Представления о свойствах и особенностяхокружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждыйисторический период дают нам разные науки, изучающие различные процессы иявления природы. Поскольку природа представляет собой нечто единое и целое,поскольку и знания о ней должны иметь целостный характер, т.е. представлятьсобой определенную систему. Такую систему научных знаний о природе издавнаназывают Естествознанием. Раньше в Естествознание ходили всесравнительно немногочисленные знания, которые были известны о Природе, но уже сэпохи Возрождения возникают иобособляются отдельные его отрасли и дисциплины, начинается процессдифференциации научного знания. Ясно, что не все эти знания являются одинаково важными для понимания окружающей насприроды.
Чтобыподчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе,ученые ввели понятие естественнонаучнойкартины мира, под которой понимают систему важнейших принципов и законов,лежащих в основе окружающего нас мира. Сам термин «картина мира» указывает, чторечь идет здесь не о части или фрагменте знания, а о целостной системе. Какправило, в формировании такой картинынаиболее важное значение приобретают концепции и теории наиболее развитых вопределенный исторический период отраслей естествознания, которые выдвигаются вкачестве его лидеров. Не подлежит сомнению, что, что лидирующие наукинакладывают свою печать на представленияи научное мировоззрение ученых соответствующей эпохи.
Ноэто отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картиныприроды. В действительности она возникает как результат синтеза фундаментальныхоткрытий и результатов исследовании всех отраслей и дисциплин естествознания.
Существующая картина природы, рисуемаяестествознанием, в свою очередь оказывает воздействие на другие отрасли науки,в том числе и социально-гуманитарные. Такое воздействие выражается враспространении концепций, стандартов и критериев научности естествознания надругие отрасли научного познания. Обычно именно концепции и методы наук оприроде и естественнонаучная картина мира в целом в значительной степениопределяют научный климат науки. В теснейшем взаимодействии с развитием наук оприроде начиная с ХVIв. развивалась математика, которая создала дляестествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное иинтегральное исчисления.
Однако без учета результатовисследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире вцелом будут заведомо неполными и ограниченными. Поэтому следует различатьестественнонаучную картину мира, которая формируется из достижений ирезультатов познания наук о природе, икартину мира в целом, в которую в качестве необходимого дополнения входятважнейшие концепции и принципыобщественных наук.
Наш курс посвящен концепциямсовременного естествознания и соответственноэтому мы будем рассматривать научную картину природы, как она историческисформировалась в процессе развития естествознания. Однако еще до появлениянаучных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении ипроисхождении. Такие представлениявначале выступали в форме мифов и передавались от одного поколения к другому.Согласно древнейшим мифам, весь видимыйупорядоченный и организованный мир, который в античности назывался космосом,произошел из дезорганизованного мира, или неупорядоченного хаоса.
Вантичной натурфилософии, в частности у Аристотеля (384-322до н. э.), подобные взгляды нашли своеотражение в делении мира на совершенный небесный «космос» обозначал у древнихгреков всякую упорядоченность, организацию, совершенство, согласованность идаже военный строй. Именно такое совершенство и организованность приписывалисьнебесному миру.
С появлением экспериментальногоестествознания и научной астрономии вэпоху Возрождения была показана явная несостоятельность подобных представлений.Новые взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводахестествознания соответствующей эпохи и стали поэтому называтьсяестественно-научной картиной мира.
Одной из первых возникла механистическаякартина мира, поскольку изучение природы началось с анализа простейшей формыдвижения материи — механического перемещения тел.
1.1Механистическая картина мира
Становление механистической картинымира справедливо связывают с именем Галилео Галилея, который установил законыдвижения свободнопадающих тел и сформулировал механический принципотносительности. Но главная заслуга Галилея в том, что он впервые применил дляисследования природы экспериментальный метод вместе с измерениями исследуемыхвеличин и математической обработкой результатов измерений. Еслиэксперименты спорадически ставились ираньше, то математический их анализ впервые систематически стал применятьименно он.
Подход Галилея к изучению природыпринципиально отличался от ранее существовавшего натурфилософского способа, прикотором для объяснений явлений природы придумывались априорные, не связанные сопытом и наблюдениями, чисто умозрительные схемы.
Натурфилософия,что следует из ее названия, представляет собой попытку использовать общиефилософские принципы для объяснения природы. Такие попытки предпринимались ещес античной эпохи, когда недостаток конкретных данных философы стремилиськомпенсировать общими философскими рассуждениями. Иногда при этом высказывалисьгениальные догадки, которые на многие столетия опережали результаты конкретныхисследований. Однако после того как постепенно возникали конкретные науки и ониотделялись от нерасчлененного философского знания, натурфилософские объяснениястали тормозом для развития науки.
В этом можно убедиться, сравнив взглядына движение Аристотеля и Галилея. Исходя из априорной натурфилософской идеи,Аристотель считал «совершенным» движение по кругу, а Галилей, опираясь нанаблюдение и эксперимент, ввел понятие интернационального движения. По егомнению, тело, не подверженное воздействию каких- либо внешних сил, будетдвигаться не по кругу, а равномерно по прямой траектории или оставаться впокое. Такое представление, конечно, — абстракция и идеализация, поскольку вдействительности нельзя наблюдать такую ситуацию, чтобы на тело не действоваликакие-либо силы. Однако эта абстракция является плодотворной, ибо она мысленно продолжаеттот эксперимент, который приближенно можно осуществить в действительности,когда, изолируясь от действия целого ряда внешних сил, можно установить, чтотело будет продолжать свое движение по мере уменьшения воздействия на негопосторонних сил.
Переход к экспериментальному изучению природы, и математическая обработка результатов экспериментов,позволили Галилею открыть законы движения свободно падающих тел. Принципиальное отличие нового методаисследования природы от натурфилософского, состояло, следовательно, в том, чтов нем гипотезы систематическипроверялись опытом. Эксперимент можнорассматривать как вопрос, обращенный к природе. Чтобы получить на него определенныйответ, необходимо так сформулировать вопрос, чтобы получить на него вполнеоднозначный и определенный ответ. Дляэтого следует так построить эксперимент, чтобы по возможности максимальноизолироваться от воздействия посторонних факторов, которые мешают наблюдениюизучаемого явления в «чистом виде». В свою очередь гипотеза, представляющаясобой вопрос к природе, должна допускать эмпирическую проверку выводимых из неенекоторых следствий. В этих целях, начиная с Галилея, стали широко использоватьматематику для количественной оценки результатов экспериментов.
Новыйкрупный шаг в развитии естествознания ознаменовался открытием законов движенияпланет. Если Галилей имел дело с изучением движения земных тел, то немецкийастроном Иоганн Кеплер (1571-1630) осмелился исследовать движения небесных тел,вторгся в область, которая раньше считалась запретной для науки. Кроме того для своего исследования он не могобратиться к эксперименту и поэтомувынужден был воспользоваться многолетними статистическим наблюдениями движенияпланеты Марс, сделанными датским астроном Тихо Браге (1546-1601). Перепробовавмножество вариантов, Кеплер остановилсяна гипотезе, что траекторией Марса, как и других планет, является неокружность, а эллипс. Результатынаблюдений Тихо Браге соответствовали этой гипотезе и тем самым подтверждалиее.
Открытие законов движения планетКеплером имело неоценимое значение для развития естествознания. Оносвидетельствовало, во-первых, о том, что между движениями земных и небесныхтел не существует непреодолимой пропасти, поскольку все они подчиняются определенным естественным законам, во-вторых, сам путьоткрытия законов движения небесных тел в принципе не отличается от открытиязаконов земных тел.
Правда, из-за невозможности осуществленияэкспериментов с небесными телами дляисследования законов их движения пришлось обратиться к наблюдениям. Тем неменее, и здесь исследование осуществлялось в тесном взаимодействии теории инаблюдения, тщательной проверке выдвигаемых гипотез измерениями движенийнебесных тел.
Формирование классической механики и основаннойна ней механистической картины мира происходило по следующим направлениям: 1.Обобщение полученных ранее результатов и прежде всего законов движения свободнопадающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет,сформулированных Кеплером;
2. Создание методов для количественного анализамеханического движения в целом.
Известно, что Ньютон создал свой вариант дифференциальногои интегрального исчисления непосредственно для решения основных проблеммеханики: определения мгновенной скорости как производной от пути по временидвижения и ускорения как производной отскорости по времени или второй производной от пути по времени. Благодаря этомуему удалось точно сформулировать основные законы динамики и закон всемирноготяготения.
Первый закон, который часто называют закономинерции, утверждает:
Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
Этот закон, как отмечалось выше, былоткрыт еще Галилеем, который отказался от прежних, наивных представлений, что движение существует лишьтогда, когда на тело действуют силы. Путем мысленных экспериментов он сумелпоказать, что по мере уменьшения воздействия внешних сил тело будет продолжатьсвое движение, так что при отсутствии всех внешних сил оно должно оставатьсялибо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении.
Второй основной закон занимает вмеханике центральное место:
Изменение количества движения пропорционально приложенной действующей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
Третий закон Ньютона:
Действию всегда есть равное и противоположно направленное противодействие, иначе взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.
Возникает вопрос: каким способомбыли открыты эти основные законы или принципы механики? Нередко говорят, что они получаются путемобобщения ранее установленных частных или даже специальных законов, какимиявляются, например, законы Галилея и Кеплера. Если рассуждать по законамлогики, такой взгляд нельзя признать правильным, ибо не существует никаких индуктивных правил получения общих утверждений изчастных. Ньютон считал, что принципы механики устанавливаются с помощью двухпротивоположных, но в то же время взаимосвязанных методов анализа и синтеза.
Сформулируемхарактерные особенности механистической картины мира:
1. Все состояниямеханического движения тел по отношению ко времени оказываются в принципеодинаковыми, поскольку время считаетсяобратимым
2. Всемеханические процессы подчиняются принципу строго или жестокого детерминизма,суть которого состоит в признании возможности точного и однозначногоопределения состояния механической системы ее предыдущим состоянием.
3. Пространствои время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер.
В связи с этим Ньютон и вводит понятияабсолютного, или математического, пространства и времени. Такая картинанапоминает представления о мире древних атомистов,которые считали, что атомы движутся в пустом пространстве.
4. Тенденция свести закономерности более высоких форм
движения материи к законампростейшей его формы-
механическому движению.
5 Связь механицизма с принципом дальнодействия, согласно
которому действия и сигналы могутпередаваться в пустом
пространстве с какой угодноскоростью.
В частности, предполагалось, чтогравитационные силы притяжения, действуют без какой-либо промежуточной среды,но сила их убывает с квадратом расстояния между телами. Сам Ньютон, как мывидели, вопрос о природе этих сил оставил решать будущим поколениям.
Всеперечисленные и некоторые другие особенности предопределили ограниченностьмеханистической картины мира, которые преодолевались в ходе последующегоразвития естествознания.
1.2. Электромагнитная картина мира
Уже в прошлом веке физики дополнилимеханистическую картину мира электромагнитной. Электрические имагнитные явления были известны им давно, но изучались обособленно друг отдруга. Дальнейшее их исследование показало, что между ними существует глубокаявзаимосвязь, что заставило ученых искать эту связь и создать единуюэлектромагнитную теорию. Датский ученый Эрстед (1777-1851), поместив надпроводником, по которому идет электрический ток, магнитную стрелку, обнаружил,что она отклоняется от первоначального положения. Это привело ученого к мысли,что электрический ток создает магнитное поле. Позднее английский физик МайклФарадей (1791-1867), вращая замкнутый контур в магнитном поле, открыл, что в нем возникает электрический ток. На основеопытов Фарадея и других ученых английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) создал свою, электромагнитную теорию.Таким путем было показано, что в мире существует не только вещество в виде тел,но и разнообразные физические поля.Одно из них было известно и во времена Ньютона и теперь называется гравитационнымполем, а раньше рассматривалось просто как сила притяжения, возникающаямежду материальными телами. После того как объектом изучения физиков наряду свеществом стали разнообразные поля, картинамира приобрела более сложный характер. Тем не менее эта была картинаклассической физики, которая изучала знакомый нам макромир. Положение кореннымобразом изменилось, когда ученые перешли к исследованию процессов в микромире.Здесь их ожидали новые необычайные открытия и явления.
Связьнаучной картины мира с мировоззрением и философией
Человек живет не только в природнойсреде, но и в обществе, и поэтому его взгляд на мир не ограничиваетсяпредставлениями о природе, но также включает его мнения об общественномустройстве, его законах и порядках. Поскольку индивидуальная жизнь людей складывается под влияниемсобственного жизненного опыта, поскольку и их взгляды на общество, и,следовательно, картина общества у них различны. Наука же ставит своей цельюсоздать целостную картину общества, которая имела бы общий, универсальный и –что особенно важно-объективный характер.
Таким образом, общая научная картинамира, складывающаяся из картины природы, формируемой естествознанием, и картины общества,создаваемой обществознанием, дает единое, целостное представление офундаментальных принципах развития природы и общества. Однако законы обществасущественно отличаются от законов природы прежде всего тем, что действия людей имеют осознанный и целенаправленныйхарактер, в то время как в природе действуют слепые, стихийные силы и поэтому вней отсутствуют какие-либо цели. Тем не менее и в обществе, несмотря наразличие целей, интересов и стремлений разных людей, в конечном итогеустанавливается определенный порядок, выражающий закономерный характер егоразвития. Отсюда становиться ясным, что между научной картиной естествознания икартиной обществознания существует глубокая внутренняя связь, которая находитсвое конкретное воплощение в существовании общей научной картины мира.Поскольку общие понятия, принципы изучаемые в рамках философии, тесно связаныдруг с другом, постольку возникает вопрос об их различии и специфике.
Научные картины, создаваемые отдельныминауками, так же как картины естествознания и мира в целом, ставят своейважнейшей целью систематизацию знаний разной степени общности. Процесссистематизации и синтеза знаний предполагает поиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых предполагаетпоиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых становитьсявозможным, понять место и рольконкретных закономерностей в общей системе научного знания, их постижения некак отдельных элементов, а как единой системы знаний. Поэтому картина природы,создаваемая отдельной наукой о природе или естествознанием в целом,представляет собой систему знаний различной степени общности и глубины, котораявозникает в результате их синтеза. При этом картина отдельной науки, напримерфизики, будет частью, или фрагментом, общей естественнонаучной картины природы,а последняя будет составлять часть картины мира в целом, включающей природу иобщество.
Международный институт экономики и права
Реферат на тему:Понятиекартина мира. Естественнонаучная картина мира и ее связь с наукой имировоззрением.
Преподаватель:
Студент: ЭльснерЕ.В.
Омск 2006