. Mekanika I. Newton didasarkan pada konsep jumlah materi (massa tubuh), momentum, gaya dan tiga hukum gerak: hukum inersia, hukum proporsionalitas gaya dan percepatan, hukum kesetaraan aksi dan reaksi.

Meskipun I. Newton menyatakan: "Saya tidak menemukan hipotesis!" Namun demikian, sejumlah hipotesis diajukan olehnya, dan mereka memainkan peran penting dalam pengembangan ilmu alam lebih lanjut. Hipotesis ini terkait dengan pengembangan lebih lanjut dari gagasan gravitasi universal, yang tetap agak misterius dan tidak dapat dipahami. Secara khusus, perlu untuk menjawab pertanyaan, bagaimana mekanisme aksi gaya ini, seberapa cepat ia menyebar, dan apakah ia memiliki pembawa material.

Menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, I. Newton menyarankan (dikonfirmasi, seperti yang terlihat saat itu, dengan banyak fakta) prinsip jarak jauh aksi instan tubuh satu sama lain pada jarak berapa pun tanpa tautan perantara, melalui kekosongan. Prinsip aksi jarak jauh tidak mungkin tanpa melibatkan konsep ruang absolut dan waktu absolut, juga dikemukakan oleh I. Newton.

Ruang absolut dipahami sebagai wadah untuk materi dunia. Ini sebanding dengan kotak hitam besar di mana Anda dapat meletakkan tubuh material, tetapi Anda juga dapat menghapusnya - maka tidak akan ada masalah, tetapi ruang akan tetap ada. Waktu absolut juga harus ada sebagai durasi universal, skala kosmik konstan untuk mengukur semua gerakan konkret yang tak terhitung jumlahnya, yang dapat mengalir secara independen tanpa partisipasi tubuh material. Dalam ruang dan waktu absolut seperti itulah gaya gravitasi langsung menyebar. Mustahil untuk merasakan ruang dan waktu absolut dalam pengalaman indrawi. Ruang, waktu dan materi dalam konsep ini adalah tiga entitas yang independen satu sama lain.

Karya-karya I. Newton menyelesaikan revolusi ilmiah global pertama, membentuk gambaran ilmiah polisentris klasik tentang dunia dan meletakkan dasar bagi ilmu pengetahuan klasik zaman modern.

3.4. Ilmu alam klasik zaman modern

Wajar jika berdasarkan pencapaian yang dicatat, perkembangan lebih lanjut ilmu pengetahuan alam memperoleh skala dan kedalaman yang semakin besar. Ada proses diferensiasi pengetahuan ilmiah, terkait dengan kemajuan signifikan dalam yang sudah terbentuk dan dengan munculnya ilmu-ilmu independen baru. Namun demikian, ilmu alam pada masa itu berkembang dalam kerangka ilmu pengetahuan klasik, yang memiliki ciri khas tersendiri yang meninggalkan jejak pada karya ilmuwan dan hasil-hasilnya.

Ciri terpenting dari ilmu klasik adalah mekanistik - representasi dunia sebagai mesin, mekanisme raksasa, yang jelas berfungsi berdasarkan hukum mekanika yang abadi dan tidak berubah. Bukan kebetulan bahwa model alam semesta yang paling umum adalah jarum jam yang sangat besar. Oleh karena itu, mekanika adalah standar dari setiap ilmu yang dicoba untuk dibangun di atas modelnya. Itu juga dianggap sebagai metode universal untuk mempelajari fenomena di sekitarnya. Ini dinyatakan dalam keinginan untuk mengurangi proses apa pun di dunia (tidak hanya fisik dan kimia, tetapi juga biologis, sosial) menjadi gerakan mekanis sederhana. Pengurangan yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, penjelasan kompleks melalui yang lebih sederhana disebut reduksionisme.

Konsekuensi dari mekanisme adalah dominasi metode kuantitatif untuk menganalisis alam, keinginan untuk menguraikan proses atau fenomena yang dipelajari menjadi komponen terkecilnya, mencapai batas akhir keterbagian materi. Keacakan sepenuhnya dikecualikan dari gambaran dunia, para ilmuwan berusaha keras untuk pengetahuan lengkap tentang dunia - kebenaran mutlak.

Ciri lain dari ilmu klasik adalah metafisik - pertimbangan alam sebagai keseluruhan yang tidak berkembang, tidak berubah dari abad ke abad, selalu identik dengan dirinya sendiri. Setiap objek atau fenomena dipelajari secara terpisah dari yang lain, hubungannya dengan objek lain diabaikan, dan perubahan yang terjadi dengan objek dan fenomena ini hanya kuantitatif. Maka muncullah sikap anti-evolusionis yang kuat dari sains klasik.

Sifat mekanistik dan metafisik dari ilmu pengetahuan klasik dimanifestasikan dengan jelas tidak hanya dalam fisika, tetapi juga dalam kimia dan biologi. Hal ini menyebabkan penolakan terhadap pengakuan kekhususan kualitatif dari kehidupan dan kehidupan. Mereka telah menjadi elemen yang sama di dunia "mekanisme" sebagai objek dan fenomena alam mati.

Ciri-ciri sains klasik ini paling jelas dimanifestasikan dalam ilmu-ilmu alam abad ke-18, menciptakan banyak teori yang hampir dilupakan oleh sains modern. Kecenderungan reduksionis termanifestasi dengan jelas, keinginan untuk mereduksi semua bagian fisika, kimia, dan biologi menjadi metode dan pendekatan mekanika. Dalam upaya mencapai batas akhir keterbagian materi, para ilmuwan abad XVIII. menciptakan "doktrin tanpa bobot" - cairan listrik dan magnetik, kalori, phlogiston sebagai zat khusus yang memberi tubuh sifat listrik, magnetik, termal, serta kemampuan untuk membakar. Di antara pencapaian paling signifikan dari ilmu alam abad XVIII. perlu dicatat perkembangan ide atom dan molekul tentang struktur materi, pembentukan dasar-dasar ilmu eksperimental listrik.

Prinsip geometri non-Euclidean oleh K. Gauss, konsep entropi dan hukum kedua termodinamika oleh R. Clausius, hukum periodik unsur kimia oleh D.I. Mendeleev, teori seleksi alam oleh Ch. Darwin dan A.R. Wallace, teori pewarisan genetik G. Mendel, teori elektromagnetik D. Maxwell.

Ini dan banyak penemuan lain dari abad kesembilan belas. mengangkat ilmu alam ke tingkat kualitatif baru, mengubahnya menjadi ilmu terorganisir disiplin. Dari ilmu yang mengumpulkan fakta dan mempelajari objek individu yang lengkap, lengkap, itu berubah menjadi ilmu sistematis tentang objek dan proses, asal-usul dan perkembangannya. Ini terjadi selama revolusi ilmiah yang kompleks pada pertengahan abad kesembilan belas. Tetapi semua penemuan ini tetap dalam kerangka pedoman metodologis sains klasik. Gagasan tentang "mesin" dunia tidak menjadi sesuatu dari masa lalu, tetapi hanya dikoreksi, semua ketentuan tentang pengenalan dunia dan kemungkinan memperoleh kebenaran absolut tetap tidak berubah. Ciri-ciri mekanistik dan metafisik ilmu klasik hanya diguncang, tetapi tidak dibuang. Karena itu, ilmu abad kesembilan belas. membawa benih-benih krisis masa depan, yang seharusnya diselesaikan oleh revolusi ilmiah global kedua pada akhir abad kesembilan belas dan awal abad kedua puluh.

3.5. Revolusi ilmiah global akhir XIX - awal abad XX.

Sejumlah penemuan luar biasa menghancurkan seluruh gambaran ilmiah klasik dunia. Pada tahun 1888, ilmuwan Jerman G. Hertz menemukan gelombang elektromagnetik, yang dengan cemerlang mengkonfirmasi prediksi D. Maxwell. Pada tahun 1895, V. Roentgen menemukan sinar, yang kemudian disebut sinar-x, yang merupakan radiasi elektromagnetik gelombang pendek. Studi tentang sifat sinar misterius ini, yang mampu menembus benda buram, membawa D. Thompson pada penemuan partikel elementer pertama - elektron.

Untuk penemuan-penemuan besar akhir abad XIX. karya-karya A.G. Stoletov tentang studi efek fotolistrik, P.N. Lebedev pada tekanan cahaya. Pada tahun 1901, M. Planck, mencoba memecahkan masalah teori klasik radiasi benda yang dipanaskan, menyarankan bahwa energi dipancarkan dalam porsi kecil - kuanta, dan energi setiap kuantum sebanding dengan frekuensi radiasi yang dipancarkan. Koefisien proporsionalitas yang menghubungkan besaran-besaran ini sekarang disebut konstanta Planck ( h). Ini adalah salah satu dari sedikit konstanta fisik universal dunia kita dan termasuk dalam semua persamaan fisika mikrokosmos. Ditemukan juga bahwa massa elektron bergantung pada kecepatannya.

Semua penemuan ini hanya dalam beberapa tahun menjungkirbalikkan bangunan ramping ilmu pengetahuan klasik, yang pada awal tahun 1880-an. sepertinya hampir selesai. Semua gagasan sebelumnya tentang materi dan strukturnya, gerak dan sifat-sifat dan jenisnya, tentang bentuk hukum fisika, tentang ruang dan waktu telah disangkal. Hal ini menyebabkan krisis dalam fisika dan seluruh ilmu alam, dan menjadi gejala krisis yang lebih dalam di semua ilmu pengetahuan klasik.

Situasi mulai berubah menjadi lebih baik hanya pada tahun 1920-an. dengan permulaan tahap kedua dari revolusi ilmiah. Ini terkait dengan penciptaan mekanika kuantum dan kombinasinya dengan teori relativitas, yang dibuat pada tahun 1906–1916. Kemudian gambaran relativistik kuantum baru tentang dunia mulai terbentuk, di mana penemuan-penemuan yang menyebabkan krisis dalam fisika dijelaskan.

Awal dari tahap ketiga revolusi ilmiah adalah penguasaan energi atom pada tahun 1940-an. dan penelitian selanjutnya, yang dikaitkan dengan munculnya komputer elektronik dan sibernetika. Juga selama periode ini, fisika menyerahkan tongkat estafet ke kimia, biologi, dan siklus ilmu bumi, mulai menciptakan gambaran ilmiah mereka sendiri tentang dunia. Sejak pertengahan abad ke-20, sains akhirnya menyatu dengan teknologi, yang mengarah pada revolusi sains dan teknologi modern.

Perubahan konseptual utama dalam ilmu alam abad kedua puluh. ada penolakan model Newtonian untuk memperoleh pengetahuan ilmiah melalui eksperimen untuk penjelasan. Einstein mengusulkan model yang berbeda untuk menjelaskan fenomena alam, di mana hipotesis dan penolakan akal sehat sebagai cara untuk menguji pernyataan menjadi primer, dan eksperimen menjadi sekunder.

Perkembangan pendekatan Einstein menyebabkan penolakan kosmologi Newton dan membentuk gambaran baru dunia di mana logika dan akal sehat berhenti beroperasi. Ternyata atom padat I. Newton hampir terisi penuh dengan kekosongan, sehingga materi dan energi masuk satu sama lain. Ruang tiga dimensi dan waktu satu dimensi telah berubah menjadi kontinum ruang-waktu empat dimensi. Menurut gambaran dunia ini, planet-planet bergerak dalam orbitnya bukan karena suatu gaya menariknya ke Matahari, tetapi karena ruang geraknya melengkung. Fenomena subatomik secara bersamaan memanifestasikan dirinya baik sebagai partikel maupun sebagai gelombang. Anda tidak dapat secara bersamaan menghitung lokasi partikel dan mengukur percepatannya. Prinsip ketidakpastian secara fundamental merusak determinisme Newtonian. Konsep kausalitas dilanggar; zat, tubuh diskrit padat telah memberi jalan untuk hubungan formal dan proses dinamis.

Ini adalah ketentuan utama dari gambaran ilmiah relativistik kuantum modern dunia, yang menjadi hasil utama dari revolusi ilmiah global kedua. Ini terkait dengan penciptaan sains modern (non-klasik), yang dalam semua parameternya berbeda dari sains klasik.

3.6. Fitur utama ilmu pengetahuan alam dan sains modern

Sifat mekanistik dan metafisik ilmu klasik telah digantikan oleh sikap dialektis baru dari hubungan dan perkembangan universal. Mekanika bukan lagi ilmu terkemuka dan metode universal untuk mempelajari fenomena lingkungan. Model klasik dunia - "jarum jam" telah digantikan oleh model dunia - "pemikiran", untuk studi yang paling cocok dengan pendekatan sistem dan metode evolusionisme global. Fondasi metafisik ilmu klasik, yang menganggap setiap objek dalam isolasi, sebagai sesuatu yang istimewa dan lengkap, hilang.

Sekarang dunia diakui sebagai seperangkat sistem multi-level yang berada dalam keadaan subordinasi hierarkis. Pada saat yang sama, pada setiap tingkat organisasi materi, hukum mereka sendiri bekerja. Aktivitas analitis, yang merupakan aktivitas utama dalam sains klasik, membuka jalan bagi kecenderungan sintetik, pada pertimbangan sistematis dan holistik objek dan fenomena dunia objektif. Keyakinan akan adanya batas terbatas dari keterbagian materi, keinginan untuk menemukan prinsip dasar material utama dunia digantikan oleh keyakinan pada ketidakmungkinan mendasar untuk melakukan ini (ketidakadaan materi secara mendalam). Mendapatkan kebenaran mutlak dianggap mustahil; kebenaran dianggap relatif, ada dalam berbagai teori, yang masing-masing mempelajari potongan realitasnya sendiri.

Ciri-ciri ilmu pengetahuan modern ini diwujudkan dalam teori dan konsep baru yang telah muncul di semua bidang ilmu alam. Di antara pencapaian ilmiah penting abad XX. – teori relativitas, mekanika kuantum, fisika nuklir, teori interaksi fisik; kosmologi baru berdasarkan teori Big Bang; kimia evolusioner, berjuang untuk menguasai pengalaman alam yang hidup; penemuan banyak rahasia kehidupan dalam biologi, dll. Tetapi kemenangan sejati sains non-klasik, tidak diragukan lagi, adalah sibernetika, yang mewujudkan ide-ide pendekatan sistematis, serta termodinamika sinergis dan non-keseimbangan, berdasarkan metode dari evolusionisme global.

Mulai dari paruh kedua abad kedua puluh. peneliti mencatat masuknya ilmu pengetahuan alam ke tahap perkembangan baru - pasca-non-klasik, yang dicirikan oleh sejumlah prinsip dan bentuk dasar organisasi. Evolusionisme, kosmisme, lingkungan, prinsip antropik, holisme, dan humanisme paling sering dipilih sebagai prinsip-prinsip tersebut. Prinsip-prinsip ini memandu ilmu pengetahuan alam modern tidak begitu banyak ke arah pencarian kebenaran abstrak, melainkan ke arah kegunaannya bagi masyarakat dan setiap individu. Indikator utama dalam hal ini bukanlah kemanfaatan ekonomi, tetapi peningkatan lingkungan hidup masyarakat, pertumbuhan kesejahteraan material dan spiritual mereka. Ilmu alam dengan demikian benar-benar menghadapkan wajahnya kepada manusia, mengatasi nihilisme abadi dalam kaitannya dengan kebutuhan manusia yang membara.

Ilmu pengetahuan alam modern memiliki orientasi interdisipliner yang dominan bermasalah, bukannya orientasi disiplin sempit yang sebelumnya dominan dari penelitian ilmu alam. Saat ini, sangat penting untuk menggunakan kombinasi ilmu alam yang berbeda dalam kaitannya dengan setiap kasus penelitian tertentu ketika memecahkan masalah kompleks yang kompleks. Oleh karena itu, ciri ilmu pasca-non-klasik seperti integrasi yang berkembang antara ilmu alam, teknik, dan manusia menjadi jelas. Secara historis, mereka dibedakan, bercabang dari dasar tunggal tertentu, berkembang secara mandiri untuk waktu yang lama. Secara karakteristik, humaniora menjadi elemen utama dari integrasi yang berkembang tersebut.

Dalam menganalisis ciri-ciri ilmu alam modern, kita harus memperhatikan ciri-ciri fundamentalnya seperti kemustahilan eksperimentasi bebas dengan objek-objek (penelitian fundamental). Eksperimen ilmu alam yang nyata ternyata berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan manusia. Kekuatan alam yang kuat yang dibangkitkan oleh ilmu pengetahuan dan teknologi modern mampu menyebabkan krisis dan bencana lokal, regional dan bahkan global yang paling parah jika tidak ditangani dengan baik.

Para peneliti sains mencatat bahwa sains alam modern secara organik tumbuh semakin menyatu dengan produksi, teknologi, dan kehidupan manusia, berubah menjadi faktor terpenting dalam kemajuan peradaban. Ini tidak lagi terbatas pada studi ilmuwan "kursi" individu, tetapi termasuk dalam orbitnya tim peneliti yang kompleks dari berbagai bidang ilmiah. Dalam proses kegiatan penelitian, perwakilan dari berbagai disiplin ilmu alam semakin menyadari fakta bahwa Semesta adalah integritas sistemik dengan hukum perkembangan yang belum dipahami secara memadai, dengan paradoks global, di mana kehidupan setiap orang terhubung dengan pola kosmik. dan ritme. Hubungan universal proses dan fenomena di alam semesta membutuhkan studi komprehensif yang sesuai dengan sifatnya, dan khususnya pemodelan global berdasarkan metode analisis sistem. Sesuai dengan tugas-tugas ini, metode dinamika sistem, sinergis, teori permainan, dan kontrol bertarget program semakin banyak digunakan dalam ilmu pengetahuan alam modern, yang menjadi dasar prakiraan untuk pengembangan proses alam yang kompleks.

Konsep modern dari evolusionisme global dan sinergis memungkinkan untuk menggambarkan perkembangan alam sebagai perubahan berturut-turut dari struktur yang lahir dari kekacauan, untuk sementara memperoleh stabilitas, tetapi sekali lagi berjuang untuk keadaan kacau. Selain itu, banyak sistem alam tampak kompleks, multifungsi, terbuka, tidak seimbang, yang perkembangannya tidak dapat diprediksi. Di bawah kondisi ini, analisis kemungkinan evolusi lebih lanjut dari objek alam yang kompleks tampaknya tidak dapat diprediksi secara fundamental, terkait dengan banyak faktor acak yang dapat menjadi dasar bagi bentuk evolusi baru.

Semua perubahan ini terjadi dalam kerangka revolusi ilmiah global yang sedang berlangsung, yang kemungkinan akan berakhir pada pertengahan abad ke-21. Tentu saja, sekarang sulit membayangkan bentuk sains masa depan. Jelas, itu akan berbeda dari sains klasik dan modern (non-klasik). Tetapi beberapa fitur yang tercantum di atas sudah terlihat.

Tabel 3.1. Ilmuwan alam paling signifikan: dari abad VI. SM e hingga abad ke-20.

Kelanjutan

Kelanjutan

Kelanjutan

Kelanjutan

Pendahuluan……………………………………………………………………………………………….3

1. Klasifikasi ilmu

Kesimpulan……………………………………………………..…..………………14

Daftar sumber yang digunakan……………………………….…………….15

pengantar

Sebagaimana diketahui bahwa ilmu alam adalah kumpulan ilmu tentang alam. Tugas ilmu pengetahuan alam adalah pengetahuan tentang hukum-hukum alam yang objektif dan mempromosikan penggunaan praktisnya untuk kepentingan manusia. Ilmu pengetahuan alam muncul sebagai hasil dari generalisasi pengamatan yang diterima dan diakumulasikan dalam proses kegiatan praktis orang, dan itu sendiri merupakan dasar teoretis dari kegiatan praktis ini.

Pada abad ke-19, merupakan kebiasaan untuk membagi ilmu pengetahuan alam (atau pengetahuan eksperimental tentang alam) menjadi 2 kelompok besar. Kelompok pertama secara tradisional mencakup ilmu-ilmu Fenomena alam(fisika, kimia, fisiologi), dan yang kedua - tentang benda-benda alam. Meskipun pembagian ini agak sewenang-wenang, jelas bahwa objek-objek alam tidak hanya seluruh dunia material di sekitarnya dengan benda-benda langit dan bumi, tetapi juga bagian-bagian anorganik penyusun bumi, dan makhluk organik yang terletak di atasnya, dan, akhirnya, laki-laki.

Pertimbangan benda langit adalah subjek ilmu astronomi, bumi adalah subjek dari sejumlah ilmu, di antaranya yang paling berkembang adalah geologi, geografi, dan fisika bumi. Pengetahuan tentang benda-benda yang merupakan bagian dari kerak bumi dan terletak di atasnya adalah subjek sejarah alam dengan tiga departemen utamanya: mineralogi, botani, dan zoologi. Manusia, di sisi lain, berfungsi sebagai subjek antropologi, yang komponen terpentingnya adalah anatomi dan fisiologi. Pada gilirannya, kedokteran dan psikologi eksperimental didasarkan pada anatomi dan fisiologi.

Di zaman kita, klasifikasi ilmu alam yang diterima secara umum seperti itu tidak ada lagi. Menurut objek penelitian, pembagian yang paling luas adalah pembagian ke dalam ilmu-ilmu yang hidup dan yang disebut alam mati. Bidang besar yang paling penting dari ilmu alam (fisika, kimia, biologi) dapat dibedakan dengan bentuk gerak materi yang mereka pelajari. Namun, prinsip ini, di satu sisi, tidak memungkinkan mencakup semua ilmu alam (misalnya, matematika dan banyak ilmu terkait), di sisi lain, tidak berlaku untuk memperkuat divisi klasifikasi lebih lanjut, yaitu diferensiasi kompleks dan interkoneksi ilmu. yang sangat khas dari ilmu pengetahuan alam modern.

Dalam ilmu alam modern, dua proses yang berlawanan terjalin secara organik: terus menerus diferensiasi ilmu alam dan bidang ilmu pengetahuan yang semakin sempit dan integrasi ilmu-ilmu yang terpisah ini.

1. Klasifikasi ilmu

Prosedur klasifikasi berasal dari pengamatan sederhana, yang terbentuk dalam perangkat kognitif tertentu. Namun, klasifikasi memungkinkan untuk memperoleh peningkatan pengetahuan yang nyata dan berarti dalam perjalanan untuk mengungkapkan kelompok fenomena baru.

Prosedur klasifikasi, yang ditujukan kepada ilmu pengetahuan itu sendiri, tidak dapat mengabaikan klasifikasi yang dikemukakan oleh F. Bacon (1561-1626) sebagai generalisasi dari lingkaran pengetahuan yang dikenal pada masanya. Dalam karyanya yang terkenal "On the Dignity and Multiplication of the Sciences" ia menciptakan panorama luas pengetahuan ilmiah, termasuk puisi dalam keluarga sains yang bersahabat. Klasifikasi ilmu Bacon didasarkan pada kemampuan dasar jiwa manusia: ingatan, imajinasi, akal. Oleh karena itu, klasifikasi mengambil bentuk berikut: sejarah sesuai dengan memori; imajinasi - puisi; pikiran adalah filsafat.

Dalam ilmu alam pada masa Goethe (akhir abad ke-18), diyakini bahwa semua objek alam terhubung satu sama lain melalui rantai tunggal yang megah, mulai dari zat yang paling sederhana, dari unsur dan mineral melalui tumbuhan dan hewan hingga manusia. . Dunia digambarkan oleh Goethe sebagai "metamorfosis" bentuk yang berkelanjutan. Gagasan tentang "tingkat organisasi" alam yang berbeda secara kualitatif dikembangkan oleh idealis objektif Schelling dan Hegel. Schelling menetapkan sendiri tugas untuk secara konsisten mengungkapkan semua tahap perkembangan alam ke arah tujuan tertinggi, yaitu. menganggap alam sebagai keseluruhan yang bijaksana, yang tujuannya adalah untuk membangkitkan kesadaran. Tahapan alam yang diidentifikasi oleh Hegel dikaitkan dengan berbagai tahap evolusi, ditafsirkan sebagai pengembangan dan perwujudan aktivitas kreatif "roh dunia", yang disebut Hegel sebagai ide absolut. Hegel berbicara tentang transisi fenomena mekanis ke kimia (yang disebut kimia) dan selanjutnya ke kehidupan organik (organisme) dan praktik.

Tonggak utama dalam perkembangan klasifikasi ilmu pengetahuan adalah ajaran Henri de Saint-Simon (1760-1825). Menyimpulkan perkembangan ilmu pengetahuan pada masanya, Saint-Simon berpendapat bahwa pikiran berusaha mendasarkan penilaiannya pada fakta-fakta yang diamati dan didiskusikan. Di atas dasar positif dari yang diberikan secara empiris, dia (akal) telah mengubah astronomi dan fisika. Ilmu-ilmu khusus adalah unsur-unsur ilmu umum - filsafat. Yang terakhir menjadi semi-positif ketika ilmu-ilmu tertentu menjadi positif, dan akan menjadi sepenuhnya positif ketika semua ilmu-ilmu tertentu menjadi positif. Ini akan terwujud ketika fisiologi dan psikologi didasarkan pada fakta-fakta yang diamati dan didiskusikan, karena tidak ada fenomena yang bukan astronomi, atau kimia, atau fisiologis, atau psikologis. Sebagai bagian dari filsafat alamnya, Saint-Simon mencoba menemukan hukum universal yang mengatur semua fenomena alam dan masyarakat, untuk mentransfer metode disiplin ilmu alam ke bidang fenomena sosial. Dia menyamakan dunia organik dengan materi cair dan mewakili manusia sebagai tubuh cairan yang terorganisir. Perkembangan alam dan masyarakat ditafsirkan sebagai perjuangan terus-menerus antara materi padat dan cair, menekankan hubungan beragam yang umum dengan keseluruhan.

Sekretaris pribadi Saint-Simon, Auguste Comte, mengusulkan untuk mempertimbangkan hukum tiga tahap evolusi intelektual umat manusia sebagai dasar untuk mengembangkan klasifikasi ilmu. Menurutnya, klasifikasi harus memenuhi dua syarat utama - dogmatis dan historis. Yang pertama terdiri dari menyusun ilmu-ilmu menurut ketergantungannya yang berurutan, sehingga masing-masing membangun di atas yang sebelumnya dan mempersiapkan yang berikutnya. Syarat kedua mengatur agar ilmu-ilmu disusun menurut arah perkembangan aktualnya, dari yang paling kuno sampai yang paling baru.

Berbagai ilmu tersebut tersebar menurut sifat fenomena yang dipelajari, baik menurut sifat umum dan kemandiriannya yang semakin berkurang, atau menurut kompleksitasnya yang semakin meningkat. Dari susunan seperti itu aliran spekulasi semakin kompleks, serta semakin luhur dan lengkap. Dalam hierarki ilmu, tingkat pengurangan abstraksi dan peningkatan kompleksitas adalah sangat penting. Kemanusiaan adalah tujuan akhir dari setiap sistem teoretis. Hirarki ilmu adalah sebagai berikut: matematika, astronomi, fisika, kimia, biologi dan sosiologi. Yang pertama merupakan titik awal dari yang terakhir, yang, seperti telah dikatakan, adalah satu-satunya tujuan mendasar dari semua filsafat positif.

Untuk memfasilitasi penggunaan rumus hierarkis yang biasa, akan lebih mudah untuk mengelompokkan istilah menjadi dua, menyajikannya dalam bentuk tiga pasangan: awal - matematika-astronomi, akhir - biologis-sosiologis dan menengah - fisik-kimia. Selain itu, setiap pasangan menunjukkan kesamaan alami dari ilmu pasangan, dan pemisahan buatan mereka, pada gilirannya, menyebabkan sejumlah kesulitan. Hal ini terutama terlihat dalam pemisahan biologi dari sosiologi.

Dasar klasifikasi O. Comte adalah prinsip-prinsip pergerakan dari yang sederhana ke yang kompleks, dari yang abstrak ke yang konkret, dari yang kuno ke yang baru. Dan meskipun ilmu yang lebih kompleks didasarkan pada yang kurang kompleks, ini tidak berarti pengurangan yang lebih tinggi ke yang lebih rendah. Dalam klasifikasi Comte, tidak ada ilmu seperti logika, karena menurutnya itu adalah bagian dari matematika, dan psikologi, yang sebagian merupakan bagian dari biologi, sebagian merupakan bagian sosiologi.

Langkah-langkah lebih lanjut dalam pengembangan masalah klasifikasi ilmu-ilmu, yang diambil, khususnya, oleh Wilhelm Dilthey (1833-1911), menyebabkan pemisahan ilmu-ilmu ruh dan ilmu-ilmu alam. Dalam karya "Pengantar ilmu tentang roh," filsuf membedakannya terutama berdasarkan subjek. Pokok bahasan ilmu-ilmu alam adalah fenomena di luar manusia. Ilmu-ilmu tentang roh dibenamkan dalam analisis hubungan manusia. Yang pertama, para ilmuwan tertarik untuk mengamati objek-objek eksternal sebagai data dari ilmu-ilmu alam; kedua, pengalaman internal. Di sini kita mewarnai ide-ide kita tentang dunia dengan emosi kita, sementara alam diam, seolah asing. Dil-tey yakin bahwa daya tarik untuk "pengalaman" adalah satu-satunya dasar ilmu tentang roh. Otonomi ilmu-ilmu tentang roh membangun hubungan antara konsep "kehidupan", "ekspresi", "pemahaman". Tidak ada konsep seperti itu baik di alam maupun dalam ilmu alam. Kehidupan dan pengalaman diobyektifkan dalam lembaga-lembaga negara, gereja, yurisprudensi, dan lain-lain. Penting juga agar pemahaman berbalik ke masa lalu dan berfungsi sebagai sumber ilmu tentang ruh.

Wilhelm Windelband (1848-1915) mengusulkan untuk membedakan sains bukan berdasarkan subjek, tetapi dengan metode. Ia membagi disiplin ilmu menjadi nomotetik dan ideografik. Di departemen pertama - pembentukan hukum umum, keteraturan objek dan fenomena. Yang terakhir ini ditujukan untuk mempelajari fenomena dan peristiwa individu.

Namun, oposisi eksternal alam dan roh tidak mampu memberikan dasar yang lengkap untuk seluruh keragaman ilmu pengetahuan. Heinrich Rickert (1863-1936), mengembangkan gagasan yang dikemukakan oleh Windelband tentang pemisahan ilmu nomotetik dan ideografik, sampai pada kesimpulan bahwa perbedaan tersebut berasal dari perbedaan prinsip seleksi dan pengurutan data empiris. Pembagian ilmu menjadi ilmu alam dan ilmu budaya dalam karyanya yang terkenal dengan nama yang sama paling tepat mengungkapkan pertentangan kepentingan yang membagi ilmuwan menjadi dua kubu.

Bagi Rickert, ide utamanya adalah bahwa realitas yang diberikan dalam kognisi adalah imanen dalam kesadaran. Kesadaran impersonal merupakan alam (ilmu alam) dan budaya (ilmu budaya). Ilmu alam bertujuan untuk mengidentifikasi hukum-hukum umum, yang ditafsirkan oleh Rickert sebagai aturan-aturan akal yang apriori. Sejarah berurusan dengan fenomena tunggal yang tidak dapat diulang. Ilmu pengetahuan alam bebas dari nilai-nilai, budaya dan individualisasi pemahaman sejarah adalah ranah nilai. Indikasi nilai sangat penting. “Bagian-bagian dari realitas yang acuh tak acuh terhadap nilai-nilai dan yang kita anggap dalam pengertian yang ditunjukkan hanya sebagai alam, bagi kita ... hanya kepentingan ilmiah alami ... kejadian tunggal mereka memiliki signifikansi bagi kita bukan sebagai individualitas, tetapi sebagai contoh konsep yang kurang lebih umum.Sebaliknya, dalam fenomena budaya dan dalam proses-proses yang kami lakukan sebagai langkah awal dalam beberapa hubungan ... minat kami diarahkan pada yang khusus dan individual, pada keunikan mereka. dan kursus yang tidak berulang, yaitu kami mempelajarinya juga secara historis, dengan cara yang individual. Rickert membedakan tiga Kerajaan: realitas, nilai, makna; mereka sesuai dengan tiga metode pemahaman: penjelasan, pemahaman, interpretasi.

Tidak diragukan lagi, pemisahan metode nomotetik dan ideografik merupakan langkah penting dalam klasifikasi ilmu pengetahuan. Dalam pengertian umum, metode nomo-tetik (dari bahasa Yunani nomothetike, yang berarti "seni legislatif") ditujukan untuk menggeneralisasi dan menetapkan hukum dan dimanifestasikan dalam ilmu alam. Menurut perbedaan antara alam dan budaya, hukum umum tidak proporsional dan tidak dapat dibandingkan dengan keberadaan yang unik dan tunggal, di mana selalu ada sesuatu yang tidak dapat diungkapkan dengan bantuan konsep umum. Dari sini mengikuti kesimpulan bahwa metode nomotetik bukanlah metode kognisi universal dan bahwa metode ideografik harus digunakan untuk mengenali "tunggal".

Nama metode ideografis (dari bahasa Yunani, idios - "khusus", grapho - "Saya menulis") menunjukkan bahwa ini adalah metode ilmu sejarah budaya. Esensinya ada pada penggambaran peristiwa individu dengan pewarnaan nilainya. Peristiwa penting dapat dipilih di antara peristiwa individu, tetapi keteraturan tunggalnya tidak pernah terlihat. Dengan demikian, proses sejarah tampak sebagai rangkaian peristiwa yang unik dan tak ada bandingannya, berbeda dengan pendekatan ilmu alam yang dinyatakan dengan metode nomotetik, di mana alam tertutup oleh keteraturan.

Ilmu budaya, menurut Rickert, tersebar luas di berbagai bidang seperti agama, gereja, hukum, negara, bahkan ekonomi. Dan meskipun ekonomi dapat dipertanyakan, Rickert mendefinisikannya sebagai berikut: "Penemuan teknis (dan oleh karena itu kegiatan ekonomi yang berasal darinya) biasanya dibuat dengan bantuan ilmu alam, tetapi penemuan itu sendiri bukan milik objek penelitian ilmiah alam."

Apakah mungkin untuk mempertimbangkan bahwa dalam koeksistensi kedua jenis sains ini, dan metode yang sesuai dengannya, tanggapan dari perselisihan yang jauh antara nominalis dan realis, yang memicu perselisihan skolastik abad pertengahan, tercermin? Rupanya ya. Lagi pula, pernyataan-pernyataan yang didengar dari ilmu-ilmu ideografis (khususnya, bahwa individu adalah dasar dari yang umum dan yang terakhir tidak ada di luarnya, mereka tidak dapat dipisahkan satu sama lain dan mengasumsikan keberadaan yang terpisah), adalah pada saat yang sama argumen para nominalis, untuk siapa individu itu, sebagai fakta kehidupan nyata dapat diambil sebagai dasar pengetahuan yang benar.

Berkenaan dengan situasi saat ini, perlu dicatat bahwa baik dalam ilmu eksakta, pomologi, berorientasi pada keteraturan dan pengulangan, dan dalam individualisasi, ilmu ideografi, berorientasi pada singular dan unik, singular tidak dapat dan tidak boleh diabaikan. Apakah ilmu pengetahuan alam berhak menolak untuk menganalisis fakta-fakta individu, dan akankah kronik itu adil di mana hubungan umum peristiwa-peristiwa tidak akan dilacak?

Untuk metodologi dan filsafat ilmu, refleksi Rickert menarik, di mana yang umum dan individu tidak hanya bertentangan, yang akan naif, tetapi muncul diferensiasi, yaitu. dalam membedakan jenis umum dan tunggal. Dalam ilmu alam, hubungan umum dengan tunggal adalah hubungan genus dan individu (contoh). Dalam ilmu-ilmu sejarah sosial, singularitas, seolah-olah, mewakili, mewakili universalitas, bertindak sebagai pola yang dimanifestasikan secara visual. Seri kausal individu - demikianlah tujuan dan makna ilmu sejarah.

Prinsip-prinsip klasifikasi ilmu oleh F. Engels. Ketika pada tahun 1873 Engels mulai mengembangkan klasifikasi bentuk-bentuk gerak materi, pandangan Comte tentang klasifikasi ilmu tersebar luas di kalangan ilmiah. Pendiri positivisme, O. Comte, yakin bahwa setiap ilmu pengetahuan memiliki sebagai subjeknya suatu bentuk pergerakan materi yang terpisah, dan objek dari berbagai ilmu pengetahuan terpisah secara tajam satu sama lain: matematika | fisika | kimia | biologi | sosiologi. Korespondensi ini disebut prinsip koordinasi ilmu. Engels memperhatikan bagaimana objek-objek yang dipelajari oleh berbagai ilmu saling berhubungan dan melewati satu sama lain. Gagasan itu muncul untuk mencerminkan proses perkembangan progresif materi yang bergerak, mengikuti garis naik dari yang terendah ke yang tertinggi, dari yang sederhana ke yang kompleks. Pendekatan di mana mekanika dihubungkan dan diteruskan ke fisika, yang terakhir ke kimia, kemudian ke biologi dan ilmu-ilmu sosial (mekanika... fisika... kimia... biologi... ilmu sosial), dikenal sebagai prinsip subordinasi. Dan memang, ke mana pun kita melihat, kita tidak akan pernah menemukan bentuk gerakan apa pun yang sepenuhnya terpisah dari bentuk gerakan lainnya, di mana-mana dan di mana-mana hanya ada proses transformasi satu bentuk gerakan menjadi bentuk lain. Bentuk-bentuk gerak materi ada dalam proses transformasi yang terus-menerus-terputus satu sama lain. “Klasifikasi ilmu-ilmu,” F. Engels mencatat, “yang masing-masing menganalisis suatu bentuk gerak yang terpisah atau serangkaian yang saling berhubungan dan melewati satu sama lain bentuk-bentuk gerak materi, pada saat yang sama merupakan suatu klasifikasi, suatu susunan, menurut pada urutan inheren mereka dari bentuk-bentuk gerakan itu sendiri, Dan di situlah letak signifikansinya."

Ketika Engels mulai mengerjakan "Dialektika Alam", konsep energi telah ditetapkan dalam sains, diperluas ke bidang anorganik - alam mati. Namun, menjadi semakin jelas bahwa tidak ada batas mutlak antara alam yang hidup dan yang tidak bernyawa. Contoh yang meyakinkan dari hal ini adalah virus - bentuk transisi dan kontradiksi yang hidup. Begitu berada di lingkungan organik, ia berperilaku seperti makhluk hidup, sedangkan di lingkungan anorganik ia tidak memanifestasikan dirinya seperti itu. Dapat dikatakan bahwa Engels melihat jauh ke depan transisi dari satu bentuk gerak materi ke yang lain, karena pada saat konsepnya muncul, sains hanya mempelajari transisi antara bentuk mekanis dan termal. Ada juga minat pada asumsi bahwa penemuan-penemuan luar biasa akan segera muncul di persimpangan ilmu pengetahuan, di daerah perbatasan. Mengambil pengembangan salah satu daerah perbatasan yang menghubungkan alam dan masyarakat, Engels mengusulkan teori kerja antropososiogenesis - asal usul manusia dan masyarakat manusia. Pada suatu waktu, Charles Darwin (1809-1882), yang melakukan studi anatomi perbandingan manusia dan monyet, sampai pada kesimpulan bahwa manusia murni berasal dari hewan. Dia mengidentifikasi dua bentuk kompetisi: intraspesifik dan interspesifik. Kompetisi intraspesifik menyebabkan kepunahan bentuk yang tidak beradaptasi dan memastikan kelangsungan hidup yang fit. Posisi ini membentuk dasar seleksi alam. Engels, di sisi lain, menghargai peran faktor-faktor sosial, dan khususnya peran khusus tenaga kerja, dalam proses antropososiogenesis. Pada abad XX. Di persimpangan ilmu itulah bidang ilmu baru yang paling menjanjikan muncul: biokimia, psikolinguistik, ilmu komputer.

Jadi, jika dalam klasifikasi pertama ilmu pengetahuan, kemampuan alami jiwa manusia (ingatan, imajinasi, dll.) bertindak sebagai dasar, maka, menurut peneliti Rusia kontemporer kita B. Kedrov, perbedaan mendasar antara klasifikasi Engels justru bahwa "Dia menempatkan prinsip objektivitas pada dasar pembagian ilmu: perbedaan antara ilmu adalah karena perbedaan objek yang mereka pelajari." Dengan demikian, klasifikasi ilmu pengetahuan memiliki dasar ontologis yang kokoh - keragaman kualitatif alam itu sendiri, berbagai bentuk pergerakan materi.

Sehubungan dengan data baru ilmu alam, klasifikasi lima istilah dari bentuk-bentuk gerak materi yang dikembangkan oleh Engels mengalami penyempurnaan yang signifikan. Yang paling terkenal adalah klasifikasi modern yang diusulkan oleh B. Kedrov, di mana ia membedakan enam bentuk utama gerak: fisika subatomik, kimia, fisika molekuler, geologis, biologi, dan sosial. Perhatikan bahwa klasifikasi bentuk-bentuk gerak materi dipahami sebagai dasar untuk klasifikasi ilmu pengetahuan.

Ada pendekatan lain, yang menurutnya seluruh keragaman dunia dapat direduksi menjadi tiga bentuk gerak materi: dasar, parsial dan kompleks. Yang utama termasuk bentuk gerak materi yang paling luas: fisik, kimia, biologi, sosial. Sejumlah penulis mempertanyakan keberadaan satu bentuk fisik dari gerak materi. Namun, orang hampir tidak bisa setuju dengan ini. Semua benda yang disatukan oleh konsep fisika memiliki dua sifat fisik yang paling umum - massa dan energi. Seluruh dunia fisik dicirikan oleh hukum kekekalan energi yang mencakup semua.

Formulir pribadi adalah bagian dari yang utama. Jadi, materi fisik meliputi ruang hampa, medan, partikel elementer, inti, atom, molekul, makrobodi, bintang, galaksi, Metagalaxy. Bentuk kompleks materi dan gerak meliputi astronomi (Metagalaxy - galaksi - bintang - planet); geologis (terdiri dari bentuk fisik dan kimia dari gerakan materi dalam kondisi benda planet); geografis (termasuk bentuk fisik, kimia, biologi, dan sosial dari pergerakan materi di dalam lito-, hidro, dan atmosfer). Salah satu ciri penting dari bentuk-bentuk gerak materi yang kompleks adalah bahwa peran dominan di dalamnya pada akhirnya dimainkan oleh bentuk materi yang paling rendah - fisik. Misalnya, proses geologi ditentukan oleh kekuatan fisik: gravitasi, tekanan, panas; hukum geografis ditentukan oleh kondisi fisik dan kimia dan rasio kulit bagian atas Bumi.

Kesimpulan

Filsafat ilmu, secara logis, harus jelas tentang jenis ilmu apa yang lebih disukai untuk ditangani. Menurut tradisi yang sudah mapan, meskipun agak muda, semua ilmu dibagi menjadi tiga klan: alam, sosial, teknis. Namun, bagaimanapun kelompok ilmu ini bersaing satu sama lain, dalam totalitas mereka memiliki tujuan bersama yang terkait dengan pemahaman yang paling lengkap tentang alam semesta.

Masalah klasifikasi dan interkoneksi ilmu-ilmu alam dibahas sampai hari ini. Pada saat yang sama, ada sudut pandang yang berbeda. Salah satunya adalah bahwa semua fenomena kimia, struktur materi dan transformasinya dapat dijelaskan berdasarkan pengetahuan fisika; tidak ada yang spesifik dalam kimia. Sudut pandang lain - setiap jenis materi dan setiap bentuk organisasi material (fisik, kimia, biologi) sangat terisolasi sehingga tidak ada hubungan langsung di antara mereka. Tentu saja, sudut pandang yang berbeda seperti itu jauh dari solusi sebenarnya dari masalah klasifikasi dan hierarki ilmu alam yang paling kompleks. Satu hal yang cukup jelas - terlepas dari kenyataan bahwa fisika adalah cabang dasar ilmu alam, masing-masing ilmu alam (dengan tugas umum yang sama mempelajari alam) dicirikan oleh subjek studinya, metodologi penelitiannya, dan didasarkan pada hukum sendiri yang tidak dapat direduksi menjadi hukum cabang lain. Dan pencapaian serius dalam ilmu pengetahuan alam modern kemungkinan besar terjadi dengan kombinasi sukses dari pengetahuan komprehensif yang terakumulasi selama periode waktu yang lama dalam fisika, kimia, biologi, dan banyak ilmu alam lainnya.

Daftar sumber yang digunakan

1. Karpenkov S.Kh. K26 Konsep ilmu alam modern: Sebuah buku teks untuk universitas. - M.: Proyek Akademik, 2000. Ed. 2, rev. dan tambahan – 639 hal.
2. Likhin A.F. Konsep ilmu alam modern: buku teks. - MTK Welby, Prospekt Publishing House, 2006. - 264 hal.
3. Turchin V.F. Fenomena Ilmu Pengetahuan: Pendekatan Sibernetik untuk Evolusi. Ed. 2 - M.: ETS, 2000. - 368 hal.
4. Khoroshavina S. G. Konsep ilmu alam modern: kursus kuliah / Ed. 4. - Rostov n / D: Phoenix, 2005. - 480 hal.

Badan Federal untuk Pendidikan

Institusi pendidikan negara

Pendidikan profesional yang lebih tinggi

Universitas Negeri Moskow

Instrumentasi dan Informatika

E.A. Kolomiytseva

KONSEP ILMU PENGETAHUAN ALAM MODERN

Kuliah singkat

Peninjau:

Ph.D., prof. Figurovsky E.N., Ph.D., Assoc. Shpichenetsky B.Ya.

E.A. Kolomiytseva. KONSEP ILMU PENGETAHUAN ALAM MODERN.

Kuliah singkat. M., 2006, 80 hal.

Buku ajar ini ditujukan bagi mahasiswa MGUPI yang mempelajari disiplin ilmu “Konsep Ilmu Pengetahuan Alam Modern”

MGUPI, 2006

pengantar............................................................................................................................	4
Kuliah 1. Mata pelajaran dan metode ilmu pengetahuan alam………………………………………………	4
Kuliah 2. Metode praktis penelitian fisik. Besaran-besaran fisika dan ukurannya………………………………………………………………………………………………..	7
Kuliah 3. Dunia Makro. Gerakan dalam mekanika klasik………………………………..	9
Kuliah 4. Kekuatan di alam. Interaksi dasar………………………..	13
Kuliah 5. Ukuran gerak - momentum dan energi. Hukum kekekalan dan simetri ruang-waktu………………………………………………………………………	15
Kuliah 6. Bidang fisik. Pengertian jarak dekat dan jarak jauh………….	18
Kuliah 7. Dunia mega. Elemen teori relativitas privat. Konsep relativistik…………………………………………………………………………………..	19
Kuliah 8. Masalah ruang dan waktu………………………………………..	21
Kuliah 9. Proses gelombang……………………………………………………….	25
Kuliah 10. Hukum dunia mikro. Dualisme materi gelombang sel. Prinsip saling melengkapi dan masalah kausalitas ………………………………..	29
Kuliah 11. Partikel dasar. Quark………………………………………………..	32
Kuliah 12. Radioaktivitas …………………………………………………………………	34
Kuliah 13. Pola dinamis dan statistik………………………….	36
Kuliah 14. Energi dalam proses termodinamika…………………………………..	39
Kuliah 15. Keteraturan dan ketidakteraturan di alam. Transisi fase. Entropi. Hukum kedua termodinamika dan "panah waktu"………………………………………………..	41
Kuliah 16. Sinergis. Rasio keteraturan dan kekacauan dalam sistem non-ekuilibrium terbuka……………………………………………………………………………………….	44
Kuliah 17. Asal Usul dan Evolusi Alam Semesta……………………………………….	47
Kuliah 18. Planet Bumi………………………………………………………………………	53
Kuliah 19. Unsur-unsur kimia………………………………………………………………………	57
Kuliah 20. Air dan hipotesis tentang asal usul kehidupan di Bumi. Pengorganisasian diri di alam hidup………………………………………………………………………………..	60
Kuliah 21. Masalah biosfer dan lingkungan. Konsep noosfer ………………………..	63
Kuliah 22. Dasar molekuler kehidupan. DNA dan informasi………………………..	67
Kuliah 23. Fenomena manusia……………………………………………………………….	70
Kuliah 24. Teori evolusi dalam biologi. Prinsip-prinsip evolusionisme universal. Jalan menuju satu budaya ................................................... ................................................................... ...	74
Pertanyaan Persiapan Ujian……………………………………………………..	77
Tugas untuk solusi independen………………………………………………….	79
	80

pengantar

Disiplin "Konsep ilmu pengetahuan alam modern" termasuk dalam standar pendidikan negara untuk ilmu-ilmu humaniora dan sosial. Tujuan dari kursus ini adalah untuk membiasakan siswa dengan ide-ide modern tentang alam dan tempat manusia di dalamnya. Bukan rahasia lagi bahwa banyak dari mereka memiliki bias terhadap pengetahuan kemanusiaan murni. Sementara itu, seorang spesialis modern membutuhkan pandangan yang luas. Mungkin prospek yang paling menggiurkan adalah untuk menunjukkan kepada siswa kehidupan seseorang dalam kesatuannya dengan alam, keutuhan dan keunikan lingkungan, untuk membuat mereka merasakan keindahan dan kekuatan pemikiran manusia, yang mampu menutupi seluruh dunia dari Semesta menjadi partikel dasar, untuk mengembangkan selera untuk memperoleh pengetahuan, untuk mendorong membaca literatur sains populer dan pendidikan mandiri. Pada akhirnya, ini adalah kondisi yang diperlukan untuk pembentukan kepribadian yang harmonis.

Kuliah 1.

Subjek dan metode ilmu pengetahuan alam

1. Pokok bahasan ilmu alam. Ilmu pengetahuan alam dan budaya kemanusiaan.

ilmu pengetahuan Alam adalah kompleks pengetahuan tentang alam, yang merupakan salah satu bagian terpenting dari budaya manusia.

Budaya adalah konsep yang luas dan beragam yang dapat didefinisikan dalam banyak cara. Ada sejumlah besar definisi budaya yang berbeda (sekitar 170), di antaranya kami akan memberikan satu yang cukup memuaskan mencerminkan fitur-fiturnya yang paling penting:

Kebudayaan adalah suatu sistem sarana aktivitas manusia, yang karenanya aktivitas individu, kelompok, dan seluruh umat manusia direncanakan, dilakukan, dan dirangsang dalam interaksinya dengan alam dan di antara mereka sendiri.

Dengan demikian, budaya secara keseluruhan dapat dibagi menjadi tiga cabang utama:

budaya bahan(alat, tempat tinggal, pakaian, transportasi) - seluruh bidang aktivitas material dan hasilnya;

budaya sosial- aturan dasar perilaku dalam masyarakat;

budaya rohani(pengetahuan, pendidikan, moralitas, hukum, pandangan dunia, sains, seni).

Dengan demikian, pengetahuan manusia dapat dibagi menjadi:

sistem pengetahuan tentang alam - ilmu alam dan

sistem pengetahuan tentang nilai-nilai signifikan positif dari keberadaan individu, kelompok, negara, kemanusiaan secara keseluruhan - humaniora.

Masing-masing bagian dari pengetahuan manusia ini memiliki kekhasannya sendiri:

Pengetahuan ilmu alam sangat terspesialisasi, terus ditingkatkan, dibedakan oleh objektivitas, keandalan, dan sangat penting bagi keberadaan manusia dan masyarakat.

Pengetahuan kemanusiaan diaktifkan berdasarkan kepemilikan individu dalam kelompok sosial tertentu. Mereka dicirikan oleh subjektivitas, mis. memungkinkan kemungkinan interpretasi, idealisasi yang bertentangan dengan sifat nyata objek.

Namun demikian, ilmu pengetahuan alam dan pengetahuan kemanusiaan saling berhubungan, menjadi bagian independen dari satu sistem pengetahuan sains:

mereka didasarkan pada satu dasar: kebutuhan dan kepentingan manusia dan umat manusia dalam menciptakan kondisi optimal untuk pelestarian diri dan peningkatan kehidupan seseorang;

antara mereka ada pertukaran hasil yang dicapai.

2. Sains dan metode ilmiah.

Ilmu- istilah yang menunjukkan pengetahuan umum dan sistematis dalam bidang apa pun.

Sejak zaman kuno, orang telah mencoba memahami esensi dari fenomena alam yang diamati dan keteraturannya. Terlebih lagi, motif pertama untuk ini adalah kepentingan praktis - kemungkinan menggunakan menerima pengetahuan. Jadi awalnya dua aspek ilmu alam hidup berdampingan - kognitif dan terapan. Dalam ilmu pengetahuan modern, kedua aspek ini juga hadir.

Pengetahuan tentang hukum alam dan penciptaan gambaran dunia atas dasar ini adalah yang terdekat, terdekat sasaran ilmu pengetahuan Alam. Tujuan utamanya adalah untuk mempromosikan penggunaan praktis dari undang-undang ini. Prospek penerapan praktis dari penemuan ini atau itu tidak selalu jelas sejak awal, teori, sebagai suatu peraturan, berkembang dengan beberapa kemajuan.

Jadi, dalam sistem ilmu alam, kami telah mengidentifikasi dua tingkat - tingkat teoretis dan tingkat praktis (eksperimental).

Teknik-teknik yang digunakan dalam asimilasi teoretis dan praktis realitas merupakan metode ilmiah. Dengan demikian, sains menjawab pertanyaan: "Apakah realitas itu?", dan metode ilmiah menunjukkan bagaimana menghadapi realitas ini.

metode ilmiah berbeda tingkat:

Bersatu (universal): dialektis, metafisik;

Ilmiah umum (digunakan dalam semua ilmu): praktis (empiris) - pengamatan, deskripsi, pengukuran, eksperimen, dan teoretis - perbandingan, analogi, analisis dan sintesis, idealisasi, generalisasi, pendakian dari abstrak ke konkret, induksi dan deduksi;

Khusus-ilmiah (digunakan dalam disiplin ilmu tertentu).

Ciri ilmu alam modern adalah orientasi konstruktifnya, yaitu realitas tidak hanya dipelajari, tetapi juga dirancang dengan tujuan tertentu. Ini dinyatakan dalam meluasnya penggunaan metode pemodelan matematika dari proses dan fenomena dengan bantuan komputer.

Tahap awal penelitian, sebagai suatu peraturan, adalah praktik; itu juga berfungsi sebagai kriteria akhir untuk kebenaran (kecukupan) teori apa pun, serta tujuan penelitian.

3. Aspek sejarah perkembangan ilmu pengetahuan alam.

Proses pembentukan ilmu pengetahuan alam tidak seragam. Perkembangan pemikiran ilmiah secara garis besar dapat dibagi menjadi beberapa tahapan. Pada setiap tahapan, gaya berpikir tertentu mendominasi, yang didasarkan pada pencapaian ilmu pengetahuan yang tersedia pada saat itu. Dengan demikian, berbagai tugas yang akan diteliti dan metodologi penelitian ditetapkan. Pencapaian ilmiah yang diakui secara umum dan gaya pemikiran ilmiah yang dominan disebut paradigma. Perubahan, seringkali merupakan pemecahan radikal dari paradigma yang ada, berarti transisi ke tahap berikutnya dalam pengembangan ilmu pengetahuan alam dan disebut revolusi ilmiah dan teknologi.

Tahap pertama, yang berkembang pada periode kuno, dicirikan oleh dominasi penalaran spekulatif murni tentang sifat benda dan fenomena. Ilmu pengetahuan alam pada tahap ini belum lepas dari filsafat, bahkan merupakan satu ilmu, filsafat alam, yang mencerminkan gagasan orang-orang zaman dahulu tentang dunia secara keseluruhan. Terlepas dari wawasan yang luar biasa dari Democritus, Archimedes, dan lainnya, filsafat alam belum dapat dianggap sebagai ilmu dalam pengertian modern.

Revolusi ilmiah dan teknologi pertama banyak sejarawan ilmu mengaitkan dengan kegiatan Aristoteles. Saat itulah sains mulai berbeda dari bentuk-bentuk pengetahuan dunia lainnya. Gagasan tentang kebulatan Bumi diungkapkan, model geosentris dunia dibangun.

Ide-ide Aristoteles menentukan keadaan sains hingga Renaisans.

Revolusi ilmiah dan teknologi kedua dikaitkan dengan pengenalan ke dalam praktik ilmiah percobaan sebagai cara untuk menguji hipotesis. Selama periode ini, akumulasi materi faktual dan generalisasinya terjadi, ilmu pengetahuan alam memperoleh bentuk yang lebih akrab bagi kita. Dalam karya-karya ilmuwan modern - Galileo, Kepler, Newton - dasar-dasar sains klasik diletakkan.

Fase kedua Perkembangan ilmu pengetahuan alam berlangsung hingga akhir abad kesembilan belas, pada masa inilah ilmu pengetahuan klasik berkembang penuh. Hukum kekekalan dan transformasi energi telah ditetapkan. optik, elektrodinamika, termodinamika, mekanika teoretis dibangun (Hamilton, Lagrange, Maxwell, Fresnel, Boltzmann). Dalam kimia, konsep elemen yang ketat ditetapkan (Lavoisier), reaksi kimia dan senyawa dipelajari, hukum periodik Mendeleev ditemukan, dan kimia struktural muncul (Butlerov). Dalam biologi, gagasan terpenting tentang evolusi semua makhluk hidup menang (Lamarck, Darwin); sel ditemukan (Schleiden dan Schwann) dan pembawa materi hereditas - gen (Mendel).

Dengan demikian, kondisi disiapkan untuk revolusi ilmiah dan teknologi baru, yang menguasai seluruh abad kedua puluh dan berlanjut hingga hari ini.

Untuk revolusi ilmiah dan teknologi ketiga ciri:

Interaksi yang erat dari berbagai bidang ilmu pengetahuan, pengembangan tautan interdisipliner. Sebagian besar penemuan terjadi di persimpangan sains.

Transisi dari konsep klasik ke non-klasik: penciptaan relativitas umum dan khusus, teori medan kuantum (mekanika kuantum).

Studi proses non-kesetimbangan nonlinier paling kompleks yang terjadi dalam sistem yang kompleks. Ternyata proses-proses ini, yang mengarah pada pengorganisasian diri sistem, hingga munculnya struktur baru, berlangsung serupa di berbagai bidang ilmu alam. Hal ini memungkinkan kita untuk mempertimbangkan disiplin ilmu seperti fisika, kosmologi, geologi, kimia, biologi, dan bahkan disiplin ilmu kemanusiaan tradisional seperti sejarah, etnologi, sosiologi, dan ekonomi dari sudut pandang terpadu. Pendekatan ini disebut sinergi. Ini adalah bidang ilmu alam modern yang paling menjanjikan.

Pesatnya perkembangan teknologi informasi, yang memungkinkan untuk melakukan sejumlah besar perhitungan dengan kecepatan tinggi dan menjelajahi proses yang paling kompleks. Informasi menjadi setara dengan materi.

Di garis depan ilmu pengetahuan alam modern adalah seseorang, minat dan tujuannya. Sains menjadi etis.

4. Bagian utama dari ilmu alam modern.

Saat ini, ada sekitar 15 ribu disiplin ilmu di dunia, dan jumlahnya terus bertambah. Diyakini bahwa setiap 10-15 tahun jumlah informasi ilmiah berlipat ganda. Ada sejumlah besar ilmu interdisipliner.

Tentu saja, hampir tidak mungkin untuk mengklasifikasikan semua ilmu alam. Anda hanya dapat membangun rantai, dipandu oleh beberapa prinsip. Misalnya, menurut kompleksitas objek yang dipelajari: fisika kimia (anorganik, organik) biologi kedokteran. Berdasarkan skala objek yang diteliti: astronomi (khususnya, astrofisika) geologi (termasuk geologi masing-masing planet) geografi ekologi biologi. Menurut metode yang digunakan: logika matematika fisika. Seperti yang Anda lihat, ilmu kunci di setiap rantai ini adalah fisika. Ilmu inilah yang mempelajari hukum alam yang paling mendasar dan mendasar. Oleh karena itu, pengetahuan tentang konsep dan hukum fisika dasar merupakan komponen wajib dari setiap pendidikan.

5. Tingkat struktur organisasi materi.

Di jantung gagasan modern tentang struktur dunia material terletak pendekatan sistem. Objek atau fenomena apa pun, sesuai dengan pendekatan ini, dianggap sebagai formasi kompleks, yang mencakup komponen yang terorganisir dalam integritas. Kami memberikan definisi konsep yang paling penting:

Sistem- satu set elemen dan hubungan di antara mereka;

koneksi- hubungan antara elemen-elemen sistem. Rias dasi struktur sistem. Mereka bisa horizontal (koordinasi antara elemen dari urutan yang sama) dan vertikal (mencerminkan subordinasi, yaitu subordinasi, elemen dari urutan yang berbeda). Kumpulan tautan horizontal membentuk tingkat organisasi sistem, kumpulan tautan vertikal mencerminkan hierarki mereka.

Semua materi alam semesta juga merupakan sistem kolosal dan paling kompleks. Bisa dibedakan tiga tingkat struktur materi:

Saat mempelajari subjek "Konsep ilmu alam modern", kita, seperti dalam sains apa pun, harus beralih dari ide dan konsep paling sederhana ke yang lebih kompleks. Yang paling sederhana dan familiar bagi kita adalah fenomena-fenomena yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari dan kita amati secara langsung. Semuanya dijelaskan dalam kerangka ide-ide klasik, yang harus diingat di awal kursus.

Kuliah 2.

Metode praktis penelitian fisik. Besaran dan ukuran fisika.

Interaksi awal seseorang (peneliti) dengan suatu objek atau fenomena berlangsung secara langsung dalam praktek. Di sini ada akumulasi dan sistematisasi fakta, deskripsinya. Semua ini - praktis, atau empiris, tingkat pengetahuan. Meliputi observasi, pengukuran, eksperimen. Hanya berdasarkan data yang diterima dibangun hipotesa dan ada kenaikan ke yang lebih tinggi, teoretis tingkat pengetahuan.

1. Pengamatan.

Observasi telah menjadi cara utama untuk memperoleh informasi tentang dunia sekitarnya dan fenomena yang terjadi di dalamnya sejak zaman kuno. Pengamatan dapat dilakukan baik dengan bantuan indera alami kita: penglihatan, pendengaran, penciuman, sentuhan dan bahkan rasa. Namun, semua perasaan ini berkembang pada orang yang berbeda hingga tingkat yang berbeda-beda, sehingga pengamatan semacam itu agak tidak sempurna. Setiap kesimpulan yang diambil dari pengamatan semacam itu akan sangat subjektif.

Ada sejumlah besar fenomena yang umumnya tidak dapat diakses oleh persepsi langsung manusia. Misalnya, kita tidak melihat gelombang elektromagnetik yang frekuensinya berada di luar jangkauan optik, kita tidak melihat ultrasound, kita tidak dapat melihat ke dunia mikro.

Untuk studi realitas yang lebih objektif, mendalam dan serbaguna, tubuh manusia perlu "dibantu" - penggunaan instrumen diperlukan. Namun, sistem objek-perangkat tidak lagi sama dengan objek aslinya.

Pengukuran dan alat ukur.

Pengamatan menjadi bagian dari penelitian ilmiah jika perbandingan dan kesimpulan tertentu dibuat atas dasar pengamatan ini. Untuk membandingkan setiap sifat benda material, diperlukan untuk memberikan sifat-sifat ini karakteristik kuantitatif. Selain itu, dalam mekanika kuantum diyakini bahwa hanya benda-benda yang dapat diukur yang benar-benar ada: "Yang pada dasarnya tidak terukur secara fisik tidak nyata" (Bohr, Heisenberg). Prosedur untuk memperoleh informasi kuantitatif tentang objek penelitian disebut pengukuran. Alat yang digunakan untuk mengukur disebut instrumen. Teori pengukuran berkaitan dengan ilmu khusus - metrologi. Cara paling sederhana untuk mengukur ( lurus) terletak pada kenyataan bahwa objek yang diteliti dibandingkan dengan standar diambil sebagai satu kesatuan. Standar yang paling terkenal adalah batang platinum-iridium sepanjang 1 meter, disimpan di Paris, di Kamar Berat dan Ukuran. Ketidaknyamanan pengukuran tersebut terkait dengan penyimpanan dan reproduksi salinan standar jelas. Saat ini (sejak 1983) telah diputuskan untuk menganggap 1 meter sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam waktu 1/299792458 detik.

Untuk mengukur waktu, Anda juga membutuhkan standar. Saat ini diyakini bahwa 1 detik adalah waktu di mana ada 9192631830 periode osilasi radiasi yang dipancarkan oleh isotop cesium.
.

Perhatikan bahwa untuk mengukur kuantitas yang menggambarkan fenomena makrokosmos, fenomena mikrokosmos dan dunia mega terlibat.

Sesuai dengan kesepakatan terakhir, panjang referensi 1 meter tidak diukur secara langsung, tetapi dihitung dengan rumus:
, di mana dengan adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Pengukuran ini disebut tidak langsung. Sebagian besar pengukuran fisik tidak langsung. Pengukuran tidak langsung juga dapat mencakup metode ekstrapolasi, yang didasarkan pada asumsi bahwa di daerah di mana tidak ada pengukuran yang dilakukan, perilaku sistem tetap sama. Ekstrapolasi tidak selalu dikonfirmasi oleh eksperimen.

1. dimensi fisik. sistem SI internasional.

Saat mengukur, peneliti memperoleh karakteristik kuantitatif dari setiap properti dari objek tertentu. Setiap kuantitas memiliki arti fisiknya sendiri dan unit pengukurannya sendiri - dimensi. Nilai dimensi yang berbeda tidak dapat dibandingkan, ditambah atau dikurangi satu sama lain, karena mereka menggambarkan sifat yang berbeda dari objek.

Satuan pengukuran terbukti disepakati dengan mudah di antara semua negara. Ini terutama karena kepentingan ekonomi. Saat ini, masyarakat dunia telah mengadopsi sistem pengukuran metrik tunggal, yang disebut Sistem Internasional (SI). Unit dasarnya (memerlukan definisi menggunakan standar):

Panjang - 1 meter;

Waktu - 1 detik;

Berat - 1 kilogram;

Suhu termodinamika - 1 Kelvin;

Jumlah zat adalah 1 mol;

Kekuatan arus listrik - 1 Ampere;

Intensitas cahaya - 1 candela;

Kuantitas fisik yang tersisa diperoleh dari yang terdaftar dan disebut turunan, misalnya, N, J, W, V, Ohm.

4. Kesalahan pengukuran.

Pengukuran apa pun hanya dapat dilakukan dengan akurasi tertentu. Pada dasarnya tidak mungkin untuk mendapatkan nilai kuantitas fisik yang benar-benar akurat karena sejumlah alasan. Yang pertama adalah bahwa pengukuran adalah hasil interaksi perangkat dan objek. Pada gilirannya, perangkat itu sendiri adalah perangkat teknis dan memiliki kemampuan terbatas. Selain itu, sifat probabilistik melekat pada kuantitas fisik apa pun, dan ini adalah sifat dasar semua materi, yang akan kita bicarakan terutama dalam kuliah khusus. Dikatakan bahwa pengukuran besaran X 0 diproduksi dengan presisi tertentu
, dan nilai itu sendiri disebut kesalahan mutlak atau kesalahan pengukuran mutlak. Ilmuwan alam hanya dapat menegaskan bahwa nilai sebenarnya dari kuantitas yang diukur terletak pada interval dari (
) sebelum (
):
.

Terkadang lebih nyaman untuk dibicarakan Kesalahan relatif atau kesalahan pengukuran relatif:
. Nilai ini, terutama jika dinyatakan sebagai persentase, memberikan gambaran yang sangat jelas tentang keakuratan pengukuran.

Ayo daftar faktor utama ketidakakuratan eksperimental. Selain kesalahan besar dari eksperimen itu sendiri, mereka dapat dibagi menjadi dua kelompok:

1) sistematis, yang ditentukan oleh kelas akurasi perangkat (1/2 divisi) dan, mungkin, beberapa jenis kesalahan konstan perangkat;

2) statistik karena penyimpangan acak dari nilai sebenarnya dalam setiap percobaan tertentu. Seringkali perlu untuk mengambil rata-rata sebagai nilai sebenarnya dari kuantitas.
, di mana N adalah jumlah percobaan. Semakin banyak eksperimen yang dilakukan, semakin dekat ke nilai sebenarnya.

Percobaan.

Sebagai aturan, peneliti merencanakan pengamatan dan pengukurannya terlebih dahulu, dipandu oleh beberapa orang hipotesa, yaitu asumsi tentang hasil yang diharapkan. A. Einstein menunjukkan bahwa "hanya teori yang menentukan apa yang dapat diamati". Untuk wawasan yang lebih dalam tentang esensi fenomena, diperlukan untuk mengubah kondisi percobaan, sehingga mengganggu objek penelitian.

Tindakan bertujuan yang terkait dengan perubahan objek studi itu sendiri disebut percobaan. Eksperimen memungkinkan untuk mengungkapkan sifat dan pola seperti itu di dalam objek, yang tersembunyi dalam kondisi normal.

Bentuk eksperimen khusus - eksperimen pikiran. Baru-baru ini, semakin penting percobaan numerik di mana ilmuwan berurusan dengan model matematika dari fenomena alam.

1. Menggunakan hasil percobaan. Teori. Kriteria sifat ilmiah dan kebenaran teori.

Hasil percobaan harus ditafsirkan. Jika hipotesis awal peneliti dikonfirmasi, maka penelitian bergerak ke tingkat yang baru - teoretis , yaitu sebuah teori ilmiah sedang dibangun dalam kerangka paradigma yang ada. Jika teori yang memuaskan yang menggambarkan fenomena yang diamati tidak dapat dibangun, ini dapat menyebabkan pergeseran paradigma yang revolusioner.

Program kerja