Современные основания целостности естествознания

СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Предпосылки для возникновения естествознания 2. Возникновение и развитие современного естествознания
3. Новейшая революция и современный этап в естествознании 4. Современные концепции естествознания 4.1. Современные концепции химии 4.2. Теории современной физики 4.3. Современная биология Заключение Список использованной литературы Приложение Введение На протяжении всей истории человеческой цивилизации люди выработали несколько способов познания и освоения окружающего их мира. Одним из таких важнейших способов является наука. Наука – сфера исследовательской деятельности, направленная на производство новых знаний о природе, обществе и мышлении и включающая в себя все условия и моменты этого производства. Она отражает мир в форме понятий, гипотез, теорий, разного рода учений. При этом она прибегает к таким способам познания, как опыт, моделирование, мыслительный эксперимент и др. Наука включает и ученых с их знаниями и способностями, квалификацией и опытом, с разделением и кооперацией научного труда; научные учреждения, экспериментальное и лабораторное оборудование; методы научно-исследовательской работы, понятийный и категориальный аппарат, систему научной информации, а также всю сумму наличных знаний, выступающих в качестве либо предпосылки, либо средства, либо результата научного производства. Эти результаты могут также выступать как одна из форм общественного сознания. Наука – это и творческая деятельность по получению нового знания и результат такой деятельности. Современная наука охватывает огромную отрасль знаний – около 15 тысяч дисциплин, которые в различной степени отдалены друг от друга. Современная наука имеет очень сложную организацию. Она разделяется на множество отраслей знания. Естествознание – наука о природе; совокупность естественных наук, взятая как целое; одна из трех основных областей человеческого знания (наряду с науками об обществе и мышлении). В Новое время природа впервые становится объектом тщатель­ного научного анализа и вместе с тем поприщем активной прак­тической деятельности человека, масштабы которой в силу ус­пехов капитализма постоянно нарастают. Относительно низкий уровень развития науки и вместе с тем овладение человеком мощ­ными силовыми агентами природы (тепловой, механической, а затем и электрической энергией) не могли не привести к хищ­ническому отношению к природе, преодоление которого растя­нулось на века, вплоть до наших дней. Объект естествознания – сама природа, предмет – различные виды материи и формы их движения, проявляющиеся в природе, их связи и закономерности. Целью настоящей работы является исследование современных оснований целостности естествознания. В задачи работы входит: 1) анализ предпосылок для возникновения естествознания; 2) изучение процессов возникновения и развития современного естествознания; 3) выявление особенностей новейшей революции и современного этапа в естествознании. 1. Предпосылки для возникновения естествознания Предпосылки для возникновения естествознания появляются в странах Древнего Востока: в Египте, Вавилоне, Индии, Китае. Здесь накапливаются и осмысляются эмпирические знания о природе и обществе, возникают зачатки астрономии, математики, этики и логики. Это достояние восточных цивилизаций было воспринято и переработано в стройную теоретическую систему в Древней Греции, где начиная с 4 века до н.э. появляются мыслители, занимающиеся наукой профессионально, отмежевавшиеся от религии и мифологической традиции. С этого времени и вплоть до индустриальной революции главной функцией науки является объяснительная функция; ее основная задача – познание с целью раздвинуть горизонты видения мира, природы, частью которой является сам человек[1]. Погребения умерших, остатки жертвоприношений, различные предметы культового характера свидетельствуют о том, что люди с незапамятных времен стремились найти ответы на вопросы, что такое жизнь, когда она возникает и почему кончается. Подобные вопросы, даже если ответы на них были самыми фантастическими, предполагали существование причинной зависимости и наличие весьма сложных представлений о пространстве и времени. В частности, представление о времени возникало из понимания, как конечности человеческого существования, так и постоянства движения небесных тел, время же измерялось длительностью растительного цикла. Такое представление претерпело значительное развитие уже в древнейшие времена. Об этом говорят некоторые мифы Ближнего Востока (Месопотамии и Египта), где время выступает как мера ценности. Только то, что вечно, может быть совершенно. Вечность является атрибутом божественного существования и действия. Неосознанным выражением этого убеждения и одновременно практическим подтверждением стремления к преодолению временной ограниченности индивидуального человеческого существования были различнейшие погребальные ритуалы, магические обряды и культ усопших, сохраняемый родом. Наивно-натуралистическое понимание природных закономерностей, проецируемое на отношения в обществе, весьма долго существовало во взглядах на мир, его начало и суть; не избавилась от него и философия. Рациональное отношение человека к природе и обществу, проявившееся в понимании некоторых естественных и общественных закономерностей, непосредственно связанных с повседневной практикой, не вызва­ло ни у шумеров, ни у вавилонян потребности искать новые ответы на вопросы о возникновении космоса, о сущности природных явлений и о месте человека в мире. Космогонические воззрения, содержащиеся в старейших месопотамских мифах, прошли определенное развитие, в них отразился новый социальный и политический опыт: эти изменения можно найти и в представлениях о месте человека, и в этических нормах, но миф всегда оставался формой объяснения этих мировоззренческих представлений. Миф в древней Месопотамии служил универсальным объяснением достигнутого уровня познания. Однако наряду с религиозными представлениями он содержал и предпосылки развития науки и философии. В этом смысле он интегрировал в себе элементы, между которыми постоянно имелось противоречие. С одной стороны, для человека Месопотамии существовал ряд, вещей познанных и освоенных, с другой - неизвестный и враждебный мир природы. Зачатки философского мышления в Индии относятся к глубокой древности (2500-2000 до н.э.). Они содержатся в Ведах, в которых зафиксированы такие обобщенные представления и понятия, как бытие, пространство, время, первовещество, причина и т.п. В Ведах в мифической форме выражена идея бытия как безразличного единства, заключающего в себе понятие становления, перехода от неразличимой водной бездны к качественному разнообразию мира. Эти исходные принципы послужили основой последующих философских систем. В духовной истории Индии важную роль играл материализм, элементы которого присущи почти всем индийским философским системам. Даже буддизму не чужды материалистические взгляды. Характерными чертами развития индийской натурфилософии являлись наличие ярко выраженной тенденции к диалектической трактовке явлений реального мира и широкое распространение идей атомизма. Больших успехов индийская философия добилась в разработке вопросов логики, диалектики и теории познания. Наиболее распространенной из материалистических школ принято считать школу чарваков (локаятов), которые учили, что первоосновой всего являются четыре элемента: огонь, вода, земля и воздух; сознание связано только с живым телом, со смертью тела умирает и сознание. Рассудок целиком зависит от внешних восприятий: он знает только то, что говорят ему глаза и уши.
Древнекитайская натурфилософия складыва­юсь в тесной связи с зачатками научных знаний, зарождение которых относится к 18-12 вв. до н.э. Древние книги «Го юй» и «Цзо чжуань» свидетельствуют о том, что философская мысль в Древнем Китае развивалась в направлении уяснения первооснов мира, которыми признавались такие элементы, как: вода, огонь, дерево, металл и земля. Предание гласит, что первым крупным философом Древнего Китая был Лао-цзы (6-5 вв. до н.э.), учение которого, изложенное позже его последователями в книге «Лао-цзы» («Дао Дэ цзин») (4-3 вв. до н.э.), носит атеистический характер и проникнуто элементами наивной диалектики. Лао-цзы считал, что жизнь развивается по естественному пути - дао, который мыслился как универсальная закономерность, вместе с первовеществом ци составляющая основу мира. Вещь, достигнув в своем развитии определенного уровня, превращается в свою противоположность. Само развитие совершается по кругу. Это учение, впервые сформулировавшее логическую категорию закономерности, носило, однако, созерцательный характер.
Древневосточная натурфилософия оказала большое влияние на последующее развитие представлений о мироздании. Мировоззрение греков в 8-6 вв. до н.э., как и других современных им племен и народов, в основном отражало тот низкий уровень социально-экономического развития, который был присущ рабовладельческому обществу, и сохраняло еще различные пережитки первобытных времен. Природа представлялась греку населенной и управляемой различными могущественными существами с человеческой внешностью и характером, о которых народная фантазия слагала красочные, поэтические мифы. Религиозно-мифологическое объяснение происхождения и развития мира и всей непосредственно окружавшей древних греков действительности постепенно вступало в конфликт с накоплявшимся предметным фактическим опытом. Медленно, но неуклонно делала свои первые шаги наука, пока еще наивная, но стихийно-материалистическая в своей естественной непосредственности. Новые идеи возникли в наиболее экономически и социально развитой в то время малоазийской Ионии. Здесь уже в 7 в до н.э., имели место первые попытки рационалистического понимания явлений природы. Во второй половине 7 в до н.э. в Милете в среде рабовладельческого демоса и зародилась эллинская философия. Милетские философы были стихийными материалистами. Фалес (ок. 624-547 гг. до н.э.) первоначалом всего считал воду, находящуюся в беспрерывном движении, превращения которой создали и создают все вещи, в конечном счете снова превращающиеся в воду. Богам не было места в этом круговороте состояний вечной материи и воды. Землю он представлял в виде плоского диска, который плавает на поверхности первичной воды. Колыхания этой воды являются причинами землетрясений. Фалеса также считали основоположником древнегреческой математики, астрономии и вообще наук о природе. Ему приписывают ряд конкретных научных вычислений. Например, он, сопоставляя записи о последовательно происходивших солнечных затмениях, точно предсказал солнечное затмение 597 или 585 г. до н.э. и объяснил, что это произошло потому, что луна заслонила солнце. Анаксимандр (ок. 624-547 гг. до н.э.) идя по пути дальнейшего обобщения опыта, пришел к мысли, что первичной материей является апейрон: неопределенная вечная и беспредельная материя, находящаяся в постоянном движении. Из нее в процессе движения выделяются присущие ей противоположности - теплое и холодное, влажное и сухое. Их взаимодействие приводит к рождению и гибели всех вещей и явлений, которые по необходимости возникают из апейрона и в него возвращаются. Анаксимандра считают составителем первой географической карты и первой схемы небесного свода для ориентировки по звездам, он представлял землю в виде вращающегося цилиндра, парящего в воздухе. Анаксимен (ок. 610-546 гг. до н.э.) первоначалом всего считал воздух, который, разрежаясь или сгущаясь, порождает все многообразие вещей. Разрежаясь, воздух превращается в огонь, а сгущаясь, становится сначала ветром, потом облаками, потом землей и камнями. Все возникает и возвращается в вечно движущийся воздух, в том числе и боги, которые подобно - всем другим вещам - являются определенными состояниями воздуха. Основателем идеализма в Древней Греции был Пифагор (ок. 580-500 гг. до н.э.) с острова Самоса. Согласно философии пифагорейцев, не качество, а количество, не вещество, а форма определяет сущность вещей. Все можно сосчитать, и таким образом, установить количественные особенности и закономерности природы. Мир состоит из количественных, всегда неизменных противоположностей: конечное и бесконечное, чет и нечет и т.д. Сочетание их осуществляется в гармонии, которая свойственна миру. Заслугой Пифагора и пифагорейцев являются наблюдения за количественной стороной вещей и явлений природы. Пифагор и пифагорейцы были математиками. Широко известна разработка ими доказательства заимствованной из Египта теоремы о том, что квадрат, построенный на гипотенузе, равен сумме квадратов, построенных на катетах (так называемая теорема Пифагора), и некоторые другие теоремы. Пифагорейцы плодотворно для того времени занимались и астрономией. По их представлениям земля, солнце и другие светила вращаются вокруг центрального огня (очага). С течением времени в мировоззрении пифагорейцев элементы науки все больше уступали место религии. В борьбе с идеалистической философией Пифагора совершенствовалась материалистическая философия милетской школы. В конце 6 - начале 5 в. до н.э. как стихийно-диалектический материалист выступил крупнейший философ этого периода Гераклит Эфесский (ок. 530-470 г. до н.э.). В его трудах нашли завершение искания Фалеса, Анаксимандра и Анаксимена. Согласно Гераклиту, высшим законом природы является вечный процесс движения и изменения. Стихия, из которой все возникает, это - огонь, представляющий то закономерно загорающийся, то закономерно потухающий процесс горения. Все в природе состоит из противоположностей, борющихся и переходящих друг в друга. Все рождается в борьбе противоположностей из огня и возвращается в огонь. Гераклит не преодолел представления о круговороте вещей, не сформулировал положения о поступательном развитии материи, но он впервые пришел к мысли о диалектическом развитии материального мира как о необходимой присущей материи закономерности. Таковы были первые шаги древнегреческой возникшей в борьбе со старым религиозно-философским мировоззрением и развивавшейся в резкой идейной борьбе между материализмом и идеализмом. Наивысшего развития механистический материализм в классический период достиг в учении Левкиппа (ок. 500-440 г. до н.э.) из Милета и Демокрита (460-370 г. до н.э.) из Абдеры, отразившем процесс накопления научных знаний в V в. до н.э. Согласно Левкиппу, ничто не происходит без причины, и все вызывается необходимостью. Особенно большой вклад, сделанный Левкиппом в развитие материалистической философии, заключался в том, что он заложил основы атомистической теории, которую в дальнейшем успешно разрабатывал выдающийся материалист - его ученик Демокрит. Согласно этой теории, все состоит из пустоты и движущихся атомов, бесконечно малых, неделимых материальных частиц, различных по форме и размерам. Таким образом, Демокрит, наконец, объяснил, что движение - это изначальное, вечное свойство материи. Атомы одинаковы по веществу и неспособны к качественным изменениям. Всякое возникновение вещей состоит в соединении ранее разобщенных атомов, всякое исчезновение - в разделении ранее вместе связанных частиц. Различные свойства вещей обусловлены расположением, сочетаниями, формой и величиной составляющих их атомов. Атомы несутся в пустоте, причем более крупные в своем движении наталкиваются на мелкие, оттесняя их вверх. Из этих движений образуется вращение атомов, в результате чего возникают бесчисленные миры, одним из которых является наш мир и все разнообразные по качествам предметы. Земля представлялась Демокриту плоским диском, носящимся в воздухе, вокруг которого вращаются светила.
Вершиной античного научного мышления явилось учение Аристотеля (384-322 гг. до н.э.) основой всей его философии стала мысль о единстве материи и формы. Об онтологических воззрениях Аристотеля многое говорит и его понимание движения. С движением как категорией мы встречаемся в книге «Метафизика», где она связывается с категориями места, нахождения, активности и пассивности. Ряд мыслей, характеризующих понимание Аристотелем движения, заключены, в частности, в «Физике». Здесь философ во многом находится под влиянием эмпирических исследований объективно существующей природы. Движение тесно связывается с конкретными формами бытия. Подчеркивается, что «движения помимо вещей не существует»[2]. Можно найти также и высказывания, подтверждающие, что Аристотель считал движение вечным, ибо оно «всегда было и во всякое время будет»[3].
Космос, по Аристотелю, так же как и Земля, которая является его центром, имеет форму шара. Он состоит из многих концентрических небесных сфер, в которых движутся отдельные звезды. Ближе всего к Земле находится сфера Луны, дальше идет Солнце и другие планеты, а наиболее удалена от Земли (и ближе всего к первому двигателю) сфера неподвижных звезд. Все, что находится в пространстве от лунной сферы до Земли, наполнено материей, которую Аристотель определяет как «сублунарную». Она состоит из уже упомянутых четырех элементов. Все, что находится в пространстве от лунной сферы до Солнца, планет и звезд вплоть до границ Космоса, наполнено эфиром (этэр), пятым элементом, материей надлунных сфер. Образованные из нее небесные тела являются неизменными и находятся в постоянном кругообразном движении. Земля же изменяется, но остается неподвижной. Итак, мировоззрение греков в 8-6 вв. до н.э., как и других современных им племен и народов, в основном отражало тот низкий уровень социально-экономического развития, который был присущ рабовладельческому обществу, и сохраняло еще различные пережитки первобытных времен. Природа представлялась греку населенной и управляемой различными могущественными существами с человеческой внешностью и характером, о которых народная фантазия слагала красочные, поэтические мифы. 2. Возникновение и развитие современного естествознания Современное естествознание возникло в Европе в период 15 - 16 веков. В это время в области экономики идет распад феодальных отношений и развитие зачатков капиталистического производства; развиваются богатейшие города-республики в Италии. Была сломлена диктатура церкви. Одно за другим следуют крупнейшие открытия: первые печатные книги; огнестрельное оружие; Колумб открывает Америку; Васко де Гама, обогнув Африку, нашел морской путь в Индию; Магеллан своим кругосветным путешествием доказывает шарообразность Земли; возникают география и картография как научные дисциплины; вводятся символические обозначения в математике; появляется научная анатомия и основы физиологии; возникает “ятрохимия”, или медицинская химия, стремящаяся к познанию химических явлений в человеческом организме и к изучению лекарств; огромных успехов достигает астрономия. Отправной точкой научной революции, в результате которой появилась классическая наука и современное естествознание, стал выход книги Николая Коперника “О вращении небесных сфер” в 1543 г. Отсюда началось освобождение естествознания от теологии[4]. Теория Коперника об обращении Земли вокруг Солнца и о суточном вращении Земли вокруг своей оси означала разрыв с геоцентрической системой Птоломея и основанными на ней религиозными представлениями о Земле как избраннице божьей и о привилегированном положении человека во вселенной. Эта теория отбросила также идущее от Аристотеля и использованное схоластикой противопоставление небесных и земных движении, нанесла удар церковной легенде о сотворении мира богом. Но гелиоцентрические идеи, высказанные Коперником, были всего лишь гипотезой, нуждавшейся в доказательстве. Поиск аргументов в пользу этой гипотезы и стал основной задачей научной революции 16-17 вв., которая начинается с работ Г. Галилея. Главным достижением Галилея в механике было установление закона инерции, принципа относительности, согласно которому равномерное и прямолинейное движение системы тел не отражается на процессах, происходящих в этой системе. Важнейшее значение в борьбе с религиозными догмами имели астрономические открытия Галилея, послужившие важными аргументами в пользу истинности гелиоцентрической системы Коперника. Прогрессивным для того времени было и мировоззрение Галилея. Он считал, что мир бесконечен, материя вечна, природа едина. В основе природы лежит строгая механическая причинность абсолютно неизменных атомов, подчиняющихся законам механики. Исходным пунктом познания природы является наблюдение, опыт. Познание внутренней необходимости явлений есть, согласно Галилею, высшая ступень знания. Однако Галилей не избавился от религиозных предрассудков, признавал божественный первотолчок. Основной труд - “Диалог о двух главнейших системах мира - птолемеевой и коперниковой” (1632). Завершить коперниковскую революцию выпало Исааку Ньютону. Он доказал существование тяготения как универсальной силы - силы, которая одновременно заставляла камни падать на Землю и была причиной замкнутых орбит, по которым планеты вращались вокруг Солнца. Заслуга Ньютона была в том, что он соединил механистическую философию Декарта, законы Кеплера о движении планет и законы Галилея о земном движении, сведя их в единую всеобъемлющую теорию. Закон всемирного тяготения не только завершил гелиоцентрическое представление о солнечной системе, но и дал научную основу для объяснения большого числа процессов, происходящих во всей вселенной, в том числе физических и химических процессов, став основой физической картины мира. Создание в 17-18 вв. в математике анализа бесконечно малых (И. Ньютона, Г. Лейбница) и аналитической геометрии (Р. Декарт), космогоническая гипотеза Канта - Лапласа, атомно-кинетическое учение М.В. Ломоносова, идея развития в биологии К. Вольфа подготовляли крушение метафизического взгляда на природу и научную революцию второго типа. Период открытия всеобщей связи и утверждения эволюционных идей в естествознании характеризуется стихийным прикосновением диалектики в естествознание, так что его можно также назвать стихийно-диалектическим. Промышленность вступает в фазу крупного машинного производства, начавшегося в конце 18 века - технический и промышленный переворот. Энергетической базой промышленности становится паровой двигатель, и преимуществ иное развитие механики перестает удовлетворять потребности производства. На первый план выдвигаются физика и химия, изучающие взаимопревращения форм энергии и видов вещества (химическая атомистика). В геологии возникает теория медленного развития Земли (Ч. Лайель), в биологии зарождается эволюционная теория (Ж. Ламарк), палеонтология (Ж. Кювье), эмбриология (К.М. Бэр). Возникла необходимость сочетать анализ с синтезом в целях теоретического обхвата накопленного опытного материала. Три великих открытия (2-я треть 19 века) - клеточная теория, учение о превращении энергии и дарвинизм нанесли - нанесли окончательный удар по старой метафизике. Затем последовали открытия, раскрывавшие движение и развитие природы полнее: создание теории химического строения органических соединений (А.Н. Бутлеров, 1861), периодической системы элементов (Л.И. Менделеев, 1866), химической термодинамики (Я.Х. Вант-Гофф, Дж. Гиббс), основ научной физиологии (И.М. Сеченов, 1863), электромагнитной теории света (Дж.К. Максвелл, 1873); исследования Дальтона по утверждению атомных представлений в химии (1822).
3. Новейшая революция и современный этап в естествознании Стимулирующее воздействие на естествознание новых потребностей техники привело к тому, что в середине 90-х годов 19 века началась новейшая революция в естествознании, главным образом в физике (открытия электромагнитных волн Г. Герцем, коротковолнового электромагнитного излучения К. Рентгеном, радиоактивности А. Беккерелем, электрона Дж. Томсоном, светового давления П.Н. Лебедевым, введение идеи кванта М. Планкам, создание теории относительности А. Эйнштейном, радиоактивного распада Э. Резерфордом и Ф. Содди, изобретение радио А.С. Поповым), а также в химии, биологии (возникновение генетики на базе законов Г. Менеделя и Моргана). В 1913-1921гг. на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется соответственно периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Это - 1-й этап революции в физике и во всем естествознании. Он сопровождается нарушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это привело к кризису физики и всего естествознания и вызвало основное противоречие естествознания данного периода[5].
2-й этап революции в естествознании начался в середине 20-х годов 20 века в связи с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в общую квантово-релятивистскую концепцию. Происходит дальнейшее бурное развитие естествознания и в связи с этим продолжается коронная ломка старых понятий, главным образом тех, которые связаны со старой классической картиной мира[6]. Началом современного этапа в естествознании было первое овладение атомной энергией в результате открытия деления ядра (1939) и последующих исследований (1940-45), с которыми связано зарождение электронно-вычислительных машин и кибернетики[7]. Полное развитие он получил в середине 20 века. Его особенностью является то, что наряду с физикой теперь лидирует в естествознании целая группа отраслей естествознания: биология (особенно генетика, молекулярная биологии), химия (особенно макрохимия, химия полимеров), а также науки, смежные с естествознанием, - космонавтика, кибернетика. Если в начале 20 века физические открытия развивались самостоятельно, то с середины 20 века революция в естествознании органически слилась с революцией в технике, приведя к современной научно-технической резолюции. С точки зрения практики решающую роль приобретают фундаментальные науки, без которых не может развиваться современная техника[8]. Для того, чтобы нагляднее представить все те изменения, которые претерпела наука на всем протяжении своего существования, представим ее в виде своеобразного «луча света» (рис. 1, см. приложение). Представим себе, что наука — это «луч света», входящий через «окно познания» (а). Первоначально это был сплошной «диффузный» поток «света», в ко­тором нельзя было различить каких-либо составляю­щих его компонентов. О них можно было только догадываться и натурфилософствовать. Это была не­расчлененная наука, носившая натурфилософский ха­рактер (А). Со временем внутри этой единой, нерас­члененной науки стали зарождаться будущие отдельные науки: математика, механика, астрономия и др. В эпоху Возрождения этот «луч» как бы преломился через «призму анализа», или «призму дифференциации» (Ь), и как бы распался на отдельные фундаментальные науки (В), вышедшие из первоначально единой науки (А). Возникшие отдельные отрасли научного знания по­началу включают в себя и их техническое примене­ние. Однако в конце 18 в. в процессе продолжаю­щейся дифференциации наук началось отпочкование прикладного знания от теоретического. Механизм этого отпочкования мы образно представили как «ножницы отщепления» (с). В результате стали возникать особые технические науки (С) в качестве отраслей научно-тех­нического знания. К середине 19 в. процесс односторонней дифферен­циации наук в основном исчерпал себя. До этого момен­та в научном движении дифференциация наук была без­условно доминирующей, а связывание наук (их инте­грация) осуществлялось лишь путем их внешнего сопо­ложения. К концу первой половины 19 в. положение стало меняться коренным образом. Доминирующей становится тенденция к интеграции наук, причем сама эта интеграция начинает осуществляться через продолжа­ющуюся их дифференциацию. Другими словами, свя­зывание наук происходит благодаря появлению новых наук переходного, или промежуточного, характера. Эти новые науки перекидывают как бы мосты между ранее уже возникшими фундаментальными науками[9]. Наше время стало временем коренной смены парадигм научного мышления и радикального изменения естественнонаучной картины мира. Вплоть до начала нынешнего столетия в науке господствовала возникшая в Новое время ньютоновско-картезианская парадигма - система мышления, основанная на идеях И. Ньютона и Р. Декарта. Последнему принадлежала идея принципиальной двойственности реальности: материя и ум - различные, параллельные друг другу субстанции. Отсюда следовало, что материальный мир можно описать объективно, не включая в описание человека-наблюдателя с его специфической позицией с его субъективностью. Можно сказать, что сама идея «строго-объективной науки» вырастает из декартовских онтологических построений. Вселенная, представленная Ньютоном в виде комплекса механических систем, развивается без участия какого бы то ни было сознания и разума. Вся ее история, начиная от «большого взрыва» до сегодняшнего дня - результат слепого и стихийного движения материальных масс. Жизнь зарождается в первозданном океане случайно как результат беспорядочных химических реакций, и пойди процесс чуть по-другому, сознание никогда не проявилось бы в бытии. Иронизируя по поводу механистических взглядов, выдающийся современный ученый Станислав Гроф замечает: «Вероятность того, что человеческая разумность развилась из химического ила первобытного океана благодаря всего-навсего случайной последовательности механических процессов, кто-то недавно очень удачно сравнил с вероятностью того, что ураган, пронесшийся сквозь гигантскую помойку, случайно соберет «Боинг-747»[10]. Каким же мир предстает глазам современного ученого? Согласно теории относительности пространство не трехмерно, а время не линейно. И то, и другое не являются отдельными самостоятельными сущностями. Они тесно переплетены и образуют пространственно-временной континуум. Поток времени не является равномерным и однородным, он зависит от позиции наблюдателя и его скорости относительно наблюдаемого события. Кроме того, в общей теории относительности речь идет о том, что пространство и время находятся в тесной связи с массой тел: возле гигантских космических тел пространство способно искривляться, а время - замедляться. В новой картине мира исчезает жесткое различие между материей и пустым пространством, так как развитие атомной и субатомной физики разрушило представление о твердой материи. Это значит, что когда мы выходим за рамки «зоны средних измерений», углубляемся на другое уровни существования материи, то обнаруживается, что элементарные частицы, из которых состоят атомы - невещественны. В квантовой физике один и тот же феномен может выступать и как частица, и как волна, частицы как бы непрестанно создаются из чистой энергии и возвращаются в собственно-энергетическое состояние. Это сплошная динамика, которая не позволяет говорить о фиксированном месте в пространстве и о массе покоя. Элементарные частицы являют собой сгустки поля.
На субатомном уровне материя не столько существует, сколько «проявляет тенденцию к существованию», внутриатомные события выступают как неопределенные, случающиеся, спонтанно возникающие и могут быть описаны лишь на языке математических вероятностей. Таким образом, в области квантовых взаимодействий не может быть и речи о причинности, присущей ньютоновско-картезианскому отображению мира.
Работы Нобелевского лауреата Ильи Пригожина, посвященные так называемым диссипативным структурам в химических реакциях, положили издало новому принципу осмысления действительности: «порядок через флуктуации». В свете этого принципа, признающего за Вселенной первичную динамическую неопределенность, оказалось возможным выработать новое понимание эволюции[11]. Второй закон термодинамики не всесилен, ибо все существующие системы имеют прирожденную способность мутировать в направлении большей сложности. Одна и та же энергия, одни и те же принципы обеспечивают эволюцию на всех уровнях: от физико-химических процессов до человеческого сознания и социокультурной информации. Вселенная оказывается единой во всех своих пластах, живой, развивающейся, восходящей на новые ступени бытия[12]. На базе подходов, отбросивших старые представления, возникают радикалистские взгляды. К ним принадлежит, например, «шнуровочная философия природы» Джеффри Чу, разработанная для одного типа субатомных частиц - адронов. Вселенная для нее - это бесконечная сеть взаимосвязанных событий. Они как зеркала, отражающиеся друг в друге, как живой клубок, где одно непрерывно перетекает в другое. 4. Современные концепции естествознания 4.1. Современные концепции химии Химия 21 века предстает перед нами как весьма разветвленная система знаний, которая находится в процессе интенсивного развития. К числу концептуальных направлений развития современной химии относятся: 1) Проблема химического элемента. Впервые в мире в конце 80-х годов 20 в. в нашей стране был получен сверхтвердый материал – гексанит-Р. Это разновидность нитрида бора с температурой плавления 3200оС и твердостью, близкой к твердости алмаза[13]. Но подлинный переворот в теории химических элементов произвела химия фторорганических соединений. Она открыла совершенно новый мир органических веществ. Изделия из фторуглерода принимаются в качестве материала для изготовления внутренних органов человека (сердечных клапанов, кровеносных сосудов и т. п.). Синтез уникальных материалов заставляет по-новому исследовать все химические элементы и накапливать данные для новых концепций химических элементов[14]. 2) Исследование структуры химических соединений. Современная структурная химия достигла больших результатов. Последним ее достижением является открытие совершенно нового класса металлоорганических соединений. Молекула этого вещества представляет собой две пластины из соединений водорода и углерода, между которыми находится атом какого-либо металла. Исследования в области современной структурной химии идут по двум перспективным направлениям: - синтез кристаллов с максимальным приближением к идеальной решетке для получения материалов с высокими техническими показателями: максимальной прочностью, термической стойкостью, долговечностью в эксплуатации и др.; - создание кристаллов с заранее запрограммированными дефектами для производства материалов с заданными электрическими, магнитными и другими свойствами[15]. 3) Учение о химических процессах. Одним из самых молодых направлений в исследовании химических процессов является радиационная химия. Например, были получены полимербетоны путем пропитки обычного бетона каким-либо полимеров с последующим облучением. Одним из самых молодых направлений в исследовании химических процессов является радиационная химия, которая зародилась во второй половине 20 в. Предмет ее разработок – превращения самых разнообразных веществ под воздействием ионизирующих излучений. Сегодня также принципиально новой и исключительно важной областью учения о химических процессах является самораспространяющийся высокотемпературный синтез тугоплавких и керамических материалов[16]. 4) Эволюционная химия. Ее возникновению способствовали исследования в области моделирования биокатализаторов и реальные достижения «нестационарной кинетики». В результате этих достижений появилась возможность решать эволюционные проблемы применительно к своим объектам. Это проблемы самопроизвольного синтеза новых химических соединений, являющихся более высокоорганизованными продуктами по сравнению с исходными веществами. Поэтому эволюционную химию считают предбиологией – наукой о самоорганизации и саморазвитии химических систем[17]. 4.2. Теории современной физики Содержание фундаментальных физических теорий показывает нам, что каждая из них описывает вполне определенные явления нашего мира: механическое или тепловое движение, электромагнитные процессы, физические процессы микромира и т. д. Наряду с этим, среди фундаментальных физических теорий существуют еще более общие законы, влияние которых распространяется на все физические процессы, все формы движения материи. Это – принципы современной физики. В современной физике обнаруживается определенная иерархия симметрий. Современные исследования показали: 1) при всех превращениях элементарных частиц сумма электрических зарядов частиц остается неизменной; 2) ядерное вещество всегда сохраняется; 3) разность числа лептонов и антилептонов не изменяется при превращении элементарных частиц. Современные единые теории взаимодействия исходят из идеи, что только электрический заряд должен сохраняться всегда. Барионный и лептонный заряды, возможно, не сохраняются строго, хотя экспериментальные нарушения сохранения этих зарядов не обнаружены; 4) эксперименты показывают, что величина и другие свойства этого взаимодействия не зависят от того, о протонах или нейтронах идет речь. Для описания данной ситуации была введена величина – изотопический спин; 5) еще одна симметрия, связанная с сохранением нового квантового числа – странности, - выполняется при сильных и электромагнитных взаимодействиях, но нарушается слабыми взаимодействиями[18]. В последние годы теории слабых и сильных взаимодействий строятся на основе так называемой локальной калибровочной симметрии, что вновь подтвердило значение принципа симметрии в физике. Извлекая из этого уроки, теоретики в 80-е годы 20 века принялись за поиски новой симметрии, более широкой, чем ранее известные, которая могла бы послужить основой для создания теории Великого объединения. Так физики пришли к идее суперсимметрии. Суть суперсимметрии связана с понятием спина в том виде, в каком оно используется в физике элементарных частиц. Существование спина имеет решающее значение для свойств частиц – частицы с полуцелым спином называются фермионами, с целым – бозонами, одни – частицы, другие – поля. Принципиальные различия в физических свойствах фермионов и бозонов приучили физиков четко их разграничивать. Все переносчики взаимодействия – бозоны, тогда как кварки и лептоны – фермионы. Это означает, что бозоны принято ассоциировать с взаимодействием, а фермионы – с веществом. Суперсимметрия объединяет бозоны и фермионы в рамках одной теории, говорит о возможности превращения бозонов и фермионов друг в друга. Разумеется, в реальном мире невозможно проделать такую операцию, но ее можно сформулировать математически и можно построить теорию, включающую суперсимметрию[19].
Вскоре внимания теоретиков физики было сосредоточено на проблемах гравитации. Суперсимметрия тесно связана с геометрией. Гравитацию же, представляющую собой в чистом виде геометрию искривленного пространства. Можно естественным образом выразить на языке суперсимметрии. Объединяя бозоны и фермионы, суперсимметрия сводит в одном семействе частицы с различными спинами. Набор частиц, одни из которых имеют спин, равный 0, а другие – ½, 1 и т. д., можно составить так, что семейство в целом будет суперсимметричным. Эта теория дает единое описание взаимодействия и вещества, в основе которого лежат квантовые частицы, создает возможность появления единой теории, объединяющей все 4 фундаментальных физических взаимодействия. Именно так появилась теория суперструн.
4.3. Современная биология Рассмотрим одно из интереснейших направлений современной биологии – современное эволюционное учение. Оно видит свою главную задачу в том, чтобы на основе углубленного познания механизма эволюционных процессов предсказать возможности эволюционных преобразований, а, в свою очередь, на этой основе управлять эволюционным процессом. Одной из теорий, в последние годы возникших в рамках современной теории эволюции, является пунктуализм. Сторонники этой концепции считают, что процесс эволюции идет путем редких и быстрых скачков, а в 99 % своего времени вид пребывает в стабильном состоянии (стазисе). В предельных случаях скачок к новому виду может совершаться в течение одного или нескольких поколений, и в популяции, состоящей всего из десятка особей. Эта гипотеза опирается на широкую генетическую базу, заложенную рядом фундаментальных открытий в молекулярной генетике и биохимии. Пунктуализм отверг генетико-популяционную модель видообразования, идею Дарвина о том, что разновидности и подвиды являются зарождающимися видами, и сфокусировал свое внимание на молекулярной генетике особи как носителе всех свойств вида. Ценность этой концепции заключается в идее разобщенности микро- и макроэволюции и независимости управляемых ими факторов. Заключение Итак, важнейшей характеристикой развития естествознания является его динамика, т.е. его рост, изменение, развитие. История естествознания — сложный диалекти­ческий процесс, имеющий определенные качественно различ­ные этапы. Этот процесс можно рассматривать как дви­жение от мифа к логосу, от логоса к «преднауке», от «преднауки» к науке, от классической науки к неклассической и далее к постнеклассической и т.д., от незнания к знанию, от неглубокого неполного к более глубокому и совершенному знанию и т.д. В основе современных научных исследований лежит идея глобального эволюционизма – всеединой, нелинейной, самоизменяющейся, самоорганизующейся, саморегулирующейся системы, в недрах которой возникают и исчезают целостности от физических полей и элементарных частиц до биосферы и более крупных систем. Важная черта современного естествознания – стирание граней и перегородок между традиционно обособленными науками. Огромна роль естествознания в становлении и формировании современных специалистов. Ведь ныне, в начале третьего тысячелетия, человечество вступило в мир сложнейших зависимостей и всеобщих проблем, связанных с экологическим кризисом, нацио­нальными и социальными конфликтами, идеологической и нравственной дезориентацией. Никогда прежде наша пла­нета не подвергалась таким перегрузкам, а человек еще никогда не вступал в такие противоречия с результатами собственной деятельности, как сегодня. В этих условиях необходим мощный прорыв челове­чества к новым формам его общественного бытия. Тре­буется выработка новых подходов и решений для опре­деления правильной стратегии его движения. Нужны про­гнозы развития при разных способах поведения и раз­ных управленческих решениях. Наконец, нужны критичес­кий анализ имеющихся и возможных вариантов социаль­но-экономического и политического поведения, соответ­ствующие научные разработки и рекомендации. Сделать все это может только творчески, смело и свободно мыслящий человек, обладающий высокой куль­турой, широкими и глубокими, постоянно обновляющими­ся и развивающимися знаниями. Словом, нужны новые знания, новые системы их формирования и реализации. Список использованной литературы 1. Борзенков В.Г., Северцов А.С. Теоретическая биология: размышления о предмете. М., 1990. 2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М., 1998. 3. Гроф С. За пределами мозга. М., 1993. 4. Гудков Н.А. Идея «великого синтеза» в физике. Киев, 1995. 5. Данцев А.А. Философия и химия. Ростов-на-Дону, 1994. 6. Диалектика познания. Под ред. А.А. Попова. Л., 1988. 7. Естественнонаучное мышление и современность. Киев, 1989. 8. Идлис Г.М. Революции в астрономии, физике и космологии. М., 1985. 9. Кедров Б.М. Классификация наук. М., 1966. 10. Концепции современного естествознания / Под ред. С.И. Самагина. Ростов-на-Дону, 2001. 11. Кривич М., Ольгин О. Мастерские науки. М., 1988. 12. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. Ответы на вопросы. М., 1997. 13. Кун Т. Структура научных революций / Пер. с англ. М., 1975. 14. Моисеев Н.Н. Современный рационализм. М., 1995. 15. Найссер У. Познание и реальность. М., 1981. 16. Пиментел Дж., Кунрод Дж. Возможности химии сегодня и завтра. М., 1992. 17. Поллер З. Химия на пути в третье тысячелетие. М., 1992. 18. Пригожин И. Феномен нестабильности // Вопросы философии. 1991. № 6. 19. Пуанкаре А. О науке. М., 1983. 20. Федоров В.М. Синтетические тенденции в современном естествознании. М., 1989. 21. Чепиков М.Г. Современная революция в биологии. М., 1990. Приложение 1 Рис. 1. Общая схема дифференциации и интеграции наук. [1] См.: Кривич М., Ольгин О. Мастерские науки. М., 1988. С. 23. [2] Аристотель. Соч. М., 1970. Т. 3. С. 103. [3] Там же. С. 258. [4] См.: Пуанкаре А. О науке. М., 1983. С. 167. [5] См.: Идлис Г.М. Революции в астрономии, физике и космологии. М., 1985. С. 99. [6] См.: Кун Т. Структура научных революций / Пер. с англ. М., 1975. С. 45-46. [7] См.: Диалектика познания. Под ред. А.А. Попова. Л., 1988. С. 88-89. [8] См.: Кедров Б.М. Классификация наук. М., 1966. С. 201. [9] См.: Найссер У. Познание и реальность. М., 1981. С. 133. [10] Гроф С. За пределами мозга. М., 1993. С. 94. [11] См.: Пригожин И. Феномен нестабильности // Вопросы философии. 1991. № 6. С. 41. [12] См.: Там же. С. 48. [13] См. об этом: Поллер З. Химия на пути в третье тысячелетие. М., 1992. С. 88. [14] См. об этом: Пиментел Дж., Кунрод Дж. Возможности химии сегодня и завтра. М., 1992. С. 241. [15] См.: Наука и жизнь. 2001. №4. С. 40. [16] См.: Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. Ответы на вопросы. М., 1997. С. 100. [17] См.: Данцев А.А. Философия и химия. Ростов-на-Дону, 1994. С. 112. [18] См.: Наука и жизнь. 2004. №12. С. 100. >[19] См.: Гудков Н.А. Идея «великого синтеза» в физике. Киев, 1995. С. 56-58.