История естествознания

Введение

      Концепция современного естествознания – новый  предмет в системе высшего образования. Насколько же нужно знать современную науку человеку, который скорее всего, никогда сам не будет работать в ней?

      Ответом на этот вопрос могут служить строчки  из введения к новому учебнику по «Концепции современного естествознания»: «В наши дни ни один человек не может считаться образованным, если он не проявляет интереса к естественным наукам. Дело в том, что наука – это не только собрание фактов об электричестве и т.п. Это одно из наиболее важных духовных движений наших дней.

      Наука – это не только совокупность знаний. Науке можно учить, как увлекательнейшей части человеческой истории – как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой. Преподаваемая, как часть истории «естественной философии» и истории проблем и идей, она могла бы стать основой нового свободного университетского образования, целью которого было бы готовить, по крайней мере, людей, которые могли бы отличить шарлатана от специалиста»

      Итак, естествознание — неотъемлемая и  важная часть духовной культуры    человечества. Знание его современных фундаментальных научных положений, мировоззренческих и методологических выводов является необходимым элементом общекультурной подготовки специалистов в любой области деятельности.

      Поэтому, изучение естественных наук – важный фактор для подготовки

современных образованных специалистов. Изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков – потому что именно там закладывались ее основы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие и цели естествознания.

     Концепция - это основная точка зрения, руководящая идея или принцип в познании частных или общих явлений природы и человека.

Существует два  определения понятия естествознания:

1) Естествознание - это наука о Природе как  единой целостности.

2) Естествознание - это совокупность наук о Природе,  рассматриваемых как единое целое. 

      На  первый взгляд, эти два определения  различны. На самом деле между этими  двумя определениями большого различия нет, ибо под "совокупностью наук" подразумевается не просто сумма разрозненных наук, а единый комплекс тесно взаимосвязанных естественных наук, дополняющих друг друга. Это одна наука.

      Точное  естествознание - это вполне оформленное  точное знание обо всем, что действительно  существует или может существовать во вселенной. Естествознание интересует все понятия: от устройства и происхождения  Вселенной, до познания молекулярных механизмов существования уникального Земного  явления - жизни.

      В систему естественных наук помимо основных наук: физики, химии, биологии включается так же и множество других - география, геология, астрономия и даже науки, стоящие на границе между естественными  и гуманитарными науками, например, психология, целью которой является изучение поведения человека и животных.

      Отличием  естествознания как науки от специальных  естественных наук является то, что  оно исследует одни и те же природные  явления сразу с позиций нескольких наук, "выискивая" наиболее общие  закономерности и тенденции, рассматривает  Природу как бы сверху. 

Цели:

     1) Выявление скрытых связей, создающих органическое единство всех физических, химических, механических, геологических и биологических явлений.

     2)    Более глубокое и точное познание самих этих явлений. 

      В современном употреблении термин «естествознание» в самом общем виде обозначает совокупность наук о природе, имеющих  предметом своих исследований различные  природные явления и процессы, а также закономерности их эволюции. Кроме того, естествознание является самостоятельной наукой о природе как едином целом и в этом качестве позволяет изучить любой объект окружающего нас мира более глубоко, чем это может сделать одна какая-либо из естественных наук в отдельности. Поэтому естествознание наряду с науками об обществе и мышлении является важнейшей частью человеческого знания. Оно включает в себя как деятельность по получению знания, так и ее результаты, т.е. систему научных знаний о природных процессах и явлениях.

Роль  естествознания в жизни человека трудно переоценить. Оно является основой  всех видов жизнеобеспечения — физиологического, технического, энергетического. Кроме  того, естествознание служит теоретической основой промышленности и сельского хозяйства, всех технологий, различных видов производства. Тем самым оно выступает важнейшим элементом культуры человечества, одним из существенных показателей уровня цивилизации.

      Отмеченные  характеристики естествознания позволяют  сделать вывод, что оно является подсистемой науки и в этом качестве связано со всеми элементами культуры — религией,  философией, этикой и др. С другой стороны, естествознание — самостоятельная область знания, обладающая собственной структурой, предметом и методами.

      Понятие «естествознание» появилось в Новое  время в Западной Европе и стало  обозначать всю совокупность наук о  природе. Корни этого представления  уходят в Древнюю Грецию, во времена  Аристотеля, который первым систематизировал имевшиеся тогда знания о природе  в своей «Физике». Однако эти представления  были достаточно аморфными, и поэтому  сегодня под естествознанием  понимается так называемое точное естествознание — знание, соответствующее не только первым четырем, но и последнему, пятому критерию научности. Важнейшей характеристикой  точного естествознания является экспериментальный  метод, дающий возможность эмпирической проверки гипотез и теорий, а также  оформление полученного знания в  математических формулах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.  Предмет и структура  естествознания

Предмет естествознания

      Существуют  два широко распространенных представления  о предмете естествознания:

естествознание  — это наука о Природе как  единой целостности;

естествознание  — совокупность наук о Природе, рассматриваемой как целое. 

      На  первый взгляд, эти определения отличны  друг от друга. Одно говорит о единой науке о Природе, а другое — о совокупности отдельных наук. Тем не менее на самом деле отличия не столь велики, так как под совокупностью наук о Природе подразумевается не просто сумма разрозненных наук, а единый комплекс тесно взаимосвязанных естественных наук, дополняющих друг друга.

Являясь самостоятельной наукой, естествознание имеет свой предмет исследования, отличный от предмета специальных (частных) естественных наук. Спецификой естествознания является то, что оно исследует одни и те же природные явления сразу с позиций нескольких наук, выявляя наиболее общие закономерности и тенденции. Только так можно представить Природу как единую целостную систему, выявить те основания, на которых строится все разнообразие предметов и явлений окружающего мира. Итогом таких исследований становится формулировка основных законов, связывающих микро-, макро- и мегамиры, Землю и Космос, физические и химические явления с жизнью и разумом во Вселенной.

      В школе изучаются отдельные естественные науки — физика, химия, биология, география, астрономия. Это служит первой ступенью познания Природы, без которой невозможно перейти к осознанию ее как единой целостности, к поиску более глубоких связей между физическими, химическими и биологическими явлениями. Это и есть главная задача настоящего курса. С его помощью мы должны более глубоко и точно познать отдельные физические, химические и биологические явления, занимающие важное место в естественно-научной картине мира; а также выявить скрытые связи, создающие органическое единство этих явлений, что невозможно в рамках специальных естественных наук. 

Структура естествознания 

      Мы  уже говорили о структуре науки, представляющей собой сложную разветвленную  систему знаний. Естествознание —  не менее сложная система, все  части которой находятся в  отношениях иерархической соподчиненности. Это означает, что систему естественных наук можно представить в виде своеобразной лестницы, каждая ступенька  которой является фундаментом для  следующей за ней науки, и в  свою очередь, основывается на данных предшествующей науки.

      Основой, фундаментом всех естественных наук, бесспорно, является физика, предметом  которой являются тела, их движения, превращения и формы проявления на различных уровнях. Сегодня невозможно заниматься ни одной естественной наукой, не зная физики. Внутри физики выделяется большое число подразделов, различающихся  специфическим предметом и методами исследования. Важнейшим среди них  является механика — учение о равновесии и движении тел (или их частей) в  пространстве и времени. Механическое движение представляет собой простейшую и вместе с тем наиболее распространенную форму движения материи. Механика явилась  исторически первой физической наукой и долгое время служила образцом для всех естественных наук. Разделами  механики являются:

статика, изучающая условия равновесия тел;

кинематика, занимающаяся движением тел с  геометрической точки зрения; динамика, рассматривающая движение тел под  действием 
приложенных сил. Также в механику входят гидростатика, пневмо- и гидродинамика.

      Механика  — физика макромира. В Новое время  зародилась физика микромира. В ее основе лежит статистическая механика, или  молекулярно-кинетическая теория, изучающая  движение молекул жидкости и газа. Позже появились атомная физика и физика элементарных частиц. Разделами физики являются термодинамика, изучающая тепловые процессы; физика колебаний (волн), тесно связанная с оптикой, электричеством, акустикой. Названными разделами физика не исчерпывается, в ней постоянно появляются новые физические дисциплины.

      Следующей ступенькой является химия, изучающая химические элементы, их свойства, превращения и соединения. То, что в ее основе лежит физика, доказывается очень легко. Для этого достаточно вспомнить школьные уроки по химии, на которых говорилось о строении химических элементов и их электронных оболочках. Это пример использования физического знания в химии. В химии выделяют неорганическую и органическую химию, химию материалов и другие разделы.

      В свою очередь, химия лежит в основе биологии — науки о живом, изучающей клетку и все от нее производное. В основе биологических знаний — знания о веществе, химических элементах. Среди биологических наук следует выделить ботанику (предмет — растительное царство), зоологию (предмет — мир животных). Анатомия, физиология и эмбриология изучают строение, функции и развитие организма. Цитология исследует живую клетку, гистология — свойства тканей, палеонтология — ископаемые останки жизни, генетика — проблемы наследственности и изменчивости.

      Науки о Земле являются следующим элементом структуры естествознания. В эту группу входят геология, география, экология и др. Все они рассматривают строение и развитие нашей планеты, представляющей собой сложнейшее сочетание физических, химических и биологических явлений и процессов.

      Завершает эту грандиозную пирамиду знаний о Природе космология, изучающая Вселенную как целое. Частью этих знаний являются астрономия и космогония, которые исследуют строение и происхождение планет, звезд, галактик и т.д. На этом уровне происходит новое возвращение к физике. Это позволяет говорить о циклическом, замкнутом характере естествознания, что, очевидно, отражает одно из важнейших свойств самой Природы.

      Структура естествознания не ограничивается названными выше науками. Дело в том, что в науке идут сложнейшие процессы дифференциации и интеграции научного знания. Дифференциация науки — это выделение внутри какой-либо науки более узких, частных областей исследования, превращение их в самостоятельные науки. Так, внутри физики выделились физика твердого тела, физика плазмы.

Интеграция  науки — это появление новых  наук на стыках старых, процесс объединения научного знания. Примерами такого рода наук являются: физическая химия, химическая физика, биофизика, биохимия, геохимия, биогеохимия, астробиология и др.

      Таким образом, построенная нами пирамида естественных наук значительно усложняется, включая в себя большое количество дополнительных и промежуточных  элементов Необходимо также отметить, что система естествознания отнюдь не является незыблемой, в ней не только постоянно появляются новые науки, но и меняется их роль, периодически происходит смена лидера в естествознании. Так, с XVII в. до середины XX в. таким лидером, бесспорно, была физика. Но сейчас эта наука почти полностью освоила свою область действительности, и большая часть физиков занимается исследованиями, носящими прикладной характер (то же касается химии). Сегодня бум переживают биологические исследования (особенно в пограничных областях — биофизике, биохимии, молекулярной биологии). По некоторым данным, в середине 1980-х г. в биологических науках было занято до 50% ученых США, 34% — в нашей стране. США, Великобритания без возражений финансируют самые разные биологические исследования. Так что XXI в., очевидно, станет веком биологии.