Объектами естествознания являются: природа в целом, а так же биологические (естественные) начала человека и общества. Данные объекты исследуются различными специализированными областями естествознания (биология, физика, химия, космология и т.д.). Важным является вопрос о том, в каком же виде зафиксировано общее знание о природе как едином образовании? Как взаимосвязаны между собой различные специальные направления естественнонаучного исследования? Со времен Ньютона и Галилея естествознание выработало особое, теоретическое звено, объединяющее теоретические наработки частных наук, в нем коренятся глубинные связи различных областей естествознания. Общее знание о природе фиксируется в виде естественнонаучной картины мира (ЕНКМ), часто для удобства называемой «научной картиной мира» (НКМ).
Научная картина мира – это особый слой теоретического знания и научного понимания внешнего мира, это не случайный, а систематизированный набор основных научных идей. Объединяющей основой НКМ являются представления о фундаментальных характеристиках природы, таких как материя, движение, пространство, время, причинность, детерминизм и др. В НКМ включаются и основные законы естествознания, например, закон сохранения энергии. Сюда могут быть включены основные понятия отдельных наук, такие как «поле», «вещество», «элементарные частицы» и др. В НКМ осуществляется синтез разных естественнонаучных дисциплин и философии. Но простое перечисление составляющих компонентов не устанавливает главного стержня, которым определяется НКМ и ее суть. Роль такого стержня выполняют базисные категории для НКМ: материя, движение, пространство, время, развитие и т.д. Перечисленные базисные понятия – философские категории. Они рассматриваются философами на протяжении многих столетий, их даже относят к числу «вечных проблем». Но эти понятия включены в НКМ не в их философском истолковании, а в естественнонаучном аспекте и наполнены новым естественнонаучным содержанием. Поэтому НКМ не простая сумма научных и философских понятий, а их синтез в виде научного мировоззрения. В самом общем смысле, понятие научной картины мира совпадает с понятием научного мировоззрения. НКМ представляет собой систему общих представлений о мире, вырабатываемых наукой определенной исторической эпохи.
Возникновение научной картины мира стало необходимым на определенном уровне развития научного познания, в условиях углубляющегося разделения труда в сфере производства научных знаний, распадения реального единства знаний на автономные специализированные научные дисциплины. Когда вследствие этого исчезла действительная целостность взгляда на мир, возникла потребность логического конструирования этой целостности, появилась особая категориальная фиксация единой картины мира, в которой путем синтеза главных онтологических допущений из фундаментальных научных теорий строилось и задавалось обобщенное видение исследуемой реальности, соответствующее конкретно-историческому этапу развития науки.
Кроме того, усиление научной специализации сопровождалось все большей формализацией и математизацией естественнонаучных теорий, язык которых стал понятен только узкому кругу профессионалов. Вследствие чего специализированные научные теории, описывающие природные процессы в искусственной знаковой форме, утрачивают функцию изображения объективной реальности, и вместе с тем теряют свой мировоззренческий статус. В этих условиях наука выработала НКМ как особую форму саморефлексии для того, чтобы дать обществу широко понятное представление о мире путем перевода социально значимого содержания фундаментальных научных теорий на общедоступный язык, освобожденный от профессиональной условности. Таким образом, НКМ стала формой «обмирщения знаний», выработанных наукой. Она выступает как «демократический свод истин» определенной эпохи, как популяризация научных знаний, ориентированная на «здравый смысл» и «образы повседневного опыта» и потому предназначена для ученых и практиков самых различных областей общественной деятельности. Вот почему знакомство с основными концепциями современного естествознания будет связано в нашем курсе с современной естественнонаучной картиной мира.
Естественнонаучная картина мира (ЕНКМ) складывается из существующих научных представлений эпохи о строении и развитии природы. Кроме того, отдельные естественные науки создают собственные картины исследуемой ими реальности. Их называют частнонаучными (ЧНКМ)- или локальными картинами мира. Здесь термин «мир» обозначает уже не природный мир в целом, а тот его аспект (фрагмент), который изучается данной конкретной наукой с помощью ее понятий, принципов и методов. В этом смысле говорят о физической картине мира, или о картине химической реальности и т.п.
История научного познания сопровождалась периодической сменой картин мира. А это означало смену так называемых научных парадигм. Понятие «парадигма» (с греческого – пример, образец) введеное американским историком науки Т. Куном, обозначает определенную совокупность общепринятых в научном сообществе на конкретном историческом этапе идеалов и норм научного исследования, которые в течение определенного времени задают модель, образец постановки и решения научных проблем. Смена парадигм – революционный сдвиг в науке, выход ее на новые рубежи.
Со сменой научных парадигм и картин мира изменяются и понятия в естествознании. В разные исторические периоды базовые понятия ЕНКМ толкуются по-разному, наполнены различным содержанием. Иначе говоря, с развитием естествознания по необходимости должно изменяться и научное содержание ЕНКМ. ЕНКМ развивается вместе с развитием науки, эволюционирует, можно проследить ее историческую динамику. В различные исторические периоды времени функционируют различные научные картины мира.
В Новое время (17–18 в.в.) первой сформировалась механистическая научная картина мира (МКМ). Она закладывалась трудами Г. Галилея, Р. Декарта, Дж. Бруно, Т. Браге, И. Ньютона. В рамках своей предметной области она сохраняет свое значение и по сей день. Во второй половине 19 в. начинается закладка и формирование современной научной картины мира (СКМ) на основе новых усложненных знаний о мире и его законах (квантово-волновые представления, принцип относительности, явления радиоактивности и т.д.). СКМ также не является абсолютной и открыта для новых знаний и обобщений.
Как и каким образом происходит смена научных картин мира? На этот вопрос можно ответить, если вспомнить определение НКМ и то, что она содержит базовые теоретические понятия: материя, движение, время и др.
Для того, чтобы существенно изменить основополагающие представления о мире, необходимо дать новое толкование базовым понятиям, внести существенное изменение в их осмысление. Только те естественнонаучные теории и идеи (независимо от их количества и качества), которые вносят существенные изменения в прежнее толкование ключевых понятий, вносят изменения в НКМ. Если научные достижения ведут к изменению не одного, а большинства базисных понятий, то происходит изменение всей старой НКМ на новую. Подобная коренная смена, ломка устаревших основополагающих представлений о мире и установление новых, носит название научной революции. Смена научных картин мира происходит через ряд последовательных научных революций. К примеру, научная революция к.16-н.17в.в. привела к господству механистической (ньютоновской) картины мира. Позднее, научная революция к.19-н.20 в.в. изменила механистические взгляды на мир и утвердила современную научную картину мира. Период постепенного приращения, накопления знаний носит название научной эволюции. Динамика научного знания характеризуется последовательно сменяющимися стадиями эволюционного и революционного развития. Одним из важнейших результатов научной революции является утверждение нового стиля мышления в науке. Напомним, что стиль научного мышления – принятый в научной среде способ постановки научных проблем, аргументации, изложения научных результатов, проведения научных дискуссий и т.д. Он регулирует вхождение новых идей в арсенал всеобщего знания, формирует соответствующий тип исследователя. Новейшая революция в науке привела к замене созерцательного стиля мышления деятельностным.
естествознание физический электродинамика относительность
История науки свидетельствует, что естествознание, возникшее в ходе научной революции XVI - XVII вв., было связано долгое время с развитием физики. Именно физика была и остается сегодня наиболее развитой и систематизированной естественной наукой. Поэтому, когда возникло мировоззрение европейской цивилизации Нового времени, складывалась классическая картина мира, естественным было обращение к физике, ее концепциям и аргументам, во многом определившим эту картину. Степень разработанности физики была настолько велика, что она могла создать собственную физическую картину мира, в отличие от других естественных наук, которые лишь в XX веке смогли поставить перед собой эту задачу (создание химической и биологической картин мира). Поэтому, начиная разговор о конкретных достижениях естествознания, мы начнем его с физики, с картины мира, созданной этой наукой.
Понятие “физическая картина мира” употребляется давно, но лишь в последнее время оно стало рассматриваться не только как итог развития физического знания, но и как особый самостоятельный вид знания - самое общее теоретическое знание в физике (система понятий, принципов и гипотез), служащее исходной основой для построения теорий. Физическая картина мира:
- обобщает все ранее полученные знания о природе;