Основы естествознания: Основные этапы развития научного знания

        идею материального круга (сферы)  заменил современной  идеей   орбиты,

        ввел в практику наблюдение  планет во время их движения  по небу;

      .  Кеплер,  ученик  Браге,  осуществил   наиболее   полную   обработку

        результатов наблюдений своего  учителя: вместо  круговых  орбит   ввел

        эллиптические он количественно  описал характер  движения  планет  по

        этим орбитам;

      . Галилей  показал  ошибочность   различения  физики  земной  и   физики

        небесной, доказывая, что Луна  имеет ту же природу, что   и  Земля,  и

        формируя принцип инерции. Обосновал  автономию  научного  мышления  и

        две новые отрасли науки: статику  и динамику. Он  «подвел  фундамент»

        под выдающиеся обобщения Ньютона,  которые мы рассмотрим далее.

      .  Данный  ряд  ученых  завершает   Ньютон,  который  в  своей   теории

        гравитации объединил физику  Галилея и физику Кеплера.

      В течение этого периода изменился  не только образ мира.  Изменились  и

представления о  человеке, о науке, об ученом, о  научном  поиске  и  научных

институтах,  об  отношениях  между  наукой  и  обществом,  между  наукой   и

философией, между  научным знанием и религиозной  верой. Выделим во всем  этом

следующие основные моменты.

      1. Земля, по Копернику, —   не  центр  Вселенной,  созданной   Богом,  а

небесное тело, как и другие. Но если Земля —  обычное небесное  тело,  то  не

может ли быть так, что люди обитают и на других планетах?

      2. Наука становится не привилегией  отдельного мага  или  просвещенного

астролога, не комментарием к мыслям  авторитета  (Аристотеля),  который  все

сказал. Теперь наука  — исследование и  раскрытие  мира  природы,  ее  основу

теперь  составляет  эксперимент.  Появилась  необходимость   в   специальном

строгом языке.

      3. Наиболее характерная черта  возникшей науки — ее метод.  Он допускает

общественный контроль, и именно поэтому наука становится социальной.

      4. Начиная с Галилея наука намерена  исследовать  не  что,  а   как,  не

субстанцию, а функцию[6].

      Научная  революция  порождает   современного  ученого-экспериментатора,

сила которого — в эксперименте,  становящемся  все  более  и  более  точным,

строгим благодаря  новым измерительным приборам. Новое  знание  опирается  на

союз теории  и  практики,  который  часто  получает  развитие  в  кооперации

ученых, с одной  стороны, и техников и мастеров высшего  разряда  (инженеров,

художников, гидравликов, архитекторов и т.д.) — с другой.

      Возникновение  нового  метода  исследования  –  научного  эксперимента

оказало огромное влияние на дальнейшее развитие науки. 
 
 

  Глава 2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ  НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА,  КАК МЕТОДА  ИССЛЕДОВАНИЯ 
 

      Основной метод исследований  Нового  времени  —  научный   эксперимент,

который отличается от всех  возможных  наблюдений  тем,  что  предварительно

формулируется гипотеза, а  все  наблюдения  и  измерения  направлены  на  ее

подтверждение или  опровержение.

      Экспериментальный метод начал  готовить к разработке  еще   Леонардо  да

Винчи (1452-1519). Но Леонардо жил за сто лет до этой эпохи,  и  у  него  не

было соответствующих  технических  возможностей  и  условий.  Не  разработана

была также  логическая  структура  экспериментального  метода.  Эксперименту

Леонардо да Винчи  недоставало строгости определений  и  точности  измерений,

но можно только восхищаться универсальностью  ума  этого  человека,  которой

восторгались  его  современники  и   которая   поражает   сегодня   нас.   С

методологической  точки  зрения  Леонардо  можно  считать   предшественником

Галилея.  Помимо  опыта  он  придавал  исключительное  значение  математике.

«Лучше маленькая  точность, чем большая ложь», —  утверждал он[7].

      Начало экспериментальному методу  Нового времени  положило  изобретение

двух важнейших  инструментов: сложного микроскопа (ок. 1590 г.)  и  телескопа

(ок. 1608 г.).  Уже   древние  греки  были  знакомы   с  увеличительной  силой

линзовых стекол.  Но  сущность  и  микроскопа,  и  телескопа  заключается  в

соединении  нескольких  увеличительных  стекол.  По-видимому,  первоначально

такое  соединение  произошло  случайно,  а  не  под  влиянием   какой-нибудь

руководящей  теоретической  идеи.  Первый   микроскоп   изобрел,   по   всей

видимости, голландский  шлифовальщик стекол Захарий Янсен,  первую  подзорную

трубу — голландский  оптик Франц Липперстей.

      С появлением телескопов развитие  астрономии поднялось  на  качественно

новый уровень. Были открыты (еще Галилеем) четыре наиболее крупных  спутника

Юпитера, множество  новых, не видимых  невооруженным  взглядом,  звезд;  было

достоверно  установлено,  что  туманности  и  галактики  являются   огромным

скоплением звезд. Кроме  того,  были  обнаружены  темные  пятна  на  Солнце,

которые вызвали  особые возражения и даже ярость  руководителей  католической

церкви.

      К середине XVII в. выдающийся астроном  Гевелий изготовил первую  карту

Луны. Именно он  впервые  предложил  принятые  в  настоящее  время  названия

темных пятен  Луны — океаны и моря. Гевелию  удалось наблюдать девять  больших

комет, что положило начало их систематическому исследованию.

      В  конце  века  Тихо  Браге   усовершенствовал  технику  наблюдений   и

измерений   астрономических   явлений,   достигнув   предела    возможностей

использованного им оборудования. Он также  ввел,  как  отмечалось  выше,   в

практику наблюдения планет во время их движения по небу.

      В Новое время, во многом  благодаря  экспериментальному  методу,  были

объяснены  многие  довольно  простые  явления,  над  которыми   человечество

задумывалось  в  течение  многих  веков,  а  также  были   высказаны   идеи,

определившие научные  поиски на века вперед.

    . Законы  функционирования линз удалось  объяснить Кеплеру;

    . Проблему  «почему вода  в  насосах   не  поднимается  выше  10,36  м»  -

      Торричелли сумел связать с  давлением атмосферы на дно  колодца.

    . Правильные  объяснения приливов и  отливов   в  морях  и  океанах,  дали

      Кеплер (начало рассуждений) и  Ньютон.

    . Причина  цветов  тел  была  установлена   Ньютоном.  Его  теория  цветов

      представляет собой одно из  выдающихся достижений  оптики,  сохранившее

      значение  до  настоящего  времени.  Ньютон  также   начал   разработку

      эмиссионной и волновой теорий  света,  современный  фундамент   которой

      создал Гюйгенс.

      В XVI-XVII вв. наблюдается бурный  расцвет анатомических  исследований.

В 1543—1544 гг. А.  Везалий  опубликовал  книгу  «О  строении  человеческого

тела», которая  была прекрасно иллюстрирована и  сразу  же  получила  широкое

распространение. Она считается первым  скрупулезным  описанием  анатомии  из

всех известных  человечеству.  Но  это  было,  если  так  можно  выразиться,

развитием статических  представлений о человеческом теле.

      У. Гарвей (1578—1657) продвинул дело  гораздо  дальше,  начав   развитие

биологических  аспектов  механистической  философии.   Он   заложил   основы

экспериментальной физиологии и правильно  понял  основную  схему  циркуляции

крови в организме. Гарвей воспринимал сердце как насос,  вены  и  артерии  —

как трубы. Кровь  он рассматривал как движущуюся под  давлением  жидкость,  а

работу венозных  клапанов  уподоблял  клапанам  механическим.  В  спорах  со

своими коллегами  Гарвей утверждал, что «никакого  жизненного духа»  (эфирного

тела) ни в каких  частях организма не обнаружено. 
 
 

  Глава 3. РЕВОЛЮЦИИ  В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ 
 

      В истории естествознания процесс  накопления знаний сменялся  периодами

научных революций, когда происходила ломка старых представлений и взамен  их

возникали новые  теории.

      Крупные научные революции связаны   с  такими  достижения  человеческой

мысли, как:

    V учение  о гелиоцентрической системе  мира Н. Коперника,

    V создание  классической механики И. Ньютоном,

    V ряд  фундаментальных открытий в биологии, геологии, химии  и  физике  в

      первой половине  XIX  столетия,  подтвердившие  процесс  эволюционного

      развития природы и  установившие  тесную  взаимосвязь  многих  явлений

      природы,

    V крупные  открытия в начале XX столетия  в  области  микромира,  создание

      квантовой механики и теории  относительности.

      Рассмотрим эти основные достижения.

      ( Польский астроном Н. Коперник  в труде «Об обращении  небесных  сфер»

предложил  гелиоцентрическую  картину  мира   вместо   прежней   птолемеевой

(геоцентрической).   Она   явилась   продолжением    космологических    идей

Аристотеля,  и  на  нее  опиралась  религиозная  картина  мира.  Заслуга  Н.

Коперника состояла также в том, что он устранил  вопрос  о  «перводвигателе»

движения во Вселенной, так  как,  согласно  его  учению,  движение  является

естественным свойством  всех небесных и земных тел. Вполне понятно,  что  его

учение не соответствовало  мировоззрению  католической  церкви,  и  с  этого

времени начинается  противостояние  науки  и  церкви  по  главным  вопросам,

касающимся природы.

      «Трудно переоценить значение  и влияние гелиоцентрической  картины  мира

на все естественные  науки.  Это  было  поистине  яркое  событие  в  истории

естествознания: вместо прежнего неверного каркаса  мироздания  была  введена

истинная система  координат околоземного космоса»[8].

      ( Сравнимые по масштабу перемены  в теоретической  физике  произошли   в

XVII в. Был   осуществлен  переход  от  аристотелевой  физики  к   ньютоновой,

которая господствовала в западной науке в течение  трех  столетий.  Используя