ÚVOD

1. Všeobecné predstavy o predmete „Pojmy moderny

2. Prírodoveda a humanitná kultúra.

3. Vedecká metóda pri skúmaní okolitého sveta. metódy vývoja,

akumulácia a šírenie výdobytkov modernej prírody

poznatky na príklade praxe vojenskej činnosti.

4. Základné informácie o meraní veličín v prírodných vedách.

Všeobecné predstavy o disciplíne „Koncepty

moderná prírodná veda“.

Moderná prírodná veda sa formuje z takých oblastí vedeckého poznania, akými sú

■ fyzika, chémia, fyzikálna chémia, mechanika;

■ geografia, geológia, mineralógia;

■ meteorológia, astronómia, astrofyzika, astrochémia;

■ biológia, botanika, zoológia, genetika;

■ ľudská anatómia a fyziológia, —

a mnoho, mnoho ďalších, ktorí študujú našu planétu, blízky i vzdialený kozmos, pevnú hmotu, kvapaliny a plyny, živú hmotu a človeka ako produkt prírody.

Nie je možné vymenovať všetkých vedcov, ktorí najvýznamnejšie prispeli k rozvoju prírodných vied, ale nemožno hovoriť o prírodných vedách bez toho, aby sme si pripomenuli takých géniov ako G. Galileo, I. Newton, R. Descartes, M. V. Lomonosov, C. Darwin, G. Mendel, M. Faraday, D. I. Mendelejev, V. I. Vernadskij.

Hlavný pojmov moderná prírodná veda. Ako viete, pojem „koncept“ znamená systém pohľadov, jedno alebo druhé chápanie javov, procesov alebo jedinú, definujúcu myšlienku, vedúcu myšlienku akéhokoľvek diela.

Účelom KSE je oboznámenie študentov s prírodovedou, ako integrálnou súčasťou súčasťou kultúry, so svojimi základnými princípmi a pojmami, formovať holistický pohľad na svet, prejavujúci sa ako jednota prírody, človeka, spoločnosti.

Na dosiahnutie cieľov formulovaných v programe boli do tréningového manuálu premietnuté nasledujúce aspekty. Zvažuje sa charakteristika dialektického vzťahu medzi prírodnými a humanitnými zložkami kultúry. Uvádzajú sa základy vedeckého poznania okolitého sveta, klasifikujú sa vedecké metódy jeho skúmania. Uvádzajú sa informácie o meraní veličín v prírodných vedách. Potreba študovať KSE s cieľom vytvoriť si predstavy o modernom obraze sveta je motivovaná.

Opisujú sa etapy vzniku racionálneho poznania ako metodológie štúdia sveta, ku ktorému došlo v dôsledku dialektického zápasu rôznych vedeckých a náboženských trendov. Uvádzajú sa základné informácie o vedeckých obrazoch sveta a ich podstate. Výsledkom rozvoja metód vedeckého poznania bola dialektická kontinuita experimentálneho a teoretického výskumu.

Uvažuje sa o evolúcii prírodno-vedeckého obrazu sveta na základe diel Isaaca Newtona, ktorý sa nazýval mechanistický.

Ďalšou etapou rozvoja prírodných vied bolo množstvo objavov v živej chémii a biológii. V rámci toho druhého sa rodili a formovali evolučné myšlienky, ktoré sa v budúcnosti stali súčasťou prírodných vied ako integrálna súčasť teórie vývoja.

Objav elektrických a magnetických polí v XVIII-XIX storočiach viedol k rozvoju elektromagnetického obrazu sveta, v ktorom zohráva rozhodujúcu úlohu. teória krátkeho dosahu. Objavom atómu a jeho štruktúry zažila veda, najmä fyzika, poslednú a najnásilnejšiu revolúciu. Do začiatku 20. storočia sa nahromadilo veľké množstvo faktov, ktoré boli z hľadiska elektromagnetického obrazu sveta nevysvetliteľné. Bolo potrebné postaviť nový, nazývaný moderný. Je nerozlučne spätý s kvantovou mechanikou, teóriou relativity, ako aj s najnovšími výdobytkami v genetickom inžinierstve a pod.

Analyzované sú základné pojmy moderného vedeckého obrazu sveta, medzi ktoré patrí - systematická metóda výskumu, princíp globálneho evolucionizmu, teória samoorganizácie či synergetika. Na základe týchto pojmových znakov je možné predstaviť hlavné trendy vo vývoji moderného sveta, uvažovať o panoráme moderných prírodných vied.

Ukazuje sa, že vychádzajúc z mierky pozorovateľa, akékoľvek predmety materiálnej povahy možno posudzovať buď z hľadiska korpuskulárneho, alebo z hľadiska kontinuálneho konceptu opisu prírody. Nie je tu žiadny zásadný rozdiel, aj keď sa, samozrejme, prejavuje jeden z globálnych filozofických zákonov „o prechode kvantity na kvalitu“.

Prechádza sa k štúdiu vzťahu medzi poriadkom a neporiadkom v prírode. Sú uvedené definície chaosu a jeho miera – entropia. Rozoberajú sa modely a mechanizmy poriadku a chaosu, uvažuje sa o ich spojitosti s energetickou úrovňou materiálneho systému.

Na základe systematického prístupu vo vede boli identifikované tri úrovne organizácie hmoty. Mikrokozmos je považovaný z hľadiska moderného obrazu sveta, prejav korpuskulárneho vlnového dualizmu v ňom. Makrosvet je opísaný z hľadiska klasickej prírodnej vedy, podľa ktorej hmota existuje vo forme látky a poľa. Vyjasnilo sa systémové usporiadanie megasveta.

Uvádzajú sa základné informácie o priestore a čase. Ukazuje sa, že štruktúra priestoru a času je určená rozložením hmoty hmotných objektov a závisí od rýchlosti ich pohybu. Vyjadrením zákonov symetrie vo svete je spojenie priestoru a času so základnými zákonmi prírodných vied – zákonmi zachovania. Uvádzajú sa pojmy biologický, psychologický, sociálny priestor a čas.

Zvažujú sa základné interakcie. Vznikajú predstavy o časticiach, ktoré vykonávajú interakcie, o väzbových konštantách. Charakteristiky interakcií sú uvedené z hľadiska rozsahu, intenzity, zdroja a zvažujú sa príklady konkrétnych prejavov.

Pozornosť je zameraná na koncepty interakcie na veľké a krátke vzdialenosti, zákony ochrany. Analyzované sú príklady ich prejavu v rôznych oblastiach prírodných vied.

Ďalej základné princípy fyzikálneho obrazu sveta, medzi ktoré patrí aj princíp relativita, neurčitosť, komplementarita, superpozícia, symetria. Pozornosť je zameraná na úzku vzájomnú súvislosť uvedených princípov a takých atribútov hmoty, akými sú čas, priestor, hmotnosť, energia. Načrtnuté sú základné pojmy Einsteinovej teórie relativity. Odhaľuje sa význam Heisenbergovho princípu neurčitosti a princípu komplementarity. Uvádzajú sa konkrétne príklady prejavu princípu superpozície v elektrodynamike, vlnových procesoch, kvantovej mechanike a dokonca aj v humanitných vedách.

Zvažuje sa pojem stav, dynamické a štatistické zákonitosti v prírode.

Sú uvedené základné, fundamentálne zákony prírody a na ich základe sú vysvetlené vlastnosti a správanie zložitých viacatómových systémov. Konkrétne príklady fungovania rôznych systémov a prejav pre nich tak dôležitého pojmu prírodovedy, ako je bifurkačný bod. Pochopenie uvažovaných základných zákonov prírodných vied nám umožňuje pristúpiť k štúdiu synergických predstáv o nízko organizovanej hmote.

V predloženom materiáli sa uvádza, že prebiehajúce zmeny v okolitom svete sú do značnej miery spojené s chemickou interakciou prvkov alebo z nich vytvorených komplexov, teda v dôsledku chemických procesov. Pre interagujúce látky je reaktivita určená štruktúrou alebo štruktúrou prvkov, ktoré ich tvoria. Práve povaha štruktúry reagujúcich látok určuje vlastnosti výsledných látok. Formulujú sa koncepčné úrovne vedomostí v chémii. Ukazuje sa, že samoorganizácia a evolúcia tak zložitých biologických systémov, akými je človek, je možná práve vďaka realizácii širokého spektra chemických reakcií. Vytvárajú sa ďalšie predstavy o hviezdach, hviezdnych systémoch, určujú sa ich hlavné charakteristiky. Uvádzajú sa predstavy o vesmíre a zvažujú sa modely jeho vzniku. Na základe teórie globálneho evolucionizmu sa pozornosť sústreďuje na vznik a vývoj slnečnej sústavy. Prezentujú sa základné informácie o vnútornej stavbe a histórii geologického vývoja Zeme, formujú sa moderné koncepcie vývoja geosférických schránok. Prezentované sú vedecké poznatky o litosfére ako biotickom základe života. Ukazuje sa, že množstvo faktorov robí zo Zeme zvláštnu planétu v slnečnej sústave. Hydrosféra je zároveň kolískou života a svetový oceán je „geochemický reaktor“. Značná pozornosť sa venuje štúdiu ekologických funkcií litosféry. Vymedzujú sa dva hlavné smery ekológie a odhaľujú sa ich úlohy. Uvádzajú sa základné informácie o geografickom obale Zeme a jeho parametroch. Geografický obal Zeme vám umožňuje určiť súradnice akéhokoľvek bodu na povrchu, pochopiť mechanizmy tvorby klímy, vypočítať výšky a hĺbky a zaznamenať čas udalostí. Načrtávajú sa základy vedeckých poznatkov o znakoch biologickej úrovne organizácie hmoty, formuluje sa pojem bunky a určujú sa jej hlavné vlastnosti. Zvažujú sa oscilačné a vlnové procesy a ich charakteristiky. Na základe týchto myšlienok sa analyzujú procesy životnej činnosti organizmov a vyvodzuje sa záver o ich cyklickosti. Ukazuje sa, že rozmanitosť živých organizmov zabezpečuje stabilitu a udržateľnosť geobiocenóz.

Uvažuje sa o prírodovedných hypotézach pôvodu života. Uvádzajú sa možné cesty jeho rozvoja a zdôrazňujú sa predpoklady jeho vzniku. Predložený materiál nám umožňuje považovať Zem za špeciálny objekt slnečnej sústavy, kde bol možný vzhľad živých bytostí.

Na základe moderných materialistických predstáv, predovšetkým o prirodzenom výbere, sa formulujú hypotézy o pôvode človeka. Identifikujú sa skupiny znakov, ktoré ho spájajú so svetom zvierat, a predstavia sa charakteristické rozdiely.

Bola zostavená línia ľudskej genealógie.

Na základe paleontologických informácií sú hlavnými faktormi, ktoré z človeka urobili sociálnu bytosť, spoločná produkcia potravy, prítomnosť ohňa, práca a artikulovaná reč.

Podľa princípu globálneho evolucionizmu sa ukazuje, že vývoj živých organizmov a ich skupín podlieha zákonom genetiky. Jeho základnými ustanoveniami sú predstavy o mutácii, dedičnosti, populácii. Zdôrazňujú sa hlavné ustanovenia syntetickej teórie evolúcie. Uvádzajú sa stručné predstavy o zdraví, výkonnosti a emóciách človeka a faktoroch, ktoré ich určujú. Dokazuje sa vplyv kozmických cyklov na biosféru Zeme a procesy v nej. Zobrazujú sa najmä denné, sezónne a iné vplyvy na životy ľudí, vrátane vojenského personálu. Vytvorila sa reprezentácia noosféry, na základe ktorej sú načrtnuté cesty možného vývoja okolitého sveta a ľudstva. Uvedené príklady ukazujú dôležitosť šetrného zaobchádzania s prírodou z hľadiska bioetických problémov, ktoré zase súvisia s princípom nevratného vývoja hmoty. Rovnaký princíp vedie k tomu, že taký parameter hmoty, akým je čas, je tiež nezvratný.

Prezentované sú informácie o sebaorganizácii v neživej prírode, získané na základe konceptov uzavretých systémov.

Ukazuje sa, že čas ich existencie je obmedzený v dôsledku nárastu entropie. Na základe synergických predstáv o otvorených systémoch sa ukazuje, že dokážu udržať konštantnú alebo dokonca znížiť úroveň entropie v dôsledku výmeny hmoty, energie a informácií s vonkajším prostredím. Vývoj živých vecí v tomto prípade je spôsobený prítomnosťou výkyvov a pozitívnej spätnej väzby. Ukazuje sa, že procesy samoorganizácie a sebakomplikácie nastávajú pri porušení symetrie v systémoch, t.j. keď nie sú v rovnováhe.

Predložený materiál nám umožňuje potvrdiť realizáciu úspešného pokusu o reprezentáciu okolitého sveta z hľadiska jedinej kultúry prostredníctvom vzniku takých disciplín ako KSE, vytvorenie internetovej siete a pod.

Pre samostatnú prácu študentov na témach predmetu sú ponúkané predovšetkým základné učebné pomôcky dostupné v univerzitnej knižnici. Okrem tejto literatúry existujú aj ďalšie učebnice, ktoré sa dajú použiť pri príprave na semináre alebo skúšky. Programu kurzu najviac zodpovedajú učebnice týchto autorov: S.G.Khoroshavina, V.N.Lavrinenko, S.Kh.Karpenkov, G.I.Ruzavin,

Na prednáškach je potrebné načrtnúť látku prezentovanú učiteľom, zdôrazniť definície, zákony, hlavné obrázky a schémy. V procese samostatnej práce je potrebné ponechať polia na doplnenie a vysvetlenia. Odporúča sa znovu prečítať materiál v deň nahrávania a všimnúť si nejasnosti v ňom.

Pri príprave na semináre by ste si mali osvojiť hlavné ustanovenia prednáškového materiálu. Úroveň asimilácie možno posúdiť otázkami na konci prednášky alebo otázkami na seminár. Otázky, ktoré nie sú označené (*), musia byť pochopené. Tie, ktoré sú označené týmto znakom, znamenajú ich hlbšie štúdium a môžu byť prezentované vo forme správy alebo správy na seminároch. Príprava na skúšku zahŕňa zásadné preštudovanie teoretického materiálu kurzu, ako aj záznamov zo seminárov, výber hlavného materiálu, ktorý bol zahrnutý v otázkach skúšok.

Na prednáškach a seminároch sa bude brať do úvahy história vzniku vedy: najprv ako súhrn ľudských vedomostí o svete okolo nás, dosť nesúrodý, chaotický (staroveký Egypt, Čína, Mezopotámia, India), a potom došlo k prechodu prevedené do systému poznania v rámci filozofie (prírodnej filozofie) Aristotela, do štádií formovania modernej vedy (vznik a vývoj vedeckých metód) od Koperníka po Einsteina a modernú kozmológiu.

K tvoreniu prírodné vedy(od konca 18. stor.): fyzika, chémia, biológia, geografia, geológia, astronómia, psychológia atď. diferenciácia poznatky o prírode, spojené s výberom skúmaných javov, procesov, vývojom metód ich štúdia a v súvislosti so všeobecnosťou získaných výsledkov. Aktuálne pokusy predstav si svet ako jeden, odhaliť najvšeobecnejšie zákony vesmíru vyjadrené vo vytvorení zovšeobecnenej, integratívnej vedy – prírodnej vedy. Jednou z jeho hlavných úloh je túžba robiť hlboké filozofické, metodologické závery o univerzálnosti pôsobenia univerzálnych zákonov evolúcie, o systémovej organizácii a sebaorganizácii okolitého sveta. Spolu s princípom historickosti nám umožňujú rozprávať sa o objektívnom vnímaní, chápaní sveta, v ktorom žijeme, chápaní cieľov a zmyslu existencie našej civilizácie.

Vo všeobecnosti predmet KSE pokrýva tieto témy: evolúcia, prírodovedný obraz sveta (dejiny prírodných vied); moderný vedecký obraz sveta; základné moderné kozmologické pojmy; hlavné hypotézy vzniku života a človeka; miesto človeka vo vesmíre, miesto vedy v modernom svete a predpoveď jej vývoja atď.

Medzi najbežnejšie koncepty kurzu patria:

koncepcia(z latinského Conceptio) sa používa v zmysle:

a) systém pohľadov, jedno alebo druhé chápanie javov, procesov;
b) jediná, určujúca myšlienka, vedúca myšlienka akéhokoľvek diela, vedeckého diela atď.

prírodná veda- systém vedomostí o prírode; vedný odbor, ktorý študuje svet okolo nás taký, aký je, v jeho prirodzenom stave, existujúci nezávisle od človeka.

Veda- sústava poznatkov o javoch a procesoch objektívneho sveta a ľudského vedomia, ich podstate a zákonitostiach vývoja; Veda ako spoločenská inštitúcia je sférou ľudskej činnosti, v ktorej sa rozvíjajú a systematizujú vedecké poznatky o javoch prírody a spoločnosti.

Prírodovedné koncepty- vymenovať výsledky vedeckého bádania vyjadrené formou vedeckých teórií, zákonov, modelov, hypotéz, empirických zovšeobecnení.

Úspechy v oblasti prírodných vied sú neoddeliteľnou súčasťou ľudskej kultúry, preto je „Koncepty moderných prírodných vied“ takým vzdelávacím kurzom, ktorý by mal ukázať úlohu a význam prírodných vied v chápaní sveta okolo nás, v chápaní miesta človeka. v tomto svete, pri formovaní vedeckého obrazu sveta.

V súčasnosti sa stalo módou hovoriť o zákonoch prírody a spoločnosti. Čo sa týka prírody, prísne vzaté to nie je pravda. Príroda nepozná zákony. Sme to my, ktorí ich vymýšľame a snažíme sa aspoň nejako systematizovať to, čo sa deje. Pojem „zákon prírody“ treba chápať v tom zmysle, že prírodné javy sú opakovateľné, a teda predvídateľné. Nech je to akokoľvek, opakovanie prírodných javov umožňuje vede formulovať zákony, ktoré sa bežne nazývajú zákony prírody. Pri ich výskume sa ľudstvo riadi niektorými mimoriadne všeobecnými princípmi, ktoré uľahčujú proces štúdia prírodných javov.

Jedným z najvšeobecnejších princípov prírodných vied je princíp kauzality, pričom sa uvádza, že jeden prírodný jav vyvoláva ďalší, ktorý je jeho príčinou.

Existencia reťazca kauzálnych vzťahov nám niekedy umožňuje vyvodzovať závery všeobecného charakteru. Nemecký lodný lekár Robert Mayer, spoliehajúc sa len na kontinuitu reťazca príčin a následkov, dokázal sformulovať zákon zachovania a premeny energie, ktorý je základným zákonom modernej prírodnej vedy.

Všimnite si, že otázka „prečo“ je, prísne vzaté, nezákonná. Nepoznáme a zrejme nikdy nebudeme poznať konečnú príčinu akéhokoľvek prírodného javu. Správnejšie by bolo opýtať sa „ako“. Aký vzorec popisuje tento jav?

Veda vo svojom vývoji pracuje na identifikácii čoraz hlbších príčin prírodných javov. Tento proces dáva teológom dôvod tvrdiť, že nakoniec vedecký proces musí viesť k určeniu konečnej príčiny, t. j. Boha, v ktorom bode sa veda a náboženstvo spoja.

Ďalším všeobecným princípom je Princíp liečby a Je pomenovaný po tom istom Pierrovi Curie, ktorý spolu so svojou manželkou Mariou Sklodowskou-Curie objavil chemický prvok rádium. Okrem toho Pierre Curie za svoj krátky život urobil ešte nemálo vedeckých objavov. Najdôležitejším z nich je zrejme Curieov princíp.

Predstavte si nejakú kvalitu A. Napríklad elektrický náboj, alebo povedzme ryšavé vlasy alebo inú kvalitu. Je nepravdepodobné, že bude rovnomerne rozložené v priestore. S najväčšou pravdepodobnosťou bude v priestore existovať gradient ( Gradient skalárnej funkcie je vektor smerujúci k najrýchlejšiemu nárastu tejto funkcie. Veľkosť gradientu sa rovná derivácii tejto funkcie v smere jej najrýchlejšieho nárastu zvýšenie) tejto kvality.

Curieho princíp uvádza, že ak existuje gradient nejakej kvality A, potom nevyhnutne dôjde k prenosu tejto kvality smerom k jej nedostatku a tok kvality A, t. j. jej množstvo prenesené cez jednotku plochy za jednotku času, je úmerné veľkosti. tohto gradientu.

Predstavte si priestorové rozloženie komodity s názvom bobkový list u nás. Jeho maximum spadá samozrejme do subtropických pásiem Kaukazu a jeho minimum, ktoré je celkom prirodzené, spadá do oblastí Ďalekého severu. Existuje gradient bobkového listu. Podľa Curieho princípu existencia takéhoto gradientu povedie k presunu bobkových listov z Kaukazu na sever.

Existuje obrovské množstvo empirických zákonov z oblasti fyzikálnej a chemickej kinetiky od Ohmovho zákona až po klasickú difúznu rovnicu, ktoré sú dôsledkom Curieho princípu. Zdá sa mi, že ekonómovia by si na tento princíp mali dávať veľký pozor. Jeho jasné pochopenie vám umožní vyhnúť sa mnohým chybám.

Z vedeckého hľadiska je mimoriadne produktívny už spomínaný princíp duality (adicionality). Vychádza z dvojakej povahy poznania. Pravdepodobne ste si už všimli existenciu párových pojmov, ktoré spoločne definujú vzájomne sa vylučujúce aspekty celku. Výber takýchto častí je nevyhnutnou súčasťou procesu poznávania.

Pri popisovaní čohokoľvek sa uchyľujeme abstrakcie- zdôraznenie skúmaných aspektov, ktoré sú v tomto smere dôležité. Nepodstatné strany sú zvyčajne vynechané z úvahy. V budúcnosti, ak sa zvolená abstrakcia ukáže ako plodná, nahradí pôvodnú myšlienku skúmaného javu. V tomto prípade sú odmietnuté aspekty javu vynechané z úvahy, aj keď sú veľmi významné.

Princíp duality

Princíp duality nás inštruuje, aby sme pri popise čohokoľvek súčasne uvažovali o dvoch vzájomne sa vylučujúcich stranách. V závislosti od okolností môže byť jeden z nich významnejší. Za iných okolností bude ten druhý dôležitejší. Ak ste sa pri riešení problému stretli s neprekonateľnými ťažkosťami, skúste prístup založený na alternatívnych reprezentáciách. Je veľmi pravdepodobné, že bude úspešný.

Kto z vás povie, čo je svetlo? V škole vám vysvetlili, že ide o elektromagnetické vlnenie. Táto reprezentácia je akceptovaná v klasickej paradigme a vo všeobecnosti celkom dobre popisuje vlastnosť svetla. Ako však viete, svetlo sa skladá z jednotlivých častíc nazývaných fotóny. Bez tohto znázornenia nie je možné vysvetliť fotoelektrický efekt, Comptonov efekt a mnohé ďalšie. Čo je teda svetlo – je to vlna alebo prúd častíc? Pri štúdiu vlastností svetla sú prípustné obe abstrakcie. Podľa princípu duality je možné vyhnúť sa chybám v opise paralelným vedením oboch opisov.

Princíp superpozície

Princíp superpozície hovorí, že výsledok vplyvu dvoch faktorov na materiálny systém možno znázorniť ako superpozíciu (superpozíciu) vplyvu každého z týchto faktorov pôsobiacich nezávisle na sebe. V tomto princípe sa implicitne predpokladá, že pri superponovaní sa faktory navzájom nerušia. Princíp je menej všeobecný ako princíp Curie. V mnohých prípadoch sa však ukazuje ako veľmi užitočný.

Princíp symetrie

Princíp symetrie je založený na počiatočných predstavách o homogenite a izotropii priestoru. Predpokladá nemennosť prírodných procesov voči transformáciám symetrie. Emmy Noetherová na základe princípu symetrie ukázala, že základné fyzikálne zákony zachovania energie a hybnosti (hybnosti) sú dôsledkom homogenity a izotropie priestoru.

Princíp symetrie využíva intuitívnu myšlienku úplnej rovnosti pravice a ľavice. O to prekvapivejšie by sa vám mala zdať „ľavá“ orientácia živej prírody. Pravdepodobne viete, že molekuly mnohých prírodných zlúčenín sú skrútené ako pružina. Takouto skrútenou štruktúrou sa do vášho organizmu dostáva napríklad cukor alebo cholesterol. Mnohé enzýmy rastlinného a živočíšneho pôvodu majú špirálovitú štruktúru. Ak sa takéto zlúčeniny získajú chemickou syntézou, potom sa v úplnom súlade s princípom symetrie získa približne rovnaký počet molekúl, skrútených v pravej a ľavej špirále. Takže všetok život na našej planéte pozostáva z molekúl skrútených v ľavotočivej špirále. Upozorňujeme, že vaše srdce je tiež posunuté doľava, nie doprava. Prečo je to tak, sa ešte len uvidí. Zatiaľ je však princíp symetrie, akokoľvek lákavo samozrejmý, veľmi, veľmi obmedzený.

Ešte obmedzenejší, hoci nie menej plodný, je princíp podobnosti. Podľa tohto princípu sa po určitej transformácii ukážu rovnice popisujúce podobné systémy ako rovnaké.

Vezmite si napríklad takzvané malé oscilácie. Ukazuje sa, že po niekoľkých matematických transformáciách možno tou istou rovnicou opísať kmitanie bremena zaveseného na strune a elektrický prúd v oscilačnom obvode. Princíp podobnosti možno uplatniť, žiaľ, nie vždy. Ak sa vám však v rámci vašej praktickej činnosti podarilo nájsť podobnosti medzi niektorými skupinami javov, zvážte, že úspech máte zaručený.

Princíp relativity

Podľa princípu relativity neexistuje absolútny pohyb. V dôsledku toho neexistuje absolútny priestor, absolútny čas atď. Z tohto princípu vyplýva, že priebeh prírodných procesov nezávisí od uhla pohľadu pozorovateľa, ktorý ich opisuje. Predložil ju Albert Einstein ako jeden zo základov súkromnej teórie relativity. Spochybňované mnohými vedcami. V súčasnosti pevne vstúpila do inertného jadra modernej vedeckej paradigmy.

Priamym dôsledkom princípu relativity je princíp invariantnosti prírodných zákonov k transformáciám vzťažnej sústavy, v ktorej boli formulované. Princíp invariantnosti hovorí, že tvar základných rovníc popisujúcich prírodné javy nezávisí od transformácie súradníc a času zahrnutých v týchto rovniciach.

Úplný priebeh disciplíny je podaný stručnou a prístupnou formou, vyzdvihnuté sú najdôležitejšie moderné pojmy vied o neživej a živej prírode. Ide o doplnenú a prepracovanú verziu učebnice odporúčanej Ministerstvom školstva a vedy Ruskej federácie na štúdium predmetu „Koncepcie moderných prírodných vied“. Pre študentov bakalárskeho štúdia, vysokoškolákov, postgraduálnych študentov a učiteľov humanitných vied, pre učiteľov stredných škôl, lýceí a vysokých škôl, ako aj pre široký okruh čitateľov so záujmom o rôzne aspekty prírodných vied.

* * *

Nasledujúci úryvok z knihy Pojmy modernej prírodnej vedy (A. P. Sadokhin) zabezpečuje náš knižný partner – spoločnosť LitRes.

Kapitola 3. Prírodoveda: jej predmet, štruktúra a história vzniku

3.1. Predmet a štruktúra prírodných vied

Túžba človeka po poznaní okolitého sveta sa prejavuje rôznymi formami, metódami a smermi jeho výskumných aktivít. Každú z hlavných častí objektívneho sveta – prírodu, spoločnosť a človeka – študujú samostatné vedy. Prírodné vedy tvoria celok vedeckých poznatkov o prírode. Etymologicky slovo „prírodná veda“ pochádza zo spojenia dvoch slov: „príroda“ – príroda a „znalosť“ – poznatky o prírode.

V modernom používaní pojem „prírodná veda“ vo všeobecnosti zvyčajne označuje súhrn prírodných vied, ktorých predmetom skúmania sú rôzne prírodné javy a procesy, zákonitosti ich vývoja. Prírodoveda je navyše samostatná nezávislá veda o prírode ako celku. V tejto funkcii vám umožňuje študovať akýkoľvek objekt sveta okolo nás hlbšie, než to dokáže ktorákoľvek prírodná veda. Prírodné vedy sú preto spolu s vedami o spoločnosti a myslení najdôležitejšou súčasťou ľudského poznania. Zahŕňa tak činnosť získavania vedomostí, ako aj jej výsledky, t. j. systém vedeckých poznatkov o prírodných procesoch a javoch.

Pojem „prírodná veda“ sa objavil v modernej dobe v západnej Európe a potom označoval súhrn prírodných vied. Korene tejto myšlienky siahajú ešte hlbšie, do starovekého Grécka za čias Aristotela, ktorý ako prvý systematizoval poznatky o prírode vtedy dostupné vo svojej fyzike. Dnes sú o predmete prírodné vedy rozšírené dve predstavy. Prvý tvrdí, že prírodná veda je vedou o prírode ako jedinej entite, druhý tvrdí, že je to súhrn prírodných vied považovaných za celok. Na prvý pohľad sú tieto definície odlišné. V skutočnosti rozdiely nie sú také veľké, keďže súhrn prírodných vied nie je len súhrnom nesúrodých vied, ale jediným komplexom úzko prepojených prírodných vied, ktoré sa navzájom dopĺňajú.

Prírodná veda ako samostatná veda má svoj vlastný predmet štúdia, odlišný od predmetu špeciálnych (súkromných) prírodných vied. Jeho špecifikom je, že skúma rovnaké prírodné javy z pozícií viacerých vied naraz, odhaľuje najvšeobecnejšie zákonitosti a trendy, uvažujúce o prírode „zhora“. Len tak je možné predstaviť prírodu ako jednotný ucelený systém, odhaliť základy, na ktorých je postavená celá paleta predmetov a javov okolitého sveta. Výsledkom takýchto štúdií je formulácia základných zákonov, ktoré spájajú mikro-, makro- a mega-svety, Zem a Kozmos, fyzikálne a chemické javy so životom a mysľou vo Vesmíre.

Pri zvažovaní problematiky štruktúry vedy sme si všimli, že ide o zložitý rozvetvený systém poznania. Prírodoveda je nemenej zložitý systém, ktorého všetky časti sú vo vzťahu k hierarchickej podriadenosti. To znamená, že systém prírodných vied môže byť reprezentovaný ako druh rebríka, ktorého každý krok je oporou pre vedu, ktorá po ňom nasleduje, a naopak je založený na údajoch predchádzajúcej vedy.

Základom všetkých prírodných vied je nepochybne fyzika, ktorej predmetom sú telesá, ich pohyby, premeny a formy prejavov na rôznych úrovniach. Bez znalosti fyziky je nemožné venovať sa akejkoľvek prírodnej vede. V rámci fyziky existuje veľké množstvo podsekcií, ktoré sa líšia špecifickým predmetom a metódami výskumu. Najdôležitejšia z nich je mechanika – náuka o rovnováhe a pohybe telies (alebo ich častí) v priestore a čase. Mechanický pohyb je najjednoduchšia a zároveň najbežnejšia forma pohybu hmoty. Mechanika sa stala historicky prvou fyzikálnou vedou a dlho slúžila ako vzor pre všetky prírodné vedy. Oddiely mechaniky sú statika, ktorá študuje podmienky rovnováhy telies; kinematika, zaoberajúca sa pohybom telies z geometrického hľadiska; dynamika, berúc do úvahy pohyb telies pri pôsobení pôsobiacich síl. Mechanika je fyzika makrokozmu, ktorá vznikla v modernej dobe. Vychádza zo štatistickej mechaniky (molekulárno-kinetickej teórie), ktorá študuje pohyb molekúl kvapalín a plynov. Neskôr prišla atómová fyzika a fyzika elementárnych častíc.

Ďalším krokom v hierarchii je chémia, ktorá študuje chemické prvky, ich vlastnosti, premeny a zlúčeniny. To, že je to založené na fyzike, sa dá ľahko dokázať. Aj na hodinách chémie v škole sa hovorí o štruktúre chemických prvkov, ich elektrónových obaloch; toto je príklad využitia fyzikálnych poznatkov v chémii. V chémii sa rozlišuje anorganická a organická chémia, chémia materiálov a iné sekcie.

Chémia zase tvorí základ biológie – vedy o živom, ktorá študuje bunku a všetko, čo z nej pochádza. Biologické poznatky vychádzajú z poznatkov o hmote, chemických prvkoch. Z biologických vied treba rozlišovať botaniku (svet rastlín), zoológiu (svet zvierat). Anatómia, fyziológia a embryológia študuje stavbu, funkcie a vývoj organizmu, cytológiu - živú bunku, histológiu - vlastnosti tkanív, paleontológiu - fosílne pozostatky života, genetiku - problémy dedičnosti a premenlivosti.

Vedy o Zemi sú ďalším krokom v štruktúre prírodných vied. Do tejto skupiny patrí geológia, geografia, ekológia atď. Všetky zvažujú štruktúru a vývoj našej planéty, ktorá je komplexnou kombináciou fyzikálnych, chemických a biologických javov a procesov.

Veľkolepú pyramídu vedomostí o prírode dopĺňa kozmológia, ktorá študuje vesmír ako celok. Súčasťou týchto poznatkov je astronómia a kozmogónia, ktoré skúmajú štruktúru a pôvod planét, hviezd, galaxií atď. Na tejto úrovni dochádza k novému návratu k fyzike, čo nám umožňuje hovoriť o cyklickej, uzavretej povahe prírodných vied. , čo zjavne odráža jednu z najdôležitejších vlastností prírody.

Štruktúra prírodných vied sa neobmedzuje len na vyššie menované vedy. Faktom je, že vo vede prebiehajú zložité procesy diferenciácie a integrácie vedeckých poznatkov. Diferenciácia vedy je v rámci ktorejkoľvek vedy vyčlenenie užších, partikulárnych oblastí výskumu, ich premena na samostatné vedy. Takže v rámci fyziky vynikli fyzika pevných látok a fyzika plazmy.

Integrácia vedy je vznik nových vied na križovatkách starých, prejav procesov zjednocovania vedeckého poznania. Príkladom tohto druhu vedy je fyzikálna chémia, chemická fyzika, biofyzika, biochémia, geochémia, biogeochémia, astrobiológia atď.

Tým sa pyramída prírodných vied, ktorú sme postavili, stáva oveľa komplikovanejšou, vrátane veľkého množstva doplnkových a medzičlánkov.

3.2. História prírodných vied

V dejinách vývoja ľudskej civilizácie prešlo formovanie vedeckého poznania pod vplyvom rôznych faktorov a príčin dlhú cestu. Prírodná veda, ktorá je neoddeliteľnou súčasťou vedy, má teda rovnakú zložitú históriu. Nedá sa pochopiť bez sledovania histórie vývoja vedy ako celku. Podľa historikov vedy vývoj prírodných vied prešiel tromi etapami a koncom 20. storočia. vstúpil do štvrtej etapy. Týmito štádiami sú starogrécka prírodná filozofia, stredoveká prírodná veda, klasická prírodná veda modernej a modernej doby a moderná prírodná veda 20. storočia.

Tejto periodizácii podlieha rozvoj prírodných vied. V prvej etape došlo k nahromadeniu aplikovaných informácií o povahe a spôsoboch využitia jej síl a telies. Ide o takzvanú prírodno-filozofickú etapu vo vývoji vedy, ktorá predstavuje priamu kontempláciu prírody ako nerozdeleného celku. V tomto štádiu došlo k správnemu pokrytiu všeobecného obrazu prírody, pričom sa zanedbávali jednotlivosti, čo bolo charakteristické pre celú grécku prírodnú filozofiu.

Neskôr bol proces hromadenia poznatkov doplnený o teoretické pochopenie príčin, metód a charakteristík zmien v prírode a objavili sa prvé koncepty racionálneho vysvetlenia prírodných procesov. Výsledkom je takzvaná analytická etapa vo vývoji vedy, keď dochádza k analýze prírody, k izolácii a štúdiu jednotlivých vecí a javov, k hľadaniu jednotlivých príčin a následkov. Tento prístup je typický pre počiatočnú fázu vývoja akejkoľvek vedy av historickom vývoji vedy - pre neskorý stredovek a novovek. V tomto čase sa metódy a teórie spojili do prírodnej vedy ako integrálnej vedy o prírode, prebehla séria vedeckých revolúcií, ktoré radikálne zmenili prax spoločenského rozvoja.

Výsledkom vývoja vedy je syntetická fáza, keď vedci na základe známych detailov vytvorili úplný obraz sveta. Stalo sa tak na základe spojenia analýzy so syntézou a viedlo k vzniku modernej vedy 20. storočia.

Začiatok vedy. Starogrécka prírodná filozofia. Veda je komplexný mnohostranný spoločenský fenomén, ktorý nemôže vzniknúť ani sa rozvíjať mimo spoločnosti. Veda sa objavuje iba vtedy, keď sú na to vytvorené špeciálne objektívne podmienky, ktoré spĺňajú predtým uvedené kritériá vedy. Tieto podmienky zodpovedajú starogréckym znalostiam storočia VI-IV. pred Kr e. V tom čase sa v starovekej gréckej kultúre objavili zásadne nové črty, ktoré neboli na starovekom východe - uznávanom centre zrodu ľudskej civilizácie.

Vznik prvých foriem poznania nastal vo východných civilizáciách. Viac ako 2 tisíc rokov pred naším letopočtom. e. v Egypte, Babylone, Indii, Číne sa vytvoril vzťah medzi teoretickými vedomosťami a praktickými zručnosťami. Stalo sa to vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti, ale súviselo to najmä s poľnohospodárskou kultúrou (prvé astronomické poznatky prispeli k predpovediam počasia, základy matematiky umožnili merať plochy pôdy atď.).

Historici vedy spájajú vznik prírodných vied s vedeckým výbuchom v 6.-4. pred Kr e. v starovekom Grécku, čím sa začalo prvé obdobie v dejinách prírodných vied - obdobie prírodnej filozofie (z lat. príroda- príroda), teda filozofia prírody ako systému poznatkov o prirodzených príčinách prírodných javov. Od praktických poznatkov, ktoré v tých časoch poskytovala matematika, astronómia, čarodejníctvo, sa vyznačoval špekulatívnym výkladom prírody na základe postavenia jednoty prírodných javov a jej celistvosti.

Začiatok starogréckej prírodnej filozofie odkazuje na pokusy o hľadanie prirodzeného primárneho prvku, ktorý zabezpečuje jednotu a rozmanitosť prírodného sveta. To znamená, že prírodná filozofia sa vyznačovala túžbou vybrať jeden prírodný prvok ako základ všetkého, čo existuje. Prvýkrát v histórii túto túžbu vyslovil filozof milétskej školy Thales, ktorý považoval vodu za primárny prvok celého sveta, keďže na svete nie je možné nájsť absolútne suché telo.

V antickej vede bol Thales prvým astronómom a matematikom, zaslúžil sa o objav ročnej rotácie Slnka, určujúcu dobu slnovratov a rovnodenností. Thales tvrdil, že mesiac nesvieti vlastným svetlom a nebeské telesá sú zapálenou zemou. Thales rozdelil celú nebeskú sféru na päť zón a zaviedol kalendár, ktorý určil dĺžku roka na 365 dní a rozdelil ho na 12 mesiacov po 30 dňoch.

Prvým vedeckým programom staroveku bol matematický program, ktorý zaviedol Pytagoras zo Samosu a neskôr ho rozvinul Platón. Jeho základom, ako aj základom iných starovekých programov, je myšlienka, že svet (Kozmos) je usporiadaným vyjadrením množstva počiatočných entít. Pytagoras našiel tieto entity v číslach a predstavil ich ako základný princíp sveta. Číselné pomery považoval za základ celého vesmíru, zdroj harmónie Kozmu. Podľa Pytagorasa a jeho žiakov je svet založený na kvantitatívnych vzťahoch reality. Celý vesmír považovali za harmóniu čísel a ich vzťahov, pripisovali určitým číslam špeciálne, mystické vlastnosti. Tento prístup umožnil vidieť ich kvantitatívnu jednotu za svetom rôznych kvalitatívne odlišných objektov. Okrem toho Pythagorejci najprv predložili myšlienku guľového tvaru Zeme. Najvýraznejším stelesnením matematického programu bola geometria Euklida, ktorého slávna kniha „Elementy“ sa objavila okolo roku 300 pred Kristom. e.

Staroveká grécka prírodná filozofia dosiahla svoj najvyšší rozvoj v učení Aristotela, ktorý zjednotil a systematizoval všetky poznatky o svete okolo neho, ktoré boli pre neho súčasné. Stala sa základom tretieho, kontinuálneho programu antickej vedy. Hlavnými pojednaniami, ktoré tvoria Aristotelovu náuku o prírode, sú "Fyzika", "O nebi", "Meteorológia", "O pôvode zvierat" atď. V týchto pojednaniach boli položené a zvážené najdôležitejšie vedecké problémy, ktoré sa neskôr stali základom pre vznik jednotlivých vied . Aristoteles venoval osobitnú pozornosť problematike pohybu fyzických telies, položil základy pre štúdium mechanického pohybu a formovanie pojmov mechaniky (rýchlosť, sila atď.). Pravda, Aristotelove predstavy o pohybe sa zásadne líšia od moderných. Veril, že existujú dokonalé kruhové pohyby nebeských telies a nedokonalé pohyby pozemských objektov. Ak sú nebeské pohyby večné a nemenné, nemajú začiatok a koniec, potom ich majú pozemské pohyby a delia sa na prirodzené a násilné. Podľa Aristotela má každé telo určené prirodzené miesto, ktoré sa toto telo snaží zaujať. Pohyb telies na svoje miesto je prirodzený pohyb, prebieha sám od seba, bez použitia sily. Príkladom je pád ťažkého tela nadol, ašpirácia ohňa nahor. Všetky ostatné pohyby na Zemi vyžadujú použitie sily, sú namierené proti povahe tiel a sú násilné. Aristoteles dokázal večnosť pohybu, ale neuznával možnosť vlastného pohybu hmoty; všetko, čo sa hýbe, uvádzajú do pohybu iné telesá. Primárnym zdrojom pohybu vo svete je hlavný hýbateľ – Boh. Rovnako ako model kozmu, aj tieto myšlienky, vďaka nespochybniteľnej autorite Aristotela, boli tak zakorenené v mysliach európskych mysliteľov, že boli vyvrátené až v modernej dobe, po objavení myšlienky zotrvačnosti G. Galileom. .

Aristotelova kozmológia mala geocentrický charakter, pretože bola založená na myšlienke, že v strede sveta je naša planéta Zem, ktorá má guľový tvar a je obklopená vodou, vzduchom a ohňom, za ktorými sa otáčajú gule veľkých nebeských telies. okolo Zeme spolu s ďalšími malými svietidlami.

Nesporným úspechom Aristotela bolo vytvorenie formálnej logiky, opísanej v jeho pojednaní „Organon“, a postavilo vedu na pevný základ logicky založeného myslenia pomocou usporiadaného pojmového aparátu. Patrí mu aj schválenie poradia vedeckého výskumu, ktorý zahŕňa štúdium histórie problematiky, formuláciu problému, uvedenie argumentov „za“ a „proti“, ako aj zdôvodnenie rozhodnutia. Po Aristotelových dielach sa vedecké poznanie konečne oddelilo od metafyziky (filozofie), došlo k diferenciácii samotného vedeckého poznania. Vynikla v ňom matematika, fyzika, geografia, základy biológie a lekárskej vedy.

Na záver príbehu o starovekej vede nemožno nespomenúť prácu ďalších vynikajúcich vedcov tejto doby. Aktívne sa rozvíjala astronómia, ktorá potrebovala zosúladiť pozorovaný pohyb planét (pohybujú sa po zložitých trajektóriách, pričom robia oscilačné, slučkovité pohyby) s ich predpokladaným pohybom po kruhových dráhach, ako to vyžaduje geocentrický model sveta. Riešením tohto problému bol systém epicyklov a deferentov alexandrijského astronóma K. Ptolemaia (I-II storočia nášho letopočtu). Aby zachránil geocentrický model sveta, navrhol, aby sa okolo nehybnej Zeme nachádzal kruh so stredom posunutým vzhľadom k stredu Zeme. Pozdĺž tohto kruhu, ktorý sa nazýva deferent, sa pohybuje stred menšieho kruhu, nazývaného epicyklus.

Nemožno nespomenúť ďalšieho starovekého vedca, ktorý položil základy matematickej fyziky. Toto je Archimedes, ktorý žil v III storočí. pred Kr e. Jeho práce o fyzike a mechanike boli výnimkou zo všeobecných pravidiel starovekej vedy, pretože svoje znalosti využil na stavbu rôznych strojov a mechanizmov. Avšak hlavnou vecou pre neho, ako aj pre iných starovekých vedcov, bola samotná veda a mechanika sa stala dôležitým prostriedkom na riešenie matematických problémov. Hoci pre Archimeda bola technológia iba hrou mysle (postoj k technike, k strojom ako hračkám bol charakteristický pre celú helenistickú vedu), práca vedca zohrala zásadnú úlohu pri vzniku takých sekcií fyziky, ako je statika a hydrostatika. V statike zaviedol Archimedes pojem ťažiska telies, sformuloval zákon páky. V hydrostatike objavil zákon, ktorý nesie jeho meno: na teleso ponorené v kvapaline pôsobí vztlaková sila, ktorá sa rovná hmotnosti kvapaliny vytlačenej telesom.

Ako možno vidieť z vyššie uvedeného a zďaleka nie úplného zoznamu myšlienok a trendov v prírodnej filozofii, v tejto fáze boli položené základy mnohých moderných teórií a odvetví prírodných vied. Nemenej dôležité je v tomto období formovanie štýlu vedeckého myslenia, ktorý zahŕňa túžbu po inováciách, kritiku, túžbu po poriadku a skeptický postoj k všeobecne uznávaným pravdám, hľadanie univerzálií, ktoré dávajú racionálne pochopenie celku. svet okolo.

Úpadok starogréckej kultúry prakticky zastavil rozvoj prírodnej filozofie, no jej myšlienky existovali ešte dosť dlho. Napokon, prírodná filozofia stratila svoj význam až v 19. storočí, keď prestala nahrádzať chýbajúce vedy, keď prírodné vedy dosiahli vysoký stupeň rozvoja, nahromadilo sa a systematizovalo sa veľké množstvo faktografického materiálu, teda keď skutočné príčiny odhalili mnohé prírodné javy a skutočné súvislosti medzi nimi.

Rozvoj vedy v stredoveku. Rozvoj prírodovedného poznania v stredoveku súvisel so vznikom dvoch svetových náboženstiev: kresťanstva a islamu, ktoré si nárokovali na absolútne poznanie prírody. Tieto náboženstvá vysvetľovali vznik prírody formou kreacionizmu, teda učenia o stvorení prírody Bohom. Všetky ostatné pokusy vysvetliť svet a prírodu zo seba, bez pripustenia nadprirodzených božských síl, boli odsúdené a nemilosrdne potlačené. Na mnohé výdobytky starovekej vedy sa zároveň zabudlo.

Na rozdiel od antiky stredoveká veda neponúkala nové základné programy. Zároveň sa neobmedzovalo len na pasívnu asimiláciu výdobytkov starovekej vedy. Prínos stredovekej vedy k rozvoju vedeckého poznania spočíval v tom, že bolo navrhnutých množstvo nových interpretácií a objasnení antickej vedy, množstvo nových konceptov a výskumných metód, ktoré zničili staroveké vedecké programy, čím sa otvorila cesta pre mechaniku New Age.

Z pohľadu kresťanského svetonázoru bol človek považovaný za stvoreného na Boží obraz a podobu, bol pánom pozemského sveta. Do vedomia človeka tak preniká veľmi dôležitá myšlienka, ktorá v Antike nikdy nevznikla a ani nemohla vzniknúť: keďže človek je pánom tohto sveta, znamená to, že má právo prerobiť si tento svet tak, ako potrebuje. S novým, aktívnym prístupom k prírode súvisela aj zmena postoja k práci, ktorá sa stáva povinnosťou každého kresťana; postupne sa fyzická práca začala v stredovekej spoločnosti tešiť čoraz väčšej úcte. Zároveň vznikla túžba uľahčiť túto prácu, čo spôsobilo nový postoj k technológii. Vynález strojov a mechanizmov prestal byť zábavný ako v Antike a stal sa užitočným a uznávaným biznisom.

Bol to teda kresťanský svetonázor, ktorý zasial semienko nového postoja k prírode. Tento postoj umožnil vymaniť sa z kontemplatívneho postoja k nej a dostať sa k experimentálnej vede New Age, ktorá si za cieľ stanovila praktickú premenu sveta v prospech človeka.

V hĺbke stredovekej kultúry sa úspešne rozvíjali také špecifické oblasti poznania ako astrológia, alchýmia, iatrochémia a prírodná mágia. Často sa nazývali hermetické (tajné) vedy. Boli medzičlánkom medzi technickým remeslom a prírodnou filozofiou, svojím praktickým zameraním obsahovali zárodok budúcej experimentálnej vedy. Napríklad alchymisti sa celé tisícročie pokúšali získať pomocou chemických reakcií kameň mudrcov, ktorý prispieva k premene akejkoľvek látky na zlato, pripraviť elixír dlhovekosti. Vedľajším produktom týchto hľadaní a štúdií boli technológie na získavanie farieb, skla, liekov, rôznych chemikálií atď. Alchymistické štúdie, teoreticky neudržateľné, tak pripravili možnosť vzniku modernej vedy.

Pre formovanie klasickej vedy modernej doby boli veľmi dôležité nové predstavy o svete, vyvracajúce niektoré ustanovenia starovekého vedeckého obrazu sveta. Tvorili základ mechanického vysvetlenia sveta. Bez takýchto myšlienok by klasická prírodná veda jednoducho nemohla vzniknúť. Takto sa objavili pojmy prázdnoty, nekonečného priestoru a pohybu v priamke, dozreli pojmy „priemerná rýchlosť“, „rovnomerne zrýchlený pohyb“, koncept zrýchlenia. Samozrejme, tieto pojmy ešte nemožno považovať za jasne formulované a uvedomelé, ale bez nich by fyzika modernej doby nemohla vzniknúť.

Bolo tiež popísané nové chápanie mechaniky, ktorá bola v staroveku aplikovanou vedou. Starovek a raný stredovek považovali všetky nástroje vyrobené človekom za umelé, prírode cudzie. Z tohto dôvodu nemali nič spoločné s poznaním sveta, pretože platila zásada „podobné sa pozná podobným“. To je dôvod, prečo iba ľudská myseľ, na základe princípu ľudskej podobnosti s Kozmom (jednota mikro- a makro Kozmu), mohla spoznať svet. Neskôr sa nástroje začali považovať za súčasť prírody, len ich spracoval človek a vďaka ich identite s ňou sa dali použiť na pochopenie sveta. Otvorila sa možnosť využitia experimentálnej metódy poznávania.

Ďalšou inováciou bolo odmietnutie starodávnej myšlienky modelu dokonalosti - kruhu. Tento model bol nahradený modelom nekonečnej čiary, čo prispelo k vytvoreniu predstáv o nekonečnosti Vesmíru a tiež podložilo počet nekonečne malých veličín, bez ktorých nie je možný diferenciálny a integrálny počet. Celá matematika modernej doby, a teda aj celá klasická veda, je postavená na nej.

Pokiaľ ide o otázku úspechov stredovekej vedy, treba poznamenať Leonarda da Vinciho, ktorý vyvinul vlastnú metódu chápania prírody. Bol presvedčený, že poznanie vychádza zo súkromných skúseností a konkrétnych výsledkov k vedeckému zovšeobecňovaniu. Skúsenosť je podľa neho nielen zdrojom, ale aj kritériom poznania. Ako prívrženec experimentálnej metódy výskumu študoval pád telies, trajektóriu projektilov, koeficienty trenia, odpor materiálov atď. V priebehu svojho výskumu položil da Vinci základy experimentálnej prírodnej vedy . Napríklad pri praktickej anatómii zanechal náčrty vnútorných orgánov človeka s popisom ich funkcií. V dôsledku dlhoročných pozorovaní odhalil fenomén heliotropizmu (zmeny v smere rastu rastlinných orgánov v závislosti od svetelného zdroja) a vysvetlil dôvody výskytu žiliek na listoch. Leonardo da Vinci je považovaný za prvého výskumníka, ktorý identifikoval problém vzťahu medzi živými bytosťami a ich prirodzeným prostredím.

3.3. Globálna vedecká revolúcia 16.–17. storočia.

V 16. – 17. storočí sa prírodovedno-filozofické a scholastické poznanie prírody zmenilo na moderné prírodné vedy – systematické vedecké poznanie založené na experimentoch a matematickej prezentácii. V tomto období sa v Európe sformoval nový svetonázor a začala sa nová etapa rozvoja vedy spojená s prvou celosvetovou prírodovednou revolúciou. Jeho východiskom bolo v roku 1543 vydanie slávnej knihy N. Kopernika „O rotácii nebeských sfér“, ktorá znamenala prechod od geocentrických predstáv o svete k heliocentrickému modelu Vesmíru. V kopernikovskej schéme zostal vesmír stále guľou, hoci jeho veľkosť sa dramaticky zväčšila (toto bol jediný spôsob, ako vysvetliť zdanlivú nehybnosť hviezd). V strede Kozmu bolo Slnko, okolo ktorého sa točili všetky dovtedy známe planéty, vrátane Zeme s jej satelitom Mesiacom. Nový model sveta objasnil mnohé predtým záhadné efekty, predovšetkým slučkové pohyby planét, ktoré sa teraz vysvetľujú pohybom Zeme okolo svojej osi a okolo Slnka. Prvýkrát bola zmena ročných období opodstatnená.

Ďalší krok vo formovaní heliocentrického obrazu sveta urobil D. Bruno. Odmietol myšlienku kozmu ako uzavretej sféry obmedzenej pevnými hviezdami a prvýkrát uviedol, že hviezdy nie sú lampy stvorené Bohom na osvetľovanie nočnej oblohy, ale tie isté slnká, okolo ktorých sa planéty môžu otáčať a ďalej. v ktorých môžu ľudia žiť. D. Bruno teda navrhol náčrt nového polycentrického obrazu vesmíru, ktorý sa napokon o storočie neskôr vytvoril: Vesmír je večný v čase, nekonečný v priestore, veľa planét obývaných inteligentnými bytosťami sa točí okolo nekonečného počtu hviezd.

Ale napriek vznešenosti tohto obrazu bol vesmír naďalej náčrtom, náčrtom, ktorý potreboval základné odôvodnenie. Bolo potrebné objaviť zákony fungujúce vo svete a dokazujúce správnosť predpokladov N. Kopernika a D. Bruna; to sa stalo najdôležitejšou úlohou prvej svetovej vedeckej revolúcie, ktorá sa začala objavmi G. Galilea. Jeho práce v oblasti metodológie vedeckého poznania predurčili celý obraz klasickej a v mnohých ohľadoch modernej vedy. Prírodnej vede dal experimentálny a matematický charakter, sformuloval hypoteticko-deduktívny model vedeckého poznania. Ale pre rozvoj prírodných vied majú osobitný význam diela G. Galilea v oblasti astronómie a fyziky.

Od čias Aristotela vedci verili, že existuje zásadný rozdiel medzi pozemskými a nebeskými javmi a telesami, pretože nebesia sú miestom ideálnych telies pozostávajúcich z éteru. Z tohto dôvodu sa verilo, že na Zemi nebolo možné študovať nebeské telá, čo oneskorilo rozvoj vedy. Po vynájdení ďalekohľadu v roku 1608 ho G. Galileo zdokonalil a spravil z neho ďalekohľad s 30-násobným zväčšením. S jeho pomocou urobil množstvo vynikajúcich astronomických objavov. Sú medzi nimi hory na Mesiaci, škvrny na Slnku, fázy Venuše, štyri najväčšie mesiace Jupitera. G. Galileo ako prvý videl, že Mliečna dráha je zhlukom obrovského množstva hviezd. Všetky tieto skutočnosti dokázali, že nebeské telesá nie sú éterické stvorenia, ale celkom hmotné objekty a javy. Na „ideálnom“ telese predsa nemôžu byť hory ako na Mesiaci, ani škvrny ako na Slnku.

G. Galileo pomocou svojich objavov v mechanike zničil dogmatické konštrukcie aristotelovskej fyziky, ktoré dominovali takmer dvetisíc rokov. Prvýkrát empiricky otestoval mnohé Aristotelove výroky, čím položil základy nového odvetvia fyziky – dynamiky, vedy o pohybe telies pri pôsobení aplikovaných síl. Bol to G. Galileo, kto sformuloval pojmy fyzikálny zákon, rýchlosť, zrýchlenie. Ale najväčšími objavmi vedca bola myšlienka zotrvačnosti a klasický princíp relativity.

Podľa klasického princípu relativity žiadne mechanické experimenty vykonávané vo vnútri systému nemôžu určiť, či je systém v pokoji alebo sa pohybuje rovnomerne a priamočiaro. Taktiež klasický princíp relativity tvrdí, že medzi pokojom a rovnomerným priamočiarym pohybom nie je rozdiel, sú opísané rovnakými zákonmi. G. Galileo potvrdil rovnosť pohybu a pokoja, t. j. rovnosť inerciálnych sústav (v pokoji alebo pohybujúcich sa voči sebe rovnomerne a priamočiaro), zdôvodnením na mnohých príkladoch. Napríklad cestujúci v lodnej kajute má dobrý dôvod domnievať sa, že kniha ležiaca na jeho stole odpočíva. Ale muž na brehu vidí, že loď pláva, a má všetky dôvody povedať, že kniha sa pohybuje rovnakou rýchlosťou ako loď. Takto sa kniha skutočne pohybuje alebo je v pokoji? Na túto otázku zjavne nemožno odpovedať „áno“ alebo „nie“. Hádka medzi cestovateľom a mužom na brehu by bola stratou času, keby si každý z nich obhajoval svoj pohľad a popieral pohľad partnera. Na zhodu pozícií im stačí uznať, že kniha je zároveň v pokoji voči lodi a pohybuje sa voči brehu s loďou.

Slovo „relativita“ v názve Galileovho princípu teda nemá iný význam ako ten, ktorý sme vložili do výroku: pohyb alebo pokoj je vždy pohyb alebo pokoj vo vzťahu k tomu, čo nám slúži ako referenčný rámec.

Obrovskú úlohu v rozvoji vedy zohrali výskumy R. Descartesa vo fyzike, kozmológii, biológii a matematike. Učenie R. Descarta je jednotný prírodovedný a filozofický systém založený na postulátoch existencie súvislej hmoty, ktorá vypĺňa celý priestor, a jej mechanickom pohybe. Vedec si dal za úlohu vysvetliť všetky známe a neznáme javy prírody, založené na princípoch ním ustanovenej štruktúry sveta a predstavách o hmote, len s použitím „večných právd“ matematiky. Oživil myšlienky starovekého atomizmu a vybudoval veľkolepý obraz vesmíru, ktorý v sebe zahŕňa všetky prvky prírodného sveta: od nebeských telies až po fyziológiu zvierat a ľudí. R. Descartes zároveň postavil svoj model prírody len na základe mechaniky, ktorá v tom čase zožala najväčší úspech. Myšlienka prírody ako komplexného mechanizmu, ktorú R. Descartes rozvinul vo svojom učení, sa neskôr sformovala do samostatného smeru vo vývoji fyziky, nazývaného karteziánstvo. Karteziánska (karteziánska) prírodná veda položila základy mechanického chápania prírody, ktorej procesy sa považovali za pohyb telies po geometricky opísaných trajektóriách. Kartézske učenie však nebolo vyčerpávajúce. Najmä pohyb planét sa musel riadiť zákonom zotrvačnosti, t. j. byť priamočiary a rovnomerný. Ale keďže obežné dráhy planét zostávajú súvislými uzavretými krivkami a k ​​žiadnemu takémuto pohybu nedochádza, je zrejmé, že nejaký druh sily odkláňa pohyb planét od priamočiarej trajektórie a spôsobuje, že neustále „padajú“ smerom k Slnku. Odteraz bolo najdôležitejším problémom novej kozmológie objasniť povahu a charakter tejto sily.

Podstatu tejto sily objavil I. Newton, ktorý svojou prácou zavŕšil prvú globálnu prírodovednú revolúciu. Dokázal existenciu gravitácie ako univerzálnej sily, sformuloval zákon univerzálnej gravitácie.

Newtonovská fyzika sa stala vrcholom vývoja názorov v chápaní prírodného sveta v klasickej vede. Isaac Newton zdôvodnil fyzikálne a matematické chápanie prírody, ktoré sa stalo základom pre celý nasledujúci rozvoj prírodných vied a formovanie klasickej prírodnej vedy. Vedec v priebehu svojho výskumu vytvoril metódy diferenciálneho a integrálneho počtu na riešenie problémov v mechanike. Vďaka tomu dokázal sformulovať základné zákony dynamiky a zákon univerzálnej gravitácie. Mechanika I. Newtona vychádza z pojmov množstvo hmoty (hmotnosť tela), hybnosť, sila a tri zákony pohybu: zákon zotrvačnosti, zákon úmernosti sily a zrýchlenia, zákon rovnosti pôsobenia. a reakciu.

I. Newton síce hlásal: „Nevymýšľam si hypotézy!“ Napriek tomu bolo ním navrhnutých niekoľko hypotéz, ktoré zohrali významnú úlohu v ďalšom rozvoji prírodných vied. Tieto hypotézy súviseli s ďalším vývojom myšlienky univerzálnej gravitácie, ktorá zostala dosť záhadná a nepochopiteľná. Predovšetkým bolo potrebné odpovedať na otázky, aký je mechanizmus pôsobenia tejto sily, akou rýchlosťou sa šíri a či má materiálneho nosiča.

V odpovedi na tieto otázky I. Newton navrhol (potvrdené, ako sa vtedy zdalo, nespočetnými faktami) princíp dlhého dosahu okamžité pôsobenie telies na seba na ľubovoľnú vzdialenosť bez akýchkoľvek medzičlánkov, cez prázdnotu. Princíp pôsobenia na veľké vzdialenosti je nemožný bez zapojenia pojmov absolútneho priestoru a absolútneho času, ktoré navrhol aj I. Newton.

Absolútny priestor bol chápaný ako schránka pre svetovú hmotu. Je to porovnateľné s veľkou čiernou skrinkou, do ktorej môžete vložiť hmotné telo, ale môžete ho aj vybrať - potom nebude nič, ale zostane priestor. Absolútny čas musí existovať aj ako univerzálne trvanie, konštantná kozmická mierka na meranie všetkých nespočetných konkrétnych pohybov, ktoré môžu plynúť nezávisle bez účasti hmotných tiel. Práve v takom absolútnom priestore a čase sa gravitačná sila okamžite rozšírila. V zmyslovom zážitku nie je možné vnímať absolútny priestor a čas. Priestor, čas a hmota sú v tomto koncepte tri na sebe nezávislé entity.

Diela I. Newtona zavŕšili prvú globálnu vedeckú revolúciu, sformovali klasický polycentrický vedecký obraz sveta a položili základy klasickej vedy modernej doby.

3.4. Klasická prírodná veda modernej doby

Je prirodzené, že na základe zaznamenaných úspechov naberal ďalší rozvoj prírodných vied stále väčší rozsah a hĺbku. Nastali procesy diferenciácie vedeckého poznania, spojené s výrazným pokrokom v už sformovaných a so vznikom nových samostatných vied. Napriek tomu sa vtedajšia prírodná veda rozvíjala v rámci klasickej vedy, ktorá mala svoje špecifické črty, ktoré zanechali stopu v práci vedcov a jej výsledkoch.

Najdôležitejšou charakteristikou klasickej vedy je mechanický - zobrazenie sveta ako stroja, gigantického mechanizmu, jasne fungujúceho na základe večných a nemenných zákonov mechaniky. Nie je náhoda, že najrozšírenejším modelom vesmíru bol obrovský hodinový stroj. Preto bola mechanika štandardom akejkoľvek vedy, ktorá sa pokúšala postaviť na jej modeli. Bola tiež považovaná za univerzálnu metódu na štúdium okolitých javov. To bolo vyjadrené v túžbe zredukovať akékoľvek procesy vo svete (nielen fyzikálne a chemické, ale aj biologické, sociálne) na jednoduché mechanické pohyby. Takáto redukcia vyššieho na nižšie, vysvetlenie komplexu cez jednoduchšie sa nazýva redukcionizmus.

Dôsledkom mechanizmu bola prevaha kvantitatívnych metód na analyzovanie prírody, túžba rozložiť skúmaný proces alebo jav na jeho najmenšie zložky až po konečnú hranicu deliteľnosti hmoty. Náhodnosť bola úplne vylúčená z obrazu sveta, vedci sa snažili o úplné poznanie sveta – absolútnu pravdu.

Ďalšou črtou klasickej vedy bolo metafyzický - uvažovanie o prírode ako o nerozvíjajúcom sa celku, nemennom od storočia k storočiu, vždy identickému so sebou samým. Každý objekt alebo jav bol študovaný oddelene od ostatných, ich súvislosti s inými objektmi boli ignorované a zmeny, ktoré nastali pri týchto objektoch a javoch, boli len kvantitatívne. Tak vznikol silný antievolucionistický postoj klasickej vedy.

Mechanistický a metafyzický charakter klasickej vedy sa zreteľne prejavil nielen vo fyzike, ale aj v chémii a biológii. To viedlo k odmietnutiu uznania kvalitatívnych špecifík života a žitia. Stali sa rovnakými prvkami vo svete „mechanizmu“ ako predmety a javy neživej prírody.

Tieto črty klasickej vedy sa najzreteľnejšie prejavili v prírodných vedách 18. storočia, čím vznikli mnohé teórie, na ktoré súčasná veda takmer zabudla. Jasne sa prejavila redukcionistická tendencia, túžba zredukovať všetky úseky fyziky, chémie a biológie na metódy a prístupy mechaniky. V snahe dosiahnuť konečnú hranicu deliteľnosti hmoty vedci XVIII storočia. vytvoril „náuku o beztiaže“ – elektrické a magnetické tekutiny, kalorické, flogistónové ako špeciálne látky, ktoré poskytujú telám elektrické, magnetické, tepelné vlastnosti, ako aj schopnosť horieť. Medzi najvýznamnejšie úspechy prírodných vied XVIII storočia. treba poznamenať vývoj atómových a molekulárnych predstáv o štruktúre hmoty, vytvorenie základov experimentálnej vedy o elektrine.

Princípy neeuklidovskej geometrie od K. Gaussa, pojem entropie a druhý zákon termodynamiky od R. Clausia, periodický zákon o chemických prvkoch od D.I. Mendelejev, teória prirodzeného výberu od Ch.Darwina a A.R. Wallace, G. Mendelova teória genetickej dedičnosti, D. Maxwellova elektromagnetická teória.

Tieto a mnohé ďalšie objavy devätnásteho storočia. pozdvihol prírodnú vedu na kvalitatívne novú úroveň, zmenil ju na disciplinárne organizovanú vedu. Z vedy, ktorá zbierala fakty a študovala úplné, dokončené, jednotlivé objekty, sa stala systematizujúca veda o objektoch a procesoch, ich pôvode a vývoji. Stalo sa to počas komplexnej vedeckej revolúcie v polovici devätnásteho storočia. Ale všetky tieto objavy zostali v rámci metodických pokynov klasickej vedy. Myšlienka sveta - „stroja“ sa nestala minulosťou, ale bola iba opravená, všetky ustanovenia o poznateľnosti sveta a možnosti získať absolútnu pravdu zostali nezmenené. Mechanistické a metafyzické črty klasickej vedy boli iba otrasené, ale nie zavrhnuté. Z tohto dôvodu veda devätnásteho storočia. niesol zárodok budúcej krízy, ktorú mala vyriešiť druhá globálna vedecká revolúcia z konca devätnásteho a začiatku dvadsiateho storočia.

3.5. Globálna vedecká revolúcia konca XIX - začiatku XX storočia.

Množstvo pozoruhodných objavov zničilo celý klasický vedecký obraz sveta. V roku 1888 nemecký vedec G. Hertz objavil elektromagnetické vlny, čím brilantne potvrdil predpoveď D. Maxwella. V. Roentgen objavil v roku 1895 lúče, neskôr nazývané röntgenové lúče, ktoré boli krátkovlnným elektromagnetickým žiarením. Štúdium podstaty týchto záhadných lúčov, schopných prenikať cez nepriehľadné telesá, priviedlo D. Thompsona k objavu prvej elementárnej častice – elektrónu.

K veľkým objavom konca XIX storočia. diela A.G. Stoletov o štúdiu fotoelektrického javu, P.N. Lebedev o tlaku svetla. V roku 1901 M. Planck pri pokuse vyriešiť problémy klasickej teórie žiarenia ohrievaných telies navrhol, že energia sa vyžaruje v malých častiach – kvantách a energia každého kvanta je úmerná frekvencii emitovaného žiarenia. Koeficient proporcionality spájajúci tieto veličiny sa teraz nazýva Planckova konštanta ( h). Je to jedna z mála univerzálnych fyzikálnych konštánt nášho sveta a je zahrnutá vo všetkých rovniciach fyziky mikrosveta. Tiež sa zistilo, že hmotnosť elektrónu závisí od jeho rýchlosti.

Všetky tieto objavy v priebehu niekoľkých rokov prevrátili štíhlu budovu klasickej vedy, ktorá bola začiatkom 80. rokov 19. storočia. sa zdalo takmer hotové. Všetky doterajšie predstavy o hmote a jej štruktúre, pohybe a jej vlastnostiach a typoch, o podobe fyzikálnych zákonov, o priestore a čase boli vyvrátené. To viedlo ku kríze fyziky a celej prírodnej vedy a stalo sa symptómom hlbšej krízy celej klasickej vedy.

Situácia sa začala meniť k lepšiemu až v 20. rokoch 20. storočia. s nástupom druhej etapy vedeckej revolúcie. Spája sa s vytvorením kvantovej mechaniky a jej kombináciou s teóriou relativity, vytvorenou v rokoch 1906–1916. Potom sa začal formovať nový kvantovo-relativistický obraz sveta, v ktorom boli vysvetlené objavy, ktoré viedli ku kríze vo fyzike.

Začiatkom tretej etapy vedeckej revolúcie bolo zvládnutie atómovej energie v 40. rokoch 20. storočia. a následný výskum, ktorý je spojený so vznikom elektronických počítačov a kybernetiky. Aj v tomto období fyzika odovzdáva štafetu chémii, biológii a kolobehu vied o Zemi a začína vytvárať vlastné vedecké obrazy sveta. Od polovice 20. storočia sa veda konečne spojila s technikou, čo viedlo k modernej vedecko-technickej revolúcii.

Hlavná koncepčná zmena v prírodných vedách 20. storočia. došlo k odmietnutiu newtonovského modelu získavania vedeckých poznatkov experimentom až po vysvetlenie. Einstein navrhol iný model vysvetľovania prírodných javov, v ktorom sa hypotéza a odmietnutie zdravého rozumu ako spôsobu testovania výroku stali primárnymi a experiment sa stal sekundárnym.

Rozvoj einsteinovského prístupu viedol k odmietnutiu newtonovskej kozmológie a vytvoril nový obraz sveta, v ktorom logika a zdravý rozum prestali fungovať. Ukazuje sa, že pevné atómy I. Newtona sú takmer úplne zaplnené prázdnotou, že hmota a energia do seba prechádzajú. Trojrozmerný priestor a jednorozmerný čas sa zmenili na štvorrozmerné časopriestorové kontinuum. Podľa tohto obrazu sveta sa planéty na svojich dráhach nepohybujú preto, že by ich nejaká sila priťahovala k Slnku, ale preto, že samotný priestor, v ktorom sa pohybujú, je zakrivený. Subatomárne javy sa súčasne prejavujú ako častice, tak aj ako vlny. Nemôžete súčasne vypočítať polohu častice a zmerať jej zrýchlenie. Princíp neurčitosti zásadne podkopal newtonovský determinizmus. Boli porušené koncepty kauzality; látky, pevné diskrétne telesá ustúpili formálnym vzťahom a dynamickým procesom.

Toto sú hlavné ustanovenia moderného kvantovo-relativistického vedeckého obrazu sveta, ktorý sa stáva hlavným výsledkom druhej globálnej vedeckej revolúcie. Spája sa s tvorbou modernej (neklasickej) vedy, ktorá sa vo všetkých parametroch líši od klasickej vedy.

3.6. Hlavné znaky moderných prírodných vied a vedy

Mechanistický a metafyzický charakter klasickej vedy bol nahradený novými dialektickými postojmi univerzálneho spojenia a rozvoja. Mechanika už nie je vedúcou vedou a univerzálnou metódou na štúdium environmentálnych javov. Klasický model sveta – „hodinový strojček“ bol nahradený modelom sveta – „myšlienkou“, na štúdium ktorého sa najlepšie hodí systémový prístup a metóda globálneho evolucionizmu. Metafyzické základy klasickej vedy, ktorá považovala každý objekt izolovane za niečo zvláštne a úplné, sú preč.

Teraz je svet uznávaný ako súbor viacúrovňových systémov, ktoré sú v stave hierarchickej podriadenosti. Zároveň na každej úrovni organizácie hmoty fungujú ich vlastné zákony. Analytická činnosť, ktorá bola hlavnou v klasickej vede, ustupuje syntetickým tendenciám, systematickému a holistickému posudzovaniu predmetov a javov objektívneho sveta. Dôvera v existenciu konečnej hranice deliteľnosti hmoty, túžba nájsť konečný materiálny fundamentálny princíp sveta boli nahradené vierou v fundamentálnu nemožnosť to urobiť (nevyčerpateľnosť hmoty do hĺbky). Získanie absolútnej pravdy sa považuje za nemožné; pravda sa považuje za relatívnu, existuje v rôznych teóriách, z ktorých každá študuje svoj vlastný kúsok reality.

Tieto črty modernej vedy sú stelesnené v nových teóriách a konceptoch, ktoré sa objavili vo všetkých oblastiach prírodných vied. Medzi dôležité vedecké úspechy XX storočia. – teória relativity, kvantová mechanika, jadrová fyzika, teória fyzikálnych interakcií; nová kozmológia založená na teórii veľkého tresku; evolučná chémia, usilujúca sa o zvládnutie skúsenosti živej prírody; objavenie mnohých tajomstiev života v biológii atď. Ale skutočným triumfom neklasickej vedy bola nepochybne kybernetika, ktorá stelesňovala myšlienky systematického prístupu, ako aj synergetiky a nerovnovážnej termodynamiky založenej na metóde globálneho evolucionizmu.

Počnúc druhou polovicou dvadsiateho storočia. bádatelia zaznamenávajú vstup prírodovedy do novej etapy vývoja – post-neklasickej, ktorá sa vyznačuje množstvom zásadných princípov a foriem organizácie. Z takýchto princípov sa najčastejšie vyčleňuje evolucionizmus, kozmizmus, environmentalizmus, antropický princíp, holizmus a humanizmus. Tieto princípy nevedú modernú prírodnú vedu ani tak k hľadaniu abstraktnej pravdy, ako k jej užitočnosti pre spoločnosť a každého jednotlivca. Hlavným ukazovateľom v tomto prípade nie je ekonomická výhodnosť, ale zlepšenie životného prostredia ľudí, rast ich materiálneho a duchovného blaha. Prírodná veda tak skutočne obracia svoju tvár k človeku, prekonáva večný nihilizmus vo vzťahu k pálčivým potrebám ľudí.

Moderná prírodná veda má prevažne problémové, interdisciplinárne zameranie namiesto predtým dominujúcej úzkodisciplinárnej orientácie prírodovedného výskumu. Dnes je zásadne dôležité pri riešení zložitých zložitých problémov využívať kombináciu rôznych prírodných vied vo vzťahu ku každému konkrétnemu prípadu výskumu. Preto je zrejmá taká črta postneklasickej vedy, akou je rastúca integrácia prírodných, technických a humanitných vied. Historicky sa diferencovali, rozvetvovali sa z určitého jednotného základu, dlhodobo sa vyvíjali autonómne. Charakteristické je, že humanitné vedy sa stávajú vedúcim prvkom takejto rastúcej integrácie.

Pri analýze čŕt modernej prírodnej vedy si treba všimnúť takú základnú črtu, akou je nemožnosť voľného experimentovania s predmetmi (základný výskum). Skutočný prírodovedný experiment sa ukazuje ako nebezpečný pre život a zdravie ľudí. Mocné prírodné sily prebudené modernou vedou a technikou sú schopné viesť k najvážnejším miestnym, regionálnym a dokonca aj globálnym krízam a katastrofám, ak sa s nimi nesprávne zaobchádza.

Vedci poznamenávajú, že moderná prírodná veda sa organicky čoraz viac spája s výrobou, technológiou a životom ľudí a stáva sa najdôležitejším faktorom pokroku civilizácie. Už sa neobmedzuje len na štúdie jednotlivých „kreslových“ vedcov, ale zahŕňa na svojej dráhe komplexné tímy výskumníkov z rôznych vedných oblastí. V procese výskumných aktivít si predstavitelia rôznych prírodných disciplín čoraz viac uvedomujú, že vesmír je systémová celistvosť s doteraz nedostatočne pochopenými zákonitosťami vývoja, s globálnymi paradoxmi, v ktorých je život každého človeka spojený s kozmickými zákonitosťami. a rytmy. Univerzálne prepojenie procesov a javov vo Vesmíre si vyžaduje komplexné štúdium adekvátne ich povahe a najmä globálne modelovanie založené na metóde systémovej analýzy. V súlade s týmito úlohami sa v modernej prírodnej vede čoraz viac využívajú metódy systémovej dynamiky, synergetiky, teórie hier a programovo cieleného riadenia, na základe ktorých sa robia prognózy vývoja zložitých prírodných procesov.

Moderné koncepty globálneho evolucionizmu a synergetiky umožňujú opísať vývoj prírody ako postupnú zmenu štruktúr zrodených z chaosu, dočasne nadobudnúcu stabilitu, no potom opäť snahu o chaotické stavy. Mnohé prírodné systémy sa navyše javia ako zložité, multifunkčné, otvorené, nerovnovážne, ktorých vývoj je nepredvídateľný. Za týchto podmienok sa analýza možností ďalšieho vývoja zložitých prírodných objektov javí ako zásadne nepredvídateľná, spojená s mnohými náhodnými faktormi, ktoré sa môžu stať základom pre nové formy evolúcie.

Všetky tieto zmeny sa dejú v rámci prebiehajúcej globálnej vedeckej revolúcie, ktorá sa pravdepodobne skončí v polovici 21. storočia. Samozrejme, teraz je ťažké predstaviť si podobu budúcej vedy. Je zrejmé, že sa bude líšiť od klasickej aj modernej (neklasickej) vedy. Ale niektoré z jeho funkcií uvedených vyššie sú už viditeľné.

Tabuľka 3.1. Najvýznamnejší prírodovedci: od VI. storočia. pred Kr e do 20. storočia.

Pokračovanie

Pokračovanie

Pokračovanie

Pokračovanie

Úvod…………………………………………………………………………..………….3

1. Klasifikácia vied

Záver………………………………………………………………..………………………… 14

Zoznam použitých zdrojov……………………………….……………………….15

Úvod

Je dobre známe, že prírodné vedy sú súborom vied o prírode. Úlohou prírodovedy je poznávanie objektívnych zákonitostí prírody a presadzovanie ich praktického využitia v záujme človeka. Prírodná veda vzniká ako výsledok zovšeobecňovania pozorovaní získaných a nahromadených v procese praktickej činnosti ľudí a sama je teoretickým základom tejto praktickej činnosti.

V 19. storočí bolo zvykom deliť prírodné vedy (alebo experimentálne poznatky o prírode) na 2 veľké skupiny. Prvá skupina tradične pokrýva vedy o prirodzený fenomén(fyzika, chémia, fyziológia) a druhá - asi objekty prírody. Aj keď je toto rozdelenie skôr svojvoľné, je zrejmé, že objektmi prírody nie je len celý okolitý hmotný svet s nebeskými telesami a Zemou, ale aj anorganické zložky Zeme a organické bytosti, ktoré sa na nej nachádzajú, a konečne, človeče.

Úvaha o nebeských telesách je predmetom astronomických vied, Zem je predmetom množstva vied, z ktorých najrozvinutejšie sú geológia, geografia a fyzika Zeme. Poznávanie predmetov, ktoré sú súčasťou zemskej kôry a nachádzajú sa na nej, je predmetom prírodopisu s jeho tromi hlavnými odbormi: mineralógiou, botanikou a zoológiou. Človek na druhej strane slúži ako predmet antropológie, ktorej najdôležitejšími zložkami sú anatómia a fyziológia. Medicína a experimentálna psychológia sú zasa založené na anatómii a fyziológii.

V našej dobe už takáto všeobecne akceptovaná klasifikácia prírodných vied neexistuje. Podľa predmetov skúmania je najširšie delenie na vedy o živej a takzvanej neživej prírode. Najvýznamnejšie veľké oblasti prírodných vied (fyzika, chémia, biológia) možno rozlíšiť podľa foriem pohybu hmoty, ktoré skúmajú. Tento princíp však na jednej strane neumožňuje pokryť všetky prírodné vedy (napríklad matematiku a mnohé príbuzné vedy), na druhej strane nie je použiteľné zdôvodňovať ďalšie klasifikačné členenia, že zložitá diferenciácia a prepojenie vied ktoré sú také charakteristické pre moderné prírodné vedy.

V modernej prírodnej vede sa organicky prelínajú dva protikladné procesy: kontinuálny diferenciácia prírodné vedy a čoraz užšie oblasti vedy a integrácia tieto samostatné vedy.

1. Klasifikácia vied

Postup klasifikácie vychádza z jednoduchého pozorovania, ktoré sa formovalo v špecifickom kognitívnom zariadení. Klasifikácia však umožňuje získať skutočný zmysluplný prírastok vedomostí na ceste k odhaľovaniu nových skupín javov.

Klasifikačný postup, adresovaný samotnej vede, nemôže ignorovať klasifikáciu navrhnutú F. Baconom (1561-1626) ako zovšeobecnenie okruhu poznania známeho v jeho dobe. Vo svojom prelomovom diele „O dôstojnosti a rozmnožení vied“ vytvára širokú panorámu vedeckého poznania, vrátane poézie v spriatelenej rodine vied. Baconova klasifikácia vied vychádza zo základných schopností ľudskej duše: pamäť, predstavivosť, rozum. Preto má klasifikácia nasledujúcu formu: história zodpovedá pamäti; predstavivosť – poézia; myseľ je filozofia.

V prírodných vedách Goetheho doby (koniec 18. storočia) sa verilo, že všetky objekty prírody sú navzájom spojené grandióznym jednoduchým reťazcom vedúcim od najjednoduchších látok, od prvkov a minerálov cez rastliny a živočíchy až po človeka. . Svet kreslil Goethe ako nepretržitú „metamorfózu“ foriem. Predstavy o kvalitatívne odlišných „úrovniach organizácie“ prírody rozvinuli objektívni idealisti Schelling a Hegel. Schelling si dal za úlohu dôsledne odhaľovať všetky štádiá vývoja prírody v smere k najvyššiemu cieľu, t.j. považovať prírodu za účelný celok, ktorého účelom je vytváranie vedomia. Hegelom identifikované prírodné štádiá boli spojené s rôznymi štádiami evolúcie, interpretované ako vývoj a stelesnenie tvorivej činnosti „svetového ducha“, ktorú Hegel nazýva absolútnou ideou. Hegel hovoril o prechode mechanických javov na chemický (tzv. chemizmus) a ďalej na organický život (organizmus) a prax.

Veľkým medzníkom vo vývoji klasifikácie vied bolo učenie Henriho de Saint-Simon (1760-1825). Keď zhrnul vývoj vedy svojej doby, Saint-Simon tvrdil, že myseľ sa snaží založiť svoje úsudky na pozorovaných a diskutovaných faktoch. Na pozitívnom základe empiricky daného už (rozum) pretvoril astronómiu a fyziku. Jednotlivé vedy sú prvkami všeobecnej vedy - filozofie. Ten sa stal polopozitívnym, keď sa jednotlivé vedy stali pozitívnymi, a stanú sa úplne pozitívnymi, keď sa všetky konkrétne vedy stanú pozitívnymi. To sa uskutoční, keď fyziológia a psychológia budú založené na pozorovaných a diskutovaných faktoch, pretože neexistujú javy, ktoré by neboli astronomické, chemické, fyziologické alebo psychologické. Saint-Simon sa v rámci svojej prírodnej filozofie snažil nájsť univerzálne zákony, ktorými sa riadia všetky javy prírody a spoločnosti, preniesť metódy prírodovedných disciplín do oblasti spoločenských javov. Prirovnal organický svet k tekutej hmote a predstavoval človeka ako organizované tekuté telo. Vývoj prírody a spoločnosti sa interpretoval ako neustály boj medzi pevnou a tekutou hmotou, zdôrazňujúc rôznorodé spojenie spoločného s celkom.

Osobný tajomník Saint-Simon, Auguste Comte, navrhuje vziať do úvahy zákon troch etáp intelektuálneho vývoja ľudstva ako základ pre vypracovanie klasifikácie vied. Klasifikácia musí podľa jeho názoru spĺňať dve hlavné podmienky – dogmatickú a historickú. Prvý spočíva v usporiadaní vied podľa ich postupnej závislosti tak, aby každá nadviazala na predchádzajúcu a pripravila ďalšiu. Druhá podmienka predpisuje, aby vedy boli usporiadané podľa priebehu ich skutočného vývoja, od najstarších po najnovšie.

Rôzne vedy sú rozdelené podľa povahy skúmaných javov, buď podľa ich klesajúcej všeobecnosti a nezávislosti, alebo podľa ich rastúcej zložitosti. Z takéhoto usporiadania plynú špekulácie čoraz zložitejšie, ako aj čoraz vznešenejšie a úplnejšie. V hierarchii vied má veľký význam miera zníženia abstraktnosti a nárastu komplexnosti. Ľudskosť je konečným cieľom každého teoretického systému. Hierarchia vied je nasledovná: matematika, astronómia, fyzika, chémia, biológia a sociológia. Prvý z nich predstavuje východiskový bod druhého, ktorý, ako už bolo povedané, je jediným základným cieľom celej pozitívnej filozofie.

Na uľahčenie zvyčajného používania hierarchického vzorca je vhodné zoskupiť pojmy po dvoch a uviesť ich vo forme troch párov: počiatočný - matematicko-astronomický, konečný - biologicko-sociologický a stredný - fyzikálno-chemický. Každý pár navyše vykazuje prirodzenú podobnosť párových vied a ich umelé oddelenie zase vedie k množstvu ťažkostí. Vidno to najmä pri oddelení biológie od sociológie.

Základom klasifikácie O. Comteho sú princípy pohybu od jednoduchého ku komplexnému, od abstraktného ku konkrétnemu, od antického k novému. A hoci sú zložitejšie vedy založené na menej zložitých, neznamená to redukciu vyšších na nižšie. V Comteovej klasifikácii neexistujú vedy ako logika, pretože podľa jeho názoru je súčasťou matematiky a psychológie, ktorá je čiastočne fragmentom biológie, čiastočne sociológie.

Ďalšie kroky vo vývoji problému klasifikácie vied, ktoré urobil najmä Wilhelm Dilthey (1833-1911), viedli k oddeleniu vied o duchu a vied o prírode. V diele „Úvod do vied o duchu“ ich filozof rozlišuje predovšetkým podľa predmetu. Predmetom prírodných vied sú javy vonkajšie pre človeka. Vedy o duchu sú ponorené do analýzy ľudských vzťahov. V prvom sa vedci zaujímajú o pozorovanie vonkajších objektov ako údajov z prírodných vied; po druhé, vnútorné skúsenosti. Svoje predstavy o svete tu prifarbujeme emóciami, kým príroda mlčí, akoby cudzia. Dil-tey si je istý, že apel na „skúsenosť“ je jediným základom vied o duchu. Autonómia vied o duchu vytvára spojenie medzi pojmami „život“, „výraz“, „porozumenie“. V prírode ani v prírodných vedách takéto pojmy neexistujú. Život a skúsenosť sa objektivizujú v inštitúciách štátu, cirkvi, judikatúry atď. Dôležité je aj to, že porozumenie je obrátené do minulosti a slúži ako zdroj vied o duchu.

Wilhelm Windelband (1848-1915) navrhuje rozlišovať vedy nie podľa predmetu, ale podľa metódy. Vedecké disciplíny delí na nomotetické a ideografické. V oddelení prvého - ustanovenie všeobecných zákonov, zákonitosti predmetov a javov. Tie sú zamerané na štúdium jednotlivých javov a udalostí.

Vonkajší protiklad prírody a ducha však nie je schopný poskytnúť vyčerpávajúci základ pre celú rozmanitosť vied. Heinrich Rickert (1863-1936), rozvíjajúc Windelbandovu myšlienku o oddelení nomotetickej a ideografickej vedy, prichádza k záveru, že rozdiel pramení z odlišných princípov výberu a usporiadania empirických údajov. Rozdelenie vied na vedy o prírode a vedy o kultúre v jeho slávnom rovnomennom diele najlepšie vyjadruje protiklad záujmov, ktoré rozdeľujú vedcov na dva tábory.

Pre Rickerta je ústrednou myšlienkou, že realita daná v poznaní je imanentná vo vedomí. Neosobné vedomie tvorí prírodu (prírodné vedy) a kultúru (kultúrne vedy). Prírodoveda je zameraná na identifikáciu všeobecných zákonitostí, ktoré Rickert interpretuje ako apriórne pravidlá rozumu. História sa zaoberá neopakovateľnými jednotlivými javmi. Prírodná veda je oslobodená od hodnôt, kultúra a individualizujúce chápanie histórie je oblasťou hodnôt. Obzvlášť dôležité je označenie hodnoty. „Tie časti reality, ktoré sú ľahostajné k hodnotám a ktoré v naznačenom zmysle považujeme len za prírodu, majú pre nás ... iba prírodovedný záujem ... ich individuálny vzhľad má pre nás význam nie ako individualita, ale ako príklad viac-menej všeobecného pojmu. Naopak, vo fenoménoch kultúry a v tých procesoch, ktoré im dávame ako predbežné kroky v nejakom vzťahu ... náš záujem smeruje k špeciálnemu a individuálnemu, k ich jedinečnému a neopakovateľný kurz, t. j. študujeme ich aj historicky, individualizujúco. Rickert rozlišuje tri kráľovstvá: realitu, hodnotu, význam; zodpovedajú trom metódam porozumenia: vysvetľovaniu, porozumeniu, interpretácii.

Dôležitým krokom v klasifikácii vied bolo nepochybne oddelenie nomotetických a ideografických metód. Vo všeobecnom zmysle je nomotetická metóda (z gréckeho nomothetike, čo znamená „legislatívne umenie“) zameraná na zovšeobecňovanie a stanovovanie zákonitostí a prejavuje sa v prírodných vedách. Podľa rozdielu medzi prírodou a kultúrou sú všeobecné zákony neprimerané a neporovnateľné s jedinečnou a ojedinelou existenciou, v ktorej je vždy niečo nevysloviteľné pomocou všeobecných pojmov. Z toho vyplýva záver, že nomotetická metóda nie je univerzálna metóda poznávania a že na poznanie „single“ treba použiť metódu ideografickú.

Názov ideografickej metódy (z gréčtiny, idios - "špeciálny", grafo - "píšem") naznačuje, že ide o metódu historických vied o kultúre. Jej podstata je v popise jednotlivých udalostí s ich hodnotovým zafarbením. Medzi jednotlivými udalosťami sa dajú vyčleniť významné udalosti, ale ich jednotná pravidelnosť sa nikdy nevidí. Historický proces sa tak javí ako súbor jedinečných a nenapodobiteľných udalostí, na rozdiel od prístupu k prírodovede deklarovaného nomotetickou metódou, kde je príroda zahalená zákonitosťou.

Kultúrne vedy sú podľa Rickerta rozšírené v takých oblastiach, ako je náboženstvo, cirkev, právo, štát a dokonca aj ekonomika. A hoci ekonomiku možno spochybniť, Rickert ju definuje takto: „Technické vynálezy (a teda aj ekonomická činnosť, ktorá sa od nich odvíja) sa zvyčajne vyrábajú pomocou prírodných vied, ale samy nepatria medzi objekty prírodovedného výskumu“.

Dá sa uvažovať, že v koexistencii oboch týchto dvoch typov vedy a im zodpovedajúcich metód sa odzrkadľujú odpovede tých vzdialených sporov medzi nominalistami a realistami, ktoré rozvírili stredoveké scholastické spory? Zrejme áno. Koniec koncov, tie tvrdenia, ktoré zaznievajú z ideografických vied (najmä, že jednotlivec je základom všeobecného a toto neexistuje mimo neho, nemožno ich od seba oddeliť a predpokladať samostatnú existenciu), sú zároveň argumenty nominalistov, pre ktorých je to jednotlivec, ako reálny fakt možno brať za základ pravdivého poznania.

Vzhľadom na súčasnú situáciu je potrebné poznamenať, že tak v exaktných, pomologických vedách, orientovaných na pravidelnosť a opakovanie, ako aj v individualizujúcich, ideografických vedách, orientovaných na singulár a unikát, singulár nemožno a ani netreba ignorovať. Má prírodná veda právo odmietnuť analýzu jednotlivých faktov a bude tá kronika spravodlivá, v ktorej sa nebude sledovať všeobecná súvislosť udalostí?

Pre metodológiu a filozofiu vedy sú zaujímavé Rickertove úvahy, v ktorých všeobecné a individuálne nestojí jednoducho proti sebe, čo by bolo naivné, ale objavuje sa diferenciácia, t. pri rozlišovaní druhov všeobecného a jednotného čísla. V prírodných vedách je vzťah všeobecného k singuláru vzťahom rodu a jednotlivca (inštancia). V spoločensko-historických vedách singularita, takpovediac, predstavuje univerzálnosť, pôsobí ako vzor prejavujúci sa vizuálnym spôsobom. Jednotlivé kauzálne rady – taký je účel a zmysel historických vied.

Princípy klasifikácie vied F. Engelsa. Keď v roku 1873 Engels začal rozvíjať klasifikáciu foriem pohybu hmoty, Comteov pohľad na klasifikáciu vied bol vo vedeckých kruhoch rozšírený. Zakladateľ pozitivizmu O. Comte si bol istý, že každá veda má za predmet samostatnú formu pohybu hmoty a objekty rôznych vied sú od seba ostro oddelené: matematika | fyzika | chémia | biológia | sociológia. Táto korešpondencia sa nazývala princíp koordinácie vied. Engels venoval pozornosť tomu, ako sú predmety skúmané rôznymi vedami prepojené a prechádzajú jeden do druhého. Myšlienka vznikla, aby odrážala proces progresívneho vývoja pohybujúcej sa hmoty, idúcej po vzostupnej línii od najnižšej k najvyššej, od jednoduchej ku komplexnej. Prístup, v ktorom bola mechanika prepojená a prenesená do fyziky, druhá do chémie, potom do biológie a spoločenských vied (mechanika... fyzika... chémia... biológia... spoločenské vedy), sa stal známym ako princíp tzv. podriadenosti. A skutočne, kamkoľvek sa pozrieme, nikdy nenájdeme žiadnu formu pohybu úplne oddelenú od iných foriem pohybu, všade a všade sú len procesy premeny jednej formy pohybu na iné. Formy pohybu hmoty existujú v nepretržitom-diskontinuálnom procese vzájomnej premeny. „Klasifikácia vied,“ poznamenal F. Engels, „každá z nich analyzuje samostatnú formu pohybu alebo sériu vzájomne prepojených a do seba prechádzajúcich foriem pohybu hmoty, je zároveň klasifikáciou, usporiadaním podľa na ich inherentnú postupnosť týchto foriem pohybu samých a v tom spočíva jeho význam."

Keď Engels začal pracovať na „Dialektike prírody“, pojem energie už bol vo vede etablovaný, rozšírený na oblasť anorganických látok – neživej prírody. Stále viac sa však ukázalo, že medzi živou a neživou prírodou nemôže existovať absolútna hranica. Presvedčivým príkladom toho bol vírus – prechodná forma a živý rozpor. Kedysi v organickom prostredí sa správal ako živé telo, kým v anorganickom prostredí sa tak neprejavoval. Dá sa povedať, že Engels prezieravo predvídal prechod z jednej formy pohybu hmoty do druhej, keďže v čase, keď jeho koncept vznikol, veda skúmala len prechody medzi mechanickými a tepelnými formami. Záujem bol aj o predpoklad, že vynikajúce objavy sa čoskoro objavia na priesečníku vied, v pohraničných oblastiach. Engels nadviazal na rozvoj jednej z týchto hraničných oblastí spájajúcich prírodu a spoločnosť a navrhol pracovnú teóriu antroposociogenézy – pôvodu človeka a ľudskej spoločnosti. Svojho času Charles Darwin (1809-1882), vykonávajúci porovnávacie anatomické štúdie človeka a opíc, dospel k záveru, že človek je čisto živočíšneho pôvodu. Identifikoval dve formy konkurencie: vnútrodruhovú a medzidruhovú. Vnútrodruhová konkurencia viedla k zániku neprispôsobených foriem a zabezpečila prežitie tých fit. Táto pozícia tvorila základ prirodzeného výberu. Na druhej strane Engels ocenil úlohu sociálnych faktorov a najmä osobitnú úlohu práce v procese antroposociogenézy. V XX storočí. Práve na priesečníku vied sa objavili najsľubnejšie oblasti nových vied: biochémia, psycholingvistika, informatika.

Ak teda v prvých klasifikáciách vied vystupovali ako základ prirodzené schopnosti ľudskej duše (pamäť, predstavivosť atď.), potom podľa nášho súčasného ruského bádateľa B. Kedrova bol zásadný rozdiel medzi Engelsovou klasifikáciou práve že "Princíp objektivity stavia na základ rozdelenia vied: rozdiely medzi vedami sú spôsobené rozdielmi v objektoch, ktoré študujú." Klasifikácia vied má teda pevný ontologický základ – kvalitatívna rozmanitosť samotnej prírody, rôzne formy pohybu hmoty.

V súvislosti s novými údajmi prírodných vied bola Engelsom vyvinutá päťčlenná klasifikácia foriem pohybu hmoty výrazne spresnená. Najznámejšia je moderná klasifikácia navrhnutá B. Kedrovom, v ktorej rozlíšil šesť hlavných foriem pohybu: subatomárny fyzikálny, chemický, molekulárnofyzikálny, geologický, biologický a sociálny. Všimnite si, že klasifikácia foriem pohybu hmoty bola koncipovaná ako základ pre klasifikáciu vied.

Existuje ďalší prístup, podľa ktorého možno celú rozmanitosť sveta zredukovať na tri formy pohybu hmoty: základný, čiastočný a komplexný. Medzi hlavné patria najširšie formy pohybu hmoty: fyzikálny, chemický, biologický, sociálny. Viacerí autori spochybňujú existenciu jedinej fyzickej formy pohybu hmoty. S tým sa však dá len ťažko súhlasiť. Všetky predmety spojené pojmom fyzikálne majú dve najbežnejšie fyzikálne vlastnosti - hmotnosť a energiu. Celý fyzický svet je charakterizovaný všeobecným zákonom zachovania energie.

Súkromné ​​formuláre sú súčasťou hlavných. Fyzická hmota teda zahŕňa vákuum, polia, elementárne častice, jadrá, atómy, molekuly, makrotelieska, hviezdy, galaxie, metagalaxiu. Zložité formy hmoty a pohybu zahŕňajú astronomické (Metagalaxy - galaxie - hviezdy - planéty); geologické (pozostávajúce z fyzikálnych a chemických foriem pohybu hmoty v podmienkach planetárneho telesa); geografické (vrátane fyzikálnych, chemických, biologických a sociálnych foriem pohybu hmoty v lito-, hydro- a atmosfére). Jednou z podstatných vlastností zložitých foriem pohybu hmoty je, že dominantnú úlohu v nich v konečnom dôsledku zohráva najnižšia forma hmoty – fyzická. Napríklad geologické procesy sú determinované fyzikálnymi silami: gravitáciou, tlakom, teplom; geografické zákony sú určené fyzikálnymi a chemickými podmienkami a pomermi vrchných obalov Zeme.

Záver

Filozofia vedy, logicky, musí mať jasno v tom, akým typom vedy sa radšej zaoberá. Podľa už zavedenej, aj keď dosť mladej tradície sa všetky vedy delili do troch rodov: prírodné, sociálne, technické. Avšak bez ohľadu na to, ako si tieto skupiny vied navzájom konkurujú, vo svojom celku majú spoločný cieľ spojený s najúplnejším pochopením vesmíru.

O otázkach klasifikácie a prepojenia prírodných vied sa diskutuje dodnes. Zároveň existujú rôzne uhly pohľadu. Jednou z nich je, že všetky chemické javy, štruktúru hmoty a jej premenu možno vysvetliť na základe fyzikálnych poznatkov; v chémii nie je nič špecifické. Ďalším uhlom pohľadu je, že každý typ hmoty a každá forma materiálnej organizácie (fyzikálna, chemická, biologická) je natoľko izolovaná, že medzi nimi neexistujú žiadne priame väzby. Samozrejme, takéto rozdielne uhly pohľadu majú ďaleko od skutočného riešenia najzložitejšieho problému klasifikácie a hierarchie prírodných vied. Jedna vec je celkom zrejmá – napriek tomu, že fyzika je základným odvetvím prírodných vied, každá z prírodných vied (s rovnakou všeobecnou úlohou skúmať prírodu) sa vyznačuje predmetom štúdia, metodológiou výskumu a je založená na vlastné zákony, ktoré nie sú redukovateľné na zákony iných odvetví.vedy. A vážne úspechy v moderných prírodných vedách sú s najväčšou pravdepodobnosťou úspešné s úspešnou kombináciou komplexných vedomostí nahromadených počas dlhého časového obdobia vo fyzike, chémii, biológii a mnohých ďalších prírodných vedách.

Zoznam použitých zdrojov

1. Karpenkov S.Kh. K26 Pojmy moderných prírodných vied: Učebnica pre vysoké školy. - M.: Akademický projekt, 2000. Ed. 2., rev. a dodatočné – 639 s.
2. Likhin A.F. Koncepty moderných prírodných vied: učebnica. - MTK Welby, Vydavateľstvo Prospekt, 2006. - 264 s.
3. Turchin V.F. Fenomén vedy: Kybernetický prístup k evolúcii. Ed. 2. - M.: ETS, 2000. - 368 s.
4. Khoroshavina S. G. Koncepty moderných prírodných vied: kurz prednášok / Ed. 4. - Rostov n / D: Phoenix, 2005. - 480 s.

Federálna agentúra pre vzdelávanie

Štátna vzdelávacia inštitúcia

Vyššie odborné vzdelanie

Moskovská štátna univerzita

Prístrojové vybavenie a informatika

E.A. Kolomiytseva

KONCEPCIE MODERNEJ PRÍRODOVEDY

Krátky kurz prednášok

Recenzenti:

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

E.A. Kolomiytseva. KONCEPCIE MODERNEJ PRÍRODOVEDY.

Krátky kurz prednášok. M., 2006, 80 s.

Učebnica je určená pre študentov MGUPI študujúcich odbor „Koncepcie moderných prírodných vied“

MGUPI, 2006

Úvod............................................................................................................................	4
Prednáška 1. Predmet a metódy prírodných vied………………………………………………	4
Prednáška 2. Praktické metódy fyzikálneho výskumu. Fyzikálne veličiny a merania………………………………………………………………………………………..	7
Prednáška 3. Makrosvet. Pohyb v klasickej mechanike ………………………………..	9
Prednáška 4. Sily v prírode. Základné interakcie ………………………….	13
Prednáška 5. Miery pohybu - hybnosť a energia. Zákony zachovania a symetrie časopriestoru………………………………………………………………………………	15
Prednáška 6. Fyzikálne polia. Pojmy krátkeho a dlhého dosahu………….	18
Prednáška 7. Megasvet. Prvky súkromnej teórie relativity. Relativistický koncept ………………………………………………………………………………..	19
Prednáška 8. Problémy priestoru a času………………………………………………...	21
Prednáška 9. Vlnové procesy ………………………………………………………………….	25
Prednáška 10. Zákonitosti mikrosveta. Korpuskulárno-vlnový dualizmus hmoty. Princíp komplementarity a problémy kauzality………………………………...	29
Prednáška 11. Elementárne častice. Kvarky………………………………………………..	32
Prednáška 12. Rádioaktivita………………………………………………………………………	34
Prednáška 13. Dynamické a štatistické vzorce……………………………….	36
Prednáška 14. Energia v termodynamických procesoch………………………………………..	39
Prednáška 15. Poriadok a neporiadok v prírode. Fázové prechody. Entropia. Druhý termodynamický zákon a „šípka času“………………………………………………..	41
Prednáška 16. Synergetika. Pomer poriadku a chaosu v otvorených nerovnovážnych systémoch……………………………………………………………………………………………….	44
Prednáška 17. Vznik a vývoj vesmíru……………………………………………….	47
Prednáška 18. Planéta Zem………………………………………………………………………	53
Prednáška 19. Prvky chémie………………………………………………………………………	57
Prednáška 20. Voda a hypotézy o vzniku života na Zemi. Sebaorganizácia v živej prírode………………………………………………………………………………..	60
Prednáška 21. Biosféra a problémy životného prostredia. Koncept noosféry ……………………….	63
Prednáška 22. Molekulárny základ života. DNA a informácie ………………………….	67
Prednáška 23. Fenomén človeka……………………………………………………………………….	70
Prednáška 24. Evolučná teória v biológii. Princípy univerzálneho evolucionizmu. Cesta k jedinej kultúre ................................................ ...................................................................... ...	74
Otázky na prípravu na skúšku……………………………………………………..	77
Úlohy na samostatné riešenie………………………………………………….	79
	80

Úvod

Disciplína „Koncepcie moderných prírodných vied“ je zaradená do štátneho vzdelávacieho štandardu pre humanitné a spoločenské vedy. Cieľom predmetu je oboznámiť študentov s modernými predstavami o prírode a mieste človeka v nej. Nie je žiadnym tajomstvom, že mnohí z nich majú sklon k čisto humanitárnym znalostiam. Medzitým moderný špecialista potrebuje široký rozhľad. Azda najlákavejšou vyhliadkou by bolo ukázať žiakom život človeka v jeho jednote s prírodou, celistvosť a jedinečnosť prostredia, dať im pocítiť krásu a silu ľudského myslenia, ktoré je schopné pokryť celý svet od Vesmír na elementárnu časticu, rozvíjať chuť získavať vedomosti, podporovať čítanie populárno-náučnej literatúry a sebavzdelávanie. V konečnom dôsledku je to nevyhnutná podmienka pre formovanie harmonickej osobnosti.

Prednáška 1.

Predmet a metódy prírodných vied

1. Predmet prírodoveda. Prírodovedná a humanitná kultúra.

prírodná veda je komplex vedomostí o prírode, ktorý tvorí jednu z najdôležitejších súčastí ľudskej kultúry.

Kultúra je široký, mnohostranný pojem, ktorý možno definovať mnohými spôsobmi. Existuje veľké množstvo rôznych definícií kultúry (asi 170), z ktorých uvedieme jednu, ktorá celkom uspokojivo odráža jej najdôležitejšie črty:

Kultúra je systém prostriedkov ľudskej činnosti, vďaka ktorému sa plánuje, uskutočňuje a stimuluje činnosť jednotlivca, skupín a celého ľudstva v ich interakcii s prírodou a medzi sebou navzájom.

Kultúru ako celok možno teda rozdeliť do troch hlavných odvetví:

kultúra materiál(náradie, obydlia, odev, doprava) - celá sféra materiálnej činnosti a jej výsledky;

kultúra sociálne- základné pravidlá správania sa v spoločnosti;

kultúra duchovný(vedomosti, vzdelanie, morálka, právo, svetonázor, veda, umenie).

Podľa toho možno poznatky ľudstva rozdeliť na

sústava poznatkov o prírode – prírodné vedy a

systém vedomostí o pozitívne významných hodnotách existencie jednotlivca, skupín, štátov, ľudstva ako celku - humanitných vied.

Každá z týchto sekcií ľudského poznania má svoje špecifiká:

Prírodovedné poznatky sú hlboko špecializované, neustále sa zdokonaľujú, vyznačujú sa objektivitou, spoľahlivosťou a majú veľký význam pre existenciu človeka a spoločnosti.

Humanitárne poznanie sa aktivuje na základe príslušnosti jednotlivca k určitej sociálnej skupine. Vyznačujú sa subjektivitou, t.j. umožňujú možnosť interpretácií, idealizácií, ktoré odporujú skutočným vlastnostiam predmetov.

Prírodovedné a humanitné poznatky sú však vzájomne prepojené, keďže sú nezávislými súčasťami jedného systému poznania vedy:

vychádzajú z jediného základu: potreby a záujmy človeka a ľudstva na vytváraní optimálnych podmienok sebazáchovy a skvalitnenia svojho života;

medzi nimi dochádza k výmene dosiahnutých výsledkov.

2. Veda a vedecká metóda.

Veda- pojem označujúci zovšeobecnené a systematizované poznatky v akejkoľvek oblasti.

Od staroveku to ľudia skúšali rozumieť podstatu pozorovaných prírodných javov a ich zákonitosti. Navyše prvým motívom bol praktický záujem – možnosť použitie dostal vedomosti. Spočiatku teda koexistovali dva aspekty prírodných vied – kognitívne a aplikované. V modernej vede sú prítomné aj oba tieto aspekty.

Poznanie prírodných zákonov a vytváranie obrazu sveta na tomto základe je bezprostredné, najbližšie cieľ prírodné vedy. Konečným cieľom je podporiť praktické využitie týchto zákonov. Vyhliadka na praktickú aplikáciu tohto alebo toho objavu nie je vždy zrejmá od samého začiatku, teória sa spravidla rozvíja s určitým predstihom.

Takže v systéme prírodných vied sme identifikovali dve úrovne - teoretickú úroveň a praktickú (experimentálnu) úroveň.

Techniky používané pri teoretickej a praktickej asimilácii reality tvoria vedeckú metódu. Veda teda odpovedá na otázku: „Čo je realita?“ a vedecká metóda naznačuje, ako sa s touto realitou vysporiadať.

vedeckých metód sú rôzne úroveň:

Spojené (univerzálne): dialektický, metafyzický;

Všeobecné vedecké (používané vo všetkých vedách): praktické (empirické) - pozorovanie, opis, meranie, experiment a teoretické - porovnávanie, analógia, analýza a syntéza, idealizácia, zovšeobecňovanie, vzostup od abstraktného ku konkrétnemu, indukcia a dedukcia;

Špeciálno-vedecké (používané v špecifických odboroch).

Znakom modernej prírodnej vedy je jej konštruktívna orientácia, t.j. realita sa nielen študuje, ale aj navrhuje s konkrétnymi cieľmi. To sa prejavuje v rozšírenom používaní metód matematického modelovania procesov a javov pomocou počítačov.

Počiatočná fáza štúdia je spravidla praxou, slúži aj ako konečné kritérium pravdivosti (primeranosti) akejkoľvek teórie, ako aj účelu štúdia.

3. Historické aspekty rozvoja prírodných vied.

Proces formovania prírodných vied nebol jednotný. Vývoj vedeckého myslenia možno vo všeobecnosti rozdeliť do etáp. V každej etape dominoval určitý štýl myslenia, ktorý vychádzal z výdobytkov vedy, ktoré boli v tej dobe dostupné. Tak bol stanovený rozsah úloh, ktoré sa majú skúmať, a metodika výskumu. Takéto všeobecne uznávané vedecké úspechy a dominantný štýl vedeckého myslenia sa nazývajú paradigma. Zmena, často radikálny rozpad doterajšej paradigmy, znamená prechod do ďalšej etapy vývoja prírodných vied a je tzv. vedeckej a technickej revolúcie.

Prvé štádium, ktorá prekvitala v antike, sa vyznačuje prevahou čisto špekulatívnych úvah o podstate vecí a javov. Prírodné vedy v tomto štádiu ešte nie sú oddelené od filozofie a v skutočnosti tvoria jednu vedu, prírodnú filozofiu, ktorá odráža predstavy staroveku o svete ako celku. Napriek úžasným poznatkom Démokrita, Archimeda a iných nemožno prírodnú filozofiu ešte považovať za vedu v modernom zmysle.

Prvá vedecko-technická revolúcia mnohí historici vedy sa spájajú s činnosťou Aristotela. Vtedy sa veda začala odlišovať od iných foriem poznania sveta. Bola vyjadrená myšlienka sférickosti Zeme, bol vybudovaný geocentrický model sveta.

Aristotelove myšlienky určovali stav vedy až do renesancie.

Druhá vedecko-technická revolúcia spojené so zavedením experimentu do vedeckej praxe ako spôsobu testovania hypotéz. V tomto období dochádza k hromadeniu faktografického materiálu a jeho zovšeobecňovaniu, prírodoveda nadobudla nám známejšiu podobu. V dielach moderných vedcov - Galilea, Keplera, Newtona - boli položené základy klasickej vedy.

Druhá fáza Rozvoj prírodných vied trval až do konca devätnásteho storočia, to je doba plného rozkvetu klasickej vedy. Bol stanovený zákon zachovania a premeny energie. bola vybudovaná optika, elektrodynamika, termodynamika, teoretická mechanika (Hamilton, Lagrange, Maxwell, Fresnel, Boltzmann). V chémii sa zaviedol prísny pojem prvku (Lavoisier), študovali sa chemické reakcie a zlúčeniny, objavil sa Mendelejevov periodický zákon a vznikla štruktúrna chémia (Butlerov). V biológii víťazia najdôležitejšie myšlienky o evolúcii všetkého živého (Lamarck, Darwin); bola objavená bunka (Schleiden a Schwann) a materiálny nositeľ dedičnosti - gén (Mendel).

Boli tak pripravené podmienky pre novú vedecko-technickú revolúciu, ktorá zachytila ​​celé dvadsiate storočie a trvá dodnes.

Pre tretia vedecko-technická revolúcia charakteristika:

Úzka interakcia rôznych oblastí vedy, rozvoj interdisciplinárnych väzieb. Prevažná väčšina objavov sa vyskytuje na priesečníku vied.

Prechod od klasických predstáv k neklasickým: vytvorenie všeobecnej a špeciálnej teórie relativity, kvantová teória poľa (kvantová mechanika).

Štúdium najzložitejších nerovnovážnych nelineárnych procesov vyskytujúcich sa v zložitých systémoch. Ukazuje sa, že tieto procesy, ktoré vedú k samoorganizácii systému, k vzniku nových štruktúr, prebiehajú podobne v rôznych oblastiach prírodných vied. To nám umožňuje posudzovať disciplíny ako fyzika, kozmológia, geológia, chémia, biológia a dokonca aj tradične humanitné disciplíny ako história, etnológia, sociológia a ekonómia z jednotného hľadiska. Tento prístup bol tzv spolupráca. Toto je najsľubnejšia oblasť moderných prírodných vied.

Rýchly rozvoj informačných technológií, ktoré umožňujú vykonávať veľké množstvo výpočtov vysokou rýchlosťou a skúmať najzložitejšie procesy. Informácie sa stávajú na rovnakej úrovni ako hmota.

V popredí modernej prírodnej vedy stojí človek, jeho záujmy a ciele. Veda sa stáva etickou.

4. Hlavné úseky moderných prírodných vied.

V súčasnosti je na svete asi 15 tisíc vedných odborov a ich počet neustále rastie. Predpokladá sa, že každých 10-15 rokov sa množstvo vedeckých informácií zdvojnásobí. Existuje veľké množstvo interdisciplinárnych vied.

Samozrejme, zaradiť všetky prírodné vedy je prakticky nemožné. Reťazce môžete stavať iba podľa nejakého princípu. Napríklad podľa zložitosti skúmaného objektu: fyzika  chémia (anorganická, organická)  biológia  medicína. Podľa mierky skúmaného objektu: astronómia (najmä astrofyzika)  geológia (vrátane geológie jednotlivých planét)  geografia  ekológia  biológia. Podľa použitej metódy: logika  matematika  fyzika. Ako vidíte, kľúčovou vedou v každom z týchto reťazcov je fyzika. Je to táto veda, ktorá študuje najzákladnejšie, základné zákony prírody. Preto je znalosť základných fyzikálnych pojmov a zákonov povinnou súčasťou každého vzdelávania.

5. Štrukturálne úrovne organizácie hmoty.

V srdci moderných predstáv o štruktúre hmotného sveta leží systémový prístup. Akýkoľvek objekt alebo jav sa v súlade s týmto prístupom považuje za komplexnú formáciu, ktorá zahŕňa komponenty organizované v celistvosti. Uvádzame definície najdôležitejších pojmov:

systém- súbor prvkov a vzťahov medzi nimi;

Spojenia- vzťah medzi prvkami systému. Kravaty tvoria štruktúru systémov. Môžu byť horizontálne (koordinácia medzi prvkami rovnakého rádu) a vertikálne (odrážajú podriadenosť, t. j. podriadenosť prvkov rôzneho rádu). Súbor horizontálnych väzieb tvorí úrovne organizácie systému, súbor vertikálnych väzieb odráža ich hierarchiu.

Celá hmota vesmíru je tiež kolosálny, najzložitejší systém. Dá sa rozlíšiť tri úrovne štruktúry hmoty:

Pri štúdiu predmetu „Pojmy moderných prírodných vied“ musíme ako v každej vede prejsť od najjednoduchších myšlienok a pojmov k zložitejším. Najjednoduchšie a najznámejšie sú pre nás javy, s ktorými sa stretávame v každodennom živote a pozorujeme ich priamo. Všetky sú popísané v rámci klasických predstáv, ktoré si treba zapamätať na začiatku kurzu.

Prednáška 2.

Praktické metódy fyzikálneho výskumu. Fyzikálne veličiny a merania.

Prvotná interakcia človeka (výskumníka) s predmetom alebo javom prebieha priamo v praxi. Tu dochádza k hromadeniu a systematizácii faktov, ich opisu. Toto všetko - praktické, alebo empirický, úroveň vedomostí. Zahŕňa pozorovanie, meranie, experiment. Iba na základe prijatých údajov sa zostavuje hypotéza a je tu vzostup k vyššiemu, teoretickéúroveň vedomostí.

1. Pozorovania.

Pozorovanie bolo od pradávna hlavným spôsobom získavania informácií o okolitom svete a javoch, ktoré sa v ňom vyskytujú. Pozorovanie je možné vykonávať pomocou našich prirodzených zmyslov: zraku, sluchu, čuchu, hmatu a dokonca aj chuti. Všetky tieto pocity sú však u rôznych ľudí vyvinuté v rôznej miere, takže takéto pozorovania sú skôr nedokonalé. Akékoľvek závery vyvodené z takýchto pozorovaní budú vysoko subjektívne.

Existuje obrovské množstvo javov, ktoré sú vo všeobecnosti neprístupné priamemu ľudskému vnímaniu. Nevidíme napríklad elektromagnetické vlny, ktorých frekvencie ležia mimo optického rozsahu, nevnímame ultrazvuk, nie sme schopní nahliadnuť do mikrosveta.

K objektívnejšiemu, hlbšiemu a všestrannejšiemu štúdiu reality treba ľudskému telu „pomôcť“ – je potrebné použitie prístrojov. Systém zariadenie-objekt však už nie je rovnaký ako pôvodný objekt.

Merania a meracie prístroje.

Pozorovanie sa stáva súčasťou vedeckého výskumu, ak sa na základe tohto pozorovania robia určité porovnania a závery. Aby bolo možné porovnať akékoľvek vlastnosti hmotných predmetov, je potrebné poskytnúť týmto vlastnostiam kvantitatívne charakteristiky. Okrem toho sa v kvantovej mechanike verí, že skutočne existujú iba tie objekty, ktoré možno merať: „Základne nemerateľné je fyzikálne neskutočné“ (Bohr, Heisenberg). Postup získavania kvantitatívnych informácií o predmete štúdia je tzv meranie. Prístroj používaný na meranie je tzv nástroj. Teória merania sa zaoberá špeciálnou vedou - metrológie. Najjednoduchší spôsob merania ( rovno) spočíva v tom, že sa skúmaný objekt porovnáva s štandardná braný ako jednotka. Najznámejším štandardom je platino-irídiová tyč dlhá 1 meter, uložená v Paríži, v komore mier a váh. Nepríjemnosť takýchto meraní spojená s uchovávaním a reprodukciou kópií normy je zrejmá. V súčasnosti (od roku 1983) sa rozhodlo považovať 1 meter za vzdialenosť, ktorú prejde svetlo vo vákuu za čas 1/299792458 sekundy.

Na meranie času potrebujete aj štandard. V súčasnosti sa verí, že 1 sekunda je čas, počas ktorého dôjde k 9192631830 periódam oscilácií žiarenia emitovaného izotopom cézia.
.

Všimnite si, že na meranie veličín popisujúcich javy makrokozmu ide o javy mikrokozmu a megasveta.

V súlade s najnovšími dohodami sa referenčná dĺžka 1 meter nemeria priamo, ale vypočíta sa podľa vzorca
, kde s je rýchlosť svetla vo vákuu. Toto meranie sa nazýva nepriamy. Prevažná väčšina fyzikálnych meraní je nepriama. Nepriame merania môžu tiež zahŕňať metódu extrapolácia, ktorý vychádza z predpokladu, že v oblasti, kde sa nemerali, zostáva správanie systému rovnaké. Extrapolácia nie je vždy potvrdená experimentom.

1. fyzické rozmery. Medzinárodná sústava SI.

Pri meraní výskumník získava kvantitatívne charakteristiky ľubovoľnej vlastnosti daného objektu. Každá veličina má svoj vlastný fyzikálny význam a vlastnú mernú jednotku – rozmer. Hodnoty rôznych dimenzií sa nedajú navzájom porovnávať, pridávať ani uberať, pretože opisujú rôzne vlastnosti predmetov.

Ukázalo sa, že merné jednotky sú vhodne dohodnuté medzi všetkými krajinami. Dôvodom boli predovšetkým ekonomické záujmy. V súčasnosti svetové spoločenstvo prijalo jednotný metrický systém mier, nazývaný Medzinárodný systém (SI). Jeho základné jednotky (vyžadujúce definíciu pomocou štandardu):

Dĺžka - 1 meter;

Čas - 1 sekunda;

Hmotnosť - 1 kilogram;

Termodynamická teplota - 1 Kelvin;

Látkové množstvo je 1 mol;

Sila elektrického prúdu - 1 ampér;

Intenzita svetla - 1 candela;

Zostávajúce fyzikálne veličiny sa získajú z uvedených a nazývajú sa deriváty, napríklad N, J, W, V, Ohm.

4. Chyby merania.

Akékoľvek meranie je možné vykonať len s určitou presnosťou. Je zásadne nemožné získať absolútne presnú hodnotu fyzikálnej veličiny z viacerých dôvodov. Prvým z nich je, že meranie je výsledkom interakcie zariadenia a objektu. Samotné zariadenia sú zase technické zariadenia a majú obmedzené možnosti. Navyše, pravdepodobnostné vlastnosti sú vlastné každej fyzikálnej veličine a to je základná vlastnosť celej hmoty, o ktorej si povieme najmä v špeciálnej prednáške. Hovorí sa, že meranie magnitúdy X 0 vyrobené s určitou presnosťou
a samotná hodnota sa nazýva absolútna chyba alebo absolútna chyba merania. Prírodovedec môže len tvrdiť, že skutočná hodnota meranej veličiny leží v intervale od (
) pred (
):
.

Niekedy je pohodlnejšie o tom hovoriť relatívna chyba alebo relatívna chyba merania:
. Táto hodnota, najmä ak je vyjadrená v percentách, poskytuje veľmi jasnú predstavu o presnosti meraní.

Poďme na zoznam hlavné faktory experimentálne nepresnosti. Okrem hrubých chýb samotného experimentátora ich možno rozdeliť do dvoch skupín:

1) systematické, ktoré sú určené triedou presnosti zariadenia (1/2 dielik) a prípadne nejakou konštantnou chybou zariadenia;

2) štatistické v dôsledku náhodných odchýlok od skutočnej hodnoty v každom konkrétnom experimente. Často je potrebné brať priemer ako skutočnú hodnotu veličiny.
, kde N je počet experimentov. Čím viac experimentov bolo vykonaných, tým bližšie na skutočnú hodnotu.

Experimentujte.

Výskumník spravidla vopred plánuje svoje pozorovania a merania, pričom sa riadi niektorými hypotéza, t.j. predpoklady o očakávanom výsledku. A. Einstein poukázal na to, že „len teória určuje, čo možno pozorovať“. Pre hlbší náhľad do podstaty javu je potrebné zmeniť podmienky experimentu a tým zasahovať do predmetu skúmania.

Účelové akcie spojené so zmenami v samotnom predmete štúdia sa nazývajú experimentovať. Experiment umožňuje odhaliť také vlastnosti a vzory vo vnútri objektu, ktoré sú za normálnych podmienok skryté.

Špeciálna forma experimentu - myšlienkový experiment. V poslednej dobe je čoraz väčší význam numerický experiment v ktorej sa vedec zaoberá matematickými modelmi prírodných javov.

1. Použitie výsledkov experimentu. teória. Kritériá vedeckého charakteru a pravdivosti teórie.

Výsledky experimentu by sa mali interpretovať. Ak sa potvrdí počiatočná hypotéza výskumníka, potom sa výskum posunie na novú úroveň - teoretické , t.j. v rámci existujúcej paradigmy sa buduje vedecká teória. Ak nie je možné zostaviť uspokojivú teóriu popisujúcu pozorovaný jav, môže to viesť k revolučnej zmene paradigmy.

Pracovný program