Курсова робота
з дисципліни «Концепція сучасного природознавства»
на тему: «Головні особливості сучасної природничої науки»
Зміст
Введення
1. Глобальний еволюціонізм як основна парадигма сучасної природничої науки
2. Синергетика як нове світобачення кінця XX століття
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Науково-технічна революція (НТР) - поняття, що використовується для позначення тих якісних перетворень, які відбулися в науці і техніці у другій половині XX століття. Початок НТР належить до середини 40-х рр.. XX ст. У ході її завершується процес перетворення науки в безпосередню продуктивну силу. НТР змінює умови, характер і зміст праці, структуру продуктивних сил, суспільний поділ праці, галузеву і професійну структуру суспільства, веде до швидкого зростання продуктивності праці, справляє вплив на всі сторони життя суспільства, включаючи культуру, побут, психологію людей, взаємовідношення суспільства з природою .
Науково-технічна революція - тривалий процес, який має дві головні передумови - науково-технічну та соціальну. Найважливішу роль у підготовці НТР відіграли успіхи природознавства в кінці XIX - на початку XX ст., В результаті яких відбувся докорінний переворот у поглядах на матерію і склалася нова картина світу. Були відкриті електрон, явище радіоактивності, рентгенівські промені, створено теорію відносності і квантова теорія. Здійснився прорив науки в область мікросвіту і великих швидкостей.
Останні три десятиліття XX століття ознаменувалися новими радикальними науковими досягненнями. Ці досягнення можна характеризувати як четверту глобальну наукову революцію, в ході якої формувалася постнекласична наука. Змінив колишню некласичну науку першої половини XX століття, цей новітній період у розвитку природознавства, утворює природничо складову другого етапу науково-технічної революції, про характеризується низкою особливостей.
По-перше, це - орієнтація постнекласичної науки на дослідження досить складних, історично розвиваються систем (серед них особливе місце займають природні комплекси, в які включено в якості компонента сама людина). Уявлення про еволюцію подібних систем вводяться в картину фізичної реальності через новітні ідеї сучасної космології (концепція «Великого вибуху» тощо), через вивчення «человекоразмерних комплексів» (об'єкти екології, включаючи біосферу в цілому, системи «людина - машина» у вигляді складних інформаційних комплексів і т.д.), і, нарешті, через розробку ідей термодинамічних нерівноважних процесів, що призвели до виникнення синергетики.
По-друге, важливий напрям досліджень постнекласичної науки складають об'єкти біотехнології, і в першу чергу, генетичної інженерії. Успіхи останньої на рубежі XX - XXI ст. визначаються новітніми досягненнями біології - в плані розшифровки генома людини, постановки та вирішення проблем клонування вищих ссавців (ці проблеми, зауважимо, включають не тільки природничонауковий, а й соціально-етичний аспекти).
По-третє, для постнекласичної науки характерний новий рівень інтеграції наукових досліджень, що знайшов вираз у комплексних дослідницьких програмах, реалізація яких вимагає участі фахівців різних областей знання.
1. Глобальний еволюціонізм як основна парадигма сучасної природничої науки
Одна з найважливіших ідей європейської цивілізації - ідея розвитку світу. У своїх простих і нерозвинених формах (преформізм, Епігенез, кантівська космогонія) вона почала проникати в природознавство ще у XVIII ст .. Але вже в XIX ст. по праву можна назвати століттям еволюції. Спочатку в геології, потім біології і соціології теоретичному моделюванню розвиваються об'єктів стали приділяти все більше й більше уваги.
В науках фізико-хімічного циклу ідея розвитку пробивала собі дорогу дуже складно. Аж до другої половини XX ст. в ній панувала вихідна абстракція закритою оборотної системи, в якій фактор часу не грає ролі. Навіть перехід від класичної ньютонівської фізики до некласичної (релятивістської і квантової) в цьому відношенні нічого не змінив. Правда, в класичній термодинаміці був зроблений певний боязкий прорив - введено поняття ентропії та подання про незворотні процеси, що залежать від часу. Цим самим у фізичні науки була введена «стріла часу». Але, в кінцевому рахунку, і класична термодинаміка вивчала лише закриті рівноважні системи, а нерівноважні процеси розглядалися як обурення, другорядні відхилення, якими варто знехтувати в остаточному описі пізнаваного об'єкта.
Проникнення ідеї розвитку в геологію, біологію, соціологію, гуманітарні науки в XIX - першій половині XX ст. відбувалося незалежно в кожній з цих галузей пізнання. Філософський принцип розвитку світу (природи, суспільства, людини) не мав спільного, стрижневого для природознавства (а також для всієї науки) висловлювання. У кожній галузі природознавства він мав свої (незалежні від іншої галузі) форми теоретико-методологічної конкретизації.
Тільки до кінця XX ст. природознавство знайшло теоретичні і методологічні засоби для створення єдиної моделі універсальної еволюції, виявлення загальних законів природи, що зв'язують в єдине ціле походження Всесвіту (космогенез), виникнення Сонячної системи і нашої планети Земля (геогенез), виникнення життя (біогенез) і, нарешті, виникнення людини і суспільства (антропосоціогенезу). Такою моделлю є концепція глобального еволюціонізму.
У цій концепції Всесвіт постає як розвивається в часі природне ціле, а вся історія Всесвіту від Великого Вибуху до виникнення людства розглядається як єдиний процес, в якому космічний, хімічний, біологічний і соціальний типи еволюції спадкоємно і генетично пов'язані між собою. Космохімія, геохімія, біохімія відображають тут фундаментальні переходи в еволюції молекулярних систем і неминучості їх перетворення в органічну матерію.
У концепції глобального еволюціонізму підкреслюється найважливіша закономірність - спрямованість розвитку світового цілого на підвищення своєї структурної організації. Вся історія Всесвіту - від моменту сингулярності до виникнення людини - постає як єдиний процес матеріальної еволюції, самоорганізації, саморозвитку матерії.
Важливу роль у концепції універсального еволюціонізму грає ідея відбору: нове виникає як результат відбору найбільш ефективних формоутворень, неефективні ж інновації відбраковуються історичним процесом; якісно новий рівень організації матерії остаточно самостверджується тоді, коли він виявляється здатним увібрати в себе попередній досвід історичного розвитку матерії. Ця закономірність характерна не тільки для біологічної форми руху, але і для всієї еволюції матерії. Принцип глобального еволюціонізму вимагає не просто знання тимчасового порядку утворення рівнів матерії, а глибокого розуміння внутрішньої логіки розвитку космічного порядку речей, логіки розвитку Всесвіту як цілого.
На цьому шляху дуже важливу роль грає так званий антропний принцип. Зміст цього принципу в тому, що виникнення людства, пізнає суб'єкта (а значить, і випереджає соціальну форму руху матерії органічного світу) було можливим внаслідок того, що великомасштабні властивості нашого Всесвіту (її глибинна структура) саме такі, якими вони є; якщо б вони були іншими, Всесвіт просто нікому було б пізнавати. Даний принцип вказує на глибоке внутрішнє єдність закономірностей історичної еволюції Всесвіту, Універсуму і передумов виникнення і еволюції органічного світу аж до антропосоціогенезу. Згідно з цим принципом існує певний тип універсальних системних зв'язків, що визначають цілісний характер існування і розвитку нашого Всесвіту, нашого світу як певного системно організованого фрагмента нескінченно різноманітної матеріальної природи. Розуміння змісту таких універсальних зв'язків, глибинного внутрішнього єдності структури нашого світу (Всесвіту) дає ключ до теоретичного і світоглядного обгрунтування програм і проектів майбутньої космічної діяльності людської цивілізації.
Безпосереднє відношення до теорій еволюціонізму мають уявлення про виникнення та розвиток Всесвіту. Грунтуючись на теорії розширення Всесвіту (що з'явилася ще в першій половині XX століття), виявилося можливим простежити розвиток Всесвіту в «зворотний бік», тобто спробувати повернутися можливо далі назад. Хоча здійснити таку реконструкцію було далеко не просто, але все ж вона виявилася успішною.
За сучасними поглядами близько 14 млрд. років тому Всесвіт представляв собою матеріальне утворення, зосереджене в якомусь дуже малому обсязі з фантастично великою щільністю (на багато порядків перевершує щільність речовини всередині атомного ядра). Раптово, з невідомих поки що науці причин, відбулося «Великий вибух», який прийнято називати «народженням Всесвіту» (бо до цього «вибуху» матерія мала зовсім інші, трудновообразімие властивості). Майже миттєво (за 10 -82 секунди) простір роздулося у величезний розпечений куля, значно переважав розміри видимої нами частини Всесвіту. За новітніми розрахунками американських учених, це сталося 13 млрд 700 млн років тому.
Починаючи з 20-х років XX століття, модель розширення Всесвіту, створена А.А. Фрідманом, вважалася загальноприйнятою. Але розрахунки, зроблені ним, говорили про рівномірний розширення Всесвіту, а нові, більш точні обчислення вказують на фазу майже миттєвого її роздування. Нову теорію, створену в 80-х роках XX століття, в основному зусиллями вітчизняних вчених, назвали теорією роздувається Всесвіту. Відповідно до цієї теорії, в процесі роздування первісна Всесвіт (Правселенная) розщепилася на безліч окремих Всесвітів, що розрізняються всіма фундаментальними константами, які визначають фізичні властивості світу. Наш Всесвіт - одна з них. Такого роду ідеї відстоюють в даний час деякі російські вчені (А. Д. Лінде, С. С. Григорян та ін.)
Кожна з Всесвітів розширювалася вже по фрідмановскому сценарієм. Спочатку, коли наш Всесвіт (як і всі інші) була ще дуже гаряча, в ній народжувалися важкі елементарні частинки, на які йде багато маси і енергії. Вони розпадалися і тут же відтворювали наново, але швидкість відновлення поступово знижувалася, і Всесвіт збагачувалася поколіннями все більш легких частинок. Згідно з розрахунками, протони і нейтрони - «цеглинки», з яких складені атомні ядра, - утворилися приблизно через тисячну частку секунди від «початку світу» або трохи раніше. Через кілька хвилин вони «злиплися» в ядра. Вся подальша еволюція Всесвіту - утворення хімічних елементів, туманностей, зірок, галактик і так далі - не що інше, як повільне згасання, довгий «хвіст» первинних процесів.
Область «початку світу» - предмет новітнього наукового напрямку, що одержав найменування квантової космології. До цих пір перевірка теоретичних висновків про процеси поблизу порогу «народження Всесвіту» може грунтуватися лише на непрямих даних. Наприклад, на вивченні передбачаються теорією властивостей елементарних частинок і реакцій між ними. Успіхи фізики частинок вселяють сьогодні впевненість у правильності космологічних побудов вчених. Знаменним стало те, що вперше в історії науки був «перекинутий міст» між двома, здавалося б, протилежними, полюсами наукових знань - космологією, що вивчає Всесвіт з її фантастичними відстанями, і квантовою фізикою, що досліджує явища в ультрамалої. Виявилося, що, по суті, - це два аспекти одного й того ж наукового знання. У природі все взаємопов'язане: вивчаючи властивості мікрочастинок, фізики уточнюють своє уявлення про фази еволюції Всесвіту; космологічні ж дані використовуються для вибору між різними варіантами теорії елементарних частинок.
Важливою подією космології останніх десятиліть XX століття стала розробка релятивістської теорії гравітації (РТГ), в основі якої лежать праці ряду вітчизняних вчених (А. А. Логунова, Ю. М. Лоскутова, М. А. Мествірішвілі та ін.) Ця теорія, по-новому осмислювати фізичну реальність, прийшла до кінця XX століття на зміну загальновизнаною до недавнього часу загальної теорії відносності А. Ейнштейна, що виявила серйозні недоліки. Аналіз загальної теорії відносності (ЗТВ) показує, що прийняття її концепції веде, по-перше, до відмови від законів збереження енергії-імпульсу і моменту кількості руху речовини та гравітаційного поля, разом узятих, по-друге, до відмови від подання гравітаційного поля як класичного поля типу Фарадея - Максвелла ... Проте ні в макро-, ні в мікросвіті немає жодного експериментального вказівки, прямо або побічно ставить під сумнів справедливість законів збереження матерії, тому для відмови від цих законів немає ніяких фізичних підстав.
У силу цього, ОТО як теорія, позбавлена цих законів, з фізичної точки зору не може вважатися задовільною. Відсутність будь-яких експериментальних вказівок на порушення законів збереження дає підставу стверджувати, що фізично прийнятною може бути тільки теорія, яка узгоджується з законами збереження і пояснює всю сукупність гравітаційних ефектів.
Саме такою теорією і є РТГ, в якій гравітаційне поле розглядається «як будь-яке інше фізичне поле з усіма притаманними фізичним параметрам атрибутами».
Таким чином, в даний час ідея глобального еволюціонізму - це не тільки констатує становище, але і регулятивний принцип. З одного боку, він дає уявлення про світ як про цілісність, дозволяє мислити загальні закони буття в їх єдності, а з іншого - орієнтує сучасне природознавство на виявлення конкретних закономірностей глобальної еволюції матерії на всіх її структурних рівнях, на всіх етапах її самоорганізації.
2. Синергетика як нове світобачення кінця XX століття
На сучасному етапі постнекласичної пізнання матеріального світу надзвичайно важливу роль відіграє парадигма самоорганізації, яка служить природничо основою філософської категорії розвитку. В даний час встановлено, що обов'язковою умовою розвитку є процес самоорганізації, що приводить до виникнення якісно нових матеріальних структур.
Тривалий час у науці домінувало уявлення про відсутність явища самоорганізації в неживій природі. Вважалося, що об'єкти неорганічного світу здатні змінюватися тільки в напрямку дезорганізації. Останнє означає, що у відповідності з другим началом термодинаміки, системи неживої природи можуть «еволюціонувати» лише в бік зростання їх ентропії, а значить, хаосу. Вважалося, що самоорганізуються процеси притаманні лише живим системам.
Перші серйозні зусилля по науковому дослідженню питань самоорганізації були зроблені в кібернетиці. Ця наука мала справу як із живими, так і з технічними (побудованими з неживої речовини) керованими і саморегульованими системами, тобто з системами, в яких самоорганізація закладена спочатку. Кібернетику цікавили гомеостатичні системи, що підтримують своє функціонування в заданому режимі. Саме поняття гомеостазису вказує на те, що в гомеостатической системі мова може йти тільки про самоорганізацію, спрямованої на досягнення оптимальної структури її елементів. Така ідея дозволяє зрозуміти факт стійкості і збереження систем (у тому числі живих). Але з позицій гомеостазису не можна зрозуміти, як виникають нові системи, причому не тільки в живій, але і в неорганічної природи. До того ж, проблема гомеостазису в кібернетиці розглядається з суто функціональної точка зору і тому в ній не аналізуються конкретні механізми самоорганізації.
Поступово в науці накопичувалося все більше число фактів, які свідчили про виникнення упорядкованих структур і феномена самоорганізації в неживій природі за наявності певних умов. Навіть повсякденні спостереження (освіта, наприклад, піщаних дюн, вихорів на воді, різного роду кристалів і т.п.) свідчать про те, що і в неживій природі, - поряд з дезорганізацією, - відбувається також і самоорганізація, яка проявляється у виникненні нових матеріальних структур. В даний час вважається встановленим, що процеси самоорганізації (так само як, зрозуміло, і дезорганізації) можуть відбуватися в порівняно простих фізичних і хімічних середовищах неорганічної природи. А це означає, що найпростіша, елементарна форма самоорганізації має місце вже в рамках фізичної і хімічної форм руху матерії. Причому, чим складніше форма руху матерії, тим вище рівень її самоорганізації.
Зазначені спостереження та узагальнення привели до виникнення синергетики - міждисциплінарного наукового напрямку, що вивчає загальні та універсальні механізми самоорганізації, тобто механізми мимовільного виникнення і щодо стійкого існування макроскопічних упорядкованих структур самої різної природи. Синергетика стирає, як здавалося, нездоланні межі між фізичними і хімічними процесами, з одного боку, та біологічними і соціальними процесами - з іншого, бо досліджує загальні механізми самоорганізації і тих, і інших.
Зародження синергетики сталося у вашій країні. Ще в 60-х роках XX століття вітчизняним ученим E. Бєлоусовим були розпочаті цікаві експерименти з так званими автокаталітіческій хімічними реакціями, які потім були продовжені AM Жаботинським. Ці експерименти показали, що наявність автокаталітіческіх реакцій значно прискорює процеси самоорганізації в хімічній формі руху. Були висловлені вагомі припущення, що саме автокаталітіческіе самоорганізуються хімічні процеси послужили основою для переходу від передбіологічній до біологічної форми руху матерії.
Пізніше реакція Бєлоусова-Жаботинського послужило експериментальною основою для побудови математичної моделі самоорганізованих процесів в бельгійській школі лауреата Нобелівської премії І.Р. Пригожина (1917-2003). Досліджуючи переважно процеси самоорганізації у фізичних і хімічних системах, І.Р. Пригожин в цілому ряді своїх робіт (частина з них перекладена на російську мову) розкриває історичні передумови та світоглядні підстави теорії самоорганізації.
У 70-80-х роках XX століття роботи в області синергетики швидко розширювалися, у них включалися всі нові дослідники. У нашій країні розробкою теорії самоорганізації на базі математичних моделей і обчислювального (комп'ютерного) експерименту зайнялася школа академіка А.А. Самарського та члена-кореспондента РАН С.П. Курдюмова. Ця школа висунула ряд оригінальних ідей для розуміння механізмів виникнення і еволюції щодо стійких структур у нелінійних середовищах.
Німецькому професору Г. Хакен (Інститут синергетики і теоретичної фізики в Штутгарті) вдалося об'єднати велику міжнародну групу вчених, що створила серію книг із синергетики. У цих роботах представлялися результати досліджень процесів самоорганізації в самих різних системах, включаючи і соціальні.
Творці синергетики показали, що здатність до самоорганізації є атрибутивною властивістю матеріальних систем, а тому синергетика на сьогодні є найбільш загальною теорією самоорганізації.
Формування синергетики в останній чверті XX століття виявилося в чомусь схожим зі становленням кібернетики в середині цього століття. Така схожість грунтується на виявленій спільності у феноменах, що мають місце в системах неживої і живої природи, а також у соціальних системах. У всіх цих матеріальних системах мають місце процеси самоорганізації.
Разом з тим між кібернетикою та синергетикою існує і значна різниця. Кібернетика, що виникла на рубежі 40-50-х років XX століття, претендувала на загальнонаукове значення у вивченні процесів управління, що мають місце в деяких неорганічних (створених людиною), біологічних і соціальних системах. І, треба сказати, вона успішно відстояла свій загальнонаукових статус. Синергетика претендує сьогодні на більше: вона виступає вже як нове світобачення, як основа концепцій глобального і космічного еволюціонізму.
Висновок
Нова система пізнавальних ідеалів і норм забезпечує значне розширення поля досліджуваних об'єктів, відкриваючи шляхи до освоєння складних саморегульованих систем. На відміну від малих систем такі об'єкти характеризуються рівневої організацією, наявністю відносно автономних і варіабельних підсистем, масовим стохастичним взаємодією їх елементів, існуванням керуючого рівня і зворотних зв'язків, що забезпечують цілісність системи. Саме включення таких об'єктів у процес наукового дослідження викликало різкі перебудови в картинах реальності провідних галузей природознавства.
Процеси інтеграції цих картин і розвиток загальнонаукової картини світу стали здійснюватися на базі уявлень про природу як складній динамічній системі. Цьому сприяло відкриття специфіки законів мікро-, макро-і мегасвіту у фізиці і космології, інтенсивне дослідження механізмів спадковості в тісному зв'язку з вивченням надорганізменних рівнів організації життя, виявлення кібернетикою загальних законів управління і зворотного зв'язку. Тим самим створюються передумови для побудови цілісної картини природи, в якій простежувалася ієрархічна організованість Всесвіту як складного динамічного єдності. Картини реальності, які виготовляють в окремих науках, на цьому етапі ще зберігали свою самостійність, але кожна з них брала участь у формуванні уявлень, які потім включалися в загальнонаукову картину світу. Остання, у свою чергу, розглядалася не як точний і остаточний портрет природи, а як поступово уточнюється розвивається система щодо істинного знання про світ.
Всі ці радикальні зрушення в уявленнях про світ і процедурах його дослідження супроводжувалися формуванням нових філософських підстав науки. Ідея історичної мінливості наукового знання, відносної істинності вироблюваних в науці онтологічних принципів з'єднувалася з новими уявленнями про активність суб'єкта пізнання. Він розглядався вже не як дистанційований від досліджуваного світу, а як що знаходиться всередині нього, детермінований ім. Виникає розуміння тієї обставини, що відповіді природи на наші питання визначаються не тільки пристроєм самої природи, але й способом нашої постановки питань, який залежить від історичного розвитку засобів та методів пізнавальної діяльності. На цій основі виростало нове розуміння категорій істини, об'єктивності, факту, теорії, пояснення і т.п. Радикально видозмінювалася і «онтологічна підсистема» філософських підстав науки.
Розвиток квантово-релятивістської фізики, біології та кібернетики було пов'язано з включенням нових смислів в категорії частини і цілого, причинності, випадковості і необхідності, речі, процесу, стану та ін У принципі можна показати, що ця «категоріально сітка» вводила новий образ об'єкта , який поставав як складна система. Уявлення про співвідношення частини і цілого стосовно до таких систем включають ідеї незвідність станів цілого до суми станів його частин. Важливу роль при описі динаміки системи починають грати категорії випадковості, потенційно можливого і дійсного. Причинність не може бути зведена лише до її лапласовскій формулюванні - виникає поняття «ймовірнісної причинності», яке розширює сенс традиційного розуміння даної категорії.
Список використаної літератури
1. Айламазян А.К., Стась Є.В. Інформатика та теорія розвитку. - М.: Наука, 1989.
2. Волькенштейн М.В. Ентропія та інформація. - М.: Наука, 1986.
3. Гівішвілі Г.В. Антропогенна всесвіт / / Хімія і життя. 1993. № 6. С. 9-11.
4. Карпенків С.Х. Основні концепції природознавства. - М.: Культура і спорт, ЮНИТИ, 1998.
5. Капіца С.П.. Курдюмов С.П., Малінецкій Г.Г. Синергетика і прогнози майбутнього. - М., 1997.
6. Мойсеєв М.М. Людина і ноосфера. - М.: Молода гвардія, 1990.
7. Стьопін BC, Горохів В.Г., Розов МЛ. Філософія науки і техніки. Навчальний посібник для вищих навчальних закладів. - М., 1996.
8. Таннер П. Історичний нарис розвитку природознавства у Європі. - М., 1994.
9. Хокінг С. Від великого вибуху до чорних дір. Коротка історія часу. - М.: Світ, 1990
10. Шрейдер Ю.А. Еволюція і створення світу / / Хімія і життя. 1993. № 1. С. 22-27.
з дисципліни «Концепція сучасного природознавства»
на тему: «Головні особливості сучасної природничої науки»
Зміст
Введення
1. Глобальний еволюціонізм як основна парадигма сучасної природничої науки
2. Синергетика як нове світобачення кінця XX століття
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Науково-технічна революція (НТР) - поняття, що використовується для позначення тих якісних перетворень, які відбулися в науці і техніці у другій половині XX століття. Початок НТР належить до середини 40-х рр.. XX ст. У ході її завершується процес перетворення науки в безпосередню продуктивну силу. НТР змінює умови, характер і зміст праці, структуру продуктивних сил, суспільний поділ праці, галузеву і професійну структуру суспільства, веде до швидкого зростання продуктивності праці, справляє вплив на всі сторони життя суспільства, включаючи культуру, побут, психологію людей, взаємовідношення суспільства з природою .
Науково-технічна революція - тривалий процес, який має дві головні передумови - науково-технічну та соціальну. Найважливішу роль у підготовці НТР відіграли успіхи природознавства в кінці XIX - на початку XX ст., В результаті яких відбувся докорінний переворот у поглядах на матерію і склалася нова картина світу. Були відкриті електрон, явище радіоактивності, рентгенівські промені, створено теорію відносності і квантова теорія. Здійснився прорив науки в область мікросвіту і великих швидкостей.
Останні три десятиліття XX століття ознаменувалися новими радикальними науковими досягненнями. Ці досягнення можна характеризувати як четверту глобальну наукову революцію, в ході якої формувалася постнекласична наука. Змінив колишню некласичну науку першої половини XX століття, цей новітній період у розвитку природознавства, утворює природничо складову другого етапу науково-технічної революції, про характеризується низкою особливостей.
По-перше, це - орієнтація постнекласичної науки на дослідження досить складних, історично розвиваються систем (серед них особливе місце займають природні комплекси, в які включено в якості компонента сама людина). Уявлення про еволюцію подібних систем вводяться в картину фізичної реальності через новітні ідеї сучасної космології (концепція «Великого вибуху» тощо), через вивчення «человекоразмерних комплексів» (об'єкти екології, включаючи біосферу в цілому, системи «людина - машина» у вигляді складних інформаційних комплексів і т.д.), і, нарешті, через розробку ідей термодинамічних нерівноважних процесів, що призвели до виникнення синергетики.
По-друге, важливий напрям досліджень постнекласичної науки складають об'єкти біотехнології, і в першу чергу, генетичної інженерії. Успіхи останньої на рубежі XX - XXI ст. визначаються новітніми досягненнями біології - в плані розшифровки генома людини, постановки та вирішення проблем клонування вищих ссавців (ці проблеми, зауважимо, включають не тільки природничонауковий, а й соціально-етичний аспекти).
По-третє, для постнекласичної науки характерний новий рівень інтеграції наукових досліджень, що знайшов вираз у комплексних дослідницьких програмах, реалізація яких вимагає участі фахівців різних областей знання.
1. Глобальний еволюціонізм як основна парадигма сучасної природничої науки
Одна з найважливіших ідей європейської цивілізації - ідея розвитку світу. У своїх простих і нерозвинених формах (преформізм, Епігенез, кантівська космогонія) вона почала проникати в природознавство ще у XVIII ст .. Але вже в XIX ст. по праву можна назвати століттям еволюції. Спочатку в геології, потім біології і соціології теоретичному моделюванню розвиваються об'єктів стали приділяти все більше й більше уваги.
В науках фізико-хімічного циклу ідея розвитку пробивала собі дорогу дуже складно. Аж до другої половини XX ст. в ній панувала вихідна абстракція закритою оборотної системи, в якій фактор часу не грає ролі. Навіть перехід від класичної ньютонівської фізики до некласичної (релятивістської і квантової) в цьому відношенні нічого не змінив. Правда, в класичній термодинаміці був зроблений певний боязкий прорив - введено поняття ентропії та подання про незворотні процеси, що залежать від часу. Цим самим у фізичні науки була введена «стріла часу». Але, в кінцевому рахунку, і класична термодинаміка вивчала лише закриті рівноважні системи, а нерівноважні процеси розглядалися як обурення, другорядні відхилення, якими варто знехтувати в остаточному описі пізнаваного об'єкта.
Проникнення ідеї розвитку в геологію, біологію, соціологію, гуманітарні науки в XIX - першій половині XX ст. відбувалося незалежно в кожній з цих галузей пізнання. Філософський принцип розвитку світу (природи, суспільства, людини) не мав спільного, стрижневого для природознавства (а також для всієї науки) висловлювання. У кожній галузі природознавства він мав свої (незалежні від іншої галузі) форми теоретико-методологічної конкретизації.
Тільки до кінця XX ст. природознавство знайшло теоретичні і методологічні засоби для створення єдиної моделі універсальної еволюції, виявлення загальних законів природи, що зв'язують в єдине ціле походження Всесвіту (космогенез), виникнення Сонячної системи і нашої планети Земля (геогенез), виникнення життя (біогенез) і, нарешті, виникнення людини і суспільства (антропосоціогенезу). Такою моделлю є концепція глобального еволюціонізму.
У цій концепції Всесвіт постає як розвивається в часі природне ціле, а вся історія Всесвіту від Великого Вибуху до виникнення людства розглядається як єдиний процес, в якому космічний, хімічний, біологічний і соціальний типи еволюції спадкоємно і генетично пов'язані між собою. Космохімія, геохімія, біохімія відображають тут фундаментальні переходи в еволюції молекулярних систем і неминучості їх перетворення в органічну матерію.
У концепції глобального еволюціонізму підкреслюється найважливіша закономірність - спрямованість розвитку світового цілого на підвищення своєї структурної організації. Вся історія Всесвіту - від моменту сингулярності до виникнення людини - постає як єдиний процес матеріальної еволюції, самоорганізації, саморозвитку матерії.
Важливу роль у концепції універсального еволюціонізму грає ідея відбору: нове виникає як результат відбору найбільш ефективних формоутворень, неефективні ж інновації відбраковуються історичним процесом; якісно новий рівень організації матерії остаточно самостверджується тоді, коли він виявляється здатним увібрати в себе попередній досвід історичного розвитку матерії. Ця закономірність характерна не тільки для біологічної форми руху, але і для всієї еволюції матерії. Принцип глобального еволюціонізму вимагає не просто знання тимчасового порядку утворення рівнів матерії, а глибокого розуміння внутрішньої логіки розвитку космічного порядку речей, логіки розвитку Всесвіту як цілого.
На цьому шляху дуже важливу роль грає так званий антропний принцип. Зміст цього принципу в тому, що виникнення людства, пізнає суб'єкта (а значить, і випереджає соціальну форму руху матерії органічного світу) було можливим внаслідок того, що великомасштабні властивості нашого Всесвіту (її глибинна структура) саме такі, якими вони є; якщо б вони були іншими, Всесвіт просто нікому було б пізнавати. Даний принцип вказує на глибоке внутрішнє єдність закономірностей історичної еволюції Всесвіту, Універсуму і передумов виникнення і еволюції органічного світу аж до антропосоціогенезу. Згідно з цим принципом існує певний тип універсальних системних зв'язків, що визначають цілісний характер існування і розвитку нашого Всесвіту, нашого світу як певного системно організованого фрагмента нескінченно різноманітної матеріальної природи. Розуміння змісту таких універсальних зв'язків, глибинного внутрішнього єдності структури нашого світу (Всесвіту) дає ключ до теоретичного і світоглядного обгрунтування програм і проектів майбутньої космічної діяльності людської цивілізації.
Безпосереднє відношення до теорій еволюціонізму мають уявлення про виникнення та розвиток Всесвіту. Грунтуючись на теорії розширення Всесвіту (що з'явилася ще в першій половині XX століття), виявилося можливим простежити розвиток Всесвіту в «зворотний бік», тобто спробувати повернутися можливо далі назад. Хоча здійснити таку реконструкцію було далеко не просто, але все ж вона виявилася успішною.
За сучасними поглядами близько 14 млрд. років тому Всесвіт представляв собою матеріальне утворення, зосереджене в якомусь дуже малому обсязі з фантастично великою щільністю (на багато порядків перевершує щільність речовини всередині атомного ядра). Раптово, з невідомих поки що науці причин, відбулося «Великий вибух», який прийнято називати «народженням Всесвіту» (бо до цього «вибуху» матерія мала зовсім інші, трудновообразімие властивості). Майже миттєво (за 10 -82 секунди) простір роздулося у величезний розпечений куля, значно переважав розміри видимої нами частини Всесвіту. За новітніми розрахунками американських учених, це сталося 13 млрд 700 млн років тому.
Починаючи з 20-х років XX століття, модель розширення Всесвіту, створена А.А. Фрідманом, вважалася загальноприйнятою. Але розрахунки, зроблені ним, говорили про рівномірний розширення Всесвіту, а нові, більш точні обчислення вказують на фазу майже миттєвого її роздування. Нову теорію, створену в 80-х роках XX століття, в основному зусиллями вітчизняних вчених, назвали теорією роздувається Всесвіту. Відповідно до цієї теорії, в процесі роздування первісна Всесвіт (Правселенная) розщепилася на безліч окремих Всесвітів, що розрізняються всіма фундаментальними константами, які визначають фізичні властивості світу. Наш Всесвіт - одна з них. Такого роду ідеї відстоюють в даний час деякі російські вчені (А. Д. Лінде, С. С. Григорян та ін.)
Кожна з Всесвітів розширювалася вже по фрідмановскому сценарієм. Спочатку, коли наш Всесвіт (як і всі інші) була ще дуже гаряча, в ній народжувалися важкі елементарні частинки, на які йде багато маси і енергії. Вони розпадалися і тут же відтворювали наново, але швидкість відновлення поступово знижувалася, і Всесвіт збагачувалася поколіннями все більш легких частинок. Згідно з розрахунками, протони і нейтрони - «цеглинки», з яких складені атомні ядра, - утворилися приблизно через тисячну частку секунди від «початку світу» або трохи раніше. Через кілька хвилин вони «злиплися» в ядра. Вся подальша еволюція Всесвіту - утворення хімічних елементів, туманностей, зірок, галактик і так далі - не що інше, як повільне згасання, довгий «хвіст» первинних процесів.
Область «початку світу» - предмет новітнього наукового напрямку, що одержав найменування квантової космології. До цих пір перевірка теоретичних висновків про процеси поблизу порогу «народження Всесвіту» може грунтуватися лише на непрямих даних. Наприклад, на вивченні передбачаються теорією властивостей елементарних частинок і реакцій між ними. Успіхи фізики частинок вселяють сьогодні впевненість у правильності космологічних побудов вчених. Знаменним стало те, що вперше в історії науки був «перекинутий міст» між двома, здавалося б, протилежними, полюсами наукових знань - космологією, що вивчає Всесвіт з її фантастичними відстанями, і квантовою фізикою, що досліджує явища в ультрамалої. Виявилося, що, по суті, - це два аспекти одного й того ж наукового знання. У природі все взаємопов'язане: вивчаючи властивості мікрочастинок, фізики уточнюють своє уявлення про фази еволюції Всесвіту; космологічні ж дані використовуються для вибору між різними варіантами теорії елементарних частинок.
Важливою подією космології останніх десятиліть XX століття стала розробка релятивістської теорії гравітації (РТГ), в основі якої лежать праці ряду вітчизняних вчених (А. А. Логунова, Ю. М. Лоскутова, М. А. Мествірішвілі та ін.) Ця теорія, по-новому осмислювати фізичну реальність, прийшла до кінця XX століття на зміну загальновизнаною до недавнього часу загальної теорії відносності А. Ейнштейна, що виявила серйозні недоліки. Аналіз загальної теорії відносності (ЗТВ) показує, що прийняття її концепції веде, по-перше, до відмови від законів збереження енергії-імпульсу і моменту кількості руху речовини та гравітаційного поля, разом узятих, по-друге, до відмови від подання гравітаційного поля як класичного поля типу Фарадея - Максвелла ... Проте ні в макро-, ні в мікросвіті немає жодного експериментального вказівки, прямо або побічно ставить під сумнів справедливість законів збереження матерії, тому для відмови від цих законів немає ніяких фізичних підстав.
У силу цього, ОТО як теорія, позбавлена цих законів, з фізичної точки зору не може вважатися задовільною. Відсутність будь-яких експериментальних вказівок на порушення законів збереження дає підставу стверджувати, що фізично прийнятною може бути тільки теорія, яка узгоджується з законами збереження і пояснює всю сукупність гравітаційних ефектів.
Саме такою теорією і є РТГ, в якій гравітаційне поле розглядається «як будь-яке інше фізичне поле з усіма притаманними фізичним параметрам атрибутами».
Таким чином, в даний час ідея глобального еволюціонізму - це не тільки констатує становище, але і регулятивний принцип. З одного боку, він дає уявлення про світ як про цілісність, дозволяє мислити загальні закони буття в їх єдності, а з іншого - орієнтує сучасне природознавство на виявлення конкретних закономірностей глобальної еволюції матерії на всіх її структурних рівнях, на всіх етапах її самоорганізації.
2. Синергетика як нове світобачення кінця XX століття
На сучасному етапі постнекласичної пізнання матеріального світу надзвичайно важливу роль відіграє парадигма самоорганізації, яка служить природничо основою філософської категорії розвитку. В даний час встановлено, що обов'язковою умовою розвитку є процес самоорганізації, що приводить до виникнення якісно нових матеріальних структур.
Тривалий час у науці домінувало уявлення про відсутність явища самоорганізації в неживій природі. Вважалося, що об'єкти неорганічного світу здатні змінюватися тільки в напрямку дезорганізації. Останнє означає, що у відповідності з другим началом термодинаміки, системи неживої природи можуть «еволюціонувати» лише в бік зростання їх ентропії, а значить, хаосу. Вважалося, що самоорганізуються процеси притаманні лише живим системам.
Перші серйозні зусилля по науковому дослідженню питань самоорганізації були зроблені в кібернетиці. Ця наука мала справу як із живими, так і з технічними (побудованими з неживої речовини) керованими і саморегульованими системами, тобто з системами, в яких самоорганізація закладена спочатку. Кібернетику цікавили гомеостатичні системи, що підтримують своє функціонування в заданому режимі. Саме поняття гомеостазису вказує на те, що в гомеостатической системі мова може йти тільки про самоорганізацію, спрямованої на досягнення оптимальної структури її елементів. Така ідея дозволяє зрозуміти факт стійкості і збереження систем (у тому числі живих). Але з позицій гомеостазису не можна зрозуміти, як виникають нові системи, причому не тільки в живій, але і в неорганічної природи. До того ж, проблема гомеостазису в кібернетиці розглядається з суто функціональної точка зору і тому в ній не аналізуються конкретні механізми самоорганізації.
Поступово в науці накопичувалося все більше число фактів, які свідчили про виникнення упорядкованих структур і феномена самоорганізації в неживій природі за наявності певних умов. Навіть повсякденні спостереження (освіта, наприклад, піщаних дюн, вихорів на воді, різного роду кристалів і т.п.) свідчать про те, що і в неживій природі, - поряд з дезорганізацією, - відбувається також і самоорганізація, яка проявляється у виникненні нових матеріальних структур. В даний час вважається встановленим, що процеси самоорганізації (так само як, зрозуміло, і дезорганізації) можуть відбуватися в порівняно простих фізичних і хімічних середовищах неорганічної природи. А це означає, що найпростіша, елементарна форма самоорганізації має місце вже в рамках фізичної і хімічної форм руху матерії. Причому, чим складніше форма руху матерії, тим вище рівень її самоорганізації.
Зазначені спостереження та узагальнення привели до виникнення синергетики - міждисциплінарного наукового напрямку, що вивчає загальні та універсальні механізми самоорганізації, тобто механізми мимовільного виникнення і щодо стійкого існування макроскопічних упорядкованих структур самої різної природи. Синергетика стирає, як здавалося, нездоланні межі між фізичними і хімічними процесами, з одного боку, та біологічними і соціальними процесами - з іншого, бо досліджує загальні механізми самоорганізації і тих, і інших.
Зародження синергетики сталося у вашій країні. Ще в 60-х роках XX століття вітчизняним ученим E. Бєлоусовим були розпочаті цікаві експерименти з так званими автокаталітіческій хімічними реакціями, які потім були продовжені AM Жаботинським. Ці експерименти показали, що наявність автокаталітіческіх реакцій значно прискорює процеси самоорганізації в хімічній формі руху. Були висловлені вагомі припущення, що саме автокаталітіческіе самоорганізуються хімічні процеси послужили основою для переходу від передбіологічній до біологічної форми руху матерії.
Пізніше реакція Бєлоусова-Жаботинського послужило експериментальною основою для побудови математичної моделі самоорганізованих процесів в бельгійській школі лауреата Нобелівської премії І.Р. Пригожина (1917-2003). Досліджуючи переважно процеси самоорганізації у фізичних і хімічних системах, І.Р. Пригожин в цілому ряді своїх робіт (частина з них перекладена на російську мову) розкриває історичні передумови та світоглядні підстави теорії самоорганізації.
У 70-80-х роках XX століття роботи в області синергетики швидко розширювалися, у них включалися всі нові дослідники. У нашій країні розробкою теорії самоорганізації на базі математичних моделей і обчислювального (комп'ютерного) експерименту зайнялася школа академіка А.А. Самарського та члена-кореспондента РАН С.П. Курдюмова. Ця школа висунула ряд оригінальних ідей для розуміння механізмів виникнення і еволюції щодо стійких структур у нелінійних середовищах.
Німецькому професору Г. Хакен (Інститут синергетики і теоретичної фізики в Штутгарті) вдалося об'єднати велику міжнародну групу вчених, що створила серію книг із синергетики. У цих роботах представлялися результати досліджень процесів самоорганізації в самих різних системах, включаючи і соціальні.
Творці синергетики показали, що здатність до самоорганізації є атрибутивною властивістю матеріальних систем, а тому синергетика на сьогодні є найбільш загальною теорією самоорганізації.
Формування синергетики в останній чверті XX століття виявилося в чомусь схожим зі становленням кібернетики в середині цього століття. Така схожість грунтується на виявленій спільності у феноменах, що мають місце в системах неживої і живої природи, а також у соціальних системах. У всіх цих матеріальних системах мають місце процеси самоорганізації.
Разом з тим між кібернетикою та синергетикою існує і значна різниця. Кібернетика, що виникла на рубежі 40-50-х років XX століття, претендувала на загальнонаукове значення у вивченні процесів управління, що мають місце в деяких неорганічних (створених людиною), біологічних і соціальних системах. І, треба сказати, вона успішно відстояла свій загальнонаукових статус. Синергетика претендує сьогодні на більше: вона виступає вже як нове світобачення, як основа концепцій глобального і космічного еволюціонізму.
Висновок
Нова система пізнавальних ідеалів і норм забезпечує значне розширення поля досліджуваних об'єктів, відкриваючи шляхи до освоєння складних саморегульованих систем. На відміну від малих систем такі об'єкти характеризуються рівневої організацією, наявністю відносно автономних і варіабельних підсистем, масовим стохастичним взаємодією їх елементів, існуванням керуючого рівня і зворотних зв'язків, що забезпечують цілісність системи. Саме включення таких об'єктів у процес наукового дослідження викликало різкі перебудови в картинах реальності провідних галузей природознавства.
Процеси інтеграції цих картин і розвиток загальнонаукової картини світу стали здійснюватися на базі уявлень про природу як складній динамічній системі. Цьому сприяло відкриття специфіки законів мікро-, макро-і мегасвіту у фізиці і космології, інтенсивне дослідження механізмів спадковості в тісному зв'язку з вивченням надорганізменних рівнів організації життя, виявлення кібернетикою загальних законів управління і зворотного зв'язку. Тим самим створюються передумови для побудови цілісної картини природи, в якій простежувалася ієрархічна організованість Всесвіту як складного динамічного єдності. Картини реальності, які виготовляють в окремих науках, на цьому етапі ще зберігали свою самостійність, але кожна з них брала участь у формуванні уявлень, які потім включалися в загальнонаукову картину світу. Остання, у свою чергу, розглядалася не як точний і остаточний портрет природи, а як поступово уточнюється розвивається система щодо істинного знання про світ.
Всі ці радикальні зрушення в уявленнях про світ і процедурах його дослідження супроводжувалися формуванням нових філософських підстав науки. Ідея історичної мінливості наукового знання, відносної істинності вироблюваних в науці онтологічних принципів з'єднувалася з новими уявленнями про активність суб'єкта пізнання. Він розглядався вже не як дистанційований від досліджуваного світу, а як що знаходиться всередині нього, детермінований ім. Виникає розуміння тієї обставини, що відповіді природи на наші питання визначаються не тільки пристроєм самої природи, але й способом нашої постановки питань, який залежить від історичного розвитку засобів та методів пізнавальної діяльності. На цій основі виростало нове розуміння категорій істини, об'єктивності, факту, теорії, пояснення і т.п. Радикально видозмінювалася і «онтологічна підсистема» філософських підстав науки.
Розвиток квантово-релятивістської фізики, біології та кібернетики було пов'язано з включенням нових смислів в категорії частини і цілого, причинності, випадковості і необхідності, речі, процесу, стану та ін У принципі можна показати, що ця «категоріально сітка» вводила новий образ об'єкта , який поставав як складна система. Уявлення про співвідношення частини і цілого стосовно до таких систем включають ідеї незвідність станів цілого до суми станів його частин. Важливу роль при описі динаміки системи починають грати категорії випадковості, потенційно можливого і дійсного. Причинність не може бути зведена лише до її лапласовскій формулюванні - виникає поняття «ймовірнісної причинності», яке розширює сенс традиційного розуміння даної категорії.
Список використаної літератури
1. Айламазян А.К., Стась Є.В. Інформатика та теорія розвитку. - М.: Наука, 1989.
2. Волькенштейн М.В. Ентропія та інформація. - М.: Наука, 1986.
3. Гівішвілі Г.В. Антропогенна всесвіт / / Хімія і життя. 1993. № 6. С.
4. Карпенків С.Х. Основні концепції природознавства. - М.: Культура і спорт, ЮНИТИ, 1998.
5. Капіца С.П.. Курдюмов С.П., Малінецкій Г.Г. Синергетика і прогнози майбутнього. - М., 1997.
6. Мойсеєв М.М. Людина і ноосфера. - М.: Молода гвардія, 1990.
7. Стьопін BC, Горохів В.Г., Розов МЛ. Філософія науки і техніки. Навчальний посібник для вищих навчальних закладів. - М., 1996.
8. Таннер П. Історичний нарис розвитку природознавства у Європі. - М., 1994.
9. Хокінг С. Від великого вибуху до чорних дір. Коротка історія часу. - М.: Світ, 1990
10. Шрейдер Ю.А. Еволюція і створення світу / / Хімія і життя. 1993. № 1. С. 22-27.