Содержание 
 
 

 

Введение

 

     Естествознание  -  наука о явлениях  и законах природы.  Современное естествознание носит междисциплинарный характер, выражающийся в объединении некоторых научных дисциплин для получения конкретного результата, и в масштабе предмета исследования.. Естествознание  включает множество  естественнонаучных  отраслей: физику,  химию,  биологию,  физическую  химию,  биофизику,  биохимию, геохимию и др.  Оно охватывает широкий спектр вопросов  о разнообразных  свойствах  объектов  природы,   которую  можно  рассматривать  как единое   целое.

     Единство, целостность  естествознанию придает лежащий в основе всех естественных наук естественнонаучный метод.

     Сущность  его  заключается  в  изложении  естественнонаучных знаний  в рамках концепций -  основополагающих идей  и системного подхода.

     Естествознание  способствует формированию общенаучного мировоззрения и рационального  отношения к миру, показывает роль науки и научной методологии в развитии современного общества, определяет важность наукоемких технологий в контексте будущего существования человечества, расширяет общий естественнонаучный кругозор, формирует аналитические способности.

     Любое перспективное направление деятельности человека прямо или косвенно связано с новой материальной базой и новыми технологиями. Без фундаментальных  знаний  о  природе  может  сложиться  ошибочное  общественное мнение, приводящее к необъективному решению. Следовательно,   естественнонаучные знания нужны не только высококвалифицированным специалистам, но и любому образованному человеку  вне зависимости от сферы его деятельности.

 

1. Научная картина мира и его содержание

 

     В процессе познания окружающего мира результаты познания отражаются и закрепляются в сознании человека в виде знаний, умений, навыков, типов поведения и общения. Совокупность результатов познавательной деятельности человека образует определенную модель, или картину мира.

     Научная картина мира — это особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий¹. Главное отличие научной картины мира от ненаучных картин мира (например, религиозной) состоит в том, что научная картина мира строится на основе определенной доказанной и обоснованной фундаментальной научной теории

     Современная   научная картина мира имеет своей  предысторией постепенное накопление знаний в течение тысячелетий  по мере развития человеческого общества². В истории человечества было создано и существовало довольно большое количество самых разнообразных картин мира, каждая из которых отличалась своим видением мира и специфическим его объяснением.

     Однако  самое широкое и полное представление о мире дает научная картина мира, которая включает в себя важнейшие достижения науки, создающие определенное понимание мира и места человека в нем. В нее не входят частные знания о различных свойствах конкретных явлений, о деталях самого познавательного процесса. Научная картина мира не является совокупностью всех знаний человека об объективном мире, она представляет собой целостную систему представлений об общих свойствах, сферах, уровнях и закономерностях реальной действительности.

     Научная картина мира существует как сложная структура, включающая в себя в качестве составных частей общенаучную картину мира и картины мира отдельных наук (физическая, биологическая, геологическая и т.п.). Картины мира отдельных наук, в свою очередь, включают в себя соответствующие многочисленные концепции — определенные способы понимания и трактовки каких-либо предметов, явлений и процессов объективного мира, существующие в каждой отдельной науке.

      Основой современной научной картины  мира являются фундаментальные знания, полученные, прежде всего, в области  физики. Однако в последние десятилетия прошлого века все больше утверждалось мнение, что в современной научной картине мира лидирующее положение занимает биология. Это выражается в усилении влияния, которое оказывает биологическое знание на содержание научной картины мира. Идеи биологии постепенно приобретают универсальный характер и становятся фундаментальными принципами других наук. В частности, в современной науке такой универсальной идеей является идея развития, проникновение которой в космологию, физику, химию, антропологию, социологию и т.д. привело к существенному изменению взглядов человека на мир.

     Различают основные формы научной картины мира: 1) общенаучная - обобщенное представление о Вселенной, живой природе, обществе и человеке, формируемое на основе синтеза знаний, полученных в различных научных дисциплинах; 2) социальная и естественнонаучная картины мира - представление об обществе и природе, обобщающие достижения соответственно социально-гуманитарных и естественных наук; 3) специальные научные картины мира (дисциплинарные онтологии) - представления о предметах отдельных наук (физическая, химическая, биологическая и т. п. картины мира). В последнем случае термин «мир» применяется в специфическом смысле, обозначая не мир в целом, а предметную область отдельной науки (физический мир, биологический мир, мир химических процессов).

     Таким образом, понятие научной картины мира — одно из основополагающих в естествознании. На протяжении своей истории оно прошло несколько этапов развития и, соответственно, формирования научных картин мира по мере доминирования какой-либо отдельной науки или отрасли наук, опирающейся на новую теоретическую, методологическую и аксиологическую систему взглядов, принятых в качестве основания для решения научных задач.

 

2. Квантово-полевая картина мира

 

     Научная картина мира - общая система представлений и понятий в процессе формирования естественнонаучных теорий.³ Различают общенаучную, естественнонаучную, социально-историческую, специальную, механическую, электромагнитную и квантово-полевую картины мира.

     В конце XIX в. и начале ХХ в. в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили представления о картине мира. Прежде всего, это открытия, связанные со строением вещества, и открытия взаимосвязи вещества и энергии.

     Смена научных картин мира – это закономерное явление в процессе познания окружающего мира. Смена картин мира показывает, что процесс познания действительности динамичен, он сопровождается переходом от незнания к знанию, свидетельствует о бесконечности познания мира и силе человеческого ума. Как и электродинамическая картина мира, возникшая на основе механической физики, доказавшей свою несостоятельность в тупиковое состояние в связи с проблемой эфира, так и квантово-полевая картина мира начала зарождаться на основе следующих открытий в различных областях знания⁴:

     - в физике это выразилось в открытии делимости атома, становлении релятивистской и квантовой теорий.

     - в космологии были сформированы модели нестационарной эволюционирующей Вселенной.

     - в химии возникла квантовая химия, фактически стёршая грань между физикой и химией.

      - одним из главных событий в биологии стало становление генетики.

     - возникли новые научные направления, например, такие как кибернетика и теория систем.

     Квантово-полевая  картина мира формируется на основе  квантовой гипотезы М.Планка (1858-1947);  волновой механики Э.Шредингера (1887-1961); квантовой механики В.Гейзенберга (1901-1976);  квантовой теории атома Н.Бора (1885-1962)

     В основе современной квантово-полевой  картины мира лежит новая физическая теория — квантовая механика, описывающая состояние и движение микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем, а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте. Законы квантовой механики составляют фундамент изучения строения вещества. Они позволяют выяснить строение атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, изучить свойства элементарных частиц.

     В рамках квантово-полевой картины мира сложились квантово-полевые представления о материи. Материя обладает корпускулярными и волновыми свойствами, т.е. каждый элемент материи имеет свойства волны и частицы (корпускулярно-волновой дуализм)⁵.

     Спецификой квантово-полевых представлений о закономерности и причинности является то, что они вступают в вероятностной форме, в виде статистических законов

     При описании объектов используется два  класса понятий: пространственно-временные и энергетически-импульсные. Первые дают кинематическую картину движения, вторые -динамическую (причинную). Пространство-время и причинность относительны и зависимы

     Фундаментальные положения квантовой теории: принцип неопределенности и принцип дополнительности

     Таким образом, квантово-полевая картина мира отразила открытия, связанные со строением вещества и взаимосвязью вещества и энергии. Изменились представления о причинности, роли наблюдателя, самой материи, времени и пространстве.

     Эти новые мировоззренческие подходы  к исследованию естественнонаучной картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер познания в отдельных отраслях естествознания, так и на понимание природы, научных революций в естествознании. А ведь именно с революционными преобразованиями в естествознании связано изменение представлений о картине природы.

     Квантово-полевая  картина мира в настоящее время  находится в состоянии становления. С каждым годом к ней добавляются  новые элементы, выдвигаются новые  гипотезы, создаются и развиваются  новые теории. 
 
 

 

3. Человек  и биосфера.

 

     Термин «биосфера» был впервые введен в науку австрийским геологом и палеонтологом Э. Зюссом в 1875 г⁶. Он подразумевал под биосферой самостоятельную сферу, пересекающуюся с другими земными сферами, в которой на Земле существует жизнь. Он дал определение биосферы как совокупности организмов, ограниченной в пространстве и времени и обитающей на поверхности Земли. Два главных компонента биосферы: живые организмы и окружающая их среда. Они непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в близком, органическом единстве, формируя полную динамическую систему. Биосфера представляет глобальную естественную суперсистему, которая в свою очередь состоит из набора подсистем.

     Впервые идею о геологических функциях живого вещества, представление о совокупности всего органического мира как единого нераздельного целого высказал русский ученый В.И. Вернадский. Целью, которую поставил перед собой ученый, стало изучение влияния живых организмов на окружающую среду. (работы «Биосфера», 1926 г., «Биогеохимические очерки», «Химическое строение биосферы Земли» и др.)⁷.

     В.И. Вернадский не стал ограничивать понятие  «биосферы» только «живым веществом», под которым он понимал совокупность всех живых организмов планеты. В  биосферу он включал одновременно и все продукты жизнедеятельности, выработанные за время существования жизни.

     Говоря  о принципах существования биосферы, В.И. Вернадский прежде всего уточняет понятие и способы функционирования «живого вещества». Таким образом, и жизнь, и «косное вещество» находятся в непрерывном, тесном взаимодействии, в бесконечном круговороте химических элементов. При этом живое вещество служит основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое.

     Обладая значительно большей активностью, чем неорганическая природа, живые организмы стремятся к постоянному совершенствованию и размножению соответствующих систем, включая биоценозы. Последние, в свою очередь, неизбежно входят во взаимодействие между собой, что в конечном счете уравновешивает живые системы различного уровня. В результате достигается динамическая гармония всей суперсистемы жизни — биосферы.

     Развитие  биосферы происходит путем все большего взаимодействия живых организмов и  окружающей среды. В ходе эволюции постепенно идет процесс интеграции путем усиления и развития взаимозависимости и взаимодействия живого и неживого. Процесс интеграции В.И. Вернадский считал очень важной, сущностной характеристикой биосферы. Длительное развитие биосферы, когда-то оказывавшей некое локальное влияние, постепенно становится фактором планетарного масштаба и означает прогрессирующее, все более полное овладение жизнью всей планеты. Существование жизни на Земле в итоге коренным образом изменило, преобразило облик нашей планеты и такие его важные составляющие, как ландшафт, климат, температуру Земли.

     Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в своих работах раскрывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества Появление человека как «homo sapiens» (человека разумного) в свою очередь качественным образом изменило как саму биосферу, так и результаты ее планетарного влияния. Постепенно стал происходить переход от простого биологического приспособления живых организмов к разумному поведению и, главное, к целенаправленному изменению окружающей природной среды разумными существами.