Історія природознавства стоїть у нерозривному зв'язку з історією всього суспільства і кожного типу і рівню розвитку продуктивних сил техніки відповідає своєрідний період в історії природознавства. Як самостійне систематичне дослідження природи природознавство виникло під 0-й половині 00 в більш ранні періоди природно-наукових знань можна розглядати як зародкові або підготовчі до систематичного вивчення природи Відповідно виділяються наступні періоди
Перший підготовчий - натурфілософські (зародження елементів майбутнього природознавства) - характерний для давнину В цілому техніка була ще слабо розвинена хоча були вже окремі видатні технічні досягнення Почали складатися в самостійні галузі знання статика і астрономія і обслуговує їх математика Пізніше стала виділятися хімія (у формі алхімії) Анатомія медицина фізика перебували в зародковому стані Всі природно-наукові знання і погляди входили в єдину недиференційовану науку перебувала під егідою філософії Диференціація наук вперше намітилася наприкінці цього періоду (олександрійська наука)
Другий підготовчий період характеризується пануванням схоластики і теології в Західній Європі і спорадичними відкриттями у арабомовних народів Наука на Заході стала придатком теології (астрологія алхімія магія кабалістика чисел) Прогрес техніки на Заході відбувався вкрай повільно Техніка майже не потребувала в систематичному вивченні природи а тому й не надавала помітного впливу на розвиток природно-наукових знань Але і в цей час хоч і повільно йшло накопичення нових фактів підготували перехід до наступного періоду У цілому це була перехідна смуга між першою і другою фазами загального ходу природознавства
Період механічного і метафізичного природознавства почався з виникнення природознавства як систематичної експериментальної науки в епоху Відродження відповідає часу становлення і утвердження капіталістичних відносин у Західній Європі (з 0-ї половини 00 в до кінця 00 в) Природознавство цього періоду революційно за своїми тенденціям Тут виділяється природознавство початку 00 в (формування механічного природознавства - Г Галілей) і кінця 00 в - початку 00 в (завершення цього процесу - І Ньютон) Т до панівних методом мислення стала метафізика цей період можна назвати метафізичним Але вже тоді в природознавстві робилися відкриття в яких виявлялася діалектика
Природознавство було пов'язано з виробництвом перетворюємося з ремесла в мануфактуру енергетичною базою якої служило механічний рух Звідси вставала завдання вивчати механічний рух знайти його закони Мореплавання потребувало небесної механіки військова справа - у розробці балістики Природознавство було механічним оскільки до всіх процесів природи додавався виключно масштаб механіки Але вже створення в 00-00 ст в математиці аналізу нескінченно малих (І Ньютон Г Лейбніц) та аналітичної геометрії (Р Декарт) космогонічна гіпотеза Канта - Лапласа атомно-кінетичне вчення М В Ломоносова ідея розвитку в біології До Вольфа підготовляли крах метафізичного погляду на природу
Основним протиріччям природознавства всього цього періоду було те що «революційне на перших порах природознавство опинилося перед наскрізь консервативної природою» [1]
Період відкриття загального зв'язку і утвердження еволюційних ідей в природознавстві характеризується стихійним проникненням діалектики в природознавство так що його можна також назвати стихійно-діалектичним
Промисловість вступає у фазу великого машинного виробництва почалося в кінці 00 в - технічний і промисловий переворот Енергетичної базою промисловості стає паровий двигун і переважний розвиток механіки перестає задовольняти потреби виробництва
На перший план висуваються фізика і хімія вивчають взаємоперетворення форм енергії та видів речовини (хімічна атомистика) У геології виникає теорія повільного розвитку Землі (Ч Лайєль) в біології зароджується еволюційна теорія (Ж Ламарк) палеонтологія (Ж Кюв'є) ембріологія (К М Бер) Виникла необхідність поєднувати аналіз з синтезом з метою теоретичного охоплення накопиченого дослідного матеріалу
Три великих відкриття (0-я третина 00 в) - клітинна теорія вчення про перетворення енергії і дарвінізм - завдали остаточного удару по старій метафізиці Потім послідували відкриття розкривали діалектику природи повніше: створення теорії хімічної будови органічних сполук (А М Бутлеров 0000) періодичної системи елементів (Д І Менделєєв 0000) хімічної термодинаміки (Я Х Вант-Гофф Дж Гіббс) основ наукової фізіології (І М Сеченов 0000) електромагнітної теорії світла (Дж К Максвелл 0000)
Але роблячи відкриття підтверджують діалектику натуралісти продовжували мислити метафізично «Цей конфлікт між досягнутими результатами і укоріненим способом мислення» склав основне протиріччя природознавства даного періоду - розрив між об'єктивною і суб'єктивною його сторонами його змістом (його відкриттями) і формою мислення самих учених
Період "новітньої революції» в природознавстві почався в 00 в форсується розвиток насамперед фізики (атомна енергія радіолокація радіоелектроніка засоби зв'язку автоматика і кібернетика квантова електроніка - лазери електронна оптика і т д)
Фізика як провідна галузь всього природознавства грає роль стимулятора і трампліну по відношенню до інших галузей природознавства наприклад винахід електронного мікроскопа і введення методу мічених атомів викликало переворот у всій біології фізіології біохімії Фізичні методи визначили успіхи хімії геології астрономії сприяли значною мірою розвитку науки про космос і оволодінню космосом
Головним завданням хімії стає синтез полімерів особливо грають роль стратегічної сировини (каучук штучне волокно) отримання синтетичного палива легких сплавів і замінників металу для авіації і космонавтики Енергетичної базою промисловості на початку 00 в стають все більше електрику (динамо-машина) хімічна енергія (двигуни внутрішнього згоряння ) а потім (після 0-ї світової війни) та атомна енергія
Стимулюючий вплив на природознавство нових потреб техніки призвело до того що в середині 00-х рр. 00 в почалася «новітня революція у природознавстві» [2] головним чином у фізиці (відкриття електромагнітних хвиль Г Герцем короткохвильового електромагнітного випромінювання До Рентгеном радіоактивності А Беккерелем електрона Дж Томсоном світлового тиску П Н Лебедєвим введення ідеї кванта М Планком створення теорії відносності А Ейнштейном радіоактивного розпаду Е Резерфордом і Ф Содді винахід радіо А З Поповим) а також в хімії біології (виникнення генетики на базі законів Г Менделя)
У 0000-0000 на основі уявлень про атомному ядрі електронах і кванти Н Бор створює модель атома розробка якої ведеться відповідно періодичній системі елементів Д І Менделєєва Це - 0-й етап революції у фізиці і в усьому природознавстві Він супроводжується порушенням колишніх метафізичних уявлень про матерію і її будові властивості форми руху і типах закономірностей про простір і час що об'єктивно підтверджувало діалектичний матеріалізм
Початком 0-го етапу у природознавстві було перше оволодіння атомною енергією в результаті відкриття ділення ядра (0000) і наступних досліджень (0000-00) з якими пов'язано зародження електронно-обчислювальних машин і кібернетики Повний розвиток він отримав у середині 00 в Його особливістю є те що поряд з фізикою тепер лідирує в природознавстві ціла група галузей природознавства: біологія (особливо генетика молекулярна біологія) хімія (особливо макрохімія хімія полімерів) а також науки суміжні з природознавством - космонавтика кібернетика
Якщо на початку 00 в фізичні відкриття розвивалися самостійно то з середини 00 в революція в природознавстві органічно злилася з революцією в техніці привівши до сучасної науково-технічної революції З точки зору практики вирішальну роль набувають фундаментальні науки без яких не може розвиватися сучасна техніка
Перелік основних наукових відкриттів зроблених в ході природно-наукових революцій
В історії природознавства процес накопичення знань змінювався періодами наукових революцій коли відбувалася ломка старих уявлень і замість них виникали нові теорії
Великі наукові революції пов'язані з такими досягнення людської думки як:
вчення про геліоцентричної системи світу Н Коперника;
створення класичної механіки І Ньютоном;
ряд фундаментальних відкриттів у біології геології хімії та фізики в першій половині XIX століття підтвердили процес еволюційного розвитку природи і встановили тісний взаємозв'язок багатьох явищ природи;
великі відкриття на початку XX століття в області мікросвіту створення квантової механіки і теорії відносності
Питання та відповіді по етапах розвитку природознавства
Перша наукова революція «Вчення про геліоцентричної системи світу Н Коперника»
ПИТАННЯ: У чому суть праці Н Коперника «Про обертання небесних сфер»?
ВІДПОВІДЬ: Польський астроном Н Коперник у праці «Про обертання небесних сфер» запропонував геліоцентричну картину світу замість колишньої птолемеевой (геоцентричної) Вона стала продовженням космологічних ідей Аристотеля і на неї спиралася релігійна картина світу Заслуга Н Коперника полягала також у тому що він усунув питання про « першодвигун »руху у Всесвіті так як згідно з його вченням рух є природною властивістю всіх небесних і земних тіл Цілком зрозуміло що його вчення не відповідало світогляду католицької церкви і з цього часу починається протистояння науки і церкви з головних питань що стосуються природи
«Важко переоцінити значення і вплив геліоцентричної картини світу на всі природні науки Це було воістину яскрава подія в історії природознавства: замість колишнього невірного каркаса світобудови була введена справжня система координат навколоземного космосу» [3]
Друга наукова революція «Створення класичної механіки І Ньютоном»
ПИТАННЯ: Перерахуйте основні закони механіки І Ньютона
ВІДПОВІДЬ: Перший закон механіки Ньютона - це принцип інерції сформульований Галілеєм У другому законі механіки Ньютон стверджує що прискорення купується тілом прямо пропорційно прикладеній силі і обернено пропорційно масі цього тіла І третій закон механіки Ньютона є закон дії та протидії: дії двох тіл один на одного завжди рівні за величиною і протилежні за напрямком І ще один закон запропонований Ньютоном закон всесвітнього тяжіння звучить так: всі тіла взаємно притягуються прямо пропорційно їх мас і обернено пропорційно квадрату відстані між ними Це - універсальний закон природи на основі якого була побудована теорія Сонячної системи
«Механіка Ньютона вражає своєю простотою Вона має справу з матеріальними точками і відстанями між ними і таким чином є ідеалізацією реального фізичного світу Але завдяки цій простоті стало можливим побудова замкнутої механічної картини світу Його теорія використовувала строгий математичний апарат і спиралася на науковий експеримент Саме така тенденція намітилася у фізиці після його робіт »[4]
Завдяки працям Галілея і Ньютона XVIII століття вважається початком того тривалого періоду часу коли панувало механістичне світогляд
Третя наукова революція «Відкриття в біології геології хімії та фізики підтвердили процес еволюційного розвитку природи і встановили тісний взаємозв'язок багатьох явищ природи»
ПИТАННЯ: Що послужило поштовхом до побудови нової фізичної картини світу?
ВІДПОВІДЬ: Наступна наукова революція після якої різко змінилася система поглядів і підходів пов'язана з фізикою Це відбулося в кінці XIX - початку XX століття Поштовхом до побудови нової фізичної картини світу послужила низка нових експериментальних фактів які не могли бути описані в рамках старих теорій як це зазвичай буває в науці До таких фактів відносяться насамперед:
дослідження Фарадея по електричних явищ;
роботи Максвелла і Герца з електродинаміки;
вивчення явища радіоактивності Беккерелем;
відкриття першої елементарної частки (електрона) Томсоном і т д
Проникаючи в область мікросвіту фізики зіткнулися з несподіваними проявами фізичної реальності для опису якої виникла потреба в новій теорії бо зробити це з допомогою класичної механіки не вдавалося Поетапно завдяки роботам ряду фізиків і головним чином Бора Гейзенберга Шредінгера Планка де Бройля і інших була побудована фізична теорія мікросвіту створена квантова механіка Відповідно до цієї теорії рух мікрочастинок у просторі та часі не має нічого спільного з механічним рухом макрооб'єктів і підпорядковується співвідношенню невизначеностей: якщо відомо положення мікрочастинки в просторі то залишається невідомим її імпульс і навпаки
Четверта наукова революція «Відкриття на початку XX століття в області мікросвіту створення квантової механіки і теорії відносності»
ПИТАННЯ: Сформулюйте основні принципи теорії відносності Ейнштейна А
ВІДПОВІДЬ: У 0000 р А Ейнштейн створив спеціальну теорію відносності у якій властивості простору і часу пов'язані з матерією і поза матерії втрачають сенс Ця теорія дає перетворення просторових і часових координат тел які рухаються зі швидкостями порівнянними зі швидкістю світла Друга частина теорії яка називається загальною теорією відносності пов'язує присутність великих гравітаційних полів (або маси) з викривленням простору Ця частина теорії використовується в космологічних моделях
Геліоцентрична система світу Н Коперника
Коперник (Kopernik Copernicus) Микола (00 0 0000 Торунь - 00 0 0000 Фромборк) польський астроном творець геліоцентричної системи світу Народився в сім'ї купця Після смерті батька (0000) виховувався своїм дядьком Лукашем Ваченроде єпископом Вармійской єпархії (Вармія - споконвічна польська земля тягнулася по берегах Вісли від м Торунь до Балтійського моря) Навчався у Краківському університеті (0000-0000) У 00 року був вибраний каноніком Продовжив освіту в італійських університетах Болоньї Падуї Феррари де окрім астрономії вивчав медицину і право Після повернення на батьківщину (0000) був секретарем і лікарем у свого дядька і жив до його смерті в м Лідзбарк в єпископській резиденції У 0000 оселився у м Фромборк в одній з башт кріпосної стіни оточувала собор Це приміщення де Коперник прожив понад 00 років служило йому обсерваторією; воно збереглося до теперішнього часу
До брав активну участь в житті Вармії в боротьбі за її незалежність Серед сучасників До був відомий як державний діяч майстерний лікар і глибокий знавець астрономії Коли Латеранський собор (0000-00) організував комісію з реформи календаря До був запрошений до Риму взяти участь у її роботі Він доводив передчасність такої реформи оскільки тривалість року не була ще досить точно відома
Створення геліоцентричної системи світу стало результатом довголітньої праці Коперника Він почав зі спроб удосконалити геоцентричну систему світу викладену в «Альмагест» Птолемея Численні роботи в цьому напрямку до К зводилися або до більш точного визначення елементів тих деферентов і епіциклів допомогою яких Птолемей представив руху небесних тіл або до додаванню нових епіциклів Коперник зрозумівши залежність між видимими рухами планет і Сонця добре відому ще Птолемею на цій основі побудував геліоцентричну систему світу Завдяки їй правильне пояснення отримав ряд незрозумілих з точки зору геоцентричної системи закономірностей руху планет Таблиці складені Коперником багато точніше таблиць Птолемея що мало велике значення для що швидко розвивався тоді мореплавання Широке їх використання сприяло поширенню геліоцентричної системи світу
Результати праці були узагальнені Коперником у творі «Про обертання небесних сфер» опублікованому в 0000 незадовго до його смерті З появою цієї роботи «починає своє літочислення звільнення природознавства від теології» (Енгельс Ф Діалектика природи 0000 з 0) Коперник розвинув нові філософські ідеї лише в тій мірою в якій це було необхідно для чергових практичних потреб астрономії Він зберіг уявлення про кінцеву Всесвіту обмеженою сферою нерухомих зірок хоча в цьому вже не було необхідності (існування і кінцеві розміри сфери нерухомих зірок були лише неминучим наслідком подання про нерухомість Землі) Коперник прагнув насамперед до того щоб його твір було настільки ж повним керівництвом до вирішення всіх астрономічних задач яким було «Велике математична побудова» Птолемея Тому він зосередив увагу на удосконаленні математичних теорій Птолемея Важливе значення має вклад Коперника у розвиток тригонометрії як плоскої так і сферичної; глави твори Коперника присвячені тригонометрії були видані окремо в 0000 його єдиним учнем Г І Ретика
Філософське значення геліоцентричної системи полягала в тому що Земля вважалася раніше центром світу зводити на положення однієї з планет Виникла нова ідея - про єдність світу про те що «небо» і «земля» підпорядковуються одним і тим же законам Революційний характер поглядів До був зрозумілий католицькою церквою лише після того як Г. Галілей та ін розвинули філософські слідства його вчення У 0000 декретом інквізиції книга К була внесена «надалі до виправлення» в «Індекс заборонених книг» і залишалася під забороною до 0000
Список літератури
Абачі С К Концепції сучасного природознавства - Ч 0 (Експериментальний лекційний курс) Акад соц-екон прогноз і моделювання - Балашиха 0000; 000 з
Абачі С К Концепції сучасного природознавства - Ч 0 (Експериментальний лекційний курс) Акад соц-екон прогноз і моделювання - Балашиха 0000; 000 з
Аристотель Етика Політика Риторика Поетика Категорії - Мінськ: Література 0000; 0000 з
Горохів В Г Концепції сучасного природознавства і техніки Навчальний посібник для вузів - М: ИНФРА-М 0000; 000 з мул
Данилова BC Кожевников Н Н Основні концепції сучасного природознавства: Навч посібник для вузів - М: Аспект Пресс 0000 - з 00
Дибова А М Іванов В А Концепції сучасного природознавства Учеб посібник для вузів Удмурт держ ун-т - Іжевськ 0000; 000 з
Концепції сучасного природознавства в контексті сталого розвитку Звіт про НДР (проміжний) ВСГТУ; Рук теми З Ц Зодбоева-N ГР 00000000000 - Улан-Уде 0000; 00 з
Кун Т Структура наукових революцій - М 0000 р з 00
Ленін В І Повне зібрання творів 0 видавництва т 00 з 000
Оксфордська ілюстрована енциклопедія - Т 0 Фізичний світ У 0-ти т: Пер з англ Ред У Фукс - М: ИНФРА-М Всесвіт 0000; 000 з мул
Рузавін Г І Концепції сучасного природознавства Підручник для вузів - М: Культура і спорт ЮНИТИ 0000; 000 з
Солопов Е Ф Концепції сучасного природознавства Учеб посібник для вузів - М: Владос 0000; 000 з
Енгельс Ф см Маркс К і Енгельс Ф Твори 0 видавництва т 00 з 000
[1] Енгельс Ф см Маркс К і Енгельс Ф Твори 0 видавництва т 00 з 000
[2] Ленін В І Повне зібрання творів 0 видавництва т 00 з 000
[3] Кун Т Структура наукових революцій - М 0000 р з 00
[4] Данилова BC Кожевников Н Н Основні поняття сучасного природознавства: Навч посібник для вузів - М: Аспект Пресс 0000 - з 00