Понятие картина мира. Естественнонаучная картина мира и ее связь с наукой и мировоззрением
Представления о свойствах и особенностях окружающей нас
природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период
дают нам разные науки, изучающие различные процессы и явления природы.
Поскольку природа представляет собой нечто единое и целое, поскольку и знания о
ней должны иметь целостный характер, т.е. представлять собой определенную
систему. Такую систему научных знаний о природе издавна называют Естествознанием.
Раньше в Естествознание ходили все сравнительно немногочисленные знания,
которые были известны о Природе, но уже с эпохи Возрождения возникают и
обособляются отдельные его отрасли и дисциплины, начинается процесс
дифференциации научного знания. Ясно, что не все эти знания являются одинаково
важными для понимания окружающей нас природы.
Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и
важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие естественнонаучной картины
мира, под которой понимают систему важнейших принципов и законов, лежащих в
основе окружающего нас мира. Сам термин «картина мира» указывает, что речь идет
здесь не о части или фрагменте знания, а о целостной системе. Как правило, в
формировании такой картины наиболее важное значение приобретают концепции и
теории наиболее развитых в определенный исторический период отраслей
естествознания, которые выдвигаются в качестве его лидеров. Не подлежит
сомнению, что, что лидирующие науки накладывают свою печать на представления и
научное мировоззрение ученых соответствующей эпохи.
Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании
картины природы. В действительности она возникает как результат синтеза
фундаментальных открытий и результатов исследовании всех отраслей и дисциплин
естествознания.
Существующая картина природы, рисуемая естествознанием, в свою
очередь оказывает воздействие на другие отрасли науки, в том числе и
социально-гуманитарные. Такое воздействие выражается в распространении
концепций, стандартов и критериев научности естествознания на другие отрасли
научного познания. Обычно именно концепции и методы наук о природе и
естественнонаучная картина мира в целом в значительной степени определяют
научный климат науки. В теснейшем взаимодействии с развитием наук о природе
начиная с ХVI в. развивалась математика, которая создала для
естествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное и
интегральное исчисления.
Однако без учета результатов исследования экономических,
социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными
и ограниченными. Поэтому следует различать естественнонаучную картину мира,
которая формируется из достижений и результатов познания наук о природе, и
картину мира в целом, в которую в качестве необходимого дополнения входят
важнейшие концепции и принципы общественных наук.
Наш курс посвящен концепциям современного естествознания и
соответственно этому мы будем рассматривать научную картину природы, как она
исторически сформировалась в процессе развития естествознания. Однако еще до
появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их
мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали в
форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнейшим
мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в античности
назывался космосом, произошел из дезорганизованного мира, или неупорядоченного
хаоса.
В античной натурфилософии, в частности у Аристотеля (384-322до н. э.),
подобные взгляды нашли свое отражение в делении мира на совершенный небесный
«космос» обозначал у древних греков всякую упорядоченность, организацию,
совершенство, согласованность и даже военный строй. Именно такое совершенство и
организованность приписывались небесному миру.
С появлением экспериментального естествознания и научной
астрономии в эпоху Возрождения была показана явная несостоятельность подобных
представлений. Новые взгляды на окружающий мир стали основываться на
результатах и выводах естествознания соответствующей эпохи и стали поэтому
называться естественно-научной картиной мира.
Одной из первых возникла механистическая картина мира, поскольку
изучение природы началось с анализа простейшей формы движения материи -
механического перемещения тел.
1.1 Механистическая картина мира
Становление механистической картины мира справедливо связывают
с именем Галилео Галилея, который установил законы движения свободнопадающих
тел и сформулировал механический принцип относительности. Но главная заслуга
Галилея в том, что он впервые применил для исследования природы экспериментальный
метод вместе с измерениями исследуемых величин и математической обработкой
результатов измерений. Если эксперименты спорадически ставились и раньше, то
математический их анализ впервые систематически стал применять именно он.
Подход Галилея к изучению природы принципиально отличался от
ранее существовавшего натурфилософского способа, при котором для объяснений
явлений природы придумывались априорные, не связанные с опытом и наблюдениями,
чисто умозрительные схемы.
Натурфилософия, что следует из ее названия, представляет собой попытку
использовать общие философские принципы для объяснения природы. Такие попытки
предпринимались еще с античной эпохи, когда недостаток конкретных данных философы
стремились компенсировать общими философскими рассуждениями. Иногда при этом
высказывались гениальные догадки, которые на многие столетия опережали
результаты конкретных исследований. Однако после того как постепенно возникали
конкретные науки и они отделялись от нерасчлененного философского знания,
натурфилософские объяснения стали тормозом для развития науки.
В этом можно убедиться, сравнив взгляды на движение Аристотеля и
Галилея. Исходя из априорной натурфилософской идеи, Аристотель считал «совершенным»
движение по кругу, а Галилей, опираясь на наблюдение и эксперимент, ввел
понятие интернационального движения. По его мнению, тело, не подверженное
воздействию каких- либо внешних сил, будет двигаться не по кругу, а равномерно
по прямой траектории или оставаться в покое. Такое представление, конечно, -
абстракция и идеализация, поскольку в действительности нельзя наблюдать такую
ситуацию, чтобы на тело не действовали какие-либо силы. Однако эта абстракция
является плодотворной, ибо она мысленно продолжает тот эксперимент, который приближенно
можно осуществить в действительности, когда, изолируясь от действия целого ряда
внешних сил, можно установить, что тело будет продолжать свое движение по мере
уменьшения воздействия на него посторонних сил.
Переход к экспериментальному изучению природы, и математическая
обработка результатов экспериментов, позволили Галилею открыть законы движения
свободно падающих тел. Принципиальное отличие нового метода исследования
природы от натурфилософского, состояло, следовательно, в том, что в нем
гипотезы систематически проверялись опытом. Эксперимент можно рассматривать
как вопрос, обращенный к природе. Чтобы получить на него определенный ответ,
необходимо так сформулировать вопрос, чтобы получить на него вполне однозначный
и определенный ответ. Для этого следует так построить эксперимент, чтобы по
возможности максимально изолироваться от воздействия посторонних факторов,
которые мешают наблюдению изучаемого явления в «чистом виде». В свою очередь
гипотеза, представляющая собой вопрос к природе, должна допускать эмпирическую
проверку выводимых из нее некоторых следствий. В этих целях, начиная с Галилея,
стали широко использовать математику для количественной оценки результатов
экспериментов.
Новый крупный шаг в развитии естествознания ознаменовался открытием
законов движения планет. Если Галилей имел дело с изучением движения земных
тел, то немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) осмелился исследовать
движения небесных тел, вторгся в область, которая раньше считалась запретной
для науки. Кроме того для своего исследования он не мог обратиться к
эксперименту и поэтому вынужден был воспользоваться многолетними статистическим
наблюдениями движения планеты Марс, сделанными датским астроном Тихо Браге
(1546-1601). Перепробовав множество вариантов, Кеплер остановился на гипотезе,
что траекторией Марса, как и других планет, является не окружность, а эллипс.
Результаты наблюдений Тихо Браге соответствовали этой гипотезе и тем самым
подтверждали ее.
Открытие законов движения планет Кеплером имело неоценимое
значение для развития естествознания. Оно свидетельствовало, во-первых , о том,
что между движениями земных и небесных тел не существует непреодолимой
пропасти, поскольку все они подчиняются определенным естественным законам,
во-вторых, сам путь открытия законов движения небесных тел в принципе не
отличается от открытия законов земных тел.
Правда, из-за невозможности осуществления экспериментов с небесными
телами для исследования законов их движения пришлось обратиться к наблюдениям.
Тем не менее, и здесь исследование осуществлялось в тесном взаимодействии
теории и наблюдения, тщательной проверке выдвигаемых гипотез измерениями
движений небесных тел.
Формирование классической механики и основанной на ней
механистической картины мира происходило по следующим направлениям: 1.
Обобщение полученных ранее результатов и прежде всего законов движения свободно
падающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет,
сформулированных Кеплером;
2. Создание методов для количественного анализа механического движения
в целом.
Известно, что Ньютон создал свой вариант дифференциального и
интегрального исчисления непосредственно для решения основных проблем механики:
определения мгновенной скорости как производной от пути по времени движения и
ускорения как производной от скорости по времени или второй производной от пути
по времени. Благодаря этому ему удалось точно сформулировать основные законы
динамики и закон всемирного тяготения.
Первый закон, который часто называют законом инерции,
утверждает:
|
Всякое тело продолжает удерживаться в своем
состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку
оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
|
Этот закон, как отмечалось выше, был открыт еще Галилеем,
который отказался от прежних, наивных представлений, что движение существует
лишь тогда, когда на тело действуют силы. Путем мысленных экспериментов он
сумел показать, что по мере уменьшения воздействия внешних сил тело будет
продолжать свое движение, так что при отсутствии всех внешних сил оно должно
оставаться либо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении.
Второй основной закон занимает в механике центральное
место:
|
Изменение
количества движения пропорционально приложенной действующей силе и происходит
по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
|
Третий закон
Ньютона:
|
|
Действию
всегда есть равное и противоположно направленное противодействие, иначе
взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в
противоположные стороны.
|
Возникает вопрос: каким способом были открыты эти
основные законы или принципы механики? Нередко говорят, что они получаются
путем обобщения ранее установленных частных или даже специальных законов,
какими являются, например, законы Галилея и Кеплера. Если рассуждать по законам
логики, такой взгляд нельзя признать правильным , ибо не существует никаких индуктивных
правил получения общих утверждений из частных. Ньютон считал, что принципы
механики устанавливаются с помощью двух противоположных, но в то же время
взаимосвязанных методов анализа и синтеза.
Сформулируем характерные особенности механистической картины мира:
1.
Все
состояния механического движения тел по отношению ко времени
оказываются в принципе одинаковыми, поскольку время считается обратимым
2.
Все
механические процессы подчиняются принципу строго или жестокого детерминизма,
суть которого состоит в признании возможности точного и однозначного
определения состояния механической системы ее предыдущим состоянием.
3.
Пространство
и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер.
В связи с этим Ньютон и вводит понятия абсолютного, или
математического, пространства и времени. Такая картина напоминает представления
о мире древних атомистов, которые считали, что атомы движутся в пустом
пространстве.
4. Тенденция свести закономерности более высоких
форм
движения материи к законам простейшей его формы-
механическому движению.
5
Связь
механицизма с принципом дальнодействия, согласно
которому
действия и сигналы могут передаваться в пустом
пространстве
с какой угодно скоростью.
В частности, предполагалось, что гравитационные силы притяжения,
действуют без какой-либо промежуточной среды, но сила их убывает с квадратом
расстояния между телами. Сам Ньютон, как мы видели, вопрос о природе этих сил
оставил решать будущим поколениям.
Все перечисленные и некоторые другие особенности предопределили ограниченность
механистической картины мира, которые преодолевались в ходе последующего
развития естествознания.
1.2.
Электромагнитная картина мира
Уже в прошлом веке физики дополнили механистическую картину мира электромагнитной.
Электрические и магнитные явления были известны им давно, но изучались
обособленно друг от друга. Дальнейшее их исследование показало, что между ними существует
глубокая взаимосвязь, что заставило ученых искать эту связь и создать единую
электромагнитную теорию. Датский ученый Эрстед (1777-1851), поместив над
проводником, по которому идет электрический ток, магнитную стрелку, обнаружил,
что она отклоняется от первоначального положения. Это привело ученого к мысли,
что электрический ток создает магнитное поле. Позднее английский физик Майкл
Фарадей (1791-1867), вращая замкнутый контур в магнитном поле, открыл, что в
нем возникает электрический ток. На основе опытов Фарадея и других ученых
английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) создал свою,
электромагнитную теорию. Таким путем было показано, что в мире существует не
только вещество в виде тел, но и разнообразные физические поля. Одно из
них было известно и во времена Ньютона и теперь называется гравитационным
полем, а раньше рассматривалось просто как сила притяжения, возникающая
между материальными телами. После того как объектом изучения физиков наряду с
веществом стали разнообразные поля, картина мира приобрела более сложный
характер. Тем не менее эта была картина классической физики, которая изучала
знакомый нам макромир. Положение коренным образом изменилось, когда ученые
перешли к исследованию процессов в микромире. Здесь их ожидали новые
необычайные открытия и явления.
Связь научной картины мира с мировоззрением и
философией
Человек живет не только в природной среде, но и в обществе, и
поэтому его взгляд на мир не ограничивается представлениями о природе, но также
включает его мнения об общественном устройстве, его законах и порядках.
Поскольку индивидуальная жизнь людей складывается под влиянием собственного
жизненного опыта, поскольку и их взгляды на общество, и, следовательно, картина
общества у них различны. Наука же ставит своей целью создать целостную картину
общества, которая имела бы общий, универсальный и – что особенно
важно-объективный характер.
Таким образом, общая научная картина мира, складывающаяся из
картины природы, формируемой естествознанием, и картины общества, создаваемой
обществознанием, дает единое, целостное представление о фундаментальных
принципах развития природы и общества. Однако законы общества существенно
отличаются от законов природы прежде всего тем, что действия людей имеют
осознанный и целенаправленный характер, в то время как в природе действуют
слепые, стихийные силы и поэтому в ней отсутствуют какие-либо цели. Тем не
менее и в обществе, несмотря на различие целей, интересов и стремлений разных
людей, в конечном итоге устанавливается определенный порядок, выражающий
закономерный характер его развития. Отсюда становиться ясным, что между научной
картиной естествознания и картиной обществознания существует глубокая
внутренняя связь, которая находит свое конкретное воплощение в существовании
общей научной картины мира. Поскольку общие понятия, принципы изучаемые в
рамках философии, тесно связаны друг с другом, постольку возникает вопрос об их
различии и специфике.
Научные картины, создаваемые отдельными науками, так же как
картины естествознания и мира в целом, ставят своей важнейшей целью
систематизацию знаний разной степени общности. Процесс систематизации и синтеза
знаний предполагает поиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых
предполагает поиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых
становиться возможным, понять место и роль конкретных закономерностей в общей
системе научного знания, их постижения не как отдельных элементов, а как единой
системы знаний. Поэтому картина природы, создаваемая отдельной наукой о природе
или естествознанием в целом, представляет собой систему знаний различной
степени общности и глубины, которая возникает в результате их синтеза. При этом
картина отдельной науки, например физики, будет частью, или фрагментом, общей
естественнонаучной картины природы, а последняя будет составлять часть картины
мира в целом, включающей природу и общество.
Международный институт экономики и права
Реферат на тему: Понятие
картина мира. Естественнонаучная картина мира и ее связь с наукой и
мировоззрением.
Преподаватель:
Студент: Эльснер Е.В.
Омск 2006