Роль естествознания в современной науке

     В отличие от космологических воззрений  Демокрита, космология Аристотеля включала представление о пространственной конечности мироздания. В этой конечной протяженности космоса расположены  твердые кристально-прозрачные сферы, на которых неподвижно закреплены звезды и планеты. Их видимое движение объясняется вращение указанных сфер. С крайней сферой соприкасается «Перводвигатель Вселенной», являющийся источником всякого движения. Он не материален, ибо это есть Бог.

     Геоцентристская космология Аристотеля, впоследствии математически оформленная и обоснованная Птолемеем, заняла господствующее положение в космологии не только поздней античности, но и всего периода Средневековья — вплоть до XVI века (Хорошавина, 2002). 

     1.4. Развитие математики и механики 

     Данный этап — примерно с 330 по 30 гг. до н.э. — начинается с подчинения Александром Македонским самостоятельных городов-государств Древней Греции и завершается возвышением Древнего Рима.

     Правители Македонии серьезно и внимательно  относились к древнегреческой науке. Это отношение диктовалось необходимостью совершенствования техники и технологии ремесленного производства. Последняя, в свою очередь, определялась потребностями развивающейся торговли, а также необходимостью развития технических средств ведения войн.

     Следует отметить, что правители Македонии  были, пожалуй, первыми в своих  попытках осуществить государственную  организацию и финансирование науки. В Александрии в начале III в. до н.э. был создан Мусейон, имевший большое значение для развития науки и игравший роль одновременно научного учреждения, музея и научной школы. Мусейон был связан с упоминавшимися выше афинским Ликеем, основанным еще Аристотелем, а впоследствии возглавлявшимся известным ученым Стратоном (Молдова, 2000).

     Характерной чертой истории эллинистского периода древнегреческой натурфилософии, так же как  и ее предыдущего периода, является идеи атомистики. Последние получили свое развитие в учении Эпикура (324 — 270 гг. до н.э.). Эпикур разделял точку зрения Демокрита, согласно которой мир, состоит из атомов и пустоты, а все существующее во Вселенной возникает в результате соединения атомов в различных комбинациях. Вместе с тем Эпикур внес в описание атомов, сделанное Демокритом, некоторые поправки: атомы не могут превышать известной величины, число их форм ограничено, атомы обладают тяжестью и т.д. Но самое главное в атомистическом учении Эпикура — это попытка найти какие-то внутренние источники жизни атомов. Он высказал мысль, что изменение направления их движения может быть обусловлено причинами, содержащимися внутри самих атомов. Это был шаг вперед по сравнению с Демокритом, в учении которого атом непроницаем, не имеет внутри себя никакого движения, никакой жизни.

     Эллинистский  период в древнегреческой науке  характеризовался также и немалыми достижениями в области механики. Первоклассным ученым — математиком и механиком этого периода был Архимед (287 — 212 гг. до н.э.). Он решил ряд задач по вычислению площадей поверхностей и объемов, определил значение числа π. Архимед ввел понятие центра тяжести и разработал методы его определения для различных тел, дал математический вывод законов рычага. Архимед положил начало гидростатике, которая нашла широкое применение при проверке изделий их драгоценных металлов, и определение грузоподъемности кораблей (Грядовой, 2002) .

     Широчайшую  известность получил закон Архимеда, касающийся плавучести тел. Согласно этому  закону, на всякое тело, погруженное  в жидкость, действует поддерживающая сила, равная весу вытесненной телом  жидкости, направленная вверх и приложенная к центру тяжести вытесненного объема. Если вес тела меньше поддерживающей силы, тело всплывает на поверхность, причем степень погруженности плавающего на поверхности тела определяется соотношением удельных весов этого тела и жидкости. Если вес тела больше поддерживающей силы, то оно тонет. В случае же, когда вес тела равен поддерживающей силе, это тело плавает внутри жидкости.

     Архимеда  отличали ясность, доступность научных  объяснений изучаемых явлений. Нельзя не согласиться с древнегреческим  мыслителем Плутархом, который писал: «Если бы кто-либо попробовал сам разрешить эти задачи, он ни к чему не пришел бы, но если бы познакомился с решением Архимеда, у него тотчас бы получилось такое впечатление, что это решение он смог бы найти и сам — столь прямым и кратким путем ведет нас к цели Архимед».

     Архимед был одним из последних представителей естествознания Древней Греции. К  сожалению, его научное наследие долго не получало той оценки, которой  оно заслуживало. Лишь спустя более  полутора тысяч лет, в эпоху Возрождения, труды Архимеда были оценены по достоинству и получили дальнейшее развитие (Тимофеева, Медведева , Ларионова, 2004) 
 
 
 
 
 
 

ГЛАВА 2. ДРЕВНЕРИМСКИЙ ПЕРИОД АНТИЧНОЙ НАТУРФИЛОСОФИИ 

     В Древнем Риме было немало талантливых  натурфилософов, внесших определенный вклад в прогресс естествознания. Но все же новых идей в этот период было выдвинуто значительно меньше, чем в истории Древней Греции.

     Одним из наиболее известных натурфилософов-атомистов  Древнего Рима был Тит Лукреций Кар, живший в I в. до н.э. Его философская поэма «О природе вещей» является важным источником, содержащим много интересных сведений об атомистических воззрения Демокрита и Эпикура. Лукреций высказывал мысль о вечности материи. Вещи временны, они возникают и исчезают, распадаясь на атомы — свои первичные составные часи. Атомы же вечны, и их количество во Вселенной всегда остается одним и тем же. Отсюда вытекал вывод о вечности материи, который Лукреций отождествлял с атомами (Салопов, 2001).

     Говоря  о состоянии естествознания в  эпоху Древнего Рима, необходимо особо отметить натурфилософское наследие Клавдия Птолемея (90 — 168 гг. н.э.). Большую часть своей жизни он провел в Александрии и фактически может считаться древнегреческим ученым. Но его научная деятельность протекала в период, когда Римская империя находилась в состоянии расцвета и включала в себя территорию Древней Греции. Птолемей по праву считается одним из крупнейших ученых античности. Он серьезно занимался математикой, увлекался географией, много времени посвящал астрономическим наблюдениям. Главный труд Птолемея, носивший название «Математическая система», определил дальнейшее развитие астрономии более чем на тысячелетие (Бондарев, 2003).

     Опираясь  на достижение Гиппарха и собственные  разработки сферической тригонометрии, Птолемей изучал подвижные небесные светила. ОН существенно дополнил и уточнил теорию движения Луны, усовершенствовал теорию затмений. Но подлинно научным подвигом ученого стало создание им математической теории видимого движения планет. Это теория опиралась на следующие постулаты: шарообразность Земли; колоссальная удаленность от сферы звезд; равномерность и круговой характер движения небесных тел; неподвижность Земли; центральное положение Земли во Вселенной.

     Теория  Птолемея сочетала теории эпициклов  и эксенцтриков. Он предполагал, что вокруг неподвижной Земли находится окружность (деферент) с центром, несколько смещенным относительно центра Земли (эксцентрик). По деференту движется центр меньшей окружности — эпицикл — с угловой скоростью, постоянной по отношению не к собственному центру деферента и не к самой Земле, а к точке, расположенной симметрично центру деферента относительно Земли (эквант). Сама планета в системе Птолемея равномерно движется по эпициклу. Для описания вновь открываемых неравномерностей в движениях планет и Луны вводились новые дополнительные эпициклы — вторые, третьи и т.д.Планета помещалась на последнем. Теории Птолемея позволяла предвычислять сложные петлеобразные движения планет. На основе созданных Птолемеем астрономических таблиц положение планет вычислялось с весьма высокой по тем временам точностью (Горелов, 2000).

     Из  основных свойств планетных движений, определенных Птолемеем, вытекал ряд  важных следствий. Во-первых, условия  движения верхних от Солнца и нижних планет существенно различны. Во-вторых, определяющую роль в движении и тех и других планет играет Солнце. Периоды обращения планет либо по деферентам, либо по эпициклам равны периоды обращения Солнца, т.е. году. Ориентация деферентов нижних планет и эпициклов верхних связана с плоскостью эклиптики. Тщательный анализ этих свойств планетных движений привел бы Птолемея к простому выводу, что Солнце, а не Земля — центр планетной системы. Такой вывод задолго до Птолемея сделал Аристарх Самосский, который доказывал, что Солнце в несколько раз больше Земли. Вполне естественно, что меньшее тело движется вокруг большего, а не наоборот. Хотя размеры других планет прямым путем Птолемей определить не мог, тем не менее было ясно, что и они гораздо меньше Солнца. Но Птолемей считал Землю центром мира и приводил множество доводов в пользу этого взгляда, и переход к гелиоцентризму для него был невозможен.

     В-третьих, Птолемей, введя эксцентрики для  более точного отображения небесных светил, по сути, уже лишил Землю  ее строго центрального положения в  мире, какое она занимала в аристотелевской модели Вселенной. Введение экванта Птолемей еще более нарушил аристотелевские физические основания геоцентризма.

     В астрономической системе Птолемея максимально использовались те возможности, которые представляла античная наука для реализации принципа «спасения явлений», для объяснения движения небесных тел с позиций геоцентрического видения мира. Построение геоцентрической системы Птолемеем завершило становление первой естественно-научной картины мира. В течение длительного времени эта система была не только высшим достижение теоретической астрономии, но и ядром античной картины мира, и астрономической основой антропоцентрического мировоззрения (Стародубцев, 2002). 
 
 
 
 
 
 
 

ГЛАВА 3. РОЛЬ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ 

     В современном обществе значительно  возросла роль науки. На основе научного знания рационализируются, по сути, все  формы общественной жизни. Как никогда  близки наука и техника. Наука  стала непосредственной производительной силой общества. По отношению к практике она выполняет программирующую роль. Новые информационные технологии и средства вычислительной техники, достижения генной инженерии и биотехнологии обещают в очередной раз коренным образом изменить материальную цивилизацию, уклад нашей жизни. Под влиянием науки возрастает личностное начало, роль человеческого фактора во всех формах деятельности.

     Вместе  с тем радикально изменяется и  сама система научного познания. Размываются  четкие границы между практической и познавательной деятельностью. В  системе научного знания проходят интенсивные процессы дифференциации и интеграции знания, развиваются комплексные и междисциплинарные исследования, новые способы и методы познания, методологические установки, появляются новые элементы картины мира, выделаются новые типы объектов познания, характеризующиеся историзмом, универсальностью, сложностью организации, которые раньше не поддавались теоретическому (математическому) моделированию. Одно из таких новых направлений в современном естествознании представлено синергетикой.

     В начале XXI в. естествознание по-видимому, вступило в новую историческую фазу своего развития — на уровень постнеклассической науки.

     Для постнеклассической науки характерно выдвижение на первый план междисциплинарных, комплексных и проблемно ориентированных форм исследований. В определении познавательных целей науки все чаще начинают играть решающую роль не внутринаучные цели, а внешние для науки цели — цели экономического, социального, политического, культурного характера.

     Объектами современных междисциплинарных исследований становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием.

     Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта  даже по сравнению с саморегулирующимися  системами, так как с течением времени они формируют новые уровни своей организации, изменяют свою структуру, характеризуются принципиальной необратимостью процессов и т.п. Среди таких систем особое место занимают природные комплексы, в которые включен человек (объекты экологии, объекты биотехнологии, медико-биологические объекты, системы человек-машина и др.) (Новоженов, 2001).

     Становление постнеклассической науки связано  с изменением методологических установок  естественно-научного познания:

     — формируются особые способы описания и предсказания возможных состояний развивающегося объекта — построение сценариев возможных линий развития системы;

     — идеал построения теории как аксиоматическо-дедуктивной  системы все чаще сочетается созданием  конкурирующих теоретических описаний, основанных на методах аппроксимации, компьютерных программах и т.д.;

     — все чаще применяются методы исторической реконструкции объекта, сложившиеся  в гуманитарном знании;

     — исследования развивающихся объектов требует изменения стратегии  эксперимента: результаты экспериментов с объектом, находящимся на разных этапах развития, могут быть согласованы только с учетом вероятностных линий эволюции системы; в первую очередь это относится к системам, существующим лишь в одном экземпляре, — они требуют особой стратегии экспериментального исследования, поскольку нет возможности воспроизводить первоначальное состояние такого объекта;

     — нет свободы выбора эксперимента с системами, в которые непосредственно  включен человек;

     — изменяются представления классического  и неклассического естествознания о ценностно нейтральном характере научного исследования научного исследования — современные способы описания объектов не только допускают, но даже предполагают введение аксиологических факторов в содержание и структуру способа описания (этика науки, социальная экспертиза программ и др.).