Концепции современного естествознания

 

В.М.Найдыш

 

 

Концепции современного естествознания

    ГАРДАРИКИ

Найдыш В.М.

ISBN 5-8297-0001-8 (в пер.)   Естествознание, являясь основой всякого знания, всегда оказывало на раз­витие гуманитарных наук значительное…

УДК 50(075.8)

ББК 20

ISBN 5-8297-0001-8 ©УИЦ «Гардарики», 1999

© Найдыш В.М., 1999

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Наука — это многогранное и вместе с тем целостное образование, отдельные компоненты которого, в том числе естественные и гума­нитарные науки, в своих глубинных мировоззренческих и методологических основаниях теснейшим образом связаны между собой. Вся история познания свидетельствует о наличии мощных токов знании, идей, образов, представлений от естественных наук к гуманитарным и от гуманитарных к естественным, о теснейшем взаимодействии между науками о природе и науками об обществе и человеке. Особен­но важную роль это взаимодействие играло в периоды научных рево­люций, т.е. глубинных преобразований способов познания, принци­пов и методов научной деятельности.

Естествознание всегда оказывало значительное воздействие на развитие гуманитарных наук как своими методологическими уста­новками, так и общемировоззренческими представлениями, образа­ми и идеями. Особенно мощным это воздействие стало сейчас — в эпоху научно-технической революции, радикального изменения от­ношения человека к миру, к природе, глобальных интеграционных процессов как в науке, так и в духовной культуре в целом. Подготовка современного специалиста-гуманитария с широким базовым образо­ванием уже немыслима без ознакомления его с историей и современ­ным состоянием естественно-научного познания. Все это делает не­обходимым введение в учебные планы подготовки специалистов по гуманитарным отраслям науки курса «Концепции современного есте­ствознания», который призван дать широкую панораму как истории естествознания, так и общих элементов современной естественно-на­учной картины мира, мировоззренческих и методологических пред­ставлений, формирующихся в нашу эпоху в недрах естествознания.

Опыт преподавания курса «Концепции современного естество­знания» показывает, что его изучение способствует выработке у сту­дентов ориентиров, установок и ценностей рационалистического отношения к миру, природе, обществу, человеку. Это очень важно именно в наше время, когда накатывается новая очередная истори­ческая волна мифологизации культуры, массовое сознание ремифологизируется, в нем все чаще ставятся под сомнение достижения, ценности и возможности научного познания мира, когда происходит всплеск интереса к мистицизму, расцвет квазинаучного мифотворче­ства, паракультурных форм сознания, оккультизма, магии, астроло­гии, спиритизма; когда бегство от материализма к мистике, от науки к мифу стало модой для отечественного и зарубежного безбрежного скептицизма. В этих условиях приобретает особую значимость ут­верждение идеалов научно-рационального отношения к действитель­ности, на которых построена вся наша цивилизация. Ведь безбреж­ный скептицизм, так же как и безбрежный догматизм, является мощ­ным тормозом экономического, общественного и культурного раз­вития.

Таким образом, основные цели и задачи нашего курса следующие: понимание специфики гуманитарного и естественно-научного типов познавательной деятельности, необходимости их глубокого внутреннего согласования, интеграции на основе целостного взгляда на окружающий мир; более глубокое понимание отличия и единства научно-рациональ­ного и художественно-образного способов духовного освоения мира; осознание исторического характера развития научного позна­ния, исторической необходимости в периодической смене научных картин мира, научных революций, существа социокультурной детер­минации познавательной деятельности;

формирование ясного представления о современной физической картине мира как о системе фундаментальных знаний об основаниях целостности и многообразия природы, которые определяют облик современного естествознания;

формирование представлений о современной астрономической картине мира, которая самым непосредственным образом определя­ет содержание современного научного миропредставления и миро­воззрения;

получение представлений о современной биологической картине мира, о преемственности природных систем, их развития от нежи­вых к живым (к клетке, организму, человеку, биосфере и обществу);

осознание содержания современных глобальных экологических проблем в их связи с основными законами естествознания;

формирование представлений о принципах универсального эво­люционизма и синергетики и их возможных приложениях к анализу процессов, протекающих не только в природе, но и обществе;

ознакомление с методологией естественно-научного познания, принципами теоретического моделирования объекта в естествозна­нии, возможностями перенесения методологического опыта естест­вознания в гуманитарные науки;

формирование представлений о радикальном качественном отли­чии науки от разного рода форм квазинаучного мифотворчества, эзотеризма, оккультизма, мистицизма и др.

Отличительная особенность авторского отношения к курсу «Кон­цепции современного естествознания» состоит в том, что изложение содержания современной естественно-научной картины мира в нем органически сочетается с освещением основных вех истории естест­вознания, с характеристикой предшествующих естественно-научных картин мира.

 

ВВЕДЕНИЕ

Естествознание как отрасль научного познания

Наука — это один из древнейших, важнейших и сложнейших компонентов человечес­кой культуры. Это и целый многообразный мир человеческих знаний,… Наука теснейшим образом связана с материальным производством, с практикой…  

B.I. Понятие культуры

Культура — одна из важнейших характеристик человеческой жизне­деятельности. Каждый индивид представляет собой сложную биосо­циальную систему,… Таким образом, под культурой в самом широком смысле этого слова принято… Культура есть продукт человеческой деятельности, а деятель­ность есть способ бытия человека в мире. Результаты…

В.2. Материальная и духовная культура

Понятие культуры очень широкое. Оно охватывает по сути бесконеч­ное множество самых разнообразных вещей и процессов, связанных с деятельностью… Явления человеческого сознания, психики (мышление, знания, оценки, воля,… В ходе всей человеческой истории многими поколениями создан грандиозный мир материальной культуры. Особенно контрастно…

В.З. Наука как компонент духовной культуры

Наука является одним из важнейших основных компонентов духов­ной культуры. Ее особое место в духовной культуре определяется значением познания в… Познание может быть донаучным, вненаучным и научным. Наука представляет собой… Донаучное и вненаучное обыденное, житейское знание позволяет лишь констатировать и поверхностно описывать состояния…

В.5. Структура естественно-научного познания

Понятие метода и методологии. Большую роль в научном познании играет научный метод. Чтобы понять, что такое научный метод, рассмотрим сначала, что… Научное познание — это особая форма человеческой деятельности. Как каждая… Научный метод выступает и как форма опосредования познания и практики. Метод объединяет теорию и практику, так как…

Часть первая

Основные исторические периоды развития естествознания

 

НАКОПЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ В СИСТЕМЕ ПЕРВОБЫТНОГО СОЗНАНИЯ

Как мы уже отмечали, наука — это определенная историческая форма незнания. Она складывается в древнегреческой цивилизации в первом тысячелетии до… Накопление донаучных рациональных знаний о природе началось еще в перво­бытную… Следует отметить, что познавательная деятельность, духовное освоение мира, духовное творчество — важнейшие…

Повседневное, стихийно-эмпирическое знание

Первобытное обыденное, повседневное сознание было достаточно емким по содержанию. Оно включало очень много конкретных зна­ний о той среде, в которой… Первобытный человек поразительно тонко знал окружающую его местность. Так,… На поздних этапах эпохи первобытной родовой общины появились первые способы воспроизведения географического…

Зарождение счета

Одна из особенностей развития первобытного сознания — формиро­вание способности отражать и выражать количественные характе­ристики действительности.… Проблема происхождения первоначальной способности челове­ка к счету — одна из… * См.: Фролов Б.А. Числа в графике палеолита. Новосибирск, 1974.

Мифология

Мифологическая картина мира. Высшим уровнем первобытного сознания являлась мифология. Мифология — это некоторый «дотеортический» способ обобщения,… Миф есть прежде всего способ обобщения, мира в форме наглядных образов. В… В качестве оснований, связывающих между собой наглядные образы в мифологии, выступали аналогии с самим человеком, с…

НАУКА В ЦИВИЛИЗАЦИЯХ ДРЕВНОСТИ

 

Научным познание мира становится на новом уровне исторического развития, при­шедшем на смену эпохе первобытной родовой общины — на уровне цивилизации. Переход от мифологического к научному познанию был сложным, многообразным, противоворечивым процессом, растянувшимся на многие тысячелетия.

 

Становление цивилизации

 

Неолитическая революция

В X—IX тыс. до н.э. наметился переход к качественно новому этапу развития каменного века, получившему название неолита — нового каменного века.… Смысл этой революции в системе материального производства состоял в переходе… По современным археологическим данным, первичными очагами земледелия и скотоводства являлись (в разное время)…

Рационализация форм деятельности и общения

Присваивающее хозяйство задавало тот тип отношения человека к миру, при котором человек являлся только пассивным потребителем даров природы, по… Базой для преодоления первобытного традиционализма, консер­вативности… Совершенствование системы деятельности, трудовых процессов, разведение во времени и пространстве целеполагания,…

Разделение труда и развитие духовной культуры

 

Необходимой стороной становления цивилизации выступало разви­тие форм разделения труда *. Превращение обмена из случайной, спорадической в необходимую форму жизнедеятельности человечес­ких коллективов осуществлялось, по-видимому, путем развития сна­чала межобщинной, а затем и внутриобщинной специализации. В свою очередь развитие специализации способствовало значительно­му росту производительности труда, что закрепляло и развивало спе­циализацию и разделение труда. Определенные виды производствен­ной деятельности все больше закреплялись за отдельными община­ми, семьями, товаропроизводителями. Так формировалось общест­венное разделение труда.

* Разделение труда состоит, во-первых, в разделении трудового процесса на отдельные операции (технологическое разделение труда) и, во-вторых, в закреп­лении определенных видов деятельности за отдельными лицами или группами людей (естественное и общественное разделение труда). В первобытной родовой общине существовало естественное разделение труда: по половому (мужчины спе­циализировались на охоте, женщины - на собирательстве) и по возрастному при­знакам (дети и старики имели свои особые, упрощенные производственные функ­ции).

 

Историческая наука XX в. существенно (по сравнению с представ­лениями XIX в.) углубила понимание этого вопроса. В неолите сложи­лись различные виды специфического хозяйства и межобщинного обмена:

· между племенами, которые в большей степени занимались охо­той, рыболовством и собирательством, и племенами, которые в большей степени занимались земледелием и скотоводством и постепенно переходили к оседлому образу жизни;

· между различными земледельческо-скотоводческими оседав­шими племенами;

· между земледельцами-скотоводами и рыболовами;

· между рыболовами и охотниками; и др.

Но первое крупное разделение труда вырастало не из любой формы межобщинного обмена, а из такой, которая была исторически перспективной, содействовала развитию товарного обмена, максимально стимулировала экономические интересы производителей, приводила к максимально возможному (в тех условиях) росту производительных сил и производительности труда, способствовала появ­лению регулярного (и возрастающего) устойчивого избыточного продукта. Таким условиям удовлетворяло межобщинное разделение труда, состоявшее в выделении земледельческо-скотоводческих племен из племен, занимавшихся охотой, собирательством, рыболовст­вом и ведущих по преимуществу кочевой образ жизни.

Последующие крупные общественные разделения труда состояли в отделении от земледелия кочевого скотоводческого хозяйства, а затем и ремесла. Ремесленное производство (обслуживание внешних заказчиков или рынка) нужно отличать от домашних промыслов (производство изделий в домохозяйстве для внутреннего потребления). Ремесло связано со специализацией, особым профессионализ­мом, индивидуализированными знаниями и навыками, которые часто хранились в тайне и передавались по наследству от отца к сыну. Становление ремесла из домашних промыслов земледельческих общин было достаточно длительным и многоэтапным процессом. На начальных этапах — появление работы на заказ; в дальнейшем — формирование рынка для обмена товаров и, наконец, окончательное отделение ремесленного производства. На начальных этапах ремесло, по-видимому, не оказывало существенного влияния на рост про­изводительности сельскохозяйственного труда, поскольку было ориентировано преимущественно на производство престижных товаров, военного снаряжения, транспортных средств. Нацеленность на рост средств производства у ремесла появляется скорее всего в эпоху освоения металлургии, но не в самом ее начале. Современные археологические данные свидетельствуют, что бронзовые орудия начина­ет применяться в сельском хозяйстве только со второй половины II тыс. до н.э.

Отделение ремесла имело очень важные последствия для станов­ления цивилизации. Прежде всего отделение ремесла было тесно связано и с другими общественными процессами — так, от непосредственного участия в производстве пищи освобождались лица, специ­ализировавшиеся на организации производства и управления, а также на выполнении идеологических функций. Иначе говоря, отде­ление ремесла от земледелия теснейшим образом сопрягалось с отде­лением физического труда от умственного. Кроме того, отделение ремесла от земледелия было важнейшим условием становления горо­да, отделения города от деревни. Древнейший город возник не просто как поселение ремесленников на перекрестке торговых путей, но как средоточие всех существовавших в ту эпоху форм активности людей, как место концентрации цивилизационно продвинутых форм деятельности и общения, требующих абстрактного и динамического сознания. Именно такое сознание представлено ремесленниками и выделившимися из них купцами.

Ремесленное производство обладает рядом принципиально новых черт. Которые ставят его в особое положение по сравнению с предшествующими типами производства.

Во-первых, оно удовлетворяет не столько биологические (видо-специфические) потребности человека, сколько его социаль­но-культурные потребности.

Во-вторых, производительность ремесленного производства не определяется жестко природными факторами, как в сельскохозяй­ственном производстве, а во многом зависит от производственных навыков, профессионализма, знаний самого производителя. В отно­шении человек — мир активная сторона начала перемещаться к субъ­ективному полюсу («человек»).

В-третьих, в ремесленном производстве в непосредственное взаимодействие ставятся два природных объекта (предмет труда и средства труда), а результатом взаимодействия необходимо выступа­ет проявление объективных (не зависящих от субъекта, человека) характеристик этих предметов.

Ранние формы товарообмена осуществлялись без каких-либо осо­бых посредников, а самими производителями (членами их семей) и покупателями. Но такой обмен малоэффективен. Он сдерживал раз­витие ремесленного производства, поскольку производитель много времени тратил на реализацию своего товара. Постепенно из среды ремесленников и их семей выделяется группа лиц, непосредственно обеспечивающая реализацию, обмен товаров, — купцы, торговцы. Анализ различного рода знаков собственности (печатей, штампов, пломб и др.), глиняных сосудов, выполнявших роль «посылок», остат­ков разрушенных городов, архитектурных сооружений позволяет сделать вывод, что в конце IV — начале III тыс. до н.э. в Месопотамии уже существовали сословия купцов, торговавших преимущественно престижными товарами, предметами роскоши, обслуживавших хра­мовые сооружения, родовую знать. Зародившись в предклассовом обществе, торговля получила свое полное развитие в условиях клас­сового общества, в условиях цивилизации, когда складываются меж­дународные экономические связи.

Таким образом, развитие в неолитическую эпоху производитель­ных сил, создание производящего хозяйства, земледелия и скотовод­ства, появление избыточного продукта, развитие обмена и формиро­вание общественного разделения труда создали совершенно новую ситуацию в обществе. Сложились условия для качественного усложнения структуры общества, для нового его структурирования, установления не только нового типа организации производства, но и новых типов связей между людьми во всех сферах общественной жизнедеятельности. Основные направления перестройки общества в эту эпоху—установление и развитие социального и имущественного неравенства, обособление собственности, возникновение классов, политогенез, качественная перестройка общественного сознания, рационализация духовной жизни как доминанта ее развития.

Неолитическая революция привела в конечном счете и к кардинальным преобразованиям в сфере духовной культуры, в общественном сознании. Мифология не могла обеспечить нормального ориентирования человека в новых формах производственной деятельности и в новых социальных связях. Развитие производительных сил, рост населения, глубинные социально-экономические сдвиги, классообразование, обособление собственности, разрыв родовых связей, эволюция форм семьи, динамизм общественной жизни — все это ускоряло развитие общественного сознания, требовало качественно нового типа духовного освоения мира, сознания, способного обеспечить деятельность человека в условиях активного, производящего хозяйства и социально-классового расслоения. В ответ на эту общественную потребность на смену первобытному мифологическому сознанию формировался новый исторический тип сознания, новый тип духовной культуры.

Во-первых, возникновение общественного разделения труда имело глубочайшие последствия для становления человеческой индивидуальности, развития духовного мира личности. В образе жизни постепенно выделяются две сферы:

· личной, повседневной, бытовой жизнедеятельности с соответ­ствующим сознанием, обслуживающим структуры повседневности;

· производственной, трудовой, определяемой общественными условиями труда жизнедеятельности, которой соответствовало рационалистически-ориентированное сознание.

Внутренний мир человека значительно усложнился за счет окон­чательного закрепления различий между социальными и личными, семейно-бытовыми интересами, представлениями, оценками, знаниями и т.п.

Цивилизация развивается именно в русле становления и укрепле­ния сферы социально мотивированной регуляции поведения инди­вида, когда в системе ценностей предпочтение отдается обществен­ным условиям жизнедеятельности над мотивами бытовой повседнев­ности, сиюминутного ситуационного реагирования. Усложнилась (стала еще более опосредованной и диверсифицированной) как сис­тема мотивов, так и ее связи, с одной стороны, со сферой целеполагания, а с другой — со сферой потребностей. Появились условия для существования глубокого внутреннего конфликта, повышенных токов духовной напряженности, драматизма во внутреннем мире личности. Именно поэтому цивилизованность всегда драматична. А главный сюжет «драмы цивилизации» — это борьба социально и личностно мотивированного во внутреннем мире человека, выступаю­щая, как правило, в ипостаси борьбы добра и зла.

Во-вторых, происходит социально-классовая поляризация об­щественного сознания, формируется идеология и психология клас­сового разделения общества.

В-третьих, единое, целостное, синкретическое первобытное мифологическое сознание дифференцируется на относительно самостоятельные формы общественного сознания (основные компо­ненты духовной культуры) — религию, мораль, искусство, филосо­фию, политическую идеологию, правосознание и, наконец, науку. Исторически процесс такой дифференциации был весьма дли­тельным.

Каждая форма общественного сознания имеет собственную исто­рию и логику отпочкования, обособления от системы первобытного сознания. По-видимому, ценностные формы сознания (мораль, рели­гия, политическое сознание, правосознание) складывались сначала более интенсивно, получили на первых порах преимущественное развитие по сравнению с формами рационального сознания — с нау­кой и философией. Очевидно, это связано с тем, что в данную эпоху наиболее быстрыми, динамичными и множественными, прямо воз­действующими на сознание были изменения не в формах деятельнос­ти, а в системе социальных связей и отношений, функционирование которых обеспечивается именно ценностной сферой сознания.

 

Возникновение письменности

Грандиозным по своей исторической значимости и последствиям событием было возникновение письменности. Письменность по сравнению с речью —… В отличие от непосредственного речевого общения письмен­ность способна… С возникновением письменности процесс общения как бы приоб­ретает два новых «измерения» — историческое и…

Развитие рациональных знаний в эпоху классообразования цивилизаций Древнего Востока

 

От Мифа к Логосу (Науке)

В эпоху классообразования и раннеклассовых обществ духовная культура находится в состоянии перехода от мифологического первобытного мышления к… Мифологическое сознание постепенно и медленно преобразо­валось и… Эстетическое начало выступало в глазах первобытного человека как главное спасительное средство от враждебного…

Географические знания.

Рост населения, его подвижности, динамизма образа жизни, укрепле­ние племенных союзов, развитие военного дела, политический и военный экспансионизм,… Наряду с освоением новых пространств, развитием представле­ний о границах… Столетия за столетиями и племя за племенем протаптывал... человек... древние исхоженные тропы. От Атлантического…

Биологические, медицинские и химические знания

Становление производящего хозяйства (земледелия и скотоводства) стимулировало и развитие биологических знаний. Прежде всего это связано с… Благодаря селекции было выведено много новых пород животных и растений,… В эпоху классообразования от системы биологических знаний постепенно отпочковывается медицина как относительно…

Астрономические знания

Осознание связи небесных явлений и сезонов года. Развитие астрономических знаний в рассматриваемую эпоху определялось в первую очередь потребностями… Если присваивающее хозяйство вполне могло обходиться лунным календарем, то… Важным условием перехода от лунного календаря к солнечному являлось отделение наблюдений за интервалами времени от их…

Математические знания

В рассматриваемую эпоху математические знания развивались в следующих основных направлениях. Во-первых, расширяются пределы считаемых предметов, появляются словесные… В о - в т о р ы х, закладываются предпосылки позиционной системе исчисления. Они состояли в совершенствовании умения…

СОЗДАНИЕ ПЕРВОЙ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА В ДРЕВНЕГРЕЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ

Античная цивилизация — величайшее и прекраснейшее явление в истории человече­ства. Невозможно переоценить роль и значение античной цивилизации, ее… Античная цивилизация принадлежит к цивилизациям второго цивилизационного…  

Культурно-исторические особенности древнегреческой цивилизации

Расцвет эллинской культуры и формирование античной цивилиза­ции I тыс. до н.э. были подготовлены предшествующим двухтысячелетним развитием… Первые классовые общества, ростки цивилизаций сложились на островах Эгейского… Если цивилизации Древнего Востока возникали на основе орошаемого и ирригационного земледелия в речных долинах с…

От Хаоса к Космосу

Переход к научному познанию мира предполагал выработку качественно нового (по сравнению с мифологическим) представления о мире. В таком… Прежде всего во вселенной Хаос зародился, а следом Широкогрудая Гея (Земля), всеобщий приют безопасный,

Категория субстанции

Непосредственно возникновение европейской науки принято связывать с милетской школой, названной так потому, что первые ученые Древней Греции были… На уровне чувственного восприятия люди осознают, что окружающий их мир… Идея математического доказательства — это величайшее достижение древнегреческих мыслителей. В древневавилонской и…

Мир как число

 

Пифагорейский союз

В конце VI в. до н.э. центр научной мысли Древней Греции перемещается с востока средиземноморского мира на его запад — на побережие Южной Италии и… Выходец из острова Самоса, Пифагор много лет учился в Египте и Вавилоне,… Основное мировоззренческое положение (которое принадле­жит, очевидно, Пифагору) — «все есть число». Ранние пифагорейцы…

Математические и естественно-научные достижения пифагореизма

При всей противоречивости пифагореизма (а может быть, благодаря ей) пифагорейская школа внесла величайший вклад в развитие кон­кретно-научного… · доказательства тех положений, которые были получены в еги­петской и… · разработка теории пропорций, музыкальной теории (важней­шие гармонические интервалы могут быть получены при помо­щи…

Формирование первых естественно-научных программ

 

Великое открытие элеатов

Особое место в истории античной культуры занимает элейская школа. Представителям ее принадлежит великое открытие — наличие противоречия между двумя… Основоположником элейской школы (г. Элея на юге Италии) был Ксенофан — один из… Парменид и его последователи убедительно показали, что резуль­татом человеческого познания является не одна, а две…

Атомистическая программа

Одной из вершин античной культуры являлось атомистическое уче­ние Демокрита, основоположника античного материализма. Жизнь Демокрита — образец… Демокрит поставил перед собой задачу создать такое учение, ко­торое смогло бы… В противоположность элеатам Демокрит учил, что реально суще­ствует не только бытие, но и небытие. Бытие — это атомы,…

Математическая программа

Если Демокрит решает сформулированное элеатами противоречие в духе первичности и единственности чувственной реальности, то Платон считает логически… Первый мир — это мир множества единичных, изменяющихся, подвижных, отражаемых… Идея — это некоторое конструктивное начало вещи, ее прообраз, парадигма, порождающая модель, принцип конструирования…

Физика и космология Аристотеля

Один из важнейших итогов развития древнегреческой культуры — разработка первой естественно-научной картины мира. Она сложи­лась в результате синтеза…  

Учение Аристотеля о материи и форме

Аристотель — величайший древнегреческий философ, мыслитель, ученый; учитель и наставник Александра Македонского. Аристоте­левское учение явилось… Аристотель родился в Стагире, жил в Афинах, в течение 20 лет учился в Академии… Аристотель строил свое учение, отталкиваясь от критики теории идей Платона. Главное возражение Аристотеля направлено…

Космология Аристотеля

Каждый первоэлемент имеет свое место. В центре мира находится элемент земли, который образует нашу планету. Земля является цент­ром Вселенной, она… В божественном, надлунном небе существует лишь один вид дви­жения —… Важную роль в космологии Аристотеля играл принцип отсутствия пустоты в природе. («Природа не терпит пустоты».)…

Основные представления аристотелевской механики

Историческая заслуга Аристотеля перед естествознанием состоит и том, что он стал основателем системы знаний о природе — физики. Центральное понятие… Движение небесных тел — наиболее совершенное движение. Оно представляет собой… В отличие от небесных земные движения несовершенны; здесь все подвержено изменению, все имеет начало и конец. Движения…

Естествознание эллинистически-римского периода

 

Культура эллинизма

В Вавилоне 10 июня 323 г. до н.э. от ран и болезней скончался Александр Македонский, который создал за двенадцать с половиной лет царствования и… Следствием такой колонизации явилось создание качественно новой культуры,… Новый эллинистический тип культуры сформировался как резуль­тат экспансии на Восток материальной культуры, достигнутой…

Александрийская математическая школа

В древнегреческой культуре обстоятельное развитие получила преж­де всего математика. Уже в V—IV вв. до н.э. в древнегреческой мате­матике были… В своем основном труде «Начала», состоявшем из 13 книг, Евклид изложил все… Универсальной ученостью отличался Эратосфен, у которого есть работы не только по математике, но и по астрономии,…

Развитие теоретической и прикладной механики

Теоретическая механика. Из трех составных частей механики (ста­тика, кинематика, динамика) в древнегреческий период наиболее обстоятельно была… Развитие кинематики было существенно ограничено тем, что принцип… Главная проблема динамики состояла в объяснении основного закона механики Аристотеля. Согласно этому закону, скорость…

Развитие древнегреческой астрономии

 

Становление математической астрономии

Предпосылки теоретизации астрономии. Требование «спасения явлений». Развитие древнегреческой астрономии шло по пути, во-первых, накопления… В V в. до н.э. началось интенсивное развитие наблюдательной астрономии. Было… Задача математизации астрономии, создания математической теории движений небесных тел была в четкой форме поставлена…

Геоцентрическая система Птолемея

Благодаря Гиппарху астрономия становилась точной математической наукой, что позволяло приступить к созданию универсальной тематической теории… Опираясь на достижения Гиппарха, Птолемей изучал подвижные небесные светила.… Теория Птолемея сочетала теории эпициклов и эксцентриков. Он предполагал, что вокруг неподвижной Земли находится…

Античные воззрения на органический мир

 

Античные толкования проблемы происхождения и развития живого

Особо следует сказать о развитии биологических знаний в античности. Здесь достижения не были столь выдающимися, как в астрономии и математике, но… Уже античные натурфилософы обращали свои взоры на органический мир и строили… Первый, религиозно-идеалистический, исходил из того, что возникновение жизни не могло осуществиться естественным,…

Биологические воззрения Аристотеля

Аристотелю были глубоко чужды представления Эмпедокла об органическом мире и его происхождении. Мировоззрение Аристотеля проникнуто телеологизмом и… И млекопитающие, и птицы, и рыбы, и насекомые — все это вызывало у Аристотеля… Огромное разнообразие живых существ, поражающая их приспособленность к среде, функциональная и структурная…

Накопление рациональных биологических знаний в античности

Наряду с формированием умозрительных схем о происхождении живого античность постепенно накапливает эмпирические биологические знания, формирует… Одной из древних медико-биологических школ была Книдская школа, сложившаяся… С именем Гиппократа, современника Демокрита, связан тот период развития биологии и медицины, когда…

Античные представления о происхождении человека

Задумывалась античность и над проблемой происхождения человека. В эпоху первобытного и раннеклассового общества, интересуясь своим прошлым, человек… ...Жили те люди, как боги, с спокойной и ясной душою, Горя не зная, не зная трудов. И печальная старость

Упадок античной науки

В первые века нашей эры обострились социально-экономические, политические и культурные противоречия, свойственные рабовла­дельческой формации.… По сути, формировался новый исторический тип сознания, новый тип культуры,… Одной из существенных ограниченностей античной науки являлся ее отрыв от производства, отрыв теории от практики,…

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ В ЭПОХУ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ

Эпоха феодального средневековья качественно отличается от античной. Значительные изменения произошли в сферах деятельности, общения людей, в системе… Деятельность стала более сложной, опосредованной, многозвенной,… Качественные сдвиги претерпела и сфера общения людей. Природно-определенные связи между людьми (кровно-родственные,…

Особенности средневековой духовной культуры

 

Доминирование ценностного над познавательным

Привязанность к земле, малая подвижность населения, подчинен­ность образа жизни ритмике природных процессов, слабость связей общения — все это… Стержнем средневекового сознания явилось религиозное миро­воззрение, в котором… Средневековое сознание было ориентировано преимущественно на межличностные отношения. Но в их отражении и…

Отношение к познанию природы

Выделяя себя из природы, но не противопоставляя себя ей, средневековый человек не сформулировал еще своего отношения к природе как самостоятельной… Для средневекового человека природа — это мир вещей, за кото­рыми надо… Средневековое сознание не ориентировано на выявление объек­тивных закономерностей природы. Его главная функция —…

Особенности познавательной деятельности

Хотим мы этого или нет, но познание мира, производство нового знания — историческая необходимость. Поэтому и в консервативном средневековом… авторитета — авторитет, предание (схоластико-умозрительная традиция); ритуала— предметно-преобразовательное, рецептурно-манипуляционное начало (герметическая традиция);

Естественно-научные достижения средневековой арабской культуры

По-разному сложились исторические судьбы Западной и Восточной Римской империи. Социально-экономический и культурный уровень стран Восточного… Объединенные политически и экономически, связанные единст­вом религии и языка… Особенно большое распространение на Востоке получили произ­ведения Аристотеля. Вершиной арабоязычного аристотелизма…

Математические достижения

Арабы существенно расширили античную систему математических знаний. Они заимствовали из Индии и широко использовали десятичную позиционную систему… Получила также значительное развитие (свойственная еще Древ­нему Востоку)… Развивались методы приближенного извлечения корней. Напри­мер, такой известный в древности прием:

Физика и астрономия

Из разделов механики наибольшее развитие получила статика, чему способствовали условия экономической жизни средневекового Вос­тока. Интенсивное… Арабские ученые широко использовали понятие удельного веса, совершенствуя… Динамика развивалась на основе комментирования и осмысления сочинений Аристотеля. Средневековыми арабскими учеными…

Становление науки в средневековой Европе

К концу XII — началу XIII в. обозначился застой в социально-экономи­ческом и культурном развитии ближневосточных стран. Страны же Западной Европы,… Происходит технологическая революция в агротехнике: появля­ется тяжелый… Производство избыточной сельскохозяйственной продукции стимулирует развитие торговли, ремесла. Усиливается тенденция…

Физические идеи средневековья

В период позднего средневековья (XIV—XV вв.) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественно-­научной картины мира и… Одно из главных противоречий, попытки разрешения которого приводили к… Во-первых, допущение существования пустоты, но пока не аб­страктной, а лишь как нематериальной пространственность,…

Алхимия как феномен средневековой культуры

Алхимия складывалась в эпоху эллинизма на основе слияния приклад­ной химии египтян с греческой натурфилософией, мистикой и аст­рологией (золото… * Рабинович В.Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. М. 1979. Ч. 1.…  

Религиозная трактовка происхождения человека

В области биологии средневековье не дало новых идей. При этом многие античные достижения были либо утеряны, либо переинтерпретированы в религиозном… «И создал Господь Бог человека из праха земного и вдунул в лицо его дыхание… В буддизме (с его сильной установкой на поиски путей нравствен­ного самосознания и самосовершенствования) вопрос о…

Историческое значение средневекового познания

Историческая роль средневекового сознания состояла не в поиске новых рациональных форм знания, отражающих объективные законы природы, а в… Реализация данной задачи возможна тогда, когда структурная часть (т.е.…  

ПОЗНАНИЕ ПРИРОДЫ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ

Новый величайший переворот в системе культуры происходит в эпоху Возрождения, которая охватывает XIV — начало XVII в. Эпоха Возрождения — эпоха… Социально-исторической предпосылкой культуры Возрождения явилось станов­ление… * Петрарка Ф. Автобиография. Исповедь. Сонеты. М., 1915. С. 128.

Ренессанская мировоззренческая революция

В эпоху Возрождения была проведена основная мыслительная рабо­та, подготовившая возникновение классического естествознания. Это стало возможным… В эпоху средневековья определяющим отношением к миру было отношение человека к… Поскольку все связано со всем и все взаимопроникает во все, постольку все (а не только Бог) достойно быть предметом…

Зарождение научной биологии

Стихийно-эмпирическое накопление знаний о мире органических явлений длилось тысячелетиями. Но долгое время знания о биологических явлениях не… В эпоху Возрождения ситуация в сфере познания живого измени­лась. Здесь особое… * Таннери П. Исторический очерк развития естествознания в Европе. М., 1934. С. 48.

Коперниканская революция

 

Гелиоцентрическая система мира

В эпоху раннего средневековья в Европе безраздельно господствовалa библейская картина мира. Затем она сменилась догматизирован­ным аристотелизмом и… Птолемеевская система не только не позволяла давать точные предсказания; она… Создание гелиоцентрической теории было связано и с необходи­мостью реформы юлианского календаря, в котором две…

Формирование непосредственных предпосылок классической механики как первой фундаментальной естественно-научной теории

 

6.2.1. Г. Галилей: разработка понятий и принципов «земной динамики»

 

В формировании классической механики и утверждении нового ми­ровоззрения велика заслуга Г. Галилея. Год рождения Галилея — это год смерти Микеланджело и год рождения Шекспира. Галилей — выдающаяся личность переходной эпохи от Возрождения к Новому времени. С прошлым его сближает еще многое: неопределенная трак­товка проблемы бесконечности мира; он не принимает Кеплеровых эллиптических орбит * и ускорений планет; у него нет еще представ­ления о том, что тела движутся в «плоском» однородном пространст­ве благодаря их взаимодействиям; он еще не освободился от чувствен­ных образов и качественных противопоставлений и др. Но в то же время он весь устремлен в будущее — он открывает дорогу математи­ческому естествознанию. Он был уверен, что «законы природы написаны на языке математики»; его стихия — мысленные кинематические динамические эксперименты, логические конструкции; главный пафос его творчества — возможность математического постижения мира; смысл своего творчества он видит в физическом обосновании гелиоцентризма, учения Коперника. Галилей заклады­вает основы экспериментального естествознания: показывает, что естествознание требует умения делать научные обобщения из опыта, а эксперимент — важнейший метод научного познания.

* Галилей считал их простым воскрешением древней пифагорейской идеи о роли числа во Вселенной, несовместимой с новым экспериментальным естество­знанием, за которое он боролся. Поэтому он не обратил внимания и на Кеплеровы законы (возможно, он и не ознакомился с ними, хотя Кеплер послал ему свое сочинение 1609 г.).

 

Еще будучи студентом (университета г. Пиза), Галилей делает открытие большой научной и практической значимости — открывает закон изотропности колебаний маятника, который сразу же нашел применение в медицине, астрономии, географии, прикладной меха­нике. После изобретения зрительной трубы (1608) он усовершенст­вовал ее и превратил в телескоп с 30-кратным приближением, с помощью которого совершил ряд выдающихся астрономических открытий: спутников Юпитера, Сатурна, фаз Венеры, солнечных пятен, обнаружение того, что Млечный Путь представляет собой скопление бесконечного множества звезд, и др.

За признание своих открытий Галилею пришлось вести борьбу с церковной ортодоксией. Ведь его деятельность происходила в атмосфере Контрреформации, усиления католической реакции. Это был трагический для естествознания период истории. Речь шла о сувере­нитете разума в поисках истины. В 1616 г. учение Коперника было запрещено, а его книга внесена в инквизиционный «Индекс запрещенных книг». После выхода в свет декрета начались сумерки ита­льянской науки, в научных кругах воцарилось мрачное безмолвие.

Церковь дважды вела процессы против Галилея. После первого процесса в 1616 г. Галилей был вынужден перейти к методам «нелегальной борьбы» за коперниканизм. Но он продолжал исследование законов движения тел под действием сил в земных условиях. Основ­ные итоги этих исследований он изложил в книге «Диалог о двух системах мира», которая была опубликована во Флоренции в 1632 г.

Книга Галилея вызвала восторг в научных кругах всех стран и бурю негодования среди церковников. Иезуиты немедленно начали кампанию против Галилея, которая привела ко второму процессу инквизиции в 1633 г. Инквизиция пригрозила Галилею не только осудить его как еретика, но и уничтожить все его рукописи и книги. От него требовали признания ложности учения Коперника. Галилей вынужден был уступить. Ценой тягчайшей моральной пытки, неверо­ятных унижений перед теми, кого он так страстно бичевал в своих произведениях, Галилей купил возможность завершения своего дела.

Существует легенда, что 22 июня 1633 г. в церкви Святой Марии после прочтения текста формального отречения Галилей произнес фразу «Eppur si muove!» (И все-таки она движется!). Эта легенда вдохновила многих художников, писателей, поэтов. На самом деле эта фраза не была произнесена ни в этот день, ни позже. Но тем не менее эта непроизнесенная фраза выражает действительный смысл жизни и творчества Галилея после приговора. В годы, последовав­шие за процессом, Галилей продолжал разработку рациональной ди­намики.

Историческая заслуга Галилея перед естествознанием состоит в следующем:

· он разграничил понятия равномерного и неравномерного, ус­коренного движения;

· сформулировал понятие ускорения (скорость изменения ско­рости);

· показал, что результатом действия силы на движущееся тело является не скорость, а ускорение;

· вывел формулу, связывающую ускорение, путь и время:

S= 1/2 аt²;

· сформулировал принцип инерции («если на тело не действует сила, то тело находится либо в состоянии покоя, либо в состо­янии прямолинейного равномерного движения»);

· выработал понятие инерциальной системы;

· сформулировал принцип относительности движения (все сис­темы, которые движутся прямолинейно и равномерно друг относительно друга (т.е. инерциальные системы) равноправ­ны между собой в отношении описания механических процес­сов);

· открыл закон независимости действия сил (принцип суперпо­зиции).

На основании этих законов появилась возможность решения простейших динамических задач. Так, например, X. Гюйгенс получил решения задач об ударе упругих шаров, о колебаниях физического маятника, нашел выражение для определения центробежной силы.

Исследования Галилея заложили надежный фундамент динамики, а также методологии классического естествознания. Дальнейшие исследования лишь углубляли и укрепляли этот фундамент. С полным основанием Галилея называют «отцом современного естетвознания».

 

Картезианская физика

Огромное влияние на развитие теоретической мысли в физике ХVII в. оказал великий французский мыслитель и ученый Рене Де­карт (Картезий). Критически… Требование простоты и ясности — основной принцип методоло­гии Декарта. Поэтому… Рационалистическая методология вполне естественно приводит Декарта к аналитической геометрии и геометризации физики.…

Новые идеи в динамике Солнечной системы

Ученые XVII в. внесли свой вклад в развитие предпосылок классичес­кой механики. Весьма значительной была роль парижского астроно­ма Ж.Б. Буйо,… Важную роль в становлении классической механики сыграло творчество… 1666 г. был весьма урожайным на идеи в области теории тяготе­ния. В этом году Р. Гук на заседаниях Лондонского…

Ньютонианская революция

Результаты естествознания XVII в. обобщил Исаак Ньютон. Именно он завершил постройку фундамента нового классического естество­знания. Вразрез с… Обобщив существовавшие независимо друг от друга результаты своих… Родился И. Ньютон в небольшой деревушке Вульсторп в графстве Линкольн 5 января 1643 г. в семье мелкого фермера.…

Создание теории тяготения

С именем Ньютона связано открытие или окончательная формули­ровка основных законов динамики: закона инерции; пропорциональ­ности между количеством… равенства по величине и противоположности по направлению сил при центральном характере взаимодействия. Вершиной…

Корпускулярная теория света

Оптика — важнейшая часть физики, более «молодая», чем механика. Начало научной оптики связано с открытием законов отражения и преломления света в… Значительная часть необъятного научного наследия Ньютона стала фундаментом… После открытия сложного состава белого света Ньютон присту­пил к исследованиям преломления монохроматических лучей,…

Космология Ньютона

Несмотря на свой знаменитый девиз «Гипотез не измышляю!», Нью­тон как мыслитель крупнейшего масштаба не мог не задумываться и над общими проблемами… Но и здесь он был не склонен давать волю фантазии и стремился анализировать… Ньютон задумывался и над проблемой происхождения упорядо­ченной Вселенной. Однако здесь он столкнулся с задачей, для…

Изучение магнитных и электрических явлений в XVII в.

Но XVII в. — это не только время радикальных революционных преобразований в механике и астрономии. В XVII в. начинается сис­тематическое изучение… Первые сведения об электрических и магнитных явлениях были накоплены еще в… * Само слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон», что значит янтарь.

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ XVIII -ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЫ XIX в.

 

XVIII в. — век Просвещения. Его называют также «золотым веком истории культуры». Это век расцвета материалистического мировоззрения, идеалов рационализма, выдающихся успехов классического естествознания.

 

Общая характеристика развития физики

 

Становление основных отраслей классической физики

 

На развитие физики в XVIII в. существенное влияние оказало насле­дие предыдущего, XVII в. и особенно учение Ньютона. Ньютонианство окончательно побеждает картезианство. Развитие физики в XVIII в. предстает именно как развитие идей Ньютона, выполнение завещанной им программы распространения основных положений механики на всю физику.

Особенно быстрыми темпами развивается механика. Трудами так называемых континентальных математиков закладываются ос­новы аналитической механики. Работами Л. Эйлера, Ж. Д'Аламбера, Ж. Лагранжа и др. создается аналитический аппарат механики, раз­вивается аналитическая механика. На развитие физики существен­ное влияние оказывает и технический прогресс. Развитие производительных сил определяет потребность в разработке теории машин и механизмов, механики твердого тела. Исследование законов теплоты — одна из центральных тем физики XVIII в. Термометрия, калориметрия, плавление, испарение, горение — все эти вопросы становятся особенно актуальными. Проводятся серьезные исследо­вания по теплофизике, электричеству и магнетизму. Эти разделы физики оформляются в самостоятельные области физической науки и достигают первых успехов. Таким образом, в XVIII в. в качестве самостоятельных складываются все основные разделы классической физики.

В меньшей мере развивается оптика. Но и здесь получены от­дельные важные результаты: зарождается фотометрия; изучается люминесценция. В связи с открытием аберрации света английским астрономом Дж. Брадлеем в 1728 г. впервые возникает вопрос о влиянии движения источников света и приемников, регистрирую­щих световые сигналы, на оптические явления. Наблюдая за непо­движными звездами, Брадлей заметил, что они с Земли кажутся не совсем неподвижными, а описывают в течение года малые замкну­тые траектории на небесной сфере. Придерживаясь господствовав­шей тогда корпускулярной теории света, Брадлей очень просто объяснил это явление. Причиной его является движение телескопа вместе с Землей, в результате которого за то время, пока световая частица движется внутри трубы телескопа, весь телескоп (с окуля­ром) перемещается вместе с движением Земли. В простейшем слу­чае, когда направление движения световой частицы и направление движения Земли составляют прямой угол, угол аберрации вычисля­ется по простой формуле

tgδ=v/c,

где v - скорость движения Земли по орбите, с — скорость света. Измерив величину аберрации (изменение угла аберрации в течение года) и зная скорость движения Земли по орбите, Брадлей подсчитал скорость света с и получил значение, близкое к полученному ранее О. Ремером из наблюдений за движением спутников Юпитера.

Характерной особенностью физики на этом этапе является обо­собленность механики, оптики, тепловых, электрических и магнит­ных явлений. Перед физикой еще не встал вопрос об исследовании закономерностей превращений различных физических форм движе­ния. Пока еще физика, выделившись из натурфилософии, не стре­мится к построению единой физической картины мира. Она нацеле­на главным образом на количественные исследования отдельных яв­лений, установление отдельных экспериментальных фактов, выявле­ние частных закономерностей.

Огромные успехи небесной механики, достигнутые благодаря введению понятия силы (тяготения), способствовали распростра­нению такой постановки вопроса и в других разделах физики. Не только движение планет, но и другие физические явления пытались представить как результат движения материальных тел под дейст­вием сил. Последователи Ньютона пытались объяснить различные физические явления, введя понятия о различного рода силах: маг­нитных, электрических, химических и др., которые действуют на расстоянии так же, как и сила тяготения. Носители сил — тонкие невесомые «материи», определяющие те или иные свойства тел. Так появляется характерное для физики XVIII в. учение о «неве­сомых».

 

Принцип дальнодействия

Но как это обычно бывает, большинство последователей Ньютона нередко отходили от его подлинно глубоких идей, забыв или вовсе не зная о его… Ньютон же считал необходимым наличие некоего передатчика этого действия,… Принцип дальнодействия утвердился в физике еще и потому, что гравитационное взаимодействие макроскопических объектов…

Теория теплорода

Если силы тяготения действуют между всеми материальными телами, то магнитными силами обладает только железо в намагниченном состоянии, а… Так объясняли и природу теплоты. Нагревание тела связывали с присутствием… Тепловые явления изучали вне связи с другими физическими яв­лениями, не затрагивая процессы превращения теплоты в…

Развитие учения об электричестве и магнетизме в XVIII в.

В первой половине XVIII в. были получены качественно новые ре­зультаты в области изучения электрических явлений. Так, в 1729 г. англичанин С. Грей… Опыты с электричеством стали модными: их проводили и в лабораториях ученых, и… Появляется мысль, что электричество играет важную роль в жиз­недеятельности живого организма. Многие ученые, врачи…

Волновая теория света

Интерес к оптическим проблемам в начале XIX в. был продиктован развитием учения об электричестве, химии и паротехнике. Казалось очень вероятным, что… В XVIII в. подавляющее большинство ученых придерживалось корпускулярной теории… Первым в защиту волновой теории света выступил в 1799 г. врач Т. Юнг, разносторонне образованный человек, занимавшийся…

Проблема эфира

Любая новая теория, решая одни проблемы, вместе с тем ставит и ряд новых. Так случилось и с волновой теорией света. В отличие от корпускулярной… во-первых, какую волну представляют собой световые колебания — продольную или… во-вторых, каким образом эфир взаимодействует с движущимся источником света. Иначе говоря, может ли эфир служить…

Возникновение полевой концепции

Для физика начала XIX в. не существовало понятия о поле как реаль­ной среде, являющейся носителем определенных сил. Но в первой половине XIX в.… Даже в плеяде величайших физиков последних трех столетий М. Фарадей особенно… Получив лишь начальное образование, в 13 лет он был отдан в обучение к книготорговцу и переплетчику. Работая в книжной…

Закон сохранения и превращения энергии

В первой половине XIX в. постепенно вызревает и утверждается идея единства различных типов физических процессов, их взаимного пре­вращения. Изучение… Эту идею в первой половине XIX в. все чаще высказывали ученые, и нужен был… Значение этого закона выходило далеко за пределы физики и касалось всего естествознания. Наряду с законом сохранения…

Концепции пространства и времени

В обосновании классической механики большую роль играли введен­ные И. Ньютоном понятия абсолютного пространства и абсолютно­го времени. Эти понятия… Абсолютное пространство — это чистое и неподвижное вместили­ще тел; абсолютное… Физики долгое время полностью придерживались субстанциаль­ной концепции Ньютона, повторяли его определения понятий…

Методологические установки классической физики (конец XVII - начало XX вв.)

 

К середине XIX в. в основном завершилось становление системы методологических установок классической физики — того теорети­ко-методологического каркаса, в рамках которого получали свое обо­снование и понимание основные понятия, категории, принципы и допущения классической теоретической физики. Смена этой систе­мы установок происходит только в ходе научных революций.

К методологическим установкам классической физики относятся следующие представления.

· Важнейшей исходной предпосылкой классической физики (как и всей науки) является признание объективного существова­ния физического мира, т.е. признание того, что физический мир (как совокупность устойчивых явлений, вещей, процессов, расположенных в определенном порядке в пространственно-временном континууме) существует до и независимо от челове­ка и его сознания.

· Каждая вещь, находясь в определенном месте пространства, сущест­вует в определенный промежуток времени независимо (в пространст­венно-временном отношении) от других вещей. Хотя вещи и способ­ны в принципе взаимодействовать друг с другом, это не приво­дит к существенному изменению структуры взаимодействую­щих тел, а если и приводит, то всегда можно уточнить характер происшедших изменений и ввести соответствующую поправ­ку, восстановив тем самым идеальный образ первоначального состояния.

· Все элементы физического мира, заполняя пространственно-временной континуум, связаны между собой причинно-следст­венными связями таким образом, что, зная в определенный момент времени координаты каждого элемента, можно в прин­ципе абсолютно точно, однозначно предсказать положение этого элемента через любой промежуток времени.

· Для классической физики свойственна уверенность в том, что на основе знания о существующем состоянии элементов физи­ческой системы в принципе возможно однозначно и абсолют­но точно предсказать поведение элементов системы через любой промежуток времени (лапласовский детерминизм).

· Материальный мир познаваем, на основе имеющихся в наличии исследователя познаваемых средств (теоретических и эмпири­ческих) возможно в принципе объективно описать и объяс­нить все исследуемые физические явления.

· Основой физического познания и критерием его истинности является эксперимент, ибо только в эксперименте исследова­тель через средства исследования непосредственно взаимо­действует с объектом; при этом исследователь свободен в выборе условий проведения эксперимента.

· В процессе исследования физический объект по существу остается неизменным, он не зависит от условий познания. Если же прибор и оказывает какое-либо воздействие на объект, то это воздейст­вие всегда можно учесть, внеся соответствующую поправку. В процессе исследования всегда можно четко разграничить по­ведение объекта и поведение средств исследования, средств наблюдения, экспериментирования. Поэтому описание пове­дения объектов и описание поведения приборов осуществля­ются одинаковыми средствами научного языка.

· Возможно обособление элементов физического мира: в принципе воз­можно экспериментальными средствами неограниченное (по отношению к атому) разложение физических объектов на мно­жество независимых вещей и элементов.

· Все свойства исследуемого объекта могут экспериментально определяться с помощью одной установки одновременно. Нет принципи­альных препятствий для того, чтобы полученные таким путем данные могли быть объединены в одну картину объекта.

· В принципе возможно получение абсолютно объективного знания, т.е. такого знания, которое не содержит ссылок на познающего субъекта (на условия познания). При этом основными критериями объективности считались:

отсутствие в содержании физического знания ссылок на субъект дознания;

однозначное применение понятий и системы понятий для описа­ния физических явлений;

наглядное моделирование — эквивалент объективности зна­ния.

· Данные о состоянии исследуемых явлений выражаются через величины, имеющие количественную меру. Через измеримые величины выражаются также и физические законы, которые должны быть сформулированы на языке математики (программа Галилея). При этом динамические закономерности поведения элементов физического мира исчерпывающим образом описываются системой дифференциальных уравнений (т.е. на континуальной основе). Физические системы, как правило, замкнуты, обратимы (направленность времени для них не важна) и линейны.

· Возможность пренебречь атомным, строением измерительных приборов — одна из общих черт классического, релятивистского и квантового способов описания.

· Уверенность в том, что структура познания в области физики, так же как и структура мира физических элементов, не претерпевает существенных качественных изменений, что классический способ описания вечен и неизменен. Как качественно неизменен фи­зический мир, движение элементов которого сводится к непре­рывному механическому перемещению частиц материи, неиз­менны физические закономерности, так же неизменен и метод познания этого мира и его законов.

· Теоретическое описание мира осуществляется с помощью трех видов логических форм: понятий, теорий и картины мира. Различие между физической теорией и физической картиной мира — количественное (по степени обобщения), но не качественное; фундаментальная физическая теория и есть (в силу нагляднос­ти ее понятий) физическая картина мира.

Кардинальные изменения в понимании природы физического по­знания, структуры его познавательных средств произошли в методологии физики в начале XX в. и были одним из следствий физической революции, которая перевела физику на уровень ее «неклассическо­го» развития.

 

Развитие астрономической картины мира

 

Создание внегалактической астрономии

В течение столетий астрономия развивалась как наука о Солнечной системе, а мир звезд оставался целиком загадочным. Только в XVIII в. обозначился… В XVIII в. по мере увеличения возможностей телескопов удалось выявить новый… * Мы пишем слово «Галактика» с прописной буквы, когда речь идет о той галактической системе, к которой принадлежит…

Формирование идеи развития природы

Идея развития природы — это представление о том, что природа в ходе непрерывного движения и изменения своих форм с течением времени образует (либо… Эта идея созревала долго и сложно. Так, в античной культуре еще не было… На этапе феодально-религиозной культуры складывались лишь отдельные предпосылки идеи развития (образ качественной…

Идея развития в астрономии

Идею развития природы внес в новоевропейскую науку Р. Декарт в своей космогонии (см. 6.2.2). Декарт отвергал библейскую догму о происхождении мира в… Качественно новая ситуация в космогонии сложилась с созданием классической… Ньютон ясно понимал, что закономерностей гравитационного взаимодействия масс недостаточно для последовательно…

Космогония И. Канта

Исходная позиция Канта — несогласие с выводом Ньютона о необхо­димости божественного «первотолчка» для возникновения орби­тального движения планет.… Однако И. Кант — не атеист, он признает существование Бога, но отводит ему… Различие частиц по плотности обусловило возникновение сгуще­ний, которые стали центрами притяжения более легких…

Методологические установки классической астрономии

 

Методологические установки классической физики стали принципи­альной методологической базой всего классического естествозна­ния. Методологические установки других естественных наук выступали в роли особенного по отношению к такому общему, как опреде­ленные модификации, учитывающие своеобразие объекта и процес­са познания в данной науке. В полной мере это относится к астрономии.

Методологические установки классической астрономии состоят в следующем.

· Признание объективного существования предмета познания астрономической науки — космических тел, их систем и Все­ленной в целом, т.е. признание того, что мир астрономических объектов существует до и независимо от человека и его сознания. В рамках метафизического мировоззрения XVII—XIX вв. такая материалистическая установка не дополнялась последователь­ным материалистическим решением проблемы происхожде­ния мира. В качестве компромисса не исключалась деистичес­кая трактовка происхождения мира. Вместе с тем проблемы космогонии не играли значительной методологической роли в классической астрономии. Как писал Дж. Гершель, «начало вещей и умозрение о творении не составляет задачи естество­испытателя» *.

Гершель Дж. Философия естествознания. СПб., 1868. С. 38.

 

· Объективно существующая Вселенная (как объект астрономического познания) единственна, вечна во времени, бесконечна и безгранична в пространстве. Она представляет собой некую механическую систему множества миров (при этом не исключалась возмож­ность их населенности), подобных нашей Солнечной системе (Дж. Бруно). Исходными составляющими космических тел являются атомы, движущиеся в пустоте.

· Мир космических образований (в том числе Вселенная в целом) обла­дает определенной объективной структурой, изучение которой яв­ляется главной задачей астрономии. Но классическая астроно­мия не доводит идею структурности до представления о це­лостной организации структурных компонентов Вселенной. Кроме того, структура космических объектов рассматривалась как неизменная (пусть даже и ставшая во времени), что обосно­вывалось постоянством силы тяготения.

Эта установка классической астрономии уточнялась в ряде более конкретных допущений: во-первых, Вселенная в целом и в отдельных час­тях макроскопична (структурные закономерности астрономических объектов разных масштабов качественно не отличаются от законо­мерностей, присущих окружающим нас на Земле телам); во-вторых, Вселенная однородна и изотропная в ней нет привилегированных точек или направлений (космологический постулат в «узком» смысле, впе­рвые четко сформулированный Дж. Бруно); в-третьих, Вселенная ста­ционарна. Это не значит, что во Вселенной не происходят определен­ные процессы, изменения состояний космических тел и их систем. Но со временем не изменяются такие ее статистические характерис­тики, как распределение и яркость астрономических объектов (звезд, галактик), их средняя плотность (не равная нулю) в простран­стве и др.

· Начиная с И. Канта, впервые показавшего действительную возможность научно обоснованного изучения истории станов­ления Вселенной, одной из фундаментальных установок клас­сической астрономии было представление о том, что Вселенная имеет свою историю, ее нынешнее состояние есть результат опреде­ленной эволюции. При этом считалось, что развитие космичес­ких тел есть постепенное очень медленное количественное эволюционирование, без скачков, перерывов постепенности, переходов количества в качество. Такое понимание дополня­лось представлением о том, что эволюция Вселенной не нару­шает ее структурную организацию и стационарность.

Эта общая установка конкретизировалась в ряде положений: во-первых, факторы, которые вызывают изменение космических тел, сами остаются неизменными (в качестве таких факторов, как прави­ло, рассматривались две силы — притяжения и отталкивания); во-вто­рых, эволюция космических объектов протекает на фоне неизмен­ных (абсолютных) пространства (евклидов трехмерный континуум) и времени; в-третьих, основное направление эволюции космических тел — сгущение и конденсация межзвездного газа, диффузных обра­зований, агрегация космического вещества (идея космогонии Канта—Лапласа— Гершеля); в-четвертых, важное гносеологическое следствие: поскольку эволюционирование Вселенной не оказывает существенного влияния на ее структурную организацию, то в ходе описания структуры Вселенной ее историческим развитием можно пренебречь или свести его к нулю, внеся соответствующую поправку (космологический постулат в «широком» смысле: Вселенная одно­родна и изотропна не только в пространстве, но и во времени). Иначе говоря, допускалось, что учет исторического аспекта не является необхо­димым для решения всех астрономических проблем, прежде всего, для позна­ния наличной структуры Вселенной. Отсюда следовала недооценка роли космогонического аспекта в астрономических исследованиях, про­тивопоставление космогонического аспекта и решения частных аст­рономических проблем, наличие разрыва между космогонией и на­блюдательной астрономией в XVIII—XIX вв.

· Мир астрономических объектов познаваем. Основой и критерием познания в астрономии является наблюдение (в оптическом диапазоне). Познаваем не только структурный, но и генетичес­кий (исторический) аспект астрономической реальности (хотя способы их познания существенно отличаются).

Гносеологические установки материалистического эмпиризма (в соответствии с которыми единственным источником и критерием нашего знания является опыт) в применении к астрономическому познанию конкретизировались в представлениях, во-первых, о том, что эмпирической базой астрономии выступал не эксперимент (как в физике), а наблюдение; во-вторых, что недостаточность наблю­дения компенсируется тем, что астрономическое наблюдение (в от­личие от физического эксперимента) может осуществляться непре­рывно.

· Одной из характерных особенностей астрономического по­знания (как классического, так и современного) является то, что в астрономии нет свободы выбора условий наблюдения.

Необходимость учета условий познания была осознана в класси­ческой астрономии в большей степени, чем в классической физике, но в конечном счете принципиально решалась так же, как в меха­нике. Иначе говоря, методология классической астрономии исхо­дила из того, что влиянием условий познания хотя и нельзя прене­бречь, но его можно свести к нулю, введя соответствующие поправ­ки в окончательный результат исследования. Такие поправки учи­тывали трансформацию картины объекта с учетом места и времени наблюдения, а также непрозрачность земной атмосферы для некоторых длин волн, поглощение света в направлении плоскости нашей Галактики и др.

· Теоретическая основа астрономии одна — классическая меха­ника.

С помощью законов классической механики можно описать все астрономические явления и процессы, и не только в Солнечной сис­теме, но и во всей Вселенной, ибо законы физики, которые обнару­жены на Земле, действуют повсеместно во Вселенной. Будущей аст­рономии, писал П. Лаплас, «не только не должно опасаться, что какое-либо новое светило опровергнет это (механическое. — В.М.) начало, но можно сказать утвердительно заранее, что движение тако­го светила будет ему соответствовать» *. Классическая астрономия заимствовала из методологии классической физики следующие методологические установки: во-первых, постулат возможности обособ­ления элементов астрономического мира; во-вторых, принцип лапласовского детерминизма, в-третьих, требование континуального описания астрономических процессов; в-четвертых, абстрактное пред­ставление о «свободном» характере астрономических объектов.

* Лаплас П. Изложение системы мира. СПб., 1861. Т. 2. С. 335—336.

 

· Результат астрономического познания — это некая теоретическая схема на базе классической механики. К такой схеме предъявляются те же требования, что и к любой теоретической схеме: во-первых, отсутствие ссылок на субъект познания, т.е. в идеале — сведение всех величин к абсолютным и устранение относи­тельных за счет выделения некой абсолютной системы отсчета; во-вторых, однозначное применение понятий и их систем для описания явлений; в-третьих, признание в любом исследовании резкой границы между содержанием познания и исследователем (наблюдателем); в-четвертых, наглядное моделирование. Счита­лось, что все эти признаки свидетельствуют об объективном характере содержания астрономического знания.

· Среди методологических установок классической астрономии (как и классической физики) одной из важнейших была уверен­ность в том, что структура познавательной деятельности в облас­ти астрономии вечна и неизменна. Иначе говоря, ее методологи­ческие установки не будут подвергаться радикальным измене­ниям. «Астрономии, — писал Дж. Гершель, — не угрожают такие перевороты, от которых нередко изменяются черты наук менее совершенных, которые разрушают все наши гипотезы и запутывают все наши выводы» *.

* Гершелъ Дж. Очерки астрономии. М.,1861. Т. 1. С; 4.

 

Такова в общих чертах система методологических установок клас­сической астрономии, которые направляли, ориентировали процесс астрономического познания с XVIII в. до середины XX в. Конечно, они сложились не сразу, а развивались вместе с развитием классичес­кой астрономии. Лишь в XX в. достижения астрономии привели к необходимости радикального качественного изменения системы ее методологических установок.

 

Возникновение и развитие научной химии

 

От алхимии к научной химии

Во второй половине XVII в. алхимическая традиция постепенно ис­черпывает себя. В течение более чем тысячи лет алхимики исходили из уверенности в… Все это происходит на фоне развития технической химии (метал­лургия,… Новому пониманию предмета химического познания способство­вало возрождение античного атомизма. Здесь важную роль…

Победа атомно-молекулярного учения

Следующий важный шаг в развитии научной химии был сделан Дж. Дальтоном, ткачом и школьным учителем из Манчестера. Изучая химический состав газов, он… Дальтон правильно объяснил этот закон атомным строением ве­щества и… И тем не менее в начале XIX в. атомно-молекулярное учение в химии с трудом пробивало себе дорогу. Понадобилось еще…

Биология

 

Образы, идеи, принципы и понятия биологии XVIII в.

Особое место занимает XVIII в. в истории биологии. Именно в XVIII в. в биологическом познании происходит коренной перелом в направлении… В плеяде выдающихся биологов XVIII в. звезды первой величи­ны — Ж. Бюффон и К.… К. Линней своей искусственной классификацией (в единственно возможной тогда форме) подытожил длительный исторический…

От концепций трансформации видов к идее эволюции

Начиная с середины XVIII в. концепции трансформизма получили широкое распространение. Их было множество, и различались они представлениями о том,… * Цит по: Амлииский И.Е. Указ. соч. С. 33.  

Ламаркизм

Ж.Б. Ламарк, ботаник при Королевском ботаническом саде, первый предложил развернутую концепцию эволюции органического мира. Он остро осознавал… Предпосылкой создания этой концепции явился тот колоссальный эмпирический… Эти данные Ламарк обобщает через призму ряда новых для того времени теоретических и методологических представлении.…

Катастрофизм

Иным образом конкретизировалась идея развития в учении катастрофизма (Ж. Кювье, Л. Агассис, А. Седжвик, У. Букланд, А. Мильн-Эдвардс, Р.И. Мурчисон,… В системе эмпирических предпосылок катастрофизма можно ука­зать следующие:… * Вопрос о возрасте Земли — особая проблема. В течение многих веков возраст Земли считался равным нескольким тысячам…

Униформизм. Актуалистический метод

В XVIII — первой половине XIX в. была обстоятельно разработана концепция униформизма (Дж. Геттон, Ч. Лайель, М. В. Ломоносов, К. Гофф и др.). Если… Униформизм складывался под влиянием успехов классической механики, прежде… Ядром униформизма являлся актуалистический метод, который, по замыслу, его основоположников (прежде всего Ч. Лайеля),…

Дарвиновская революция

И ламаркизм, и катастрофизм, и униформизм — гипотезы, которые были необходимыми звеньями в цепи развития предпосылок теории естественного отбора,… Трудности создания теории эволюции были связаны со многими факторами. Прежде… Был неразвит и понятийный аппарат биологии. Это проявлялось, во-первых, в недифференцированности содержания многих…

Методологические установки классической биологии

 

Методологические установки классической биологии развивались медленно, начиная с середины XVIII в. вплоть до начала XX в. В общих чертах содержание методологических установок классической биологии состоит в следующем.

• Признание объективного, не зависящего от сознания и воли человека, существования органических форм - главная мировоззренческая посылка биологического познания. При всем различии мировоззренческих позиций, биологи исходили из того, что органический мир существует независимо от сознания его исследователей; субъективно-идеалистические представления не играли существенной роли в биологическом познании.

Вместе с тем единство в вопросе об объективном существовании органических форм не исключало различий взглядов на роль материальных и идеальных факторов в происхождении и функционировании органических форм. В биологии гораздо дольше, чем в других отраслях естествознания, сосуществовали объективно-идеалистическая и. материалистическая трактовки природы объекта. По мере развития биологии стихийная материалистическая ориентация уче­ных становилась все более весомой; радикальный перелом произо­шел в середине XVIII в., хотя еще вплоть до XX в. появлялись рециди­вы витализма. В XIX в. укреплялось представление о том, что мир органических форм, мир живого образовался естественным обра­зом, порожден материальной природой без прямого либо косвенно­го вмешательства потусторонних сил. Формирование такой установ­ки было важнейшей предпосылкой преобразования биологического дознания в науку.

· Классическая биология исходила из того, что мир живого, орга­нических форм имеет определенные объективные закономерности, порядок, структуру; эти закономерности познаваемы средствами науки. Классическое биологическое познание концентрировалось лишь на одном качественно определенном уровне организации живого (организменном либо клеточном, реже — тканевом), который одновременно считался и первичным. Все надорганизменные уровни (колонии, популяции, вид, биоценоз, биосфера) рассматривались как производные, вторичные, для которых характерны лишь аддитивные, а не интегративные свойства. Это — ориентация на моносистемность.

· Важную методологическую роль играло представление о том, что органический мир есть, с одной стороны, некое многооб­разие форм, явлений, процессов, а с другой стороны, одновре­менно должен представлять собой и некоторое единство. С середины XVIII в. пробивала себе дорогу мысль, что материа­листическое понимание такого единства может лежать только в истории органического мира. Поэтому методологической установкой классической биологии, рубежом, разделявшим донаучный и научный этапы ее развития, выступало представле­ние о том, что органический мир имеет свою историю, его нынешнее состояние есть результат предшествующей исторической естествен­ной эволюции.

Вместе с тем понимание историзма в методологии классической биологии было ограниченным. Это проявлялось, в частности, в том, что историзм, развитие, эволюция рассматривались как полностью обращенные в прошлое, исключительно ретроспективно, не доводи­лись до настоящего, до современности. Такая установка сыграла не­гативную роль в истории дарвинизма, задержав экспериментальное исследование естественного отбора.

Тем не менее важнейшим достижением классической биологии явилось представление о том, что природа живого может быть поня­та и объяснена только через знание его истории. История органичес­кого мира может и должна получить научно-рационалистическое и материалистическое объяснение.

· На основе синтеза представлений о единстве (взаимосвязи) и историзме органического мира формируется принцип систем­ности. Системное воспроизведение объекта предполагает вы­явление единства в предметном многообразии живого. Можно сказать, что научная биология начинается там, где на смену предметоцентризму приходит системоцентризм. Теория Дарвина, по сути, есть результат системного исследования.

· В вопросе о характере познания методологические установки классической биологии формулируют в основном те же пред­ставления, что и методологические установки других естест­венных наук этого периода.

Познание — это обобщение фактов в несколько этапов, уровней (наблюдение, суждение, умозаключение, принципы, теория). Осно­вой познания является наблюдение. Начинаясь с наблюдения, оно продолжается на уровне мыслительных процедур, к ним относятся: описание (как с помощью терминов языка (естественного), так и наглядным образом — с помощью рисунков, схем и др.); систематиза­ция на основе определенных выделенных признаков объектов (высшей формой систематизации является классификация, когда выбор признаков связан с выделением существенных сторон объекта); сравнение, позволяющее выявлять законы объекта путем сопоставления существенных характеристик объекта (высокая эффективность метода сравнения вызвала к жизни такие науки, как сравнительная анатомия, сравнительная морфология, сравнительная физиология, сравнительная систематика и др.).

Содержательным является только первый уровень — уровень наблюдения как формы непосредственного чувственного контакта объекта с объектом. Мыслительные процедуры, акты деятельности разума не вносят в содержание биологического знания новых моментов, лишь перерабатывают то, что получено в процессе наблюдения. Наблюдение как бы «переливает» содержание объекта в сознание субъекта. Таким образом, классическая биология (как и классические физика и астрономия) в своих методологических установках исходили преимущественно из эмпирического обоснования знания (единственной содержательной основой знания признавался чувственный опыт в виде наблюдения). В классической биологии эксперимент еще не рассматривался как важный метод эмпирического познания органических объектов. Классическая биология - это биология по преимуществу наблюдательная. Внедрение метода эксперимента в основные отрасли биологии в том числе и в теопиот эволюции — заслуга XX в.

• Факт нарушения реальной картины объекта в процессе микро­скопического исследования осознавался, но при этом биологи исходили из того, что внесенными в ходе подготовки к наблюдению и самого наблюдения изменениями картины, объекта можно либо прене­бречь, либо внести на них поправку и тем самым свести их к нулю. Методологические установки классической биологии допуска­ли следующие отношения между знанием и объектом позна­ния: однозначное соответствие каждого элемента теории оп­ределенному элементу объекта (органического мира); нагляд­ность биологических образов и представлений, понятий; от­сутствие ссылки на условия познания в результате исследования.

• Одним из важнейших методологических затруднений явля­лось непонимание диалектического пути развития теории, ее взаи­мосвязи с опытом, того обстоятельства, что на ранних этапах своего развития теория может не объяснить все факты ее пред­метной области. Потому господствовало представление, что один-единственный факт, противоречащий теории, может ее полностью опровергнуть. На основании такого методологи­ческого «стандарта» строились почти все попытки «закрыть» теорию эволюции Дарвина и попытаться заменить ее другой концепцией.

• Методологические установки классической биологии в своей основе были метафизическими и поэтому неспособными выра­зить тождество противоположных сторон целостного систем­ного объекта. Это отражалось в том, что всеобщие характерис­тики системной организации воспроизводились в двух проти­воположных методологических регулятивах.

Во-первых, по вопросу о природе целостности и способах ее отра­жения в познании существовали две противоположные методологи­ческие установки — редукционизм и целостный подход, которые в миро­воззренческом плане воплощались в двух противостоящих друг другу позициях — механицизма и витализма. Редукционизм исходил из того, что органическая целостность может быть сведена к простой аддитивной сумме свойств составляющих ее (механических, физи­ческих и химических) частей, а целостный подход (в разных своих вариантах — холизм, органицизм и др.), подчеркивая качественное своеобразие целого по сравнению с его частями, считал таким осно­ванием целостности некую супранатуральную субстанцию.

Во-вторых, в качестве противоположных методологических уста­новок выступали механистический детерминизм и телеология. Первый игнорировал функциональное единство органических систем, а вто­рой усматривал в целесообразности таких систем проявление идеа­листической основы. Материалистическое преодоление телеологизма в биологии началось с учения Ч. Дарвина, который нанес смер­тельный удар телеологии в естествознании и объяснил ее рациональный смысл.

В-третьих, для методологических позиций классической биоло­гии характерно противопоставление структурно-инвариантного и генетическо-исторического подходов, ориентация на неизменность факторов эволюции, господство организмоцентрического мышления (исходной «кле­точкой» рассмотрения органической эволюции выступал отдельный организм; организмоцентризм — конкретная биологическая форма предмстоцентризма).

· И наконец, классическая биология исходила из того, что струк­тура познавательной деятельности в биологии неизменна, методоло­гические принципы биологического познания исторически не развива­ются.

8. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ ВТОРОЙ ПОЛОВИНЫ XIX в.: НА ПУТИ К НОВОЙ НАУЧНОЙ РЕВОЛЮЦИИ

 

Вторая половина XIX в. в развитии естествознания занимает особое место. Этот период знаменует одновременно и завершение старого, классического естествознания, и зарождение нового, неклассического. С одной стороны, великое научное дости­жение, заложенное гением Ньютона, — классическая механика — получает в это время возможность в полной мере развернуть свои потенциальные возможности, а с другой стороны, в недрах классического естествознания уже зреют предпосылки новой научной революции; механистической (метафизической) методологии недостаточно для объяснения сложных объектов, которые попали в поле зрения науки. Лидером естествознания по-прежнему являлась физика.

 

Физика

 

Основные черты

Вторая половина XIX в. характеризуется высокими темпами развития всех сложившихся ранее и возникновением новых разделов физики. Особенно быстро… Характерная особенность развития физики этого периода — усиливающиеся… Развитие физики во второй половине XIX в. связано с матери­альным производством, промышленностью, индустрией еще более…

Развитие представлений о пространстве и времени

Во второй половине XIX в. физики все чаще анализируют фундамен­тальные основания классической механики. Прежде всего это касает­ся понятий… Вместе с тем рядом физиков высказывалось и противоположное мнение, что само… Инерциальные системы - это системы, которые движутся прямолиней­но и равномерно относительно друг друга. Переход от…

Теория электромагнитного поля

К середине XIX в. в тех отраслях физики, где изучались электричес­кие и магнитные явления, был накоплен богатый эмпирический ма­териал,… Дж. К. Максвелл, в 1854 г. окончив Кембриджский университет, начал свои… Максвелл тонко почувствовал и понял характер основного проти­воречия, которое сложилось в середине XIX в. в физики…

Великие открытия

Конец XIX в. в истории физики отмечен рядом принципиальных открытий, которые привели к научной революции на рубеже XIX—XX вв.: открытие… В 1895 г. В. Рентген обнаружил лучи, получившие впоследствии название… Важнейшим достижением физики конца XIX в. было открытие радиоактивности. В 1896 г. Анри Беккерель, исследуя загадочное…

Кризис в физике на рубеже веков

С XVII в. в физике и механистической философии массу понимали , как количество материи в теле и рассматривали как основной при­знак материальности.… В таких условиях в физике складывается атмосфера разочарова­ния в возможностях… * См.: Пуанкаре А. О науке. М., 1990.

Астрономия

 

Триумф ньютоновской астрономии и... первая брешь в ней

 

Открытие в 1846 г. восьмой большой планеты Солнечной системы можно назвать триумфом ньютоновской теории и картины мира. Открытие было осуществлено буквально «на кончике пера». И нали­чие этой планеты, и ее положение на небе в определенное время было математически вычислено по возмущениям, которые она вызы­вала в движении планеты Уран. Загадочные отклонения заметили еще в конце XVIII в. Их пытались объяснить по-разному: катастрофи­ческим столкновением Урана с кометой; попытками изменить сам закон тяготения; и наконец, высказывалась гипотеза о влиянии более далекой планеты.

Эту труднейшую задачу решили независимо и почти одновре­менно два математика-астронома Дж. Адаме и У. Леверье. Летом 1846 г. Леверье сообщил свои расчеты берлинскому астроному Г. Галле, который и обнаружил 23 сентября 1846 г. всего в 52" от расчетного места новую планету. Название этой планеты традици­онно было взято из древнегреческой мифологии — Нептун. Орбита Нептуна, удаленная от Солнца в среднем на 4,5 млрд км, значительно расширяла и границы Солнечной системы, и пределы познания ее человеком.

Блестящее, исключительно точное предсказание было величай­шим достижением классической механики и, казалось, навеки ук­репило ньютоновскую астрономическую картину мира, тем более что оно дополнялось точными расчетами орбит других объектов Солнечной системы — комет, метеорных потоков, а также уточне­нием теории «векового» ускорения Луны и т.п. Вместе с тем по­вышение точности расчетов в теории движения Солнца и планет привело к открытию нового эффекта, которое имело далеко идущие последствия.

Исследуя в течение многих лет движение Меркурия У. Леверье в 1859 г. установил, что скорость, с которой перигелий (точка орбиты планеты; ближайшая к Солнцу) его орбиты обращается вокруг Солнца, несколько больше теоретически предсказываемой, а именно на 38" (по современным данным, на 43") в столетие. Такая высокая ско­рость перигелия Меркурия не могла быть объяснена классической теорией. Для ее объяснения выдвигались разные гипотезы: наличие между Солнцем и Меркурием гипотетической планеты Вулкан, зоди­акального света, который излучают разреженные массы вблизи Со­лнца, и др. Все они не подтвердились.

И только в XX в. объяснение было найдено, но на основе не ньютоновской механики, а общей теории относительности (см. 9.2.2). Поэтому можно сказать, что открытие аномалий в движе­нии перигелия Меркурия было первой брешью в ньютоновской аст­рономической картине мира, первым в астрономии предвестником грядущей революции в естествознании.

 

8.2.2. Формирование астрофизики: проблема внутреннего строения звезд

 

Важнейшее событие в астрономии второй половины XIX в. — возник­новение астрофизики. К открытиям XIX в., которые повлекли за собой возникновение и бурное развитие астрофизики, следует в пер­вую очередь отнести: открытие фотографии и спектрального анализа, эффекта Допплера, создание статистической термодинамики. Астрофизика формировалась в русле решения ключевой астрономи­ческой проблемы — проблемы строения звезд и источников их энергии.

Открытие закона сохранения энергии поставило вопрос о фи­зическом источнике энергии Солнца и звезд. Первым попытался его решить Р. Майер, предложивший гипотезу о разогреве Солнца за счет падения на него метеоритов (1848). Качественно новые воз­можности научного исследования сложились после открытия Г. Кирхгофом и Р. Бунзеном (1859) спектрального анализа. Появилась возможность определять химический состав звезд, т.е. то, что многие мыслители считали вообще непознаваемым (например, Э. Конт, 1852). В 1861 г. Кирхгоф определил химический состав солнечной (и, следовательно, звездных) атомосферы. Так была со­здана почва для формирования научной астрофизики и создания теории строения звезд.

Во второй половине XIX в. окончательно утвердилось представ­ление о звездах как о колоссальных газовых шарах, плотных и горячих в центральных частях и разреженных на периферии. Для объяснения энергии звезд Кельвин и Гельмгольц выдвинули идею иx гравитационного сжатия. Во время гравитационного сжатия должна выделяться значительная энергия. Однако вскоре выяснилось, что если придерживаться такой гипотезы, то нужно признать, что Солнце... моложе Земли! Длительность «жизни» звезд по этой гипотезе исчислялась всего лишь десятками миллионов лет, в то время как геологи убедительно определяли возраст Земли в несколь­ко миллиардов лет.

Едва возникнув, астрофизика зашла в тупик. Стало ясно, что нужны принципиально новые физические представления для реше­ния ключевой астрономической проблемы — источника энергии звезд. Такие представления появились уже с созданием новых фунда­ментальных физических теорий — релятивистской и квантовой физики.

 

Биология

 

Утверждение теории эволюции Ч. Дарвина

Нужно определенное время, чтобы новая теория окончательно утвердилась в науке. Процесс утверждения теории есть процесс превра­щения предпосылок… Эволюционная теория Ч. Дарвина — сложнейший синтез самых различных… Все это привело к тому, что картина развития биологии во вто­рой половине XIX в. была очень пестрой, мозаичной,…

Становление учения о наследственности (генетики)

Истоки знаний о наследственности весьма древние. Наследствен­ность как одна из существенных характеристик живого известна очень давно, представления… Во второй половине XVIII в. учение о наследственности обогаща­ется новыми… Во второй половине XVIII — начале XIX в. наследственность рас­сматривалась как свойство, зависящее от количественного…

Часть вторая

ПРИРОДА В СОВРЕМЕННОЙ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЙ КАРТИНЕ МИРА

 

Современная физическая картина мира

 

9. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В ФИЗИКЕ НАЧАЛА XX в.: ВОЗНИКНОВЕНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ И КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ

Создание специальной теории относительности

 

Фундаментальные противоречия в основаниях классической механики

 

В начале XX в. на смену классической механике пришла новая фунда­ментальная теория — специальная теория относительности (СТО). Созданная усилиями ряда ученых, прежде всего А. Эйнштейном, она позволила непротиворечиво объяснить многие физические явления, которые не укладывались в рамки классических представлений. В первую очередь это касалось закономерностей электромагнитных явлений в движущихся телах.

Создание теории электромагнитного поля и экспериментальное доказательство его реальности поставили перед физиками задачу выяснить, распространяется ли принцип относительности движения (сформулированный еще Галилеем), справедливый для механических явлений, на явления, присущие электромагнитному полю. Во всех инерциальных системах (т.е. движущихся прямолинейно и равномерно друг по отношению к другу) применимы одни и те же законы механики. Но справедлив ли принцип, установленный для механи­ческих движений материальных объектов, для немеханических явле­ний, особенно тех, которые представлены полевой формой материи, в частности электромагнитных явлений?

Ответ на этот вопрос требовал изучения закономерностей взаи­мосвязи движущихся тел с эфиром, но не как с механической средой, а как со средой — носителем электромагнитных колебаний. Отдален­ные истоки такого рода исследований складывались еще в XVIII в. в оптике движущихся тел. Впервые вопрос о влиянии движения источ­ников света и приемников, регистрирующих световые сигналы, на оптические явления возник в связи с открытием аберрации света английским астрономом Брадлеем в 1728 г. (см. 7.1). Данный вопрос применительно к волновой теории света был значительно более сложным, чем для теории, основанной на представлении о корпуску­лярной природе света. Его решение требовало введения ряда гипоте­тических допущений относительно явлений, которые очень сложно выявить в опыте: как взаимодействуют весомые тела и эфир (полага­ли, что эфир проникает в тела); отличается ли эфир внутри тел от эфира, находящегося вне их, а если отличается, то чем; как ведет себя эфир внутри тел при их движении, и т.д. В физике сложилось три различных интерпретации характера взаимодействия вещества и эфира.

Возрождавший волновую теорию света в начале XIX в. Т. Юнг, касаясь вопросов оптики движущихся тел, отметил, что явление абер­рации света может быть объяснено волновой теорией света, если предположить, что эфир повсюду, в том числе и внутри движущихся тел, остается неподвижным. В этом случае явление аберрации объяс­няется, как и в корпускулярной теории света.

В 1846 г. английский физик Дж. Г. Стокс разработал новую тео­рию аберрации, основанную на аналогиях с гидродинамикой. Он исходил из предположения, что Земля при своем движении пол­ностью увлекает окружающий ее эфир и скорость эфира на поверх­ности Земли в точности равна ее скорости. Но последующие слои эфира движутся все медленнее и медленнее, и это обстоятельство и вызывает искривление волнового фронта, что и воспринимается как аберрация. Из этой теории следует, что в любых оптических опытах, проведенных на Земле, не может быть обнаружена скорость ее движения.

Существовала и третья точка зрения, принадлежавшая Френелю. Он предположил, что эфир частично увлекается движущимися тела­ми. Френель показал также, что коэффициент увлечения имеет поря­док (v/c)², а значит, опытная проверка этой идеи требует очень точ­ного эксперимента.

Сравнивая свою теорию с теорией Френеля, Стокс указывал, что эти теории хотя и основываются на противоположных гипотезах, но практически приводят к одинаковым результатам. Опыты, имевшие целью обнаружить скорость движения Земли относительно эфира, не дали положительных результатов. Они объяснялись и теорией Стокса, и теорией Френеля, поскольку их точность была недостаточ­ной для обнаружения эффекта порядка (v/с)².

Принципиальная сторона вопроса сводилась в сущности к двум возможным гипотетическим допущениям. Первое допущение состояло в том, что эфир полностью увлекается движущейся системой.

 

 

Допустим система X'Y'O' (рис. 2) с источником света (скорость света с) движется со скоростью V по отношению к неподвижной системе XYO (в условиях, когда эфир полностью увлекается движущейся системой). Тогда в соответствии с принципом относитель­ности:

для наблюдателя в системе X'Y'O' скорость света будет одинакова и равна с;

для наблюдателя в системе XYO скорость света будет различной и равна V = с± V.

Вместе с тем ряд опытов, которые были поставлены еще в XIX в., показал, что скорость света всегда одинакова во всех системах координат независимо от того, движется ли излучающий его источник или нет, и независимо от того, как он движется. Таким образом, гипотеза о том, что эфир полностью увлекается движущейся системой позволяла придерживаться принципа относительности, но тем не менее проти­воречила опыту.

Второе допущение прямо противоположно первому: движущаяся система проходит через эфир, не захватывая его. Это предположение, по сути, отождествляет эфир с абсолютной системой отсчета и приводит к отказу от принципа относительности Галилея — ведь в системе коор­динат, связанной с эфирным морем, законы природы отличаются от законов во всех других системах.

Пусть система XYO (см. рис. 2) жестко связана с эфиром, а система X'Y'O' движется по отношению к ней, а значит, и по отношению к неподвижному эфиру, со скоростью V. В таком случае:

для наблюдателя в системе XYO скорость света всегда постоянна и равна с.

для наблюдателя в системе X'Y'O' скорость света должна зави­сеть от скорости движения самой системы и быть равной V = с± V, где V — скорость света для наблюдателя в системе X'Y'O'.

Таким образом, только в одной системе координат, связанной с неподвижным эфирным морем, скорость света была бы одинакова во всех направлениях. В любой другой системе, движущейся относи­тельно эфирного моря, она зависела бы от направления, в котором производилось измерение. Следовательно, для того чтобы прове­рить вторую гипотезу, необходимо измерить скорость света в двух противоположных направлениях. С этой целью можно воспользо­ваться движением Земли вокруг Солнца: тогда скорость света в на­правлении движения Земли будет отличаться от скорости света в противоположном направлении.

Очевидно, что если Земля не увлекает при своем движении окру­жающий эфир, то в одном случае эта скорость равна:

а в другом случае:

где v — скорость Земли. Таким образом, разница в скорости света в первом и втором случаях имеет первый порядок малости относительно v/c. Однако для проведения такого опыта нужно уметь измерять время, необходимое для прохождения светом известного расстояния в направлении движения Земли. Но не ясно, как эта задача может быть экспериментально разрешима.

Реальный эксперимент по определению скорости света на Земле возможен тогда, когда скорость света определяется по времени, котopoe требуется для прохождения светом расстояния в прямом и обратном направлениях. В частности, существует эксперименталь­ная возможность сравнения времени прохождения светом опреде­ленного расстояния S туда и обратно — первый раз вдоль движения Земли, а второй раз, в направлении, перпендикулярном этому движению. Но при этом разница во времени в первом и втором случаях является величиной второго порядка относительно v/c, т.е. ~ v²/с². Но v²/с² чрезвычайно мало ≈ 10^-8, и потому эксперимент должен быть исключительно точным. Такой эксперимент в 1887 г. был проведен А. Майкельсоном. Результаты этого эксперимента достоверно свиде­тельствовали, что на скорость света не влияет движение Земли, а следо­вательно, о несостоятельности второго допущения.

Для того чтобы «спасти» его, Дж. Фитцджеральд и независимо от него Г.А. Лоренц высказали в 1892 г. оригинальную гипотезу, соглас­но которой отрицательный результат опыта Майкельсона может быть объяснен тем, что размеры каждого движущегося в эфире тела при движении в эфире уменьшаются в направлении движения отно­сительно эфира в 1/(1 – v²/c²)¹/₂ раз. Эта гипотеза чисто формально объясняла отрицательный результат опыта Майкельсона, не давая никаких разумных теоретических объяснений причин изменения размеров тел. Более того, из этой гипотезы следовало, что вообще отсутствуют какие-либо средства, позволяющие решить вопрос о том, движется ли тело относительно эфира или покоится.

Впоследствии было показано, что для последовательного прове­дения «гипотезы сокращения» необходимо также допустить, что в системе, движущейся равномерно в неподвижном эфирном море, необходима и новая мера времени, а допущение о неувлекаемом эфире будет соответствовать опыту и принципу относительности, если вместо преобразований Галилея ввести новую формальную сис­тему преобразований, которая получила название «преобразования Лоренца»:

Заметим, что при скоростях системы, существенно меньших ско­рости света (т.е. v « с), отношение v²/с² → 0 и тогда преобразования Лоренца превращаются в классические преобразования Галилея.

Таким образом, к рубежу XIX—XX вв. развитие физики привело к осознанию противоречий и несовместимости трех принципиальных положении классической механики:

1) скорость света в пустом пространстве всегда постоянна, независимо от движения источника или приемника света;

2) в двух системах координат, движущихся прямолинейно и рав­номерно друг относительно друга, все законы природы строго одина­ковы, и нет никакого средства обнаружить абсолютное прямолинейное и равномерное движение (принцип относительности);

3) координаты и скорости преобразовываются из одной инерциальной системы в другую согласно классическим преобразованиям Галилея.

Было ясно, что эти три положения не могут быть объединены, поскольку они несовместимы. Долгое время усилия физиков были направлены на то, чтобы попытаться каким-либо образом изменить первые два положения, оставив неизменным третье как само собой разумеющееся. С другой стороны, каждый раз результаты опытов доказывали истинность первых двух положений. В конце концов появилась даже идея замены преобразований Галилея, но она высту­пила лишь в виде гипотезы ad hoc.

Внутренней логикой своего развития физика подводилась к необ­ходимости найти нестандартный путь в разрешении этого фундамен­тального противоречия в ее основаниях.

 

Создание А. Эйнштейном специальной теории относительности

В сентябре 1905 г. в немецком журнале «Annalen der Physik» появи­лась работа А. Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел». Эйнштейн сформулировал… Эйнштейн нашел еще один путь преодоления противоречий в принципиальных основах… До выхода в свет статьи «К электродинамике движущихся тел», в которой впервые были изложены основы теории…

Создание и развитие общей теории относительности

 

Принципы и понятия эйнштейновской теории гравитации

Классическая механика и СТО формулируют закономерности физи­ческих явлений только для некоторого достаточно узкого класса инерциальных систем… * Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М.,1965. С. 176.  

Экспериментальная проверка общей теории относительности

Первый успех ОТО, которая стала фундаментом для выявления новых и объяснения известных общих свойств и закономерностей Вселенной, заключался в… В соответствии с ОТО в результате действия поля тяготения дви­жение… Так, в ОТО был получен новый фундаментальный результат: ско­рость света уже не является постоянной величиной, она…

Современное состояние теории гравитациии ее роль в физике

В физике XX в. ОТО сыграла особую и своеобразную роль. Во-первых, она представляет собой новую теорию тяготения, хотя, возможно, и не… Поэтому вполне закономерно, что и в XX в. физики продолжали попытки создания альтернативных теорий тяготения. Их…

Возникновение и развитие квантовой физики

 

Гипотеза квантов

Истоки квантовой физики можно найти в исследованиях процессов излучения тел. Еще в 1809 г. П. Прево сделал вывод, что каждое тело излучает… Г. Кирхгоф в 1860 г. сформулировал новый закон, который гласит, что для…

Теория атома И. Бора. Принцип соответствия

В свете тех выдающихся открытий конца XIX в., которые революци­онизировали физику, одной из ключевых стала проблема строения атомов. Еще в 1889 г. в… * Менделеев Д.И. Полн. собр. соч. М., 1937. Т. 2. С. 347.  

Создание нерелятивистской квантовой механики

Такие новые представления и принципы были созданы плеядой вы­дающихся физиков XX в. в 1925—1927 гг.: В. Гейзенберг установил основы так называемой… К созданию матричной механики В. Гейзенберг пришел в ре­зультате исследований… В 1926 г. Гейзенберг впервые высказал основные положения кван­товой механики в матричной форме. Теория атомных…

Проблема интерпретации квантовой механики. Принцип дополнительности

Созданный группой физиков в 1925—1927 гг. формальный математи­ческий аппарат квантовой механики убедительно продемонстриро­вал свои широкие… Возникла дискуссия о том, каким путем это нужно делать. А. Эйнштейн и ряд… Другие физики (Н. Бор, В. Гейзенберг, М. Борн и др.) считали, что новая теория является фундаментальной и дает полное…

Методологические установки неклассической физики

 

Создание релятивистской, а затем и квантовой физики привело к необходимости пересмотра методологических установок классичес­кой физики. Представим в систематическом виде методологические остановки неклассической физики:

· Признание объективного существования физического мира, т.е. его существования до и независимо от человека и его сознания.

· В отличие от классической физики, которая рассматривала мир физических элементов как качественно однородное обра­зование, современная физика приходит к выводу о наличии трех качественно различающихся структурных уровней мира физи­ческих элементов: микро-, макро- и мегауровней.

· Явления микромира, микропроцессы обладают чертами це­лостности, необратимости и неделимости, которые приводят к качественному изменению представлений о характере взаи­мосвязи объекта и экспериментальных средств исследования.

· Причинность как один из элементов всеобщей связи и взаимо­обусловленности вещей, явлений, событий материального мира присуща и микропроцессам. Но характер причинной связи в микромире отличен от механистического детерминиз­ма. В области микроявлений причинность реализуется через многообразие случайностей, поэтому микропроцессам свойствен­ны не динамические, а статистические закономерности.

· Микроявления принципиально познаваемы. Получение пол­ного и непротиворечивого описания поведения микрочастиц требует выработки нового способа познания и новых методо­логических установок познания.

· Основа познания — эксперимент, непосредственное матери­альное взаимодействие между средствами исследования субъ­екта и объектом. Так же, как и в классической физике, исследо­ватель свободен в выборе условий эксперимента.

· Кардинальные изменения в методологии неклассической физики по сравнению с классической связаны с зависимостью описания поведе­ния физических объектов от условий познания. В релятивистской физике — это учет состояния движения систем отсчета при признании постоянства скорости света в вакууме. В квантовой физике — фундаментальная роль взаимодействия между микрообъектом и измерительным устройством, прибором. Неклас­сическая физика характеризуется, по сути, изменением познаватель­ного отношения субъекта и объекта. В квантовой физике оно фиксируется принципом дополнительности.

· Если в классической физике все свойства объекта могут опре­деляться одновременно, то уже в квантовой физике существу­ют принципиальные ограничения, выражаемые принципом неопределенности.

· Неклассические способы описания позволяют получать объек­тивное описание природы. Но объективность знания не должна отождествляться с наглядностью. Создание механической наглядной модели вовсе не синоним адекватного физического объяснения исследуемого явления.

· Физическая теория должна содержать в себе не только средст­ва для описания поведения познаваемых объектов, но и сред­ства для описания условий познания, включая процедуры исследования.

· В неклассической физике, как и в классической, игнорируется атомная структура экспериментальных устройств.

· Структура процесса познания не является неизменной. Качествен­ному многообразию природы должно соответствовать и многообразие способов ее познания. На основе неклассичес­ких способов познания (релятивистского и квантового) со вре­менем должны сформироваться другие новые способы позна­ния.

Кардинальные изменения в системе методологических установок релятивистской физики (по сравнению с классической) связаны с выявлением зависимости описания поведения физических объектов от условий познания (учет состояния движения систем отсчета при признании постоянства скорости света в вакууме). Произошло изме­нение гносеологической позиции субъекта и объекта — появилась необходимость указания на ту систему отсчета, с позиций которой описывается исследуемая физическая область.

Создание квантовой механики привело к еще более значительно­му пересмотру методологических принципов классической физики: введение нового класса принципиально статистических закономерностей; невозможность провести резкую границу между объектом и прибором и введение принципа дополнительности; невозможность одновременного определения всех свойств микрообъекта (принцип неопределенности); ненаглядность теоретических моделей; неодно­значность употребления понятий; необходимость указывать на усло­вия познания и др.

Во второй половине XX в. основное внимание физиков обращено на создание теорий, раскрывающих с позиций квантово-релятивистских представлений сущность и основания единства четырех фунда­ментальных взаимодействий — электромагнитного, «сильного», «слабого» и гравитационного. Эта задача одновременно является и задачей создания единой теории элементарных частиц теории структуры материи). В последние десятилетия созданы и получили эмпирическое обоснование квантовая электродинамика, теория электрослабого взаимодействия, квантовая хромодинамика (теория сильного взаимодействия), есть перспективы на создание единой теории электромагнитного, «слабого» и «сильного» взаимодействий. Физики ожидают, что в отдаленной перспективе к ним должно быть присоединено и гравитационное взаимодействие. Таким образом, естествознание в настоящее время находится на пути к реализации великой цели — созданию единой теории структуры материи.

 

МИР ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

Во второй половине XX в. физики, занятые изучением фундаментальной структуры материи, получили поистине удивительные результаты. Было открыто… Новые частицы обычно открывают в реакциях рассеяния уже известных частиц. Для… Мир субатомных частиц поистине многообразен. Среди них и «кирпичики», из которых построено вещество: составляющие…

Фундаментальные физические взаимодействия

 

Гравитация

В свой повседневной жизни человек сталкивается с множеством сил, действующих на тела: сила ветра или потока воды; давление воздуха; мощный выброс… Гравитация первым из четырех фундаментальных взаимодействий стала предметом… Гравитация обладает рядом особенностей, отличающих ее от дру­гих фундаментальных взаимодействий. Наиболее удивительной…

Электромагнетизм

По величине электрические силы намного превосходят гравитаци­онные, поэтому в отличие от слабого гравитационного взаимодейст­вия электрические силы,… В течение долгого времени электрические и магнитные процессы изучались… Существование электрона (единицы электрического заряда) было твердо установлено в 90-е гг. XIX в. Но не все…

Слабое взаимодействие

К выявлению существования слабого взаимодействия физика про­двигалась медленно. Слабое взаимодействие ответственно за распа­ды частиц; и поэтому с… У бета-распада обнаружилась в высшей степени странная особен­ность.… Но предсказание нейтрино — это только начало проблемы, ее постановка. Нужно было объяснить природу нейтрино, но здесь…

Сильное взаимодействие

Последнее в ряду фундаментальных взаимодействий — сильное взаи­модействие, которое является источником огромной энергии. Наи­более характерный… К представлению о существовании сильного взаимодействия фи­зика шла в ходе… Теоретическое объяснение природы сильного взаимодействия развивалось трудно. Прорыв наметился только в начале 60-х…

Проблема единства физики

Познание есть обобщение действительности, и поэтому цель науки — поиск единства в природе, связывание разрозненных фрагментов знания в единую… Установление глубинных связей между различными областями природы — это… Но к середине XX в. положение в физике радикально изменилось: были открыты два новых фундаментальных взаимодействия —…

Классификация элементарных частиц

 

Характеристики субатомных частиц

Исторически первыми экспериментально обнаруженными элемен­тарными частицами были электрон, протон, а затем нейтрон. Каза­лось, что этих частиц и… Характеристиками субатомных частиц являются масса, электри­ческий заряд, спин,… Когда говорят о массе частицы, имеют в виду ее массу покоя, по­скольку она не зависит от состояния движения. Частица,…

Лептоны

Хотя лептоны могут иметь электрический заряд, а могут и не иметь, спин у всех у них равен 1/2. Среди лептонов наиболее известен электрон. Электрон —… Другой хорошо известный лептон — нейтрино. Нейтрино являются наиболее… Достаточно широко распространены в природе мюоны, на долю которых приходится значительная часть космического…

L0.2.3. Адроны

Если лептонов двенадцать, то адронов сотни; и подавляющее боль­шинство из них резонансы, т.е. крайне нестабильные частицы. Тот факт, что адронов…   * Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что нейтрино все-таки обладают небольшой массой (одна…

Частицы - переносчики взаимодействий

Перечень известных частиц не исчерпывается лептонами и адронами, образующими строительный материал вещества. В этот перечень не включен, например,… Переносчиком электромагнитного взаимодействия выступает фотон. Теория… Переносчики сильного взаимодействия — глюоны. Глюоны — пере­носчики взаимодействия между кварками, связывающие их…

Теории элементарных частиц

 

Квантовая электродинамика

Квантовая механика позволяет описывать движение элементарных частиц, но не их порождение или уничтожение, т.е. применяется лишь для описания систем… В середине XX в. была создана теория электромагнитного взаимо­действия —… В центре теории анализ актов испускания или поглощения одного фотона одной заряженной частицей, а также аннигиляции…

Теория кварков

Теория кварков — это теория строения адронов *. Основная идея этой теории очень проста: все адроны построены из более мелких час­тиц — кварков.… * Термин «кварк» выбран совершенно произвольно. В романе Дж. Джойса «Поминки…  

Теория электрослабого взаимодействия

В 70-е гг. XX в. в естествознании произошло выдающееся событие: два фундаментальных взаимодействия из четырех физики объедини­ли в одно. Картина… Главная идея в построении этой теории состояла в описании слабого… Прежде всего о том, что понимается под симметрией. Принято считать, что предмет симметричен, если он остается…

Квантовая хромодинамика

Следующий шаг на пути познания фундаментальных взаимодейст­вий — создание теории сильного взаимодействия. Для этого необхо­димо придать черты… Замысел здесь состоит в следующем. Каждый кварк обладает ана­логом… * Как и в случае с термином «кварк», термин «цвет» здесь выбран произвольно и никакого отношения к обычному цвету не…

На пути к Великому объединению

С созданием квантовой хромодинамики появилась надежда на по­строение единой теории всех (или хотя бы трех из четырех) фунда­ментальных… Опыт успешного объединения слабого и электромагнитного вза­имодействий на… В 70—90-е гг. было разработано несколько конкурирующих между собой теорий Великого объединения. Все они основаны на…

Современная астрономическая картина мира

 

ОСОБЕННОСТИ АСТРОНОМИИ XX в.

В XX в. в астрономии произошли поистине радикальные изменения. Прежде всего значительно расширился и обогатился теоретический фундамент…  

Изменения способа познания в астрономии ХХ в.

Общая теория относительности дала возможность модельного теоре­тического описания явлений космологического масштаба и по сути впервые поставила… Наряду с этим существенно совершенствовались и эмпирические методы… Среди этих открытий особенное значение имеют нестационар­ные процессы во Вселенной:

Новая астрономическая революция

Попытки объяснить эти и другие новейшие открытия столкнулись с рядом принципиальных трудностей, преодоление которых связано с необходимостью… На этом фоне интенсивно происходят дифференциация и интег­рация знаний о… По сути, во второй половине XX в. астрономия вступила в период научной революции, которая изменила способ…

Солнечная система

 

Планеты и их спутники

Земля — спутник Солнца в мировом пространстве, вечно кружащийся вокруг этого источника тепла и света, делающего возможной жизнь на Земле. Самыми… Кроме планет, в солнечную «семью» входят спутники планет (в том числе и наш… С 1962 г. планеты и их спутники успешно исследуются космичес­кими аппаратами. Изучены атмосферы и поверхность Венеры и…

Строение планет

Строение планет слоистое. Выделяют несколько сферических оболо­чек, различающихся по химическому составу, фазовому состоянию, плотности и другим… Все планеты земной группы имеют твердые оболочки, в которых (сосредоточена… Характеристики твердых оболочек планет относительно хорошо известны лишь для Земли. Модели внутреннего строения других…

Происхождение планет

Предполагается, что планеты возникли одновременно (или почти одновременно) 4,6 млрд лет назад из газово-пылевой туманности, имевшей форму диска, в… Протопланетное облако было неустойчивым, оно становилось все более плоским,… В настоящее время господствует идея холодного, а не горячего, начального состояния Земли и других планет Солнечной…

Химический состав вещества во Вселенной

Для понимания структуры и эволюции Вселенной очень важен во­прос о химическом составе вещества во Вселенной. Как известно, всякое вещество состоит из атомов. В естественном виде на Земле… Простейший элемент — водород. Его атом состоит всего из двух частиц — электрона и протона. Следующий простейший…

Звезды

 

Звезда - газовый шар

Звезды — далекие солнца. Звезды — это огромные раскаленные со­лнца, но столь удаленные от нас по сравнению с планетами Солнечной системы, что, хотя… При взгляде на ясное ночное небо вспоминаются строки М.В. Ломоносова: Открылась бездна, звезд полна,

Общее представление о галактиках и их изучении

Вскоре после изобретения телескопа внимание наблюдателей при­влекли многочисленные светлые пятна туманного вида, так и назван­ные туманностями,… Некоторые галактики можно разглядеть в хороший бинокль. Га­лактику Андромеды,… Следует помнить, что, наблюдая Вселенную, мы видим галактики не такими, какие они есть теперь, а такими, какими они…

Наша Галактика - звездный дом человечества

Особый интерес вызывает вопрос о том, что представляет собой наш звездный дом — наша Галактика. Те отдельные звезды, которые мы можем различить на… Наша Галактика — гигантская звездная система, состоящая при­близительно из 200… Звездный состав Галактики очень разнообразный. Звезды разли­чаются по физическим, химическим характеристикам,…

Межзвездная среда

Хотя в мощные телескопы нам удается увидеть только галактики, в темных пространствах, разделяющих их, несомненно присутствует вещество. Вопрос в… Межзвездное пространство заполнено газом и пылью. Основной компонент… Межзвездная среда тесно связана со звездами. Из межзвездного газа образуются звезды, которые на поздних стадиях…

Понятие Метагалактики

Совокупность галактик всех типов, квазаров, межгалактической среды образует Метагалактику — доступную наблюдениям часть Все­ленной. Одно из важнейших свойств Метагалактики — ее постоянное рас­ширение, «разлет»… Из явления расширения Метагалактики вытекает важное следст­вие: в прошлом расстояния между галактиками были меньше. А…

Вселенная в целом

 

Особенности современной космологии

Вселенная как целое является предметом особой астрономической науки — космологии, имеющей древнюю историю. Истоки ее уходят в античность. Космология… В наши дни космологические проблемы — не дело веры, а предмет научного… Современная космология - это сложная, комплексная и быстро разви­вающаяся система естественно-научных (астрономия,…

Эволюция Вселенной

 

Модель горячей Вселенной

В основе современных представлений об эволюции Вселенной лежит модель горячей Вселенной, или «Большого Взрыва», основы которой были заложены в… Ключ к пониманию ранних этапов эволюции Вселенной — в ги­гантском количестве… Модель горячей Вселенной получила экспериментальное под­тверждение после открытия в 1965 г. реликтового излучения —…

Первые секунды Вселенной

Ранняя Вселенная представляла собой гигантскую лабораторию природы, в которой энергия, высвободившаяся в результате Большого взрыва, пробудила… Следующий этап рождения Вселенной связан с так называемой эрой Великого… Как показал А.Д. Сахаров (1967), при падении Т < 1027 К Х- и У- бозоны уже не могут эффективно рождаться,…

От первых минут Вселенной до образования звезд и галактик

Методом математического моделирования астрофизикам удалось воспроизвести детали ядерных процессов, происходивших в первые минуты существования… * См.: Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение…  

Образование тяжелых химических элементов

Таким образом, согласно современным космологическим представ­лениям, атомы существовали не всегда: они являются реликтами фи­зических процессов,… Как мы уже отмечали, ядро звезды представляет собой термоядер­ный реактор, в… На заключительном этапе эволюции такой звезды ядерные реак­ции уже не могут поддерживать необходимые значения…

Сценарии будущего Вселенной

Любопытно знать не только далекое прошлое Вселенной, но и ее далекое будущее. Тем более что это будущее не менее поразительно, чем ее прошлое.… «Закрытые» модели предполагают, что в будущем расширение Вселенной сменится ее… Совершенно иначе предстает будущее Вселенной в «открытых» космологических моделях, которые, По сути, представляют…

Понятие внеземных цивилизаций. Вопрос об их возможной распространенности

В последние десятилетия в массовом сознании отмечается наплыв очередной волны мистицизма. На этом фоне широкое распростране­ние получило обсуждение… Занимается ли вопросом о внеземных цивилизациях современная наука? И если… С позиций современной науки предположение о возможности существования внеземных цивилизаций имеет объективные…

Типы контактов с внеземными цивилизациями

Тема контактов со внеземными цивилизациями — пожалуй, одна из самых популярных в научно-фантастической литературе и кинемато­графии. Она вызывает,… Конечно, наиболее привлекательны контакты первого типа, но именно они наиболее… Так называемые фотонные ракеты позволили бы перемещаться в пространстве со скоростями, близкими к скорости света (v ~…

Поиски внеземных цивилизаций

Изучению внеземных цивилизаций должно предшествовать установ­ление той или иной формы связи с ними. В настоящее время намети­лось несколько… Во-первых, поиск следов астроинженерной деятельности вне­земных цивилизаций.… Во-вторых, поиск следов посещения внеземных цивилизаций на Земле. В основе этого направления лежит допущение о том,…

Современная биологическая картина мира

 

ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ XX в.

В XX в. динамичное развитие биологического познания позволило открыть молеку­лярные основы живого и непосредственно приблизиться к решению… Выражением этой тенденции являются следующие процессы: укрепление связи…

Век генетики

 

Хромосомная теория наследственности

Вступление в XX в. ознаменовалось в биологии бурным развитием генетики. Важнейшим исходным событием явилось новое открытие законов Менделя. В 1900… Начало XX в. принято считать началом экспериментальной гене­тики, принесшей… * Понятия гена, генотипа, фенотипа были введены в биологию датским уче­ным В.Л. Иогансеном.

Создание синтетической теории эволюции

Преодоление противоречий между эволюционной теорией и генети­кой стало возможным с созданием синтетической теории эволюции, которая выступает… Принципиальные положения синтетической теории эволюции были заложены работами… В основе этой теории лежит представление о том, что элементар­ной «клеточкой» эволюции является не организм и не вид,…

Революция в молекулярной, биологии

Во второй половине 40-х гг. в биологии произошло важное событие — осуществлен переход от белковой к нуклеиновой трактовке природы гена. Предпосылки… В 1944 г. американскими биохимиками (О. Эвери и др.) было установлено, что… Но расшифровка структуры молекулы ДНК была лишь первым шагом на пути выявления механизма наследственности и…

Методологические установки современной биологии

Методологические установки биологии XX в. значительно отличают­ся от методологических регулятивов классической биологии (см. 7.4.7.). Основные… Во-первых, качественно новое представление объекта позна­ния (полисистемное… Во-вторых, качественно новая гносеологическая ситуация, требующая явного указания на условия познания, на особенности…

МИР ЖИВОГО

 

Жизнь на Земле чрезвычайно многообразна. Она представлена ядерными и доядерными одно- и многоклеточными существами. Богатейший мир многоклеточных су­ществ представлен тремя царствами — грибами, растениями и животными. Каждое из них в свою очередь представлено разнообразными типами, классами, отрядами, се­мействами, родами, видами, популяциями и особями. Все эти таксоны являются ре­зультатом исторического развития мира живого, его эволюции.

 

Особенности живых систем

 

Существенные черты живых систем

Число видов ныне существующих растений достигает более 500 тыс., из них цветковых примерно 300 000. Царство животных не менее разнообразно, чем… Но мир живого имеет еще и структурно-инвариантный аспект: живое обладает… Биология XX в. углубила понимание существенных черт живого, раскрыв молекулярные основы жизни. В основе современной…

Основные уровни организации живого

Системно-структурные уровни организации многообразных форм живого достаточно многочисленны. Среди них: молекулярный, кле­точный, тканевой, органный,… Молекулярно-генетический уровень. Знание закономерностей… Выяснено, что основные структуры на этом уровне, несущие в себе коды наследственной информации, представлены…

Возникновение жизни на Земле

 

Развитие представлений о происхождении жизни

Происхождение жизни — одна из трех важнейших мировоззренчес­ких проблем наряду с проблемой происхождения нашей Вселенной и проблемой происхождения… Попытки понять, как возникла и развивалась жизнь на Земле, были предприняты… Идея самозарождения получила широкое распространение в сре­дневековье и эпоху Возрождения, когда допускалась…

Возникновение жизни

Возраст Земли исчисляется примерно 5 млрд лет. Жизнь сущест­вует на Земле, видимо, более 3,5 млрд лет. Признаки деятельности живых организмов… В сложном процессе возникновения жизни на Земле можно выде­лить несколько… Образование простых органических соединений. Происхожде­ние жизни связано с протеканием определенных химических…

Развитие органического мира

 

Основные этапы геологической истории Земли

Прежде чем перейти к рассмотрению развития органического мира, ознакомимся с основными этапами геологической истории Земли. Геологическая история Земли подразделяется на крупные про­межутки — эры; эры —…  

Начальные этапы эволюции жизни

Более 3,5 млрд лет назад на дне мелководных, теплых и богатых питательными веществами морей, водоемов возникла жизнь в виде мельчайших примитивных… Первый великий качественный переход в эволюции живой мате­рии был связан с… Такой переход вполне возможен, так как некоторые простые со­единения обладают способностью поглощать свет, если они…

Образование царства растений и царства животных

Дальнейшая эволюция эукариотов была связана с разделением на растительные и животные клетки. Это разделение произошло еще в протерозое, когда мир… Растительные клетки покрыты жесткой целлюлозной оболочкой, которая их… С самого начала своей эволюции растения развивались двояким образом — в них параллельно существовали группы с…

Завоевание суши

Важнейшим событием в эволюции форм живого являлся выход рас­тений и живых существ из воды и последующее образование большо­го многообразия наземных… Переход к жизни в воздушной среде требовал многих изменений. Во-первых, вес… По-видимому, еще в протерозое на поверхности суши в результате взаимодействия абиотических (минералы, климатические…

Основные пути эволюции наземных растений

Эволюция растений после выхода на сушу была связана с усилением компактности тела, развитием корневой системы, тканей, клеток, проводящей системы,… С момента выхода на сушу растения развиваются в двух основных направлениях:… Уже в девоне встречаются пышные леса из прогимноспермов и древних голосеменных. В карбоне растения приспособились…

Пути эволюции животных

Вышедшие на сушу рептилии оказались перспективной формой. Воз­никло множество видов рептилий; они осваивали все новые места обитания. При этом одни… Некоторые рептилии становятся хищными, другие — растительноядными. В меловом… Постепенно идет и завоевание воздушной среды. Насекомые на­чали летать еще в карбоне и около 100 млн лет были…

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА (антропосоциогенез)

Что такое человек ? Каково место человека в природе? Вечно ли существует человек или он возник на каком-то этапе развития мира? Если он возник… Ответы на них определялись достигнутым уровнем развития науки,…  

Естествознание XVII— первой половины XIXв. о происхождении человека

Несмотря на ряд гениальных догадок, проблема происхождения че­ловека и общества в древности и средневековье была покрыта насло­ениями мифологии,… Мысль о том, что живущие в Новом Свете, в Северной и Южной Америке, в… В XVIII в. на основе анализа глубинных социально-экономичес­ких процессов и достижений естествознания постепенно…

Предпосылки антропосоциогенеза

 

Абиотические предпосылки

Общей предпосылкой возникновения человечества выступило длительное историческое развитие природы. Пьедесталом антропо­социогенеза явилось развитие… Абиотические предпосылки антропосоциогенеза лучше всего изу­чены в том, что… Становление человечества происходило в последний период кай­нозойской эры истории Земли, в конце эпохи неогена.…

Биологические предпосылки

Для понимания антропосоциогенеза большое значение имеет анализ эволюции высших биологических организмов, их анатомо-физиологического строения,… Человек имеет настолько много общих свойств с обезьянами, что это позволяет… Еще в середине XIX в. Ч. Дарвин (на основании данных сравни­тельной анатомии и эмбриологии, которые убедительно…

Возникновение труда

14.3.1. «Человек умелый»   Биологическая эволюция австралопитековых протекала в сложных условиях. Переход от древесной жизни к наземной…

Развитие древнейшей техники человека

С возникновением гомо хабилис начался длительный период сосуще­ствования социальных и биологических закономерностей, на протя­жении которого… Для первобытного стада характерна интенсивная морфологичес­кая эволюция… Постепенно развивалась также техника производства и исполь­зования орудий труда. В нижнем палеолите отсутствуют…

Становление социальных отношений

 

Биологические предпосылки социальных отношений

Генезис человека — это единый процесс морфофизиологического превращения животного в человека (антропогенез) и стадных объ­единений животных в… Исследования приматологов позволяют сделать вывод, что со­циальная активность… * См.: Тих Н.А. Предыстория общества. Л., 1970; Фирсов Л.А. Поведение антро­поидов в природных условиях. Л., 1977;…

Возникновение разделения труда

 

Формирование общественных отношений было обусловлено, с одной стороны, расшатыванием стадных отношений и стереотипов стадного поведения, а с другой стороны, укреплением связей особей вокруг производства орудий деятельности, передачей социального опыта, сплоченностью (в силу привязанности к постоянному месту обитания) и др. Исторической основой собственно человеческих форм общения является разделение труда. Для нижнепалеолитических первобытных коллективов характерно очень медленное разви­тие разделения труда, а его основным поприщем выступает производ­ство орудий труда и охота.

В первую очередь, происходит становление технологических от­ношений, связанных с разделением труда и разделением производ­ственного цикла на ряд операций. Этапы производства даже про­стого орудия труда разделены во времени, а это выдвигает особые требования к организации производства, к психике, сознанию, к развитию памяти. Особенно важно, что в процессе производства орудия труда нужно заранее учитывать его специфическое назначе­ние, организовать и координировать с другими свои действия в направлении достижения цели. В сфере сознания происходит раз­граничение отраслей целеполагания и целереализации. Если однозвенному процессу производства орудий труда соответствует пред­метное сознание, т.е. нерасчлененностъ практического и познавательного отношений, то многозвенному процессу — образное, мифологичес­кое сознание.

Определенный тип технологического разделения труда склады­вается и в связи с охотой. Как показывают археологические данные по олдувайской культуре, охота была ведущей формой деятельности гомо хабилисов. Хабилисы охотились не только на мелких, но и на крупных животных — слонов, динотериев, антилоп, гиппопотамов. Помимо прямого поражения жертвы с помощью ударов твердыми предметами с близкого расстояния, охота на крупных животных предполагала и применение методов непрямого поражения жер­твы — загоны в болото, в ямы, с обрыва и др. Конечно, здесь тре­бовалась (при всей стихийности такой охоты) выработка опреде­ленной «стратегии поведения», коллективной организации, опре­деленной (пока, конечно, примитивной) системы целеполагания. Вместе с тем разделение труда было связано также с преследовани­ем, загоном и поражением жертв: одни члены стада оставались в группе загона, другие — в группе поражения жертв и т.д. Принци­пиально важно, что охота как форма первобытного производства имела коллективный характер. Подобная коллективность выступала основой кооперации как формы организации труда, воплощающей социальный характер трудовой деятельности. Кооперация предпо­лагает, что индивиды сообща планомерно работают в одном производстве, взаимодействуя между собой, или в разных, но взаимо­связанных производствах.

Одновременно формируется и социальное разделение труда, ко­торое сначала строилось по естественно-биологическому, прежде всего половозрастному, признаку. Это значит, что каждая группа определенного возраста и пола имела свои функции в хозяйственном механизме первобытного стада: одни в основном охотились (таких, очевидно, было большинство, как правило, мужчины); другие (пре­имущественно женщины) занимались собирательством и больше уде­ляли внимания детям и обработке пищи; пожилые занимались изго­товлением орудий труда.

Естественное разделение труда становится мощным фактором повышения производительности труда и постепенно утверждается, трансформируясь в ранние формы экономических отношений (обме­на продуктами и результатами труда).

Особенность общественных отношений в первобытном обществе состоит в том, что они строились на коллективной собственности на средства и продукты производства. Распределение продуктов тоже носило коллективный характер. В частности, анализ олдувайской культуры дает основания полагать, что (в отличие от животных, прежде всего хищников) хабилисы не поедали добычу на месте поражения жертвы, а доставляли ее к местам обитания (охотничьим лаге­рям), где делили между всеми членами стада (очевидно, по принципу доминирования — подчинения, хотя в смягченном варианте) Это, конечно, не исключало отдельных вспышек зоологического индиви­дуализма — драк, борьбы за пищу, самок, конфликты и проч.

Формирование разделения труда, первичных производственных отношений осуществлялось параллельно с ограничением биологи­ческих инстинктов, через их подчинение. Первобытное стадо было эндогамной группой, т.е. брачные отношения осуществлялись внут­ри него, между родственниками. В силу законов генетики это тормо­зило развитие физической природы человека и могло привести к его вырождению. Дальнейшее развитие общества было возможно только при том условии, что биологические инстинкты будут поставлены под контроль человека. Такой контроль закладывал основы общест­венных отношений. В эпоху мустье окончательно вступили в силу и запрет брачных отношений внутри первобытного коллектива (ага­мия), и обязанность вступать в брачные отношения вне своего родо­вого коллектива (экзогамия). Так образовалась исторически первая форма социальной организации брачных отношений — дуально-родо­вой брак. Это завершило становление социальных начал, основы общественной жизни окончательно выделились из биологического мира.

Создание родового общества (35—40 тыс, лет назад) означало пол­ную победу социальных факторов развития человека над биологичес­кими, завершение антропосоциогенеза.

 

Генезис сознания и языка.

 

Раскрытие тайны происхождения сознания

Важной стороной антропосоциогенеза являлся генезис сознания. Со­знание — высшая форма отражения мира. Носителем сознания высту­пает человек,… Генезис сознания, как и возникновение человека и общества, носит… * Анализ проблемы генезиса сознания см.: Гурьев Д.В. Загадка происхождения сознания. М.,1997.

Генезис языка

Генезис и развитие сознания неразрывно связаны с генезисом и раз­витием языка, речи. Происхождение и начальные этапы развития языка — одна из… Коммуникация животных — необходимое условие их жизнедея­тельности,… Звуковая коммуникация имеет ряд несомненных преимуществ: звуки могут быть дифференцированными и выражать широкий…

Часть третья

Естествознание на пороге XXI в.

 

ТЕОРИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ (СИНЕРГЕТИКА)

В течение последних трех столетий естествознание развивалось невероятно дина­мично. Горизонт научного познания расширился поистине до фантастических… В современном обществе значительно возросла роль науки. На основе научного… Вместе с тем радикально изменяется и сама система научного познания. Размыва­ются четкие границы между практической и…

От моделирования простых систем к моделированию сложных

Классическое и неклассическое естествознание объединяет одна общая черта: их предмет познания — это простые (замкнутые, изоли­рованные, обратимые во… Человек всегда стремился постичь природу сложного, пытаясь ответить на… В 70-е гг. XX в. начала активно развиваться теория сложных само­организующихся систем. Результаты исследований в…

Характеристики самоорганизующихся систем

Итак, предметом синергетики являются сложные самоорганизую­щиеся системы. Один из основоположников синергетики Г. Хакен определяет понятие… * Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к слож­ным…  

Открытость

Объект изучения классической термодинамики — закрытые систе­мы, т.е. системы, которые не обмениваются со средой веществом, энергией и информацией.… Именно по отношению к закрытым системам были сформулиро­ваны два начала… Вместе с тем уже во второй половине XIX в. и особенно в XX в. биология, прежде всего теория эволюции Дарвина,…

Нелинейность

Но если большинство систем Вселенной носит открытый характер, то это значит, что во Вселенной доминируют не стабильность и равновесие, а… Процессы, происходящие в нелинейных системах, часто носят пороговый характер —… Нелинейные системы, являясь неравновесными и открытыми, сами создают и поддерживают неоднородности в среде. В таких…

Диссипативность

Открытые неравновесные системы, активно взаимодействующие с внешней средой, могут приобретать особое динамическое состоя­ние — диссипативность,… Диссипативность проявляется в различных формах: в способнос­ти «забывать»… Понятие диссипативности тесно связано с понятием параметров порядка. Самоорганизующиеся системы — это обычно очень…

Закономерности самоорганизации

Главная идея синергетики — это идея о принципиальной возможнос­ти спонтанного возникновения порядка и организации из беспоряд­ка и хаоса в… Становление самоорганизации во многом определяется характе­ром взаимодействия… В переломный момент самоорганизации принципиально неиз­вестно, в каком направлении будет происходить дальнейшее…

ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ

Одна из важнейших идей европейской цивилизации — идея развития мира. В своих простейших и неразвитых формах (преформизм, эпи­генез, кантовская… Но в науках физико-химического цикла идея развития пробивала себе дорогу очень… Проникновение идеи развития в геологию, биологию, социоло­гию, гуманитарные науки в XIX - первой половине XX в.…

НА ПУТИ К ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКОЙ НАУКЕ XXI в.

 

На пороге XXI в. естествознание, по-видимому, вступает в новую историческую фазу своего развития — на уровень постнеклассичес­кой науки *.

* См.: Cтепин B.C. Философская антропология и философия науки. М., 1992.

 

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, медико-биологические объекты, объекты биотехнологии, системы человек — машина и др.)

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 (в том числе и в точках бифуркации);

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

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

· исследование 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 первоначальные состояния 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 — современные способы описания объектов (особенно таких, в которые непосредственно включен чело­век) не только допускают, но даже предполагают введение аксиологических факторов в содержание и структуру способа описания (этика науки, социальная экспертиза программ и др.).

Есть основания считать, что по мере развития науки все эти совре­менные особенности естественно-научного познания будут прояв­лять себя в еще более контрастных и очевидных формах.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наука и будущее человечества

 

Естествознание как революционизирующая сила цивилизации

Естествознание — и продукт цивилизации, и условие ее развития. С помощью науки человек развивает материальное производство, со­вершенствует… Естествознание — один из важнейших двигателей общественного прогресса. Будучи… Однако у современных людей наука вызывает не только восхище­ние и преклонение, но и опасения. Часто можно услышать,…

Наука и квазинаучные формы духовной культуры

Наука — компонент духовной культуры, поэтому процессы, которые происходят во всей системе культуры в той или иной форме отража­ются и на науке. Так,… В пластах обыденного, массового и околонаучного сознания все большее место… «Классическая» квазинаучная мифологическая триада (невероят­ные появления лохнесского чудовища, поиски «снежного…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Наука в системе культуры. Классификация наук.

2. Естествознание как отрасль научного познания. Уровни естественно-научного познания.

3. Проблема двух культур в науке: от конфронтации к сотрудничеству.

4. Методы естественно-научного познания.

5. Эволюционные и революционные периоды развития естествознания.

6. Накопление рациональных знаний в системе первобытного сознания.

7. Наука в цивилизациях древности.

8. Развитие естествознания в эпоху классической античности.

9. Естествознание эллинистически-римского периода.

10. Геоцентрическая система мира К. Птолемея.

11. Познание природы в эпоху Средневековья.

12. Мировоззренческая революция эпохи Ренессанса.

13. Коперниканская революция, ее мировоззренческое и методологическое значе­ние.

14. Создание классической механики — первой естественно-научной фундамен­тальной теории.

15. Развитие естествознания в XVIII в.

16. Важнейшие открытия в естествознании первой половины XIX в.

17. Методологические установки классической физики.

18. Методологические установки классической астрономии.

19. Методологические установки классической биологии.

20. Теория электромагнитного поля. Вещество и поле.

21. Революция в естествознании на рубеже XIX—XX вв.

22. Основные идеи, понятия и принципы специальной теории относительности.

23. Основные идеи, понятия и принципы общей теории относительности.

24. Основные идеи, понятия и принципы квантовой механики.

25. Фундаментальные физические взаимодействия.

26. Мир элементарных частиц. Классификация элементарных частиц.

27. Теории элементарных частиц (квантовая электродинамика, теория кварков, теория электрослабого взаимодействия, квантовая хромодинамика).

28. Проблема единства физики. На пути к Великому объединению.

29. Методологические установки неклассической физики.

30. Солнечная система и ее происхождение.

31. Звезды и их эволюция.

32. Общее представление о галактиках и их изучении. Понятие Метагалактики.

33. Формирование релятивистской космологии; ее основные понятия и принципы.

34. Эволюция Вселенной. Модель «горячей Вселенной».

35. Жизнь и разум во Вселенной: проблема внеземных цивилизаций.

36. Антропный принцип в космологии.

37. Методологические установки неклассической астрономии XX в.

38. Основные особенности биологии XX в.

39. Основные понятия и представления генетики.

40. Создание синтетической теории эволюции. Основные идеи, понятия и прин­ципы синтетической теории эволюции.

41. Революция в молекулярной биологии. Достижения молекулярной биологии и генетики в XX в.

42. Методологические установки неклассической биологии.

43. Особенности живых систем.

44. Основные уровни организации живого (общая характеристика).

45. Молекулярно-генетический уровень организации живого.

46. Онтогенетический уровень организации живого.

47. Популяционно-видовой уровень организации живого.

48. Биоценотический уровень организации живого.

49. Возникновение жизни на Земле. Мировоззренческое значение проблемы про­исхождения жизни.

50. Развитие органического мира (начальные этапы эволюции жизни).

51. Развитие органического мира (основные пути эволюции растений и жи­вотных).

52. Современный экологический кризис и пути его преодоления.

53. Проблема происхождения человека и общества, ее мировоззренческое зна­чение.

54. Предпосылки (биотические и абиотические) возникновения человека и обще­ства.

55. Возникновение труда и социальных отношений.

56. Генезис сознания и языка.

57. Проблема самоорганизации систем живой и неживой природы.

58. Понятия и принципы синергетики.

59. Характеристики самоорганизующихся систем (открытость, нелинейность, диссипативносгь).

60. Синергетика о закономерностях системной самоорганизации.

61. Принцип глобального эволюционизма.

62. Формирование постнеклассической науки XXI в.

63. Наука и квазинаучные формы духовной культуры.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. М.,1983.

Астрономия. Методология. Мировоззрение. М., 1979.

Баженов Л.Б. Строение и функции естественно-научной теории. М., 1978.

Барашенков В. С. Существуют ли границы науки. М., 1982.

Биология и современное научное познание. Ч. 1, 2. М., 1975.

Биология в познании человека. М., 1989.

Биоэтика: проблемы и перспективы. М., 1992.

Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. М., 1961.

Борн М. Эйнштейновская теория относительности. М., 1964.

Браун М.А; Яппа Ю.А., Козырев А.Н. и др. Физика на пороге новых открытий. М.,1990.

Вайнберг С. Первые три минуты. М., 1981.

Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М., 1965.

Взаимодействие методов естественных наук в познании жизни. М., 1976.

Гайденко П.П. Эволюция понятия науки. М., 1980.

Гинзбург В.Л. О теории относительности. М., 1979.

Глобальный эволюционизм. М., 1994.

Гудолл Дж. Шимпанзе в природе: поведение. М., 1992.

Данин Д.С. Вероятностный мир. М., 1981.

Джуа М. История химии. М., 1966.

Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с начала XIX века до середины XX века. М., 1979.

Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. М., 1975.

История биологии. С древнейших времен до начала XX века. М.. 1972.

История биологии. С начала XX века до наших дней. М., 1976.

Капра Ф. Дао физики. СПб., 1994.

Карпинская Р.С. Человек и его жизнедеятельность. (Философско-публицистические очерки). М., 1988.

Кедров Б.М. Классификация наук. Т. 1, 2. М., 1989.

Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М., 1986.

Кемпфер Ф. Путь в современную физику. М., 1972.

Клейн М. В поисках истины. М., 1987.

Князева Е.Н., Курдюмов С. П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М., 1994.

Концепции самоорганизации: становление нового образа научного мышле­ния. М.,1994.

Лауэ фон М. История физики. М., 1956.

Либберт Э. Общая биология. М., 1978.

Лъоцци М. История физики. М., 1972.

Майр Э. Популяции, виды и эволюция. М., 1974.

Мак-Фарленд Д. Поведение животных. Психобиология, этология и эволюция. М.,1988.

Мандельштам Л.И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. М.,1972.

Медников Б.М. Аксиомы биологии. М., 1986.

Методологический анализ теоретических и экспериментальных оснований физики гравитации. Киев, 1973.

Моисеев Н.Н. Человек и биосфера. М., 1990.

Мэрион Дж.Б. Физика и физический мир. М., 1975.

Наумов А.И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. М., 1984.

Найдыш В.М. Научная революция и биологическое познание. М., 1987.

Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. М., 1993.

Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М., 1990.

Новиков И. Д. Эволюция Вселенной. М., 1979.

О специфике биологического познания. М., 1987.

Поведение приматов и проблемы антропогенеза. М., 1991.

Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.

Пригожин И., Стенгерс И. Время, Хаос и Квант. М., 1994.

Пригожин И. От существующего к возникающему. М.; 1985.

Проблема поиска жизни во Вселенной. М., 1986.

Пути интеграции биологического и социогуманитарного знания. М., 1984.

Развитие концепции структурных уровней в биологии. М., 1972.

Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества. Концептуальная эколо­гия. М., 1992.

Розенталь И.Л. Элементарные частицы и структура Вселенной. М., 1984.

Рузавин Г.И. Методы научного исследования. М., 1975.

Самоорганизация в науке: опыт философского осмысления. М., 1994.

Силк Дж. Большой Взрыв. М., 1982.

Соловьев Ю.И. История химии. М., 1983.

Степин В.С. Философская антропология и философия науки. М., 1992.

Спасский Б.И. Физика для философов. М., 1989.

Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. М., 1977.

Тинберген Н. Социальное поведение животных. М., 1993.

Фейнберг Дж. Из чего сделан мир? М., 1981.

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М., 1965.

Фейнман Р. Характер физических законов. М., 1987.

Философские проблемы астрономии XX века. М., 1976.

Философские аспекты глобальной экологии. М., 1989.

Фридман А.А. Мир как пространство и время. М., 1965.

Фролов И.Т. Перспективы человека. М., 1983.

Фундаментальная структура материи. М., 1984.

Хакен Г. Синергетика. М., 1980.

Хокинг С. От Большого Взрыва до черных дыр. Краткая история времени. М., 1990.

Ценности познания и гуманизация науки. М., 1992.

Человек, космос, эволюция. М., 1992.

Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М., 1976.

Швейцер А. Благоговение перед жизнью. М., 1992.

Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. М., 1974.

Шмутцер Э. Теория относительности - современное представление. Путь к единству физики. М., 1981.

Штрубе В. Пути развития химии. Т. 1, 2. М., 1984.

Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.

Эйнштейн А. Физика и реальность. М., 1965.

Энгелъгардт В.А. Познание явлений жизни. М., 1984.

Эстетика природы. М., 1994.

 

ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ

Абиотические факторы среды — совокупности условий не­органической среды, влияющих на организмы. Они делятся на химичес­кие, физические, космические,… Абиогенез— теории возникно­вения живых существ из веществ не­органической… Абсолютно черное тело — тело, полностью поглощающее все падаю­щее на него излучение. Это понятие играет…

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ

Авенариус Рихард (1843-1896) -швейцарский естествоиспытатель и философ-идеалист 240 Aвeppoэc, см. Ибн Рушд Авиценна, см. Ибн Сина

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

а. е. — астрономическая единица, расстояние от Земли до Солнца Световой год — расстояние, кото­рое проходит луч света за один год °,', " — градус, минута, секунда дуги

СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НЕКОТОРЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ ВЕЛИЧИНАМИ

1 а. е. =149 600 000 км Световой год равен 9,46 • 1015 м = 0,3 пк, или около 10. 000 млрд км Парсек (пк) - единица для выражения межзвездных расстояний, равная пути, который бы прошел свет (с = 300 000 км/с) за…

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ......................................................................................................................................................................................................... 2

ВВЕДЕНИЕ. Естествознание как отрасль научного познания................................................................................. 4

B.I. Понятие культуры......................................................................................................................................................................................... 4

В.2. Материальная и духовная культура................................................................................................................................................... 5

В.З. Наука как компонент духовной культуры...................................................................................................................................... 6

В.4. Проблема культур в науке: от конфронтации к сотрудничеству.......................................................................................... 7

В.5. Структура естественно-научного познания.................................................................................................................................. 9

Часть первая

Основные исторические периоды развития естествознания

1. НАКОПЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ В СИСТЕМЕ ПЕРВОБЫТНОГО СОЗНАНИЯ............................................. 12

1.1. Повседневное, стихийно-эмпирическое знание......................................................................................................................... 12

1.2. Зарождение счета....................................................................................................................................................................................... 13

1.3. Мифология..................................................................................................................................................................................................... 16

2. НАУКА В ЦИВИЛИЗАЦИЯХ ДРЕВНОСТИ.............................................................................................................................................. 20

2.1. Становление цивилизации.................................................................................................................................................................... 20

2.1.1. Неолитическая революция................................................................................................................................................................... 20

2.1.2. Рационализация форм деятельности и общения.......................................................................................................................... 24

2.1.3. Разделение труда и развитие духовной культуры....................................................................................................................... 26

2.1.4. Возникновение письменности.............................................................................................................................................................. 28

2.1.5. «Культурное пространство» древневосточных цивилизаций................................................................................................. 30

2.2. Развитие рациональных знаний в эпоху классообразования цивилизаций Древнего Востока.......................... 32

2.2.1. От Мифа к Логосу (Науке)................................................................................................................................................................... 32

2.2.2. Географические знания......................................................................................................................................................................... 33

2.2.3. Биологические, медицинские и химические знания........................................................................................................................ 34

2.2.4. Астрономические знания...................................................................................................................................................................... 35

2.2.5. Математические знания...................................................................................................................................................................... 37

3. СОЗДАНИЕ ПЕРВОЙ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА В ДРЕВНЕГРЕЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ............ 39

3.1. Культурно-исторические особенности древнегреческой цивилизации........................................................................... 39

3.2. От Хаоса к Космосу.................................................................................................................................................................................. 43

3.3. Категория субстанции............................................................................................................................................................................. 44

3.4. Мир как число............................................................................................................................................................................................... 45

3.4.1. Пифагорейский союз............................................................................................................................................................................. 45

3.4.2. Математические и естественно-научные достижения пифагореизма................................................................................. 46

3.5. Формирование первых естественно-научных программ........................................................................................................ 47

3.5.1. Великое открытие элеатов................................................................................................................................................................ 48

3.5.2. Атомистическая программа............................................................................................................................................................... 49

3.5.3. Математическая программа.............................................................................................................................................................. 50

3.6. Физика и космология Аристотеля...................................................................................................................................................... 51

3.6.1. Учение Аристотеля о материи и форме......................................................................................................................................... 51

3.6.2. Космология Аристотеля...................................................................................................................................................................... 52

3.6.3. Основные представления аристотелевской механики................................................................................................................ 53

3.7. Естествознание эллинистически-римского периода................................................................................................................ 53

3.7.1. Культура эллинизма.............................................................................................................................................................................. 53

3.7.2. Александрийская математическая школа...................................................................................................................................... 54

3.7.3. Развитие теоретической и прикладной механики....................................................................................................................... 55

3.8. Развитие древнегреческой астрономии........................................................................................................................................... 56

3. 8.1. Становление математической астрономии................................................................................................................................. 56

3.8.2. Геоцентрическая система Птолемея............................................................................................................................................... 58

3.9. Античные воззрения на органический мир.................................................................................................................................... 59

3. 9.1. Античные толкования проблемы происхождения и развития живого................................................................................. 59

3.9. 2. Биологические воззрения Аристотеля............................................................................................................................................ 60

3. 9.3. Накопление рациональных биологических знаний в античности............................................................................................ 62

3.9.4. Античные представления о происхождении человека................................................................................................................ 63

3.10. Упадок античной науки....................................................................................................................................................................... 64

4. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ В ЭПОХУ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ............................................................................................................................. 64

4.1. Особенности средневековой духовной культуры...................................................................................................................... 65

4.1.1. Доминирование ценностного над познавательным...................................................................................................................... 65

4. 1.2. Отношение к познанию природы...................................................................................................................................................... 66

4.1.3. Особенности познавательной деятельности................................................................................................................................ 66

4.2. Естественно-научные достижения средневековой арабской культуры.......................................................................... 68

4.2.1. Математические достижения.......................................................................................................................................................... 69

4.2.2. Физика и астрономия............................................................................................................................................................................ 70

4.3. Становление науки в средневековой Европе................................................................................................................................ 71

4.4. Физические идеи средневековья......................................................................................................................................................... 71

4.5. Алхимия как феномен средневековой культуры......................................................................................................................... 73

4.6. Религиозная трактовка происхождения человека..................................................................................................................... 74

4.7. Историческое значение средневекового познания................................................................................................................... 74

5. ПОЗНАНИЕ ПРИРОДЫ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ........................................................................................................................... 75

5.1. Ренессанская мировоззренческая революция.............................................................................................................................. 75

5.2. Зарождение научной биологии............................................................................................................................................................ 77

5.3. Коперниканская революция.................................................................................................................................................................. 79

5.3.1. Гелиоцентрическая система мира.................................................................................................................................................... 79

5.3.2. Дж. Бруно: мировоззренческие выводы из коперниканизма....................................................................................................... 83

6. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVII в.: ВОЗНИКНОВЕНИЕ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ................................................... 84

6.1. И. Кеплер: от поисков гармонии мира к открытию тайны планетных орбит................................................................. 84

6.2. Формирование непосредственных предпосылок классической механики как первой фундаментальной естественно-научной теории....................................................................................................................................................................... 86

6.2.1. Г. Галилей: разработка понятий и принципов «земной динамики»........................................................................................ 86

6.2.2. Картезианская физика......................................................................................................................................................................... 88

6.2.3. Новые идеи в динамике Солнечной системы.................................................................................................................................. 89

6.3. Ньютонианская революция................................................................................................................................................................... 89

6.3.1. Создание теории тяготения............................................................................................................................................................... 90

6.3.2. Корпускулярная теория света........................................................................................................................................................... 91

6.3.3. Космология Ньютона............................................................................................................................................................................ 92

6.4. Изучение магнитных и электрических явлений в XVII в......................................................................................................... 92

7. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ XVIII -ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЫ XIX в............................................................................................................... 93

7.1. Общая характеристика развития физики........................................................................................................................................ 93

7.1.1. Становление основных отраслей классической физики............................................................................................................. 93

7.1.2. Принцип дальнодействия..................................................................................................................................................................... 94

7.1.3. Теория теплорода.................................................................................................................................................................................. 95

7.1.4. Развитие учения об электричестве и магнетизме в XVIII в....................................................................................................... 95

7.1.5. Физика первой половины XIX в.: общая характеристика.......................................................................................................... 96

7.1.6. Волновая теория света........................................................................................................................................................................ 97

7.1.7. Проблема эфира..................................................................................................................................................................................... 98

7.1.8. Возникновение полевой концепции.................................................................................................................................................... 99

7.1.9. Закон сохранения и превращения энергии..................................................................................................................................... 101

7.1.10. Концепции пространства и времени........................................................................................................................................... 101

7.1.11. Методологические установки классической физики (конец XVII - начало XX вв.).......................................................... 103

7.2. Развитие астрономической картины мира.................................................................................................................................. 104

7.2.1. Создание внегалактической астрономии..................................................................................................................................... 105

7.2.2. Формирование идеи развития природы........................................................................................................................................ 105

7.2.3. Идея развития в астрономии........................................................................................................................................................... 106

7.2.4. Космогония И. Канта.......................................................................................................................................................................... 107

7.2.5. Методологические установки классической астрономии....................................................................................................... 108

7.3. Возникновение и развитие научной химии................................................................................................................................ 110

7.3.1. От алхимии к научной химии............................................................................................................................................................ 110

7. 3.2. Лавуазье: революция в химии.......................................................................................................................................................... 111

7.3.3. Победа атомно-молекулярного учения........................................................................................................................................... 112

7.4. Биология....................................................................................................................................................................................................... 112

7.4.1. Образы, идеи, принципы и понятия биологии XVIII в................................................................................................................ 112

7.4.2. От концепций трансформации видов к идее эволюции............................................................................................................ 114

7.4.3. Ламаркизм.............................................................................................................................................................................................. 115

7.4.4. Катастрофизм..................................................................................................................................................................................... 116

7.4.5. Униформизм. Актуалистический метод....................................................................................................................................... 118

7.4.6. Дарвиновская революция................................................................................................................................................................... 119

7.4.7. Методологические установки классической биологии............................................................................................................. 121

8. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ ВТОРОЙ ПОЛОВИНЫ XIX в.: НА ПУТИ К НОВОЙ НАУЧНОЙ РЕВОЛЮЦИИ...................... 123

8.1. Физика........................................................................................................................................................................................................... 123

8.1.1. Основные черты................................................................................................................................................................................... 123

8.1.2. От возникновения термодинамики к статистической физике: изучение необратимых систем................................. 123

8.1.3. Развитие представлений о пространстве и времени............................................................................................................... 125

8.1.4. Теория электромагнитного поля..................................................................................................................................................... 127

8.1.5. Великие открытия............................................................................................................................................................................... 128

8.1.6. Кризис в физике на рубеже веков.................................................................................................................................................... 129

8.2. Астрономия................................................................................................................................................................................................. 130

8.2.1. Триумф ньютоновской астрономии и... первая брешь в ней.................................................................................................... 130

8.2.2. Формирование астрофизики: проблема внутреннего строения звезд................................................................................. 131

8.3. Биология....................................................................................................................................................................................................... 132

8. 3.1. Утверждение теории эволюции Ч. Дарвина.............................................................................................................................. 132

8.3.2. Становление учения о наследственности (генетики)................................................................................................................ 133

Часть вторая

ПРИРОДА В СОВРЕМЕННОЙ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЙ КАРТИНЕ МИРА

Современная физическая картина мира

9. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В ФИЗИКЕ НАЧАЛА XX в.: ВОЗНИКНОВЕНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ И КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ.................................................................................................................................................................................................................... 135

9.1. Создание специальной теории относительности.................................................................................................................... 135

9.1.1. Фундаментальные противоречия в основаниях классической механики............................................................................. 135

9.1.2. Создание А. Эйнштейном специальной теории относительности...................................................................................... 138

9.2. Создание и развитие общей теории относительности........................................................................................................... 140

9.2.1. Принципы и понятия эйнштейновской теории гравитации................................................................................................... 140

9.2.2. Экспериментальная проверка общей теории относительности.......................................................................................... 142

9.2 3. Современное состояние теории гравитациии ее роль в физике............................................................................................ 143

9.3. Возникновение и развитие квантовой физики.......................................................................................................................... 144

9.3.1. Гипотеза квантов................................................................................................................................................................................ 144

9.3.2. Теория атома И. Бора. Принцип соответствия......................................................................................................................... 145

9.3.3. Создание нерелятивистской квантовой механики.................................................................................................................... 146

9.3.4. Проблема интерпретации квантовой механики. Принцип дополнительности................................................................ 148

9.4. Методологические установки неклассической физики....................................................................................................... 149

10. МИР ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ.......................................................................................................................................................... 150

10.1. Фундаментальные физические взаимодействия................................................................................................................... 150

10.1.1. Гравитация......................................................................................................................................................................................... 151

10.1.2. Электромагнетизм............................................................................................................................................................................ 151

10.1.3. Слабое взаимодействие.................................................................................................................................................................. 152

10.1.4. Сильное взаимодействие................................................................................................................................................................. 153

10.1.5. Проблема единства физики............................................................................................................................................................ 153

10.2. Классификация элементарных частиц....................................................................................................................................... 154

10.2.1. Характеристики субатомных частиц........................................................................................................................................ 154

10.2.2. Лептоны............................................................................................................................................................................................... 155

l0.2.3. Адроны................................................................................................................................................................................................... 156

10.2.4. Частицы - переносчики взаимодействий................................................................................................................................... 156

70.3. Теории элементарных частиц.......................................................................................................................................................... 157

10.3.1. Квантовая электродинамика......................................................................................................................................................... 157

10.3.2. Теория кварков................................................................................................................................................................................... 158

10.3.3. Теория электрослабого взаимодействия................................................................................................................................... 159

10.3.4. Квантовая хромодинамика............................................................................................................................................................. 161

10.3.5. На пути к Великому объединению................................................................................................................................................. 162

Современная астрономическая картина мира

11. ОСОБЕННОСТИ АСТРОНОМИИ XX в................................................................................................................................................ 164

11.1. Изменения способа познания в астрономии ХХ в................................................................................................................. 164

11.2. Новая астрономическая революция............................................................................................................................................. 164

11.3. Солнечная система............................................................................................................................................................................... 165

11.3.1. Планеты и их спутники.................................................................................................................................................................... 165

11.3.2. Строение планет............................................................................................................................................................................... 165

11.3.3. Происхождение планет................................................................................................................................................................... 166

11.3.4. Химический состав вещества во Вселенной.............................................................................................................................. 167

11.4. Звезды.......................................................................................................................................................................................................... 168

11.4.1. Звезда - газовый шар......................................................................................................................................................................... 168

11.4.2. Эволюция звезд: звезды от их «рождения» до «смерти»...................................................................................................... 169

11.5. Острова Вселенной: галактики....................................................................................................................................................... 173

11.5.1. Общее представление о галактиках и их изучении.................................................................................................................. 173

11.5.2. Наша Галактика - звездный дом человечества......................................................................................................................... 175

11.5.3. Межзвездная среда........................................................................................................................................................................... 176

11.5.4. Понятие Метагалактики................................................................................................................................................................ 176

11.6. Вселенная в целом................................................................................................................................................................................ 177

11.6.1. Особенности современной космологии....................................................................................................................................... 177

11.7. Эволюция Вселенной........................................................................................................................................................................... 180

11.7.1. Модель горячей Вселенной.............................................................................................................................................................. 180

11.7.2. Большой Взрыв: инфляционная модель........................................................................................................................................ 181

11.7.3. Первые секунды Вселенной.............................................................................................................................................................. 182

11.7.4. От первых минут Вселенной до образования звезд и галактик........................................................................................... 183

11.7.5. Образование тяжелых химических элементов......................................................................................................................... 184

11.7.6. Сценарии будущего Вселенной....................................................................................................................................................... 184

11.8. Жизнь и разум во Вселенной: проблема внеземных цивилизаций................................................................................ 185

11.8.1. Понятие внеземных цивилизаций. Вопрос об их возможной распространенности....................................................... 185

11.8.2. Типы контактов с внеземными цивилизациями........................................................................................................................ 186

11.8.3. Поиски внеземных цивилизаций..................................................................................................................................................... 187

11.9. Методологические остановки «неклассической» астрономии XX в............................................................................ 189

Современная биологическая картина мира

12. ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ XX в....................................................................................................................................................... 192

12.1. Век генетики............................................................................................................................................................................................. 192

12.1.1. Хромосомная теория наследственности.................................................................................................................................... 192

12.1.2. Создание синтетической теории эволюции.............................................................................................................................. 192

12.1.3. Революция в молекулярной, биологии.......................................................................................................................................... 193

12.1.4. Методологические установки современной биологии............................................................................................................ 194

13. МИР ЖИВОГО................................................................................................................................................................................................. 195

13.1. Особенности живых систем............................................................................................................................................................. 195

13.1.1. Существенные черты живых систем.......................................................................................................................................... 195

13.1.2. Основные уровни организации живого........................................................................................................................................ 196

13.2. Возникновение жизни на Земле..................................................................................................................................................... 200

13.2.1. Развитие представлений о происхождении жизни................................................................................................................ 200

13.2.2. Возникновение жизни........................................................................................................................................................................ 201

13.3. Развитие органического мира......................................................................................................................................................... 205

13.3.1. Основные этапы геологической истории Земли....................................................................................................................... 205

13.3.2. Начальные этапы эволюции жизни.............................................................................................................................................. 205

13.3.3. Образование царства растений и царства животных......................................................................................................... 206

13.3.4. Завоевание суши................................................................................................................................................................................. 208

13.3.5. Основные пути эволюции наземных растений.......................................................................................................................... 208

13.3.6. Пути эволюции животных............................................................................................................................................................. 210

14. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА (антропосоциогенез)...................................................................... 210

14.1. Естествознание XVII— первой половины XIXв. о происхождении человека........................................................... 211

14.2. Предпосылки антропосоциогенеза............................................................................................................................................... 213

14.2.1. Абиотические предпосылки........................................................................................................................................................... 213

14.2.2. Биологические предпосылки........................................................................................................................................................... 215

14.3. Возникновение труда.......................................................................................................................................................................... 218

14.3.1. «Человек умелый».............................................................................................................................................................................. 218

14.3.2. Развитие древнейшей техники человека.................................................................................................................................... 219

14.4. Становление социальных отношений........................................................................................................................................ 220

14.4.1. Биологические предпосылки социальных отношений............................................................................................................. 220

14.4.2. Возникновение разделения труда.................................................................................................................................................. 221

14.5. Генезис сознания и языка................................................................................................................................................................. 222

14.5.1. Раскрытие тайны происхождения сознания............................................................................................................................ 222

14.5.2. Генезис языка...................................................................................................................................................................................... 224

часть третья

естествознание на пороге XXI в.

15. ТЕОРИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ (СИНЕРГЕТИКА)......................................................................................................................... 225

15.1. От моделирования простых систем к моделированию сложных.................................................................................. 226

15.2. Характеристики самоорганизующихся систем..................................................................................................................... 226

15.2.1. Открытость....................................................................................................................................................................................... 227

15.2.2. Нелинейность...................................................................................................................................................................................... 228

15.2.3. Диссипативность.............................................................................................................................................................................. 228

15.3. Закономерности самоорганизации.............................................................................................................................................. 228

16. ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ...................................................................................................................................................... 229

17. НА ПУТИ К ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКОЙ НАУКЕ XXI в................................................................................................................ 230

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Наука и будущее человечества.................................................................................................................. 231

Естествознание как революционизирующая сила цивилизации............................................................................................. 231

Наука и квазинаучные формы духовной культуры........................................................................................................................ 232

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ........................................................................................................................................................................... 233

ЛИТЕРАТУРА......................................................................................................................................................................................................... 235

ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ.......................................................................................................................................................... 236

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ................................................................................................................................................................................... 244

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ................................................................................................................................... 253

СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НЕКОТОРЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ ВЕЛИЧИНАМИ....................................................................... 253