Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ВВЕДЕНИЕ
Постичь гармонию вселенной,
Молекул, атомов, и числ,
Познать чрез них То, что нетленно...
Быть может в этом жизни смысл?
О.М. Шепель
Для того чтобы разобраться в вопросе «Что такое естествознание?» необходимо вспомнить ответ на вопрос «Что такое наука?»
Известно, что наука – это деятельность, направленная на изучение чего-либо, а также результат этой деятельности. Выделившись когда то из всеобщего единого процесса познания, включавшего в себя искусство и даже религию, наука стала делиться на всё более и более узкие области – дифференцироваться. В настоящее время все науки принято подразделять на гуманитарные, естественные и математические. В свою очередь среди естественных наук иногда выделяют точные и описательные (рис. 01)
Рис. 01. Классификация естественно-математических дисциплин
При этом подразумевается, что гуманитарная наука – это деятельность, направленная на изучение:
– способов, особенностей, динамики социальной коммуникации (человеческого общения);
– соотношения человека и окружающей действительности, а также результат этой деятельности.
Естественная наука – это деятельность, направленная на изучение закономерностей протекания природных процессов и, в зависимости от конкретного объекта изучения, воспринимаемая как: физика, химия, астрономия, биология или география.
Как видно из приведённых определений, главной отличительной особенностью естественных наук, отделяющей их от наук гуманитарных, является поиск природных закономерностей.
Хотя некоторые научные направления классифицируют ещё как технические науки, однако, в сущности, каждое из них представляет собой причудливую смесь различных естественных наук.
Математическая наука – это деятельность, направленная на изучение закономерностей превращения одних чисел в другие.
Точные науки стремятся к математическому описанию изучаемых явлений. Описательные науки ограничиваются феноменологическими формулировками изучаемых закономерностей. Следует сразу же подчеркнуть условность такого деления – отсутствие чёткой границы, разделяющей науки описательные от точных. Например, вся современная химия основывается на периодическом законе Д.И. Менделеева, который, пока, никому не удалось представить каким – либо строгим уравнением. Тем не менее, стремление исследователей к математическому описанию любого химического процесса, позволяет относить эту дисциплину к точным наукам. Вместе с тем, традиционно считающаяся описательной биология также всё чаще прибегает к математическим формулировкам, обнаруживаемых ею закономерностей, особенно генетических. Но если такую условность деления, всё-таки, принять, то можно утверждать, что:
физика – это естественная точная наука, изучающая закономерности превращения одних видов энергии в другие;
химия – это естественная точная наука, изучающая закономерности превращения одних веществ в другие, не сопровождающиеся изменением состава ядра атомов;
биология – это естественная описательная наука, изучающая закономерности существования живых тел.
Однако, в настоящее время процесс дифференциации естественных наук всё отчётливей приобретает черты своей противоположности –
черты интеграции, то есть процесса слияния различных наук в одно единое неразрывное целое.
Например, при объяснении химических превращений протеканием физических процессов оказалось невозможно однозначно решить какое из явлений в этом случае обсуждается – физическое или химическое. Поэтому родилась физическая химия. Но этого оказалось мало, в 30-х годах прошлого столетия ряд физических процессов стали воспринимать как следствие химических превращений. Появилась химическая физика. Кроме того, когда окончательно убедились, что живые тела не могут существовать, не превращая одни вещества в другие, то и разделение биологии с химией было признано также весьма умозрительным – появились биохимия и молекулярная биология, объекты изучения которых интересны как для биологов, так и для химиков. Изучение закономерностей функционирования живых систем оказалось невозможным без тщательного исследования физических процессов, протекающих в организмах, вследствие чего стала развиваться биофизика. Развитие астрономии на определённом этапе тоже оказалось немыслимым без физики – возникла астрофизика. Геохимия сформировалась вследствие неразрывности химии и географии, ведь закономерности формирования земной оболочки во многом определяются её химическим составом.
Таким образом, оказалось, что объективная естественнонаучная картина мира представляет собой одно единое целое, условное разделение которого на объекты исследования различными науками является лишь удобным инструментом познания мира. И это единое целое должно изучаться отдельной самостоятельной наукой, которую называют ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ.
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ – это точная наука, рассматривающая физику, астрономию, химию, биологию, географию, как аспекты единого неразрывного целого.
Историю развития естествознания условно можно разделить на четыре последовательных этапа, каждый последующий из которых знаменует формирование более высокого уровня науки по сравнению с этапом предыдущим (рис. 02).
Первый этап – синкретическая наука, которая представляла собой становление научного познания, ещё не дифференцированного, не расчленённого на отдельные отрасли. Наука только зарождалась, пыталась заменить мифологию, старалась постигать окружающий мир, заменяя слепую веру знанием. Знаковыми представителями этого этапа можно назвать Пифагора (6 в. до н.э) и Аристотеля (384–322 до н.э.). Будучи разделёнными во времени друг от друга почти на три столетия, они одинаково целостно воспринимали науку, искусство и религию.
Рис. 02. Экспоненциальный рост количества информации,
вырабатываемой научными исследованиями
Второй этап – классическое естествознание, основанное на законах, открытых И. Ньютоном, Л. Больцманом, Д. Меделеевым и другими. Характеризуется выделением науки в самостоятельную отрасль знания и её дальнейшей дифференциацией на отдельные, независимые направления. В частности, естествознание формируется как совокупность физики, химии, астрономии, биологии и географии.
Третий этап – неклассическое естествознание, сформированное физикой
А. Эйнштейна, В. Гейзенберга, Э. Шрёдингера Кардинально изменились представления о пространстве, времени, строении вещества. Пространство и время стали восприниматься аспектами единого пространственно-временного континуума, а вещество, состоящим из элементарных частиц, характеризуемых: корпускулярно–волновым дуализмом, вероятностным характером движения и принципом неопределённости Гейзенберга, согласно которому невозможно определить одновременно абсолютно точно координаты расположения и импульс элементарной частицы. Наметились тенденции к интеграции различных естественных наук.
Четвёртый этап – постнеклассическое естествознание, основанное отцами синергетики: И. Пригожиным, Г. Николисом, Г. Хакеном. Ознаменовался открытием макропроцессов, не подчиняющихся жёстко детерминированным естественнонаучным законам и протекающих в самоорганизующихся системах. Направления развития многих природных процессов оказались непредсказуемыми в принципе. Интеграция различных естественных наук переросла в интеграцию всего естествознания с гуманитарными и математическими науками.
В настоящем учебном пособии будут подробно рассмотрены достижения классического, неклассического и постнеклассического естествознания. При этом географические аспекты этой науки рассматриваться не будут. Хотя исследования оболочки нашей планеты, безусловно, является частью единого процесса познания действительности, однако, они не повлияли на формирование новых уровней естествознания. Что касается астрономии, то её законы будут здесь рассматриваться как частные случаи законов физических.
Таким образом, уважаемый читатель, Вам предстоит изучение классического, неклассического и постнеклассического естествознания, развивающегося в рамках физики, химии и биологии.
1. Что такое наука?
2. Чем отличаются естественные науки от гуманитарных?
3. Дайте определения следующим понятиям: физика, химия, астрономия, биология, география.
4. Что такое естествознание?