No mundo antigo, as ciências da natureza eram chamadas em grego fisica, daí o nome moderno da ciência natural fundamental - física. Physis foi entendido como o conhecimento de uma pessoa do mundo ao seu redor. Na Europa, o conhecimento científico era chamado de filosofia natural porque se formaram em uma época em que a filosofia era considerada a ciência principal; na Alemanha do século XIX. Filosofia natural foi o nome dado a todas as ciências naturais em geral.

No mundo moderno, a ciência natural é entendida como: a) uma ciência unificada da natureza como um todo; b) a totalidade das ciências da natureza. Em todo caso, o objeto de estudo da ciência natural é a natureza, entendida como o mundo ao redor do homem, incluindo o próprio homem.

As ciências naturais são física, química, biologia, cosmologia, astronomia, geografia, geologia, psicologia (não completamente) e as chamadas ciências da extremidade - astrofísica, biofísica, bioquímica, etc. e ciências aplicadas - geografia, geoquímica, paleontologia, etc.

Inicialmente, a ciência natural se deparou com a tarefa de conhecer o mundo circundante e suas leis objetivas. Nos tempos antigos, a matemática e a filosofia lidaram com isso, mais tarde - matemática, química e física, e após a divisão do conhecimento científico em ciências mais restritas - todas as acima e mais restritas daquelas não listadas.

Relativamente falando, a ciência natural foi chamada para resolver uma série de mistérios ou questões ditas eternas: sobre a origem do mundo e do homem, sobre os níveis da estrutura do mundo, sobre a transformação dos mortos em vivos e , inversamente, sobre o vetor da direção do tempo, sobre a possibilidade de viagens ultralongas no espaço, etc. Em cada estágio do desenvolvimento do conhecimento, descobriu-se que as tarefas foram resolvidas apenas parcialmente. E cada nova etapa do conhecimento aproximava a solução, mas não conseguia resolver os problemas.

Na ciência natural moderna, um conjunto de tarefas é entendido como o conhecimento das leis objetivas da natureza e a promoção de seu uso prático no interesse do homem, enquanto o valor prático do conhecimento adquirido é um fator decisivo que determina as questões de financiamento: ramos promissores da ciência recebem um bom financiamento, os menos promissores se desenvolvem mais lentamente devido ao fraco financiamento.

2. A relação das ciências naturais

Todos os fenômenos do mundo estão conectados entre si, portanto, os laços estreitos entre as ciências da natureza são naturais. Qualquer objeto vivo e não vivo do mundo circundante pode ser descrito matematicamente (tamanho, peso, volume, proporção entre essas categorias), fisicamente (propriedades da substância, líquido, gás de que consiste), quimicamente (propriedades da substância química processos que ocorrem nele e as reações da substância do objeto) etc.

Em outras palavras, os objetos do mundo circundante, sejam eles vivos ou inanimados, obedecem às leis da existência deste mundo descobertas pelo homem - físicas, matemáticas, químicas, biológicas, etc. visão de objetos e fenômenos vivos complexos, eles tentaram aplicar as mesmas leis que existem na natureza inanimada, uma vez que os cientistas podiam entender e descrever os processos nos organismos vivos apenas de um ponto de vista mecanicista.

Era uma visão simplificada, embora bastante científica para a época; Nós chamamos ele redução.

No conhecimento científico moderno, pelo contrário, há uma abordagem diferente - holístico ou holístico. Em objetos e fenômenos complexos, todas as leis da natureza conhecidas pelo homem operam, mas não agem separadamente, mas em síntese, portanto não faz sentido considerá-las isoladamente umas das outras. redução abordagem determinou a aplicação do método analítico, ou seja, assumiu a decomposição de um objeto complexo nos menores componentes, holística envolve o estudo de um objeto como um conjunto de todos os seus componentes, o que exige o estudo em um nível muito mais complexo de todas as relações existentes. Descobriu-se que, mesmo para o estudo da matéria inanimada, não basta confiar nas leis conhecidas da física e da química, mas é necessário criar novas teorias que considerem esses objetos de um novo ponto de vista. As leis conhecidas não foram revogadas como resultado, e novas teorias abriram novos horizontes de conhecimento e contribuíram para o nascimento de novos ramos das ciências naturais (por exemplo, a física quântica).

3. Divisão das ciências naturais em fundamentais e aplicadas

As ciências naturais podem ser divididas em fundamentais e aplicadas. Ciência aplicada resolver uma determinada ordem social, ou seja, sua existência visa cumprir uma tarefa da sociedade que é demandada em um determinado estágio de seu desenvolvimento. Ciências básicas eles não cumprem nenhuma ordem, estão ocupados obtendo conhecimento sobre o mundo, pois obter tal conhecimento é seu dever direto.

Eles são chamados de fundamentais porque são a base sobre a qual as ciências aplicadas e a pesquisa científica e técnica (ou tecnologias) são construídas. Há sempre uma atitude cética em relação à pesquisa fundamental na sociedade, e isso é compreensível: eles não trazem os dividendos necessários imediatamente, pois estão à frente do desenvolvimento das ciências aplicadas existentes na sociedade, e esse atraso de “utilidade” é geralmente expresso em décadas, e às vezes até séculos. A descoberta por Kepler das leis da relação entre a órbita dos corpos cósmicos e sua massa não trouxe nenhum benefício para a ciência moderna, mas com o desenvolvimento da astronomia, e depois a pesquisa espacial, tornou-se relevante.

As descobertas fundamentais ao longo do tempo tornam-se a base para a criação de novas ciências ou ramos das ciências existentes e contribuem para o progresso científico e tecnológico da humanidade. As ciências aplicadas estão fortemente associadas ao avanço desse conhecimento, elas provocam o rápido desenvolvimento de novas tecnologias.

Sob as tecnologias em sentido estrito, costuma-se entender a totalidade do conhecimento sobre os métodos e meios de condução dos processos de produção, bem como os próprios processos tecnológicos, nos quais ocorre uma mudança qualitativa no objeto processado; em sentido amplo, são métodos para atingir as metas estabelecidas pela sociedade, determinadas pelo estado de conhecimento e eficiência social.

Na vida cotidiana, as tecnologias são entendidas como dispositivos técnicos (um sentido ainda mais restrito da palavra). Mas em qualquer sentido, a tecnologia é apoiada pelas ciências aplicadas, e as ciências aplicadas são apoiadas pelas ciências fundamentais. E é possível construir um esquema de inter-relações em três níveis: as ciências fundamentais ocuparão as alturas de comando, as ciências aplicadas subirão um andar abaixo, as tecnologias que não podem existir sem as ciências estarão na base.

4. Ciências naturais e cultura humanitária

O conhecimento original do mundo não se dividia em ciência natural e arte; na Grécia, a filosofia natural estudava o mundo de forma complexa, sem tentar separar o material do espiritual ou o espiritual do material. Esse processo de divisão do conhecimento em duas partes ocorreu na Europa medieval (ainda que lentamente) e atingiu seu ápice na era moderna, quando as revoluções sociais que ocorreram levaram às revoluções industriais e o valor do conhecimento científico aumentou, pois ele e somente ele contribuiu para o progresso.

A cultura espiritual (arte, literatura, religião, moralidade, mitologia) não poderia contribuir para o progresso material. Os financiadores de tecnologia não estavam interessados ​​nisso. Outra razão era que a cultura humanitária estava saturada de religião e não ajudava (e atrapalhava) o desenvolvimento do conhecimento das ciências naturais. Desenvolvendo-se rapidamente, as ciências naturais muito rapidamente começaram a isolar dentro de si cada vez mais novos ramos, tornando-se ciências independentes. A filosofia era o único vínculo que os impedia de se desintegrar em ciências isoladas e autocontidas.

A filosofia era uma ciência das humanidades por definição, mas básica para as disciplinas naturais. Com o tempo, havia cada vez menos filosofia nas ciências e cada vez mais cálculos e elementos aplicados. Se na Idade Média as leis do universo eram estudadas com um objetivo global - conhecer a ordem mundial dada às pessoas por Deus, a fim de melhorar uma pessoa para a vida em um mundo construído por Deus, então em um momento posterior o humanitarismo componente deixou as ciências naturais, eles se engajaram na extração do conhecimento "puro" e na descoberta de leis "puras", com base em dois princípios: responder à pergunta "como funciona" e dar conselhos "como usá-lo para o progresso da humanidade."

Houve uma divisão da parte pensante da humanidade em humanidades e cientistas. Os cientistas começaram a desprezar as humanidades por sua incapacidade de usar o aparato matemático, e os humanistas começaram a ver os cientistas como "crackers" nos quais não havia mais nada de humano. O processo atingiu seu auge na segunda metade do século XX. Mas então ficou claro que a humanidade entrou em crise ecológica, e o conhecimento humanitário é necessário como elemento para o funcionamento normal das ciências naturais.

5. Estágios do conhecimento das ciências naturais da natureza

A história do desenvolvimento do conhecimento científico é um processo longo e complexo que pode ser dividido condicionalmente em várias etapas.

Primeira etapa abrange o período de o nascimento da filosofia natural até o século XV. Nesse período, o conhecimento científico se desenvolveu de forma sincrética, ou seja, indiferenciada. A Naturfilosofia representava o mundo como um todo, a filosofia era a rainha das ciências. Os principais métodos da filosofia natural eram a observação e a conjectura. Gradualmente, por volta do século XIII, áreas de conhecimento altamente especializadas começaram a emergir da filosofia natural - matemática, física, química etc. Por volta do século XV. essas áreas do conhecimento tomaram forma em ciências específicas.

Segunda fase - dos séculos XV a XVIII. A análise veio à tona nos métodos das ciências, uma tentativa de dividir o mundo em partes constituintes cada vez menores e estudá-las. O principal problema dessa época era a busca da base ontológica do mundo, estruturada a partir do caos primitivo. A divisão cada vez mais sutil do mundo em partes também causou uma divisão mais sutil da filosofia natural em ciências separadas, e essas em ciências ainda menores. (A partir de uma única alquimia filosófica, formou-se a ciência da química, que então divergiu em inorgânico e orgânico, físico e analítico, etc.)

Na segunda fase, um novo método de ciência apareceu - experimentar. O conhecimento foi adquirido principalmente empiricamente, ou seja, experimentalmente. Mas a atenção foi dirigida não aos fenômenos, mas aos objetos (objetos), devido aos quais a natureza era percebida em estática, e não em mudança.

Terceiro estágio abrange os séculos XIX-XX. Foi um período de rápido crescimento do conhecimento científico, progresso científico rápido e curto. Durante este período, a humanidade recebeu mais conhecimento do que em toda a história da existência da ciência. Esse período geralmente é chamado de sintético, pois o principal princípio desse tempo é síntese.

Do final do século 20 a ciência avançou estágio integral-diferencial . Isso explica o surgimento de teorias universais que combinam dados de várias ciências com um componente humanitário muito forte. O principal método é combinação de síntese e experimento.

6. Formação de uma imagem científica do mundo

A visão científica do mundo, como a própria ciência, passou por vários estágios de desenvolvimento. A princípio dominou imagem mecanicista do mundo, guiado pela regra: se existem leis físicas no mundo, elas podem ser aplicadas a qualquer sujeito do mundo e a qualquer de seus fenômenos. Não poderia haver acidentes nesta imagem do mundo, o mundo estava firmemente apoiado nos princípios da mecânica clássica e obedeceu às leis da mecânica clássica.

A visão mecanicista do mundo tomou forma na era da presença da consciência religiosa mesmo entre os próprios cientistas: eles encontraram a base do mundo em Deus, as leis da mecânica eram percebidas como as leis do Criador, o mundo era considerado apenas como macrocosmo, movimento - como movimento mecânico, todos os processos mecânicos eram devidos ao princípio do determinismo complexo, que na ciência é entendido como uma definição exata e inequívoca do estado de qualquer sistema mecânico.

A imagem do mundo naquela época parecia um mecanismo perfeito e preciso, como um relógio. Nessa imagem do mundo não havia livre arbítrio, havia destino, não havia liberdade de escolha, havia determinismo. Era o mundo de Laplace.

Esta imagem do mundo mudou eletromagnético, que se baseava não no macrocosmo, mas no campo e nas propriedades dos campos recém-descobertos pelo homem - magnético, elétrico, gravitacional. Era o mundo de Maxwell e Faraday. Ele foi substituído imagem do mundo quântico, que considerou os menores componentes - o micromundo com velocidades de partículas próximas à velocidade da luz e objetos espaciais gigantes - o megamundo com enormes massas. Esse quadro obedeceu à teoria relativista. Era o mundo de Einstein, Heisenberg, Bohr. Do final do século 20 apareceu uma imagem moderna do mundo - informativo, sinérgico, construído com base em sistemas auto-organizados (tanto de natureza viva quanto inanimada) e teoria da probabilidade. Este é o mundo de Stephen Hawking e Bill Gates, o mundo das dobras espaciais e da inteligência artificial. Tecnologia e informação neste mundo são tudo.

7. Revoluções globais das ciências naturais

Uma característica distintiva do desenvolvimento da ciência natural é que, tendo evoluído por muito tempo dentro da estrutura da filosofia natural, desenvolveu-se através de mudanças revolucionárias acentuadas - revoluções das ciências naturais. Caracterizam-se pelas seguintes características: 1) desmascaramento e descarte de velhas ideias que impedem o progresso; 2) aprimoramento da base técnica com a rápida expansão do conhecimento sobre o mundo e o surgimento de novas ideias; 3) o surgimento de novas teorias, conceitos, princípios, leis da ciência (que podem explicar fatos inexplicáveis ​​do ponto de vista de teorias antigas) e seu rápido reconhecimento como fundamentais. Consequências revolucionárias podem ser produzidas tanto pela atividade de um cientista quanto pela atividade de uma equipe de cientistas ou de toda a sociedade como um todo.

As revoluções nas ciências naturais podem referir-se a um dos três tipos:

1) global- afetam não um fenômeno ou área de conhecimento em particular, mas todo o nosso conhecimento sobre o mundo como um todo, formando novos ramos da ciência ou novas ciências e, às vezes, transformando completamente a ideia da sociedade sobre a estrutura do mundo e criando uma forma diferente de pensar e outras diretrizes;

2) local- afetar um campo do conhecimento, uma ciência fundamental, onde a ideia fundamental é radicalmente alterada, virando de cabeça para baixo o conhecimento básico dessa indústria, mas ao mesmo tempo não afetando não apenas os fundamentos, mas também os fatos no campo vizinho de conhecimento (por exemplo, a teoria de Darwin apagou o axioma da biologia sobre a imutabilidade das espécies de seres vivos, mas não afetou de forma alguma a física, a química ou a matemática);

3) privado- referem-se a teorias e conceitos individuais inviáveis, mas difundidos em algum campo do conhecimento - desmoronam sob a pressão dos fatos, mas as velhas teorias que não entram em conflito com os novos fatos permanecem e se desenvolvem frutíferas. De novas ideias, pode nascer não apenas uma nova teoria, mas também um novo ramo da ciência. A ideia fundamental nela não rejeita velhas teorias fundamentadas, mas cria uma tão revolucionária que não encontra lugar ao lado das antigas e se torna a base de um novo ramo científico.

8. Revoluções da cosmologia e das ciências naturais

A demolição da antiga visão de mundo nas ciências naturais sempre esteve intimamente ligada ao conhecimento cosmológico e astronômico. A cosmologia, ocupada com questões da origem do mundo e do homem nele, baseava-se nos mitos existentes e nas ideias religiosas das pessoas. O céu em sua visão de mundo ocupava um lugar de destaque, pois todas as religiões o declaravam o lugar onde os deuses moram, e as estrelas visíveis eram consideradas as encarnações desses deuses. Cosmologia e astronomia ainda estão intimamente ligadas, embora o conhecimento científico tenha se livrado dos deuses e deixado de considerar o espaço como seu habitat.

O primeiro sistema cosmológico humano foi topocêntrico, ou seja, que considerava o povoado o principal local de origem da vida, onde nasceu o mito sobre a origem da vida, o homem e algum deus local. O sistema topocêntrico colocou o centro de origem da vida no planeta. O mundo era plano.

Com a expansão dos laços culturais e comerciais, havia muitos lugares e deuses para que existisse um esquema topocêntrico. Apareceu geocêntrico sistema (Anaximandro, Aristóteles e Ptolomeu), que considerou a questão da origem da vida em um volume global, planetário e colocou a Terra no centro do sistema de planetas conhecido pelo homem. Como resultado revolução aristotélica o mundo tornou-se esférico, e o sol girou em torno da terra.

Geocêntrico substituído heliocêntrico um sistema no qual a Terra recebeu um lugar comum entre outros planetas, e o sol, localizado no centro do sistema solar, foi declarado a fonte da vida. Era revolução copernicana. As ideias de Copérnico contribuíram para se livrar do dogmatismo da religião e o surgimento da ciência em sua forma moderna (mecânica clássica, os trabalhos científicos de Kepler, Galileu, Newton).

Um contemporâneo de Copérnico, J. Bruno, apresentou uma ideia que não foi apreciada em seu tempo policentrismo- isto é, a pluralidade de mundos. Alguns séculos depois, essa ideia foi incorporada nos trabalhos de Einstein e a teoria relativista (a teoria da relatividade), um modelo cosmológico de um universo homogêneo e isotrópico e a física quântica apareceram.

O mundo está à beira de uma nova revolução global nas ciências naturais, deve nascer uma teoria que vincule a teoria geral da relatividade com a estrutura da matéria.

9. Níveis de conhecimento científico

A ciência natural moderna opera em dois níveis de conhecimento científico - empírico e teórico.

O nível empírico de conhecimento significa obtenção experimental de material factual. O conhecimento empírico inclui métodos sensório-visuais e métodos de cognição (observação sistemática, comparação, analogia, etc.), que trazem muitos fatos que requerem processamento e sistematização (generalização). Na etapa do conhecimento empírico, os fatos são registrados, descritos detalhadamente e sistematizados. Para obter os fatos, são realizados experimentos com instrumentos de registro.

Embora a observação envolva o uso dos cinco sentidos de uma pessoa, os cientistas não confiam nos sentimentos e sensações diretos de uma pessoa e, para precisão, usam instrumentos que são incapazes de erro. Mas uma pessoa ainda está presente como observador, a objetividade do nível empírico não é capaz de desligar o fator subjetivo - o observador. Os experimentos são caracterizados por métodos de checagem e checagem de dados.

O nível teórico de conhecimento significa processar resultados empíricos e criar teorias que possam explicar os dados. É nesse nível que ocorre a formulação de regularidades e leis descobertas pelos cientistas, e não apenas a repetição de sequências ou propriedades díspares de alguns fenômenos ou objetos. A tarefa de um cientista é encontrar, explicar e fundamentar cientificamente padrões no material obtido empiricamente e criar, com base nisso, um sistema claro e harmonioso da ordem mundial. O nível teórico do conhecimento tem duas variedades: teorias fundamentais abstratas (à margem da realidade existente) e teorias voltadas para áreas específicas do conhecimento prático.

O conhecimento empírico e o conhecimento teórico estão interligados e um não existe sem o outro: os experimentos são feitos com base nas teorias existentes; teorias são construídas com base no material experimental obtido. Se não corresponder às teorias existentes, então é impreciso ou uma nova teoria precisa ser criada.

10. Métodos científicos gerais de cognição: análise, síntese, generalização, abstração, indução, dedução

Os métodos científicos gerais de cognição incluem análise, síntese, generalização, abstração, indução, dedução, analogia, modelagem, método histórico, classificação.

Análise- decomposição mental ou real de um objeto em suas menores partes. Síntese - combinar os elementos estudados como resultado da análise em um único todo. Análise e síntese são utilizadas como métodos complementares. No cerne dessa forma de conhecer está o desejo de desmontar algo para entender por que e como funciona, e remontá-lo para ter certeza de que funciona justamente porque tem uma estrutura estudada.

Generalização- o processo de pensamento, que consiste na transição do individual para o todo, do particular para o geral (nos princípios da lógica formal: Kai é um homem, todas as pessoas são mortais, Kai é mortal).

Abstração - o processo de pensar, que consiste em acrescentar certas mudanças ao objeto em estudo ou excluir da consideração algumas propriedades dos objetos que não são consideradas essenciais. Abstrações são coisas como

(em física) um ponto material que tem massa, mas é desprovido de outras qualidades, uma linha reta infinita (em matemática), etc. Indução- o processo de pensar, que consiste em derivar uma posição geral da observação de um certo número de fatos individuais particulares. A indução pode ser completa ou incompleta. Indução completa prevê a observação de todo o conjunto de objetos, dos quais se seguem conclusões gerais, mas em experimentos é usado indução incompleta, que faz uma conclusão sobre a totalidade dos objetos, a partir do estudo de uma parte dos objetos. A indução incompleta assume que objetos semelhantes retirados dos parênteses do experimento têm as mesmas propriedades dos estudados, e isso permite usar dados experimentais para justificação teórica. A indução incompleta é chamada científico. Dedução- o processo de pensar, que consiste em conduzir o raciocínio analítico do geral ao particular. A dedução baseia-se na generalização, mas realiza-se a partir de algumas disposições gerais iniciais, consideradas indiscutíveis, para um caso particular de modo a obter uma conclusão verdadeiramente correcta. O método dedutivo é o mais utilizado em matemática.

A ciência da Natureza, isto é, a ciência natural, é tradicionalmente dividida em seções mais ou menos independentes como física, química, biologia e psicologia.

A física lida não apenas com todos os tipos de corpos materiais, mas com a matéria em geral. Química - com todos os tipos da chamada matéria substancial, isto é, com várias substâncias ou substâncias. Biologia - com todos os tipos de organismos vivos.

Nenhuma disciplina científica se limita a coletar fatos observáveis. A tarefa da ciência não é apenas descrever, mas explicar, e isso nada mais é do que encontrar dependências que permitem que um conjunto de fenômenos, muitas vezes muito amplo, seja derivado a partir de uma teoria de outra, via de regra, mais estreita. conjunto de fenômenos.

“A lógica dialética, em contraste com a velha lógica puramente formal”, diz Engels, “não se contenta em enumerar e, sem qualquer conexão, colocar lado a lado as formas do movimento do pensamento... ao contrário, deduz essas formas umas das outras, estabelece entre elas uma relação de subordinação, e não de coordenação, desenvolve formas superiores a partir das inferiores.

A classificação das ciências proposta por F. Engels atendeu exatamente a esses requisitos. Tendo estabelecido a posição segundo a qual cada forma de movimento da matéria corresponde a sua própria "forma de movimento do pensamento", isto é, um ramo da ciência, F. Engels descobriu que tanto entre as formas de movimento da matéria , e entre seu reflexo na cabeça de uma pessoa - ramos da ciência, existem relações de subordinação. Ele expressou essas relações na forma de uma hierarquia das ciências naturais: Biologia, Química, Física.

E para enfatizar que essa conexão hierárquica entre as ciências naturais determina sua unidade, ou seja, a integridade de todas as ciências naturais como um sistema, F. Engels recorreu a tais definições de ramos das ciências naturais que indicam a origem das formas superiores de inferiores, "um do outro". Ele chamou a física de "mecânica das moléculas", a química de "física dos átomos" e a biologia de "química das proteínas". Ao mesmo tempo, F. Engels observou que esse tipo de técnica nada tem a ver com uma tentativa mecanicista de reduzir uma forma a outra, que é apenas uma demonstração da conexão dialética entre diferentes níveis de organização material e sua cognição, e ao mesmo tempo é uma demonstração de saltos de um nível discreto de conhecimento científico para outro e as diferenças qualitativas entre esses níveis.

No entanto, deve-se ter em mente a validade condicional (relativa) de quaisquer subdivisões da ciência natural em disciplinas de ciências naturais separadas e sua integridade incondicional (princípios). Isso é evidenciado pelo surgimento sistemático de problemas interdisciplinares e assuntos sintéticos relacionados (como físico-química ou física química, biofísica, bioquímica, biologia físico-química).

Ao formar ideias gerais - natural-filosóficas - sobre a Natureza, ela foi inicialmente percebida como algo fundamentalmente integral, unificado, ou pelo menos de alguma forma conectado. Mas como o conhecimento específico sobre a Natureza precisava ser detalhado, ele tomou forma, por assim dizer, como divisões independentes das ciências naturais, principalmente as básicas, a saber, como a física, a química e a biologia. No entanto, essa etapa analítica do estudo da Natureza, associada ao detalhamento das ciências naturais e sua divisão em partes separadas, acabou por ser substituída ou complementada, como de fato aconteceu, pela etapa oposta de sua síntese. A aparente diferenciação da ciência natural, ou junto com ela, é necessariamente seguida por sua integração essencial, generalização real, aprofundamento fundamental.

Tendências de unidade, ou integração, do conhecimento das ciências naturais começaram a aparecer há muito tempo. Já em 1747-1752, Mikhail Vasilyevich Lomonosov fundamentou a necessidade de envolver a física para explicar os fenômenos químicos e criou com base nisso, como ele mesmo colocou, "a parte teórica da química", chamando-a de físico-química. Desde então, surgiu uma grande variedade de opções para combinar conhecimentos físicos e químicos (levando a ciências como cinética química, termoquímica, termodinâmica química, eletroquímica, radioquímica, fotoquímica, química de plasma, química quântica). Hoje, toda química pode ser chamada de física, porque tais ciências, que são chamadas de "química geral" e "química física", têm o mesmo assunto e os mesmos métodos de pesquisa. Mas havia também a "física química", que às vezes é chamada de química de altas energias ou química de estados extremos (longe da norma).

Por um lado (externamente), tal combinação é ditada pela impossibilidade de explicar fenômenos químicos por meios "puramente químicos" e, consequentemente, pela necessidade de recorrer à ajuda da física. Por outro lado (internamente), esta unificação nada mais é do que uma manifestação da unidade fundamental da Natureza, que não conhece nenhuma divisão absolutamente nítida em rubricas e diferentes ciências.

Da mesma forma, houve uma vez a necessidade de uma síntese do conhecimento biológico e químico. No século passado, a química fisiológica e depois a bioquímica tornaram-se conhecidas. E muito recentemente, uma nova ciência sintética da biologia físico-química apareceu e se tornou amplamente conhecida, até mesmo na moda. Essencialmente, afirma ser nada mais e nada menos que "biologia teórica". Porque para explicar os fenômenos mais complexos que ocorrem em um organismo vivo, não há outra maneira senão atrair conhecimento da química e da física. Afinal, mesmo o organismo vivo mais simples é uma unidade mecânica, um sistema termodinâmico e um reator químico com fluxos multidirecionais de massas materiais, calor e impulsos elétricos. E, ao mesmo tempo, não é nem um nem outro separadamente, porque um organismo vivo é um todo único.

Ao mesmo tempo, em princípio, não estamos falando apenas e nem tanto de redução, isto é, de reduzir toda a biologia a uma química pura, e toda a química a uma física pura, mas da interpenetração real de todas as três dessas ciências naturais básicas umas nas outras, embora com o desenvolvimento predominante das ciências naturais na direção da física para a química e a biologia.

Atualmente, de modo geral, não há uma única área de pesquisa nas ciências naturais propriamente ditas que se relacione exclusivamente com a física, a química ou a biologia em estado puro e isolado. A biologia depende da química e junto com ela ou diretamente, como a própria química, da física. Eles são permeados pelas leis da Natureza comuns a eles.

Assim, todo o estudo da Natureza hoje pode ser visualizado como uma enorme rede composta por ramos e nós conectando vários ramos das ciências físicas, químicas e biológicas.

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Plano

1. A ciência natural como ciência da Natureza. Ciências naturais básicas e sua relação

2. A física quântica e seus princípios básicos. O mundo das partículas e antipartículas

3. Mecânica. Leis básicas da mecânica clássica

1. A ciência natural como ciência da Natureza. Ciências naturais básicas e sua relação

Ciência natural a ciência de natureza . No mundo moderno, a ciência natural é um sistema de ciências naturais, ou as chamadas ciências naturais, tomadas em conexão mútua e baseadas, via de regra, em métodos matemáticos de descrição de objetos de estudo.

Ciência natural:

Uma das três principais áreas do conhecimento científico sobre natureza, sociedade e pensamento;

É a base teórica da tecnologia industrial e agrícola e da medicina

É o fundamento científico natural da imagem do mundo.

Sendo a base para a formação de uma imagem científica do mundo, a ciência natural é um certo sistema de visões sobre uma compreensão particular de fenômenos ou processos naturais. E se tal sistema de visões assume um único caráter definidor, então, via de regra, é chamado de conceito. Com o tempo, surgem novos fatos empíricos e generalizações, e o sistema de visões sobre a compreensão dos processos muda, surgem novos conceitos.

Se considerarmos a área de assunto da ciência natural da maneira mais ampla possível, ela inclui:

Várias formas de movimento da matéria na natureza;

Seus portadores materiais, que formam uma "escada" de níveis da organização estrutural da matéria;

Sua relação, estrutura interna e gênese.

Mas não foi sempre assim. Os problemas do dispositivo, a origem da organização de tudo o que está no Universo (Cosmos), nos séculos IV-VI pertenciam à "física". E Aristóteles chamou aqueles que lidaram com esses problemas simplesmente "físicos" ou "fisiologistas", porque. a palavra grega antiga "física" é igual à palavra "natureza".

Na ciência natural moderna, a natureza é considerada não em abstrato, fora da atividade humana, mas concretamente, como estando sob a influência do homem, porque seu conhecimento é alcançado não só pela atividade especulativa, teórica, mas também pela prática de produção das pessoas.

Assim, a ciência natural como reflexo da natureza na consciência humana está sendo aprimorada no processo de sua transformação ativa no interesse da sociedade.

Os objetivos da ciência natural decorrem disso:

Revelando a essência dos fenômenos naturais, suas leis e, com base nisso, a previsão ou criação de novos fenômenos;

A capacidade de usar na prática as leis, forças e substâncias conhecidas da natureza.

Segue-se que, se a sociedade está interessada em formar especialistas altamente qualificados, capazes de usar produtivamente seus conhecimentos, então o objetivo de estudar os conceitos das ciências naturais modernas não é estudar física, química, biologia etc., mas revelar aqueles que estão ocultos. conexões que criam a unidade orgânica dos fenômenos físicos, químicos, biológicos.

As ciências naturais são:

Ciências sobre o espaço, sua estrutura e evolução (astronomia, cosmologia, astrofísica, cosmoquímica, etc.);

Ciências físicas (física) - ciências sobre as leis mais profundas dos objetos naturais e, ao mesmo tempo - sobre as formas mais simples de suas mudanças;

Ciências químicas (química) - ciências sobre substâncias e suas transformações

Ciências biológicas (biologia) - ciências da vida;

Ciências da Terra (geonomia) - isso inclui: geologia (a ciência da estrutura da crosta terrestre), geografia (a ciência do tamanho e forma da superfície da Terra), etc.

As ciências listadas não esgotam toda a ciência natural, porque. o homem e a sociedade humana são inseparáveis ​​da natureza, fazem parte dela.

O desejo de uma pessoa pelo conhecimento do mundo circundante é expresso em várias formas, métodos e direções de suas atividades de pesquisa. Cada uma das partes principais do mundo objetivo - natureza, sociedade e homem - é estudada por suas próprias ciências separadas. A totalidade do conhecimento científico sobre a natureza é formada pela ciência natural, ou seja, conhecimento sobre a natureza ("natureza" - natureza - e "conhecimento").

A ciência natural é um conjunto de ciências naturais que tem como objeto de suas pesquisas diversos fenômenos e processos da natureza, as leis de sua evolução. Além disso, a ciência natural é uma ciência independente separada da natureza como um todo. Ele permite que você estude qualquer objeto do mundo ao nosso redor mais profundamente do que qualquer uma das ciências naturais pode fazer. Portanto, a ciência natural, juntamente com as ciências da sociedade e do pensamento, é a parte mais importante do conhecimento humano. Inclui tanto a atividade de obtenção de conhecimento quanto seus resultados, ou seja, o sistema de conhecimento científico sobre processos e fenômenos naturais.

A especificidade da disciplina de ciências naturais é que ela explora os mesmos fenômenos naturais do ponto de vista de várias ciências ao mesmo tempo, revelando os padrões e tendências mais gerais, considerando a Natureza como se fosse de cima. Esta é a única maneira de apresentar a Natureza como um único sistema integral, de revelar os fundamentos sobre os quais se constrói toda a variedade de objetos e fenômenos do mundo circundante. O resultado dessa pesquisa é a formulação das leis básicas que conectam os micro, macro e megamundos, a Terra e o Cosmos, os fenômenos físicos e químicos com a vida e a mente no Universo. O principal objetivo deste curso é a compreensão da Natureza como uma integridade única, a busca de relações mais profundas entre fenômenos físicos, químicos e biológicos, bem como a identificação de conexões ocultas que criam a unidade orgânica desses fenômenos.

A estrutura da ciência natural é um complexo sistema ramificado de conhecimento, todas as partes do qual estão relacionadas à subordinação hierárquica. Isso significa que o sistema das ciências naturais pode ser representado como uma espécie de escada, cada degrau do qual é a base para a ciência que o segue e, por sua vez, é baseada nos dados da ciência anterior.

Assim, a base, o fundamento de todas as ciências naturais é a física, cujo assunto são os corpos, seus movimentos, transformações e formas de manifestação em vários níveis.

O próximo passo na hierarquia é a química, que estuda os elementos químicos, suas propriedades, transformações e compostos.

Por sua vez, a química está subjacente à biologia - a ciência dos vivos, que estuda a célula e tudo o que dela deriva. A biologia é baseada no conhecimento sobre a matéria, os elementos químicos.

As ciências da terra (geologia, geografia, ecologia, etc.) são o próximo grau da estrutura das ciências naturais. Eles consideram a estrutura e o desenvolvimento do nosso planeta, que é uma combinação complexa de fenômenos e processos físicos, químicos e biológicos.

Essa grandiosa pirâmide de conhecimento sobre a Natureza é completada pela cosmologia, que estuda o Universo como um todo. Parte desse conhecimento é a astronomia e a cosmogonia, que estudam a estrutura e a origem dos planetas, estrelas, galáxias, etc. Nesse nível, há um novo retorno à física. Isso nos permite falar sobre a natureza cíclica e fechada da ciência natural, que obviamente reflete uma das propriedades mais importantes da própria Natureza.

Os processos mais complicados de diferenciação e integração do conhecimento científico estão acontecendo na ciência. A diferenciação da ciência é a alocação dentro de qualquer ciência de áreas de pesquisa mais restritas e privadas, sua transformação em ciências independentes. Assim, dentro da física, a física do estado sólido e a física do plasma se destacaram.

A integração da ciência é o surgimento de novas ciências nas junções das antigas, a manifestação dos processos de unificação do conhecimento científico. Um exemplo deste tipo de ciências são: físico-química, física química, biofísica, bioquímica, geoquímica, biogeoquímica, astrobiologia, etc.

A ciência natural é um conjunto de ciências naturais que tem como objeto de suas pesquisas diversos fenômenos e processos da natureza, as leis de sua evolução.

Metafísica (grego meta ta physika - depois da física) é uma doutrina filosófica de princípios supersensíveis (inacessíveis à experiência) do ser.

A Naturfilosofia é uma interpretação especulativa da natureza, a percepção dela como um todo.

A abordagem sistêmica é a ideia do mundo como um conjunto de sistemas multiníveis conectados por relações de subordinação hierárquica.

2. Física quântica e suas principais aplicaçõesincipi. O mundo das partículas e antipartículas

Em 1900 o físico alemão M. Planck demonstrou por sua pesquisa que a radiação de energia ocorre discretamente, em certas porções - quanta, cuja energia depende da freqüência da onda de luz. A teoria de M. Planck não precisava do conceito de éter e superou as contradições e dificuldades da eletrodinâmica de J. Maxwell. Os experimentos de M. Planck levaram ao reconhecimento da natureza dual da luz, que possui propriedades corpusculares e ondulatórias. É claro que tal conclusão era incompatível com as ideias da física clássica. A teoria de M. Planck marcou o início de uma nova física quântica, que descreve os processos que ocorrem no microcosmo.

Baseado nas idéias de M. Planck, A. Einstein propôs a teoria do fóton da luz, segundo a qual a luz é um fluxo de quanta em movimento. A teoria quântica da luz (teoria do fóton) considera a luz como uma onda com uma estrutura descontínua. A luz é um fluxo de quanta de luz indivisível - fótons. R. A hipótese de Einstein tornou possível explicar o fenômeno do efeito fotoelétrico - a eliminação de elétrons de uma substância sob a influência de ondas eletromagnéticas. Ficou claro que um elétron é nocauteado por um fóton somente se a energia do fóton for suficiente para superar a força de interação dos elétrons com o núcleo atômico. Em 1922, A. Einstein recebeu o Prêmio Nobel pela criação da teoria quântica da luz.

A explicação do processo do efeito fotoelétrico baseou-se, além da hipótese quântica de M. Planck, também em novas idéias sobre a estrutura do átomo. Em 1911 O físico inglês E. Rutherford propôs um modelo planetário do átomo. O modelo representou um átomo como um núcleo carregado positivamente em torno do qual os elétrons carregados negativamente giram. A força decorrente do movimento dos elétrons nas órbitas é equilibrada pela atração entre o núcleo carregado positivamente e os elétrons carregados negativamente. A carga total de um átomo é zero porque as cargas do núcleo e dos elétrons são iguais entre si. Quase toda a massa de um átomo está concentrada em seu núcleo, e a massa dos elétrons é desprezível. Usando o modelo planetário do átomo, foi explicado o fenômeno de deflexão das partículas alfa ao passar pelo átomo. Como o tamanho do átomo é grande em comparação com o tamanho dos elétrons e do núcleo, a partícula alfa passa por ele sem obstáculos. A deflexão é observada apenas quando a partícula alfa passa perto do núcleo, caso em que a repulsão elétrica faz com que ela se desvie bruscamente de seu caminho original. Em 1913 O físico dinamarquês N. Bohr propôs um modelo mais perfeito do átomo, complementando as idéias de E. Rutherford com novas hipóteses. Os postulados de N. Bohr foram os seguintes:

1. Postulado dos estados estacionários. Um elétron faz movimentos orbitais estáveis ​​em órbitas estacionárias em um átomo, não emitindo nem absorvendo energia.

2. Regra de frequências. Um elétron é capaz de se mover de uma órbita estacionária para outra, enquanto emite ou absorve energia. Como as energias das órbitas são discretas e constantes, ao passar de uma para outra, uma certa porção de energia é sempre emitida ou absorvida.

O primeiro postulado permitiu responder à pergunta: por que os elétrons, quando se movem em órbitas circulares ao redor do núcleo, não caem sobre ele, ou seja, Por que um átomo permanece estável?

O segundo postulado explicava a descontinuidade do espectro de radiação de elétrons. Os postulados quânticos de N. Bohr significavam a rejeição dos conceitos físicos clássicos, que até então eram considerados absolutamente verdadeiros.

Apesar do rápido reconhecimento, a teoria de N. Bohr ainda não deu respostas a muitas perguntas. Em particular, os cientistas não foram capazes de descrever com precisão os átomos multieletrônicos. Descobriu-se que isso se deve à natureza ondulatória dos elétrons, que são errôneos para representar como partículas sólidas se movendo em certas órbitas.

Na realidade, os estados de um elétron podem mudar. N. Bohr sugeriu que as micropartículas não são nem uma onda nem um corpúsculo. Com um tipo de instrumentos de medição, eles se comportam como um campo contínuo, com outro - como partículas discretas de material. Descobriu-se que a ideia das órbitas exatas do movimento dos elétrons também é errônea. Devido à sua natureza ondulatória, os elétrons são bastante "manchados" sobre o átomo e de forma bastante desigual. Em certos pontos, sua densidade de carga atinge um máximo. A curva que conecta os pontos de densidade máxima de carga eletrônica é sua "órbita".

Nos anos 20-30. W. Heisenberg e L. de Broglie lançaram as bases de uma nova teoria - a mecânica quântica. Em 1924 em "Luz e Matéria"

L. de Broglie sugeriu a universalidade da dualidade onda-partícula, segundo a qual todos os micro-objetos podem se comportar tanto como ondas quanto como partículas. Com base na já estabelecida natureza dual (corpuscular e ondulatória) da luz, ele expressou a ideia das propriedades ondulatórias de quaisquer partículas materiais. Assim, por exemplo, um elétron se comporta como uma partícula quando se move em um campo eletromagnético e como uma onda quando passa por um cristal. Essa ideia é chamada de dualismo de onda corpuscular. O princípio do dualismo de onda corpuscular estabelece a unidade de discrição e continuidade da matéria.

Em 1926 E. Schrödinger, baseado nas ideias de L. de Broglie, construiu a mecânica ondulatória. Em sua opinião, os processos quânticos são processos ondulatórios, então a imagem clássica de um ponto material ocupando um determinado lugar no espaço é adequada apenas para macroprocessos e é completamente errada para o micromundo. No microcosmo, uma partícula existe tanto como onda quanto como corpúsculo. Na mecânica quântica, um elétron pode ser pensado como uma onda cujo comprimento depende de sua velocidade. A equação de E. Schrödinger descreve o movimento das micropartículas em campos de força e leva em consideração suas propriedades ondulatórias.

Com base nessas idéias em 1927. formulou-se o princípio da complementaridade, segundo o qual as descrições ondulatórias e corpusculares dos processos no micromundo não se excluem, mas se complementam, e somente em unidade dão uma descrição completa. Ao medir com precisão uma das grandezas adicionais, a outra sofre uma alteração descontrolada. Os conceitos de partícula e onda não apenas se complementam, mas ao mesmo tempo se contradizem. São imagens complementares do que está acontecendo. A afirmação do dualismo de ondas corpusculares tornou-se a base da física quântica.

Em 1927 o físico alemão W. Heisenberg chegou à conclusão de que é impossível medir simultaneamente, com precisão, as coordenadas de uma partícula e seu momento, que depende da velocidade, podemos determinar essas quantidades apenas com um certo grau de probabilidade. Na física clássica, assume-se que as coordenadas de um objeto em movimento podem ser determinadas com absoluta precisão. A mecânica quântica limita severamente essa possibilidade. W. Heisenberg em seu trabalho "Física do Núcleo Atômico" delineou suas idéias.

A conclusão de W. Heisenberg é chamada de princípio da relação de incerteza, que fundamenta a interpretação física da mecânica quântica. Sua essência é a seguinte: é impossível ter simultaneamente valores exatos de diferentes características físicas de uma micropartícula - coordenada e momento. Se obtivermos o valor exato de uma quantidade, a outra permanece completamente indeterminada, existem limitações fundamentais na medição de quantidades físicas que caracterizam o comportamento de um micro-objeto.

Assim, concluiu W. Heisenberg, a realidade difere dependendo se a observamos ou não. "A teoria quântica não permite mais uma descrição completamente objetiva da natureza", escreveu ele. O dispositivo de medição influencia os resultados da medição, ou seja, em um experimento científico, a influência de uma pessoa acaba sendo irremovível. Na situação do experimento, estamos diante da unidade sujeito-objeto do dispositivo de medição e da realidade em estudo.

É importante notar que esta circunstância não está relacionada à imperfeição dos instrumentos de medição, mas é uma consequência das propriedades objetivas de onda corpuscular dos micro-objetos. Como afirmou o físico M. Born, ondas e partículas são apenas "projeções" da realidade física sobre a situação experimental.

Dois princípios fundamentais da física quântica - o princípio da relação de incertezas e o princípio da complementaridade - indicam que a ciência se recusa a descrever apenas leis dinâmicas. As leis da física quântica são estatísticas. Como escreve W. Heisenberg, "em experimentos com processos atômicos, estamos lidando com coisas e fatos que são tão reais quanto qualquer fenômeno da vida cotidiana. Mas átomos ou partículas elementares não são reais nessa medida. Eles formam um mundo de tendências ou possibilidades do que o mundo das coisas e dos fatos”. Posteriormente, a teoria quântica tornou-se a base da física nuclear e, em 1928. P. Dirac lançou as bases da mecânica quântica relativística.

3. Mecânica. Principalª leis da mecânica clássica

ciência natural ciência mecânica quântica

A mecânica clássica é uma teoria física que estabelece as leis do movimento de corpos macroscópicos com velocidades muito inferiores à velocidade da luz no vácuo.

A mecânica clássica é subdividida em:

Estática (que considera o equilíbrio dos corpos)

Cinemática (que estuda a propriedade geométrica do movimento sem considerar suas causas)

Dinâmica (que considera o movimento dos corpos).

As três leis de Newton formam a base da mecânica clássica:

A primeira lei de Newton postula a existência de referenciais especiais, chamados interciais, nos quais qualquer corpo mantém um estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme até que forças de outros corpos atuem sobre ele (a lei da inércia).

A segunda lei de Newton afirma que em referenciais inerciais, a aceleração de qualquer corpo é proporcional à soma das forças que atuam sobre ele e inversamente proporcional à massa do corpo (F = ma).

A terceira lei de Newton afirma que quando dois corpos quaisquer interagem, eles experimentam forças um do outro que são iguais em magnitude e opostas em direção (a ação é igual à reação).

Para calcular o movimento dos corpos físicos com base nessas leis básicas da mecânica newtoniana, elas devem ser complementadas com uma descrição das forças que surgem entre os corpos em várias formas de interação. Na física moderna, muitas forças diferentes são consideradas: gravidade, atrito, pressão, tensão, Arquimedes, sustentação, Coulomb (eletrostática), Lorentz (magnética), etc. Todas essas forças dependem da posição relativa e da velocidade dos corpos que interagem.

A mecânica clássica é um tipo de mecânica (um ramo da física que estuda as leis da mudança nas posições dos corpos e as causas que a causam), baseada nas 3 leis de Newton e no princípio da relatividade de Galileu. Portanto, muitas vezes é chamado de "mecânica newtoniana". Um lugar importante na mecânica clássica é ocupado pela existência de sistemas inerciais. A mecânica clássica é dividida em estática (que considera o equilíbrio dos corpos) e dinâmica (que considera o movimento dos corpos). A mecânica clássica fornece resultados muito precisos na experiência cotidiana. Mas para sistemas que se movem em altas velocidades que se aproximam da velocidade da luz, a mecânica relativística dá resultados mais precisos, para sistemas de dimensões microscópicas - mecânica quântica e para sistemas com ambas as características - teoria quântica de campos. No entanto, a mecânica clássica mantém seu valor porque é muito mais fácil de entender e usar do que outras teorias e, em uma ampla faixa, aproxima-se muito bem da realidade. A mecânica clássica pode ser usada para descrever o movimento de objetos como piões e bolas de beisebol, muitos objetos astronômicos (como planetas e galáxias) e até muitos objetos microscópicos, como moléculas orgânicas. Embora a mecânica clássica seja amplamente compatível com outras "teorias clássicas", como a eletrodinâmica clássica e a termodinâmica, foram encontradas inconsistências no final do século XIX que só poderiam ser resolvidas dentro de teorias físicas mais modernas. Em particular, a eletrodinâmica clássica prevê que a velocidade da luz é constante para todos os observadores, o que é difícil de conciliar com a mecânica clássica e que levou à criação de uma teoria da relatividade especial. Quando considerada em conjunto com a termodinâmica clássica, a mecânica clássica leva ao paradoxo de Gibbs em que é impossível determinar com precisão a quantidade de entropia e à catástrofe ultravioleta em que um corpo negro deve irradiar uma quantidade infinita de energia. As tentativas de resolver esses problemas levaram ao desenvolvimento da mecânica quântica.

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Sistema de conhecimento de ciências naturais

Ciência naturalé um dos componentes do sistema de conhecimento científico moderno, que inclui também complexos de ciências técnicas e humanas. A ciência natural é um sistema em evolução de informações ordenadas sobre as leis do movimento da matéria.

Os objetos de estudo das ciências naturais individuais, cuja totalidade já no início do século XX. levavam o nome de história natural, desde a sua origem até os dias atuais eles foram e permanecem: matéria, vida, homem, a Terra, o Universo. Assim, as ciências naturais modernas agrupam as principais ciências naturais da seguinte forma:

• física, química, físico-química;
• biologia, botânica, zoologia;
• anatomia, fisiologia, genética (a doutrina da hereditariedade);
• geologia, mineralogia, paleontologia, meteorologia, geografia física;
• astronomia, cosmologia, astrofísica, astroquímica.

Claro, apenas os principais naturais estão listados aqui, na verdade ciência natural modernaé um complexo complexo e ramificado, incluindo centenas de disciplinas científicas. A física por si só une toda uma família de ciências (mecânica, termodinâmica, óptica, eletrodinâmica, etc.). À medida que o volume de conhecimento científico cresceu, certos ramos da ciência adquiriram o status de disciplinas científicas com seu próprio aparato conceitual, métodos de pesquisa específicos, o que muitas vezes os torna de difícil acesso para especialistas envolvidos em outros ramos da mesma, digamos, a física.

Tal diferenciação nas ciências naturais (como, de fato, na ciência em geral) é uma consequência natural e inevitável de uma especialização cada vez mais estreita.

Ao mesmo tempo, contraprocessos também ocorrem naturalmente no desenvolvimento da ciência, em particular, as disciplinas de ciências naturais são formadas e formadas, como se costuma dizer, “nas junções” das ciências: física química, bioquímica, biofísica, biogeoquímica e muitas outras. outros. Como resultado, as fronteiras que antes eram definidas entre as disciplinas científicas individuais e suas seções tornam-se muito condicionais, móveis e, pode-se dizer, transparentes.

Estes processos, que conduzem, por um lado, a um maior aumento do número de disciplinas científicas, mas, por outro, à sua convergência e interpenetração, são uma das provas da integração das ciências naturais, o que reflecte a tendência geral da ciência moderna.

É aqui, talvez, que seja apropriado recorrer a essa disciplina científica, que, naturalmente, tem um lugar especial como a matemática, que é uma ferramenta de pesquisa e uma linguagem universal não apenas das ciências naturais, mas também de muitas outros - aqueles em que os padrões quantitativos podem ser vistos.

Dependendo dos métodos subjacentes à pesquisa, podemos falar sobre as ciências naturais:

• descritivo (explorando dados factuais e relações entre eles);
• exato (construindo modelos matemáticos para expressar fatos e relacionamentos estabelecidos, ou seja, padrões);
• aplicada (usando a sistemática e os modelos das ciências naturais descritivas e exatas para o desenvolvimento e transformação da natureza).

No entanto, uma característica genérica comum a todas as ciências que estudam a natureza e a tecnologia é a atividade consciente de cientistas profissionais que visam descrever, explicar e prever o comportamento dos objetos em estudo e a natureza dos fenômenos estudados. As humanidades distinguem-se pelo facto de a explicação e previsão dos fenómenos (eventos) se basearem, via de regra, não numa explicação, mas numa compreensão da realidade.

Essa é a diferença fundamental entre as ciências que têm objetos de estudo que permitem a observação sistemática, a verificação experimental múltipla e os experimentos reprodutíveis, e as ciências que estudam situações essencialmente únicas, não repetitivas que, via de regra, não permitem a repetição exata de um experimento, realizando mais de uma vez de algum tipo ou experimento.

A cultura moderna procura superar a diferenciação do conhecimento em muitas áreas e disciplinas independentes, principalmente a divisão entre as ciências naturais e humanas, que emergiu claramente no final do século XIX. Afinal, o mundo é um em toda a sua infinita diversidade, portanto, áreas relativamente independentes de um único sistema de conhecimento humano estão organicamente interconectadas; a diferença aqui é transitória, a unidade é absoluta.

Atualmente, a integração do conhecimento das ciências naturais está claramente delineada, o que se manifesta de várias formas e se torna a tendência mais pronunciada em seu desenvolvimento. Cada vez mais, essa tendência também se manifesta na interação das ciências naturais com as humanidades. Prova disso é o avanço dos princípios de sistêmico, auto-organização e evolucionismo global para a vanguarda da ciência moderna, abrindo a possibilidade de combinar uma ampla variedade de conhecimentos científicos em um sistema integral e consistente, unido por leis comuns de evolução de objetos de natureza diversa.

Há todas as razões para acreditar que estamos testemunhando uma crescente convergência e integração mútua das ciências naturais e humanas. Isso é confirmado pelo uso generalizado na pesquisa humanitária não apenas de meios técnicos e tecnologias de informação usados ​​nas ciências naturais e técnicas, mas também de métodos de pesquisa científica geral desenvolvidos no processo de desenvolvimento das ciências naturais.

O assunto deste curso são os conceitos relacionados às formas de existência e movimento da matéria viva e inanimada, enquanto as leis que determinam o curso dos fenômenos sociais são o assunto das humanidades. No entanto, deve-se ter em mente que, por mais diferentes que sejam as ciências naturais e humanas, elas têm uma unidade genérica, que é a lógica da ciência. É a submissão a essa lógica que faz da ciência uma esfera de atividade humana destinada a identificar e sistematizar teoricamente o conhecimento objetivo sobre a realidade.

A imagem natural-científica do mundo é criada e modificada por cientistas de diferentes nacionalidades, entre os quais estão ateus convictos e crentes de várias religiões e denominações. No entanto, em suas atividades profissionais, todos procedem do fato de que o mundo é material, ou seja, existe objetivamente, independentemente das pessoas que o estudam. Observe, no entanto, que o próprio processo de cognição pode influenciar os objetos estudados do mundo material e como uma pessoa os imagina, dependendo do nível de desenvolvimento das ferramentas de pesquisa. Além disso, todo cientista procede do fato de que o mundo é fundamentalmente cognoscível.

O processo do conhecimento científico é a busca da verdade. No entanto, a verdade absoluta na ciência é incompreensível e, a cada passo no caminho do conhecimento, ela avança e se aprofunda. Assim, em cada estágio da cognição, os cientistas estabelecem uma verdade relativa, percebendo que no estágio seguinte o conhecimento será alcançado mais preciso, mais adequado à realidade. E esta é mais uma evidência de que o processo de cognição é objetivo e inesgotável.

CIÊNCIAS NATURAIS E CULTURA HUMANITÁRIA

A cultura é uma das características mais importantes da vida humana. Cada indivíduo é um sistema biossocial complexo que existe através da interação com o meio ambiente. As conexões naturais necessárias com o meio ambiente determinam suas necessidades, que são importantes para seu funcionamento normal, vida e desenvolvimento. A maioria das necessidades humanas são satisfeitas através do trabalho.

Assim, o sistema da cultura humana pode ser entendido como o mundo das coisas, objetos criados pelo homem (sua atividade, trabalho) no decorrer de seu desenvolvimento histórico. Deixando de lado a questão da complexidade e ambiguidade do conceito de cultura, podemos nos deter em uma de suas definições mais simples. A cultura é um conjunto de valores materiais e espirituais criados pelo homem, assim como a própria capacidade humana de produzir e utilizar esses valores.

Como podemos ver, o conceito de cultura é muito amplo. Ele, de fato, abrange um número infinito das mais diversas coisas e processos associados à atividade humana e seus resultados.O sistema diversificado da cultura moderna, dependendo dos objetivos da atividade, é geralmente dividido em duas grandes áreas intimamente relacionadas - cultura material (científica) e espiritual (humanitária).

A área de assunto do primeiro é fenômenos e propriedades puramente naturais, conexões e relações de coisas que "funcionam" no mundo da cultura humana na forma de ciências naturais, invenções e dispositivos técnicos, relações industriais, etc. O segundo tipo da cultura (humanitária) abrange a área dos fenômenos, em que representam as propriedades, conexões e relações das próprias pessoas, tanto sociais quanto espirituais (religião, moralidade, direito, etc.).

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Os fenômenos da consciência humana, psique (pensamento, conhecimento, avaliação, vontade, sentimentos, experiências, etc.) pertencem ao mundo ideal, espiritual. A consciência espiritual é muito importante, mas apenas uma das propriedades de um sistema complexo, que é uma pessoa. No entanto, uma pessoa deve existir materialmente para manifestar sua capacidade de produzir coisas espirituais ideais. A vida material das pessoas é uma área da atividade humana que está associada à produção de objetos, coisas que asseguram a própria existência, a vida humana e satisfazem as suas necessidades (alimentação, vestuário, habitação, etc.).

Ao longo da história humana, um mundo colossal de cultura material foi criado por muitas gerações. Casas, ruas, plantas, fábricas, transportes, infra-estrutura de comunicação, instituições domésticas, fornecimento de alimentos, roupas, etc. - todos esses são os indicadores mais importantes da natureza e do nível de desenvolvimento da sociedade. Com base nos restos da cultura material, os arqueólogos conseguem determinar com bastante precisão os estágios do desenvolvimento histórico, as características das sociedades, estados, povos, grupos étnicos e civilizações.

A cultura espiritual está associada a atividades destinadas a satisfazer não as necessidades materiais, mas espirituais do indivíduo, ou seja, as necessidades de desenvolvimento, melhoria do mundo interior de uma pessoa, sua consciência, psicologia, pensamento, conhecimento, emoções, experiências , etc. A existência de necessidades espirituais e distingue o homem do animal. Essas necessidades são satisfeitas no curso da produção não material, mas espiritual, no processo da atividade espiritual.

Os produtos da produção espiritual são idéias, conceitos, idéias, hipóteses científicas, teorias, imagens artísticas, normas morais e leis legais, crenças religiosas, etc., que são incorporados em seus portadores materiais especiais. Tais suportes são a linguagem, os livros, as obras de arte, os gráficos, os desenhos, etc.

A análise do sistema de cultura espiritual como um todo permite destacar os seguintes componentes principais: consciência política, moral, arte, religião, filosofia, consciência jurídica e ciência. Cada um desses componentes tem um assunto específico, sua própria forma de reflexão, desempenha funções sociais específicas na vida da sociedade, contém momentos cognitivos e avaliativos - um sistema de conhecimento e um sistema de avaliações.

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A ciência é um dos componentes mais importantes da cultura material e espiritual. Seu lugar especial na cultura espiritual é determinado pelo valor do conhecimento no modo de ser de uma pessoa no mundo, na prática, na transformação material e objetiva do mundo.

A ciência é um sistema historicamente estabelecido de conhecimento das leis objetivas do mundo. O conhecimento científico obtido com base em métodos de cognição testados pela prática se expressa de várias formas: em conceitos, categorias, leis, hipóteses, teorias, uma imagem científica do mundo, etc. da sociedade e do homem.

A ciência moderna é um sistema complexo e diversificado de disciplinas científicas individuais, das quais existem vários milhares e que podem ser combinadas em duas áreas: ciências fundamentais e aplicadas.

As ciências fundamentais visam o conhecimento das leis objetivas do mundo, existindo independentemente dos interesses e necessidades do homem. Estas incluem ciências matemáticas, ciências naturais (mecânica, astronomia, física, química, geologia, geografia, etc.), ciências humanitárias (psicologia, lógica, linguística, filologia, etc.). As ciências fundamentais são chamadas fundamentais porque suas conclusões, resultados, teorias determinam o conteúdo da imagem científica do mundo.

As ciências aplicadas visam desenvolver formas de aplicar o conhecimento obtido pelas ciências fundamentais sobre as leis objetivas do mundo para atender às necessidades e interesses das pessoas. As ciências aplicadas incluem cibernética, ciências técnicas (mecânica aplicada, tecnologia de máquinas e mecanismos, resistência de materiais, metalurgia, mineração, engenharia elétrica, energia nuclear, astronáutica, etc.), ciências agrícolas, médicas e pedagógicas. Nas ciências aplicadas, o conhecimento fundamental adquire significado prático, é usado para desenvolver as forças produtivas da sociedade, melhorar a esfera subjetiva da existência humana e a cultura material.

O conceito de "duas culturas" é difundido na ciência - as ciências naturais e as humanidades. De acordo com o historiador e escritor inglês C. Snow, há uma enorme lacuna entre essas culturas, e os cientistas que estudam as humanidades e os ramos exatos do conhecimento cada vez mais não se entendem (disputas entre "físicos" e "letristas").

Há dois aspectos neste problema. O primeiro está relacionado com os padrões de interação entre ciência e arte, o segundo - com o problema da unidade da ciência.

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No sistema da cultura espiritual, ciência e arte não excluem, mas pressupõem e complementam uma à outra quando se trata da formação de uma personalidade holística, harmoniosa, a completude da visão de mundo humana.

A ciência natural, sendo a base de todo o conhecimento, sempre influenciou o desenvolvimento das humanidades (através da metodologia, ideias de cosmovisão, imagens, ideias, etc.). Sem a aplicação dos métodos das ciências naturais, seriam impensáveis ​​as realizações notáveis ​​da ciência moderna sobre a origem do homem e da sociedade, história, psicologia etc. a criação da teoria da auto-organização - sinergética.

Assim, não o confronto de diferentes "culturas na ciência", mas sua estreita unidade, interação, interpenetração é uma tendência natural do conhecimento científico moderno.