План
1. Загальна характеристика сучасної природничо-наукової картини світу
2. Основні відкриття xx століття в області природознавства
Література
Найважливіші елементи структури наукової картини світу - міждисциплінарні концепції, що утворюють її каркас. Концепції, що лежать в основі наукової картини світу, є відповідями на сутнісні основоположні питання світу. Ці відповіді змінюються з плином часу, в міру еволюції картини світу, уточнюються і розширюються, однак сам "запитальник" залишається практично незмінним принаймні з часів мислителів класичної Стародавньої Греції.
Кожна наукова картина світу обов'язково включає в себе такі уявлення:
про матерію (субстанції);
про рух;
про простір і час;
про взаємодію;
про причинність і закономірності;
космологічні уявлення.
Кожен з перерахованих елементів змінюється в міру історичної зміни наукових картин світу.
Сучасна природно-наукова картина світу, яку ще називають і еволюційної картиною світу є результатом синтезу систем світу давнини, античності, гео-і геліоцентризму, механістичної, електромагнітної картин світу і спирається на наукові досягнення сучасного природознавства.
У своєму розвитку естестенно-наукова картина світу пройшла ряд етапів (табл.1).
Таблиця 1
Основні етапи становлення сучасної природничо-наукової картини світу
Сучасне природознавство представляє навколишній матеріальний світ нашого Всесвіту однорідним, ізотропним і дедалі ширшим. Матерія у світі знаходиться у формі речовини і поля. По структурній розподілу речовини навколишній світ поділяється на три великі області: мікросвіт, макросвіт і мегасвіт. Між структурами існують чотири фундаментальних виду взаємодій: сильна, електромагнітна, слабка і гравітаційна, які передаються за допомогою відповідних полів. Існують кванти усіх фундаментальних взаємодій.
Якщо раніше останніми неподільними частками матерії, своєрідними цеглинками, з яких складається природа, вважали атоми, то згодом були відкриті електрони, що входять до складу атомів. Пізніше було встановлено будову ядер атомів, які складаються з протонів (позитивно заряджених частинок) і нейтронів.
У сучасній природничо-наукової картини світу спостерігається найтісніший зв'язок між усіма природничими науками, тут час і простір виступають як єдиний просторово-часової континіум, маса і енергія взаємопов'язані, хвильове і корпускулярне руху, у відомому сенсі, об'єднуються, характеризуючи один і той самий об'єкт, нарешті, речовина і поле взаімопревращается. Тому в даний час робляться наполегливі спроби створити єдину теорію всіх взаємодій.
Як механістична, так і електромагнітна картини світу були побудовані на динамічних, однозначних закономірності. У сучасній картині світу імовірнісні закономірності виявляються фундаментальними, що не зводиться до динамічних. Випадковість стала принципово важливим атрибутом. Вона виступає тут у діалектичному взаємозв'язку з необхідністю, що й зумовлює фундаментальність імовірнісних закономірностей.
Науково-технічна революція, що розгорнулася в останні десятиліття, внесла багато нового в наші уявлення про природничо-наукової картини світу. Виникнення системного підходу дозволило поглянути на навколишній світ як на єдине, цілісне утворення, що складається з величезної кількості взаємодіють один з одним систем. З іншого боку, поява такого міждисциплінарного напряму досліджень, як синергетика, або вчення про самоорганізацію, дало можливість не тільки розкрити внутрішні механізми всіх еволюційних процесів, які відбуваються в природі, а й представити весь світ як світ самоорганізованих процесів.
У найбільшій мірі нові світоглядні підходи до дослідження природничо-наукової картини світу і його пізнання торкнулися наук, які вивчають живу природу, наприклад біології.
Революційні перетворення в природознавстві означають корінні, якісні зміни в концептуальному змісті його теорій, навчань і наукових дисциплін при збереженні наступності в розвитку науки і, перш за все раніше накопиченого і перевіреного емпіричного матеріалу. Серед них у кожний певний період висувається найбільш загальна або фундаментальна теорія, яка служить парадигмою, чи зразком, для пояснення фактів відомих і передбачення фактів невідомих. Такий парадигмою свого часу служила теорія руху земних і небесних тіл, побудована Ньютоном, оскільки на неї спиралися всі вчені, які вивчали конкретні механічні процеси. Точно так само всі дослідники, які вивчали електричні, магнітні, оптичні та радіохвильові процеси, грунтувалися на парадигмі електромагнітної теорії, яку побудував Д.К. Максвелл. Поняття парадигми для аналізу наукових революцій підкреслює важливу їх особливість - зміну колишньої парадигми нової, перехід до більш загальної і глибокої теорії досліджуваних процесів.
Всі колишні картини світу створювалися як би ззовні - дослідник вивчав навколишній світ відсторонено, поза зв'язку з собою, в повній впевненості, що можна дослідити явища, не порушуючи їх перебігу. Такою була століттями закреплявшихся природно-наукова традиція. Тепер наукова картина світу створюється вже не ззовні, а зсередини, сам дослідник стає невід'ємною частиною створюваної ним картини. Дуже багато чого нам ще неясно і приховано від нашого погляду. Тим не менш, зараз перед нами розкривається грандіозна гіпотетична картина процесу самоорганізації матерії від Великого вибуху до сучасного етапу, коли матерія пізнає себе, коли їй притаманний розум, здатний забезпечити її цілеспрямоване розвиток.
Найбільш характерною рисою сучасної природничо-наукової картини світу є її еволюційність. Еволюція відбувається у всіх галузях матеріального світу в неживій природі, живій природі і соціальному суспільстві.
Сучасна природно-наукова картина світу надзвичайно складна і проста одночасно. Складна тому, що здатна поставити в глухий кут людини, яка звикла до согласующимся зі здоровим глуздом класичним науковим уявленням. Ідеї початку часу, корпускулярно-хвильового дуалізму квантових об'єктів, внутрішньої структури вакууму, здатної народжувати віртуальні частинки, - ці та інші подібні новації надають нинішньої картині світу трошки "божевільний" вигляд, що втім, є минущим (коли - то й думка про кулястість Землі теж виглядала зовсім "божевільною").
Але в той же саме час ця картина велично проста і струнка. Ці якості додають їй провідні принципи побудови та організації сучасного наукового знання:
системність,
глобальний еволюціонізм,
самоорганізація,
історичність.
Дані принципи побудови сучасної наукової картини світу в цілому відповідають фундаментальним закономірностям існування і розвитку самої Природи.
Системність означає відтворення наукою того факту, що спостережувана Всесвіт постає як найважливіша з всіх відомих нам систем, що складається з величезної кількості елементів (підсистем) різного рівня складності та впорядкованості.
Системний спосіб об'єднання елементів висловлює їх принципову єдність: завдяки ієрархічній включення систем різних рівнів один в одного будь-який елемент системи, виявляється, пов'язаний з усіма елементами всіх можливих систем. (Наприклад: людина - біосфера - планета Земля - Сонячна система - Галактика і т.д.). Саме такий принципово єдиний характер демонструє нам навколишній світ. Таким же чином організовується відповідно і наукова картина світу, і що дає її природознавство. Всі його частини нині найтіснішим чином взаємопов'язані - зараз практично вже немає жодної "чистої" науки, все пронизане і перетворено фізикою і хімією.
Глобальний еволюціонізм - це визнання неможливості існування Всесвіту і всіх породжуваних нею менш масштабних систем поза розвитку, еволюції. Еволюціонує характер Всесвіту також свідчить про принципову єдність світу, кожна складова частина якого є історичне наслідок глобального еволюційного процесу, розпочатого Великим вибухом.
Самоорганізація - це спостерігається здатність матерії до самоусложненію і створення все більш упорядкованих структур у ході еволюції. Механізм переходу матеріальних систем у більш складне і впорядкований стан, мабуть, подібний для систем усіх рівнів.
Ці принципові особливості сучасної природничо-наукової картини світу і визначають у головному її загальний контур, а також сам спосіб організації різноманітного наукового знання в щось ціле і послідовне.
Однак у неї є і ще одна особливість, що відрізняє її від колишніх варіантів. Вона полягає у визнанні історичності, а, отже, принципової незавершеності справжньої, та й будь-який інший наукової картини світу. Та, яка є зараз, породжена як попередньою історією, так і специфічними соціокультурними особливостями нашого часу. Розвиток суспільства, зміна його ціннісних орієнтацій, усвідомлення важливості дослідження унікальних природних систем, в які складовою частиною включений і сама людина, змінює і стратегію наукового пошуку, і ставлення людини до світу.
Але ж розвивається і Всесвіт. Звичайно, розвиток суспільства і Всесвіту здійснюється в різних темпоритму. Але їх взаємне накладення робить ідею створення остаточної, завершеною, абсолютно істинної наукової картини світу практично нездійсненною.
У XX столітті природознавство розвивалося неймовірно швидкими темпами. Його розвиток стимулювався потребами практики. Розвиваючись швидкими темпами промисловість вимагала нових технологій, в основі яких лежало природничо знання.
Можна виділити наступні відкриття у природознавстві, які призвели до наукових революцій в XX ст.:
Астрономія: модель Великого вибуху і розширення Всесвіту.
Геологія: тектоніка літосферних плит.
Фізика: у неї поступово виділяються три основні напрямки: дослідження мікросвіту (мікрофізику), макросвіту (макрофізики) і мегасвіту (астрофізика). Були проведені фундаментальні дослідження в області атомів:
розробка моделі атома;
докази змінності атома;
докази існування різновидів атома у хімічних елементів.
Згідно першої моделі атома, побудованої англійським вченим Е. Резерфордом, атом уподібнювався мініатюрною сонячною системою, в якій навколо ядра обертаються електрони. Така система, проте, була дуже нестійка. Незабаром модель атома була значно вдосконалена видатним датським фізиком Нільсом Бором. Ядерна модель атома Резерфорда в інтерпретації Бора стала основним поняттям нової атомістики.
Протягом майже двох десятків років панувала протонно-електронна модель ядра, і тільки після відкриття Дж. Чедвіком в 1932 р. нейтрона, виникли сучасні уявлення про протонно-нейтронної моделі атома.
Отже, наслідком фундаментальних фізичних відкриттів виявилася розробка структури атома в цілому. Незабаром була відкрита і інша елементарна частинка - позитивний електрон. Таким чином, сформувалися основні положення сучасної атомістики, які можуть бути сформульовані наступним чином:
1. Атом є складною матеріальною структурою і являє собою найменшу частку хімічного елемента.
2. У кожного елемента існують різновиди атомів.
3. Атоми одного елемента можуть перетворюватися в атоми іншого.
Інша фундаментальна теорія сучасної фізики - теорія відносності, в корені змінила наукові уявлення про простір і час. У спеціальній теорії відносності був отриманий важливий методологічний урок, який полягає в тому, що всі рухи, що відбуваються в природі, мають відносний характер. Це означає, що в природі не існує ніякої абсолютної системи відліку, і, отже, абсолютного руху, які допускала ньютонівська механіка.
Ще більш радикальні зміни у вченні про простір і час відбулися у зв'язку зі створенням загальної теорії відносності, яку нерідко називають новою теорією тяжіння, принципово відмінною від класичної ньютонівської теорії. Ця теорія вперше ясно і чітко встановила зв'язок між властивостями рухомих матеріальних тіл і їх просторово-часової метрикою. Теоретичні висновки з неї були експериментально підтверджені під час спостереження сонячного затемнення. Згідно прогнозам теорії, промінь світла, що йде від далекої зірки і проходить поблизу Сонця, повинен відхилитися від свого прямолінійного шляху і скривитися, що і було підтверджено спостереженнями. Загальна теорія відносності показала глибоку зв'язок між рухом матеріальних тіл, а саме тяжіють мас і структурою фізичного простору-часу.
Квантова механіка: корпускулярно-хвильовий дуалізм. У 30-і рр.. XX ст. було зроблено найважливіше відкриття, яке показало, що елементарні частинки речовини, наприклад, електрони, володіють не тільки корпускулярними, але і хвильовими властивостями. Це явище отримало назву дуалізму хвилі і частинки - уявлення, яке ніяк не вкладалося в рамки звичайного здорового глузду. До цього фізики дотримувалися переконання, що речовина, що складається з різноманітних матеріальних частинок, може мати лише корпускулярними властивостями, а енергія поля - хвильовими властивостями. З'єднання в одному об'єкті корпускулярних і хвильових властивостей абсолютно виключалося. У 1925-1927 рр.. для об'єднання процесів, що відбуваються у світі найдрібніших частинок матерії - мікросвіті, була створена нова хвильова, або квантова, механіка. Згодом виникли й різноманітні інші квантові теорії: квантова електродинаміка, теорія елементарних частинок і інші, які досліджують закономірності руху мікросвіту.
Синергетика: становлення нових структур у неживій природі. Заслуга синергетики полягає, перш за все, в тому, що вона вперше показала, що процеси самоорганізації можуть відбуватися в найпростіших системах неорганічної природи, якщо для цього є певні умови (відкритість системи та її неравновестность, чимала відстань від точки рівноваги і деякі інші). Чим складніше система, тим більш високий рівень мають в них процеси самоорганізації. Головне досягнення синергетики і виникла на її основі нової концепції самоорганізації полягає в тому, що вони допомагають поглянути на природу як на світ, що знаходиться в процесі безперервної еволюції і розвитку.
1. Загальна характеристика сучасної природничо-наукової картини світу
2. Основні відкриття xx століття в області природознавства
Література
1. Загальна характеристика сучасної природничо-наукової картини світу
Наукова картина світу - це цілісна система уявлень про загальні властивості і закономірності природи, що виникла в результаті узагальнення основних природничонаукових понять і принципів.Найважливіші елементи структури наукової картини світу - міждисциплінарні концепції, що утворюють її каркас. Концепції, що лежать в основі наукової картини світу, є відповідями на сутнісні основоположні питання світу. Ці відповіді змінюються з плином часу, в міру еволюції картини світу, уточнюються і розширюються, однак сам "запитальник" залишається практично незмінним принаймні з часів мислителів класичної Стародавньої Греції.
Кожна наукова картина світу обов'язково включає в себе такі уявлення:
про матерію (субстанції);
про рух;
про простір і час;
про взаємодію;
про причинність і закономірності;
космологічні уявлення.
Кожен з перерахованих елементів змінюється в міру історичної зміни наукових картин світу.
Сучасна природно-наукова картина світу, яку ще називають і еволюційної картиною світу є результатом синтезу систем світу давнини, античності, гео-і геліоцентризму, механістичної, електромагнітної картин світу і спирається на наукові досягнення сучасного природознавства.
У своєму розвитку естестенно-наукова картина світу пройшла ряд етапів (табл.1).
Таблиця 1
Основні етапи становлення сучасної природничо-наукової картини світу
| Етап історії | Наукова картина світу |
| 4000 років до н.е. 3000 років до н.е. 2000 років до н.е. VIII ст. до н.е. VII ст. до н.е. VI ст. до н.е. V ст. до н.е. II ст. до н.е. 1543 XVII ст. XIX ст. XX ст. | Наукові здогади єгипетських жерців, складання сонячного календаря. Передбачення сонячних і місячних затемнень китайськими мислителями. Розробка семиденного тижня і місячного календаря у Вавилоні. Перші уявлення про єдину природничо-наукової картини світу в античний період. Виникнення уявлень про матеріальну першооснову всіх речей. Створення математичної програми Піфагора-Платона. Атомістична фізична програма Демокріта-Епікура. Контінуалістіческая фізична програма Анаксагора-Аристотеля. Виклад геоцентричної системи світу К. Птолемеєм у творі "Альмагест". Геліоцентрична система будови світу польського мислителя М. Коперника. Становлення механістичної картини світу на основі законів механіки І. Келлера та І. Ньютона. Виникнення електромагнітної картини світу на основі праць М. Фарадея і Д. Максвелла. Становлення сучасної природничо-наукової картини світу. |
Якщо раніше останніми неподільними частками матерії, своєрідними цеглинками, з яких складається природа, вважали атоми, то згодом були відкриті електрони, що входять до складу атомів. Пізніше було встановлено будову ядер атомів, які складаються з протонів (позитивно заряджених частинок) і нейтронів.
У сучасній природничо-наукової картини світу спостерігається найтісніший зв'язок між усіма природничими науками, тут час і простір виступають як єдиний просторово-часової континіум, маса і енергія взаємопов'язані, хвильове і корпускулярне руху, у відомому сенсі, об'єднуються, характеризуючи один і той самий об'єкт, нарешті, речовина і поле взаімопревращается. Тому в даний час робляться наполегливі спроби створити єдину теорію всіх взаємодій.
Як механістична, так і електромагнітна картини світу були побудовані на динамічних, однозначних закономірності. У сучасній картині світу імовірнісні закономірності виявляються фундаментальними, що не зводиться до динамічних. Випадковість стала принципово важливим атрибутом. Вона виступає тут у діалектичному взаємозв'язку з необхідністю, що й зумовлює фундаментальність імовірнісних закономірностей.
Науково-технічна революція, що розгорнулася в останні десятиліття, внесла багато нового в наші уявлення про природничо-наукової картини світу. Виникнення системного підходу дозволило поглянути на навколишній світ як на єдине, цілісне утворення, що складається з величезної кількості взаємодіють один з одним систем. З іншого боку, поява такого міждисциплінарного напряму досліджень, як синергетика, або вчення про самоорганізацію, дало можливість не тільки розкрити внутрішні механізми всіх еволюційних процесів, які відбуваються в природі, а й представити весь світ як світ самоорганізованих процесів.
У найбільшій мірі нові світоглядні підходи до дослідження природничо-наукової картини світу і його пізнання торкнулися наук, які вивчають живу природу, наприклад біології.
Революційні перетворення в природознавстві означають корінні, якісні зміни в концептуальному змісті його теорій, навчань і наукових дисциплін при збереженні наступності в розвитку науки і, перш за все раніше накопиченого і перевіреного емпіричного матеріалу. Серед них у кожний певний період висувається найбільш загальна або фундаментальна теорія, яка служить парадигмою, чи зразком, для пояснення фактів відомих і передбачення фактів невідомих. Такий парадигмою свого часу служила теорія руху земних і небесних тіл, побудована Ньютоном, оскільки на неї спиралися всі вчені, які вивчали конкретні механічні процеси. Точно так само всі дослідники, які вивчали електричні, магнітні, оптичні та радіохвильові процеси, грунтувалися на парадигмі електромагнітної теорії, яку побудував Д.К. Максвелл. Поняття парадигми для аналізу наукових революцій підкреслює важливу їх особливість - зміну колишньої парадигми нової, перехід до більш загальної і глибокої теорії досліджуваних процесів.
Всі колишні картини світу створювалися як би ззовні - дослідник вивчав навколишній світ відсторонено, поза зв'язку з собою, в повній впевненості, що можна дослідити явища, не порушуючи їх перебігу. Такою була століттями закреплявшихся природно-наукова традиція. Тепер наукова картина світу створюється вже не ззовні, а зсередини, сам дослідник стає невід'ємною частиною створюваної ним картини. Дуже багато чого нам ще неясно і приховано від нашого погляду. Тим не менш, зараз перед нами розкривається грандіозна гіпотетична картина процесу самоорганізації матерії від Великого вибуху до сучасного етапу, коли матерія пізнає себе, коли їй притаманний розум, здатний забезпечити її цілеспрямоване розвиток.
Найбільш характерною рисою сучасної природничо-наукової картини світу є її еволюційність. Еволюція відбувається у всіх галузях матеріального світу в неживій природі, живій природі і соціальному суспільстві.
Сучасна природно-наукова картина світу надзвичайно складна і проста одночасно. Складна тому, що здатна поставити в глухий кут людини, яка звикла до согласующимся зі здоровим глуздом класичним науковим уявленням. Ідеї початку часу, корпускулярно-хвильового дуалізму квантових об'єктів, внутрішньої структури вакууму, здатної народжувати віртуальні частинки, - ці та інші подібні новації надають нинішньої картині світу трошки "божевільний" вигляд, що втім, є минущим (коли - то й думка про кулястість Землі теж виглядала зовсім "божевільною").
Але в той же саме час ця картина велично проста і струнка. Ці якості додають їй провідні принципи побудови та організації сучасного наукового знання:
системність,
глобальний еволюціонізм,
самоорганізація,
історичність.
Дані принципи побудови сучасної наукової картини світу в цілому відповідають фундаментальним закономірностям існування і розвитку самої Природи.
Системність означає відтворення наукою того факту, що спостережувана Всесвіт постає як найважливіша з всіх відомих нам систем, що складається з величезної кількості елементів (підсистем) різного рівня складності та впорядкованості.
Системний спосіб об'єднання елементів висловлює їх принципову єдність: завдяки ієрархічній включення систем різних рівнів один в одного будь-який елемент системи, виявляється, пов'язаний з усіма елементами всіх можливих систем. (Наприклад: людина - біосфера - планета Земля - Сонячна система - Галактика і т.д.). Саме такий принципово єдиний характер демонструє нам навколишній світ. Таким же чином організовується відповідно і наукова картина світу, і що дає її природознавство. Всі його частини нині найтіснішим чином взаємопов'язані - зараз практично вже немає жодної "чистої" науки, все пронизане і перетворено фізикою і хімією.
Глобальний еволюціонізм - це визнання неможливості існування Всесвіту і всіх породжуваних нею менш масштабних систем поза розвитку, еволюції. Еволюціонує характер Всесвіту також свідчить про принципову єдність світу, кожна складова частина якого є історичне наслідок глобального еволюційного процесу, розпочатого Великим вибухом.
Самоорганізація - це спостерігається здатність матерії до самоусложненію і створення все більш упорядкованих структур у ході еволюції. Механізм переходу матеріальних систем у більш складне і впорядкований стан, мабуть, подібний для систем усіх рівнів.
Ці принципові особливості сучасної природничо-наукової картини світу і визначають у головному її загальний контур, а також сам спосіб організації різноманітного наукового знання в щось ціле і послідовне.
Однак у неї є і ще одна особливість, що відрізняє її від колишніх варіантів. Вона полягає у визнанні історичності, а, отже, принципової незавершеності справжньої, та й будь-який інший наукової картини світу. Та, яка є зараз, породжена як попередньою історією, так і специфічними соціокультурними особливостями нашого часу. Розвиток суспільства, зміна його ціннісних орієнтацій, усвідомлення важливості дослідження унікальних природних систем, в які складовою частиною включений і сама людина, змінює і стратегію наукового пошуку, і ставлення людини до світу.
Але ж розвивається і Всесвіт. Звичайно, розвиток суспільства і Всесвіту здійснюється в різних темпоритму. Але їх взаємне накладення робить ідею створення остаточної, завершеною, абсолютно істинної наукової картини світу практично нездійсненною.
2. Основні відкриття xx століття в області природознавства
При зміні картини світу переглядаються основні питання світобудови, структура знань і місце науки в житті суспільства. Серед природничих наук протягом двох століть, безсумнівно, лідирувала фізика, що дослідила явища неживої природи, для яких простіше побудувати схему або модель і дати математичний опис. У кінці XIX - першій половині XX ст., Коли результати аналізу і синтезу різних речовин істотно змінили життя суспільства, гідне місце поряд з фізикою зайняла хімія. Завдяки успіхам фізики та хімії у другій половині XX ст., Які поклали початок молекулярним дослідженням, стався прорив у біології та медицині. Так природознавство наближається до людини, поширюючи свої методи на економіку, гуманітарну сферу знань і мистецтво. Екологічні проблеми, що постали перед земною цивілізацією, підштовхнули природознавство до безпосереднього взаємодії з технікою, технологією, економікою, політикою.У XX столітті природознавство розвивалося неймовірно швидкими темпами. Його розвиток стимулювався потребами практики. Розвиваючись швидкими темпами промисловість вимагала нових технологій, в основі яких лежало природничо знання.
Можна виділити наступні відкриття у природознавстві, які призвели до наукових революцій в XX ст.:
Астрономія: модель Великого вибуху і розширення Всесвіту.
Геологія: тектоніка літосферних плит.
Фізика: у неї поступово виділяються три основні напрямки: дослідження мікросвіту (мікрофізику), макросвіту (макрофізики) і мегасвіту (астрофізика). Були проведені фундаментальні дослідження в області атомів:
розробка моделі атома;
докази змінності атома;
докази існування різновидів атома у хімічних елементів.
Згідно першої моделі атома, побудованої англійським вченим Е. Резерфордом, атом уподібнювався мініатюрною сонячною системою, в якій навколо ядра обертаються електрони. Така система, проте, була дуже нестійка. Незабаром модель атома була значно вдосконалена видатним датським фізиком Нільсом Бором. Ядерна модель атома Резерфорда в інтерпретації Бора стала основним поняттям нової атомістики.
Протягом майже двох десятків років панувала протонно-електронна модель ядра, і тільки після відкриття Дж. Чедвіком в 1932 р. нейтрона, виникли сучасні уявлення про протонно-нейтронної моделі атома.
Отже, наслідком фундаментальних фізичних відкриттів виявилася розробка структури атома в цілому. Незабаром була відкрита і інша елементарна частинка - позитивний електрон. Таким чином, сформувалися основні положення сучасної атомістики, які можуть бути сформульовані наступним чином:
1. Атом є складною матеріальною структурою і являє собою найменшу частку хімічного елемента.
2. У кожного елемента існують різновиди атомів.
3. Атоми одного елемента можуть перетворюватися в атоми іншого.
Інша фундаментальна теорія сучасної фізики - теорія відносності, в корені змінила наукові уявлення про простір і час. У спеціальній теорії відносності був отриманий важливий методологічний урок, який полягає в тому, що всі рухи, що відбуваються в природі, мають відносний характер. Це означає, що в природі не існує ніякої абсолютної системи відліку, і, отже, абсолютного руху, які допускала ньютонівська механіка.
Ще більш радикальні зміни у вченні про простір і час відбулися у зв'язку зі створенням загальної теорії відносності, яку нерідко називають новою теорією тяжіння, принципово відмінною від класичної ньютонівської теорії. Ця теорія вперше ясно і чітко встановила зв'язок між властивостями рухомих матеріальних тіл і їх просторово-часової метрикою. Теоретичні висновки з неї були експериментально підтверджені під час спостереження сонячного затемнення. Згідно прогнозам теорії, промінь світла, що йде від далекої зірки і проходить поблизу Сонця, повинен відхилитися від свого прямолінійного шляху і скривитися, що і було підтверджено спостереженнями. Загальна теорія відносності показала глибоку зв'язок між рухом матеріальних тіл, а саме тяжіють мас і структурою фізичного простору-часу.
Квантова механіка: корпускулярно-хвильовий дуалізм. У 30-і рр.. XX ст. було зроблено найважливіше відкриття, яке показало, що елементарні частинки речовини, наприклад, електрони, володіють не тільки корпускулярними, але і хвильовими властивостями. Це явище отримало назву дуалізму хвилі і частинки - уявлення, яке ніяк не вкладалося в рамки звичайного здорового глузду. До цього фізики дотримувалися переконання, що речовина, що складається з різноманітних матеріальних частинок, може мати лише корпускулярними властивостями, а енергія поля - хвильовими властивостями. З'єднання в одному об'єкті корпускулярних і хвильових властивостей абсолютно виключалося. У 1925-1927 рр.. для об'єднання процесів, що відбуваються у світі найдрібніших частинок матерії - мікросвіті, була створена нова хвильова, або квантова, механіка. Згодом виникли й різноманітні інші квантові теорії: квантова електродинаміка, теорія елементарних частинок і інші, які досліджують закономірності руху мікросвіту.
Синергетика: становлення нових структур у неживій природі. Заслуга синергетики полягає, перш за все, в тому, що вона вперше показала, що процеси самоорганізації можуть відбуватися в найпростіших системах неорганічної природи, якщо для цього є певні умови (відкритість системи та її неравновестность, чимала відстань від точки рівноваги і деякі інші). Чим складніше система, тим більш високий рівень мають в них процеси самоорганізації. Головне досягнення синергетики і виникла на її основі нової концепції самоорганізації полягає в тому, що вони допомагають поглянути на природу як на світ, що знаходиться в процесі безперервної еволюції і розвитку.
Биология: модель происхождения жизни. Переход от клеточного уровня исследования к молекулярному ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез о происхождении жизни и многого другого. Такой переход стал возможен в результате взаимодействия различных естественных наук, широкого использования в биологии точных методов физики, химии, информатики и вычислительной техники.
Генетика: механизм воспроизводства жизни. В 1900 г.Х. де Фризом, вторично были открыты законы наследственности, установленные Менделем. После этого быстрыми темпами стало происходить развитие генетики. Утвердилось понятие хромосомы, как структурного ядра клетки, содержащего ДНК. Американским ученым Томасом Морганом была сформулирована хромосомная теория наследственности. Важным событием в развитии генетики стало также открытие мутаций - возникающих внезапно изменений в наследственной системе организмов.
Химия: деление всей науки на пять разделов: неорганическая, органическая, физическая, аналитическая и химия высокомолекулярных соединений. В 20 веке широко стали применяться неорганические соединения как конструкционные материалы для всех отраслей промышленности, включая космическую технику, как удобрения, ракетное топливо. Были открыты: новый тип синтетических полимеров - полиамиды, тефлон, создаются "вечные" смазочные масла (пластмассы и эластомеры), широко используемые в космической и реактивной технике, химической и электротехнической промышленности. Благодаря этим и многим другим открытиям из органической химии выросла химия высокомолекулярных соединений (полимеров). Проникновение органической химии в смежные области - биохимию, биологию, медицину, сельское хозяйство - привело к изучению свойств, установлению структуры и синтезу витаминов, белков, нуклеиновых кислот, антибиотиков и т.д.
Экология: взаимодействие живого со средой.
Этология: формы поведения организмов.
Кибернетика: управление в неживой и живой природе. Основателем ее является американский математик Н. Винер, выпустивший в 1948 г. книгу под названием "Кибернетика". Кибернетика изучает не вещественный состав систем и не их структуру, а результат работы данного класса систем.
Социобиология: соотношение естественного и социального.
Психоанализ: роль бессознательного в человеческой психике.
Эти научные революции позволили сформулировать следующие общие закономерности развития мира:
эволюция природы (от Вселенной до кварков);
самоорганизация (от неживых систем до биосферы);
системность связи неживой природы и человека (в экологии);
имманентность природных систем пространству и времени (в теории относительности);
относительность разделения на субъект и объект (в квантовой механике и синергетике).
Появились новые общенаучные концепции и подходы: системный (исследование предметов как систем), структурный (исследование уровней организации), вероятностный (применение вероятностных методов) и т.п.
Научные достижения XX в. позволили нарисовать современную естественно-научную картину мира (табл.2).
Таблиця 2
Можно построить и более подробную картину, выделить такие уровни организации как ядро атома, ядро клетки, макромолекула, кристалл, человек, неосфера и т.д.
Нужно отметить, что два обстоятельства затрудняют понимание обществом современного естествознания. Во-первых, применение сложнейшего математического аппарата, который надо предварительно изучить. Во-вторых, невозможность создать наглядную модель современных научных представлений: искривленное пространство; частицу, одновременно являющуюся частицей и волной и т.д. Выход из ситуации прост - не надо и пытаться это сделать. Естествознание XX в. заставляет нас отказаться не только от непосредственной наглядности, но и от наглядности как таковой. Отказ от наглядности научных представлений является неизбежной платой за переход к исследованию более глубоких уровней реальности, не соответствующих эволюционно выработанным механизмам человеческого восприятия.
2. Гусейханов М.К. Концепції сучасного природознавства: Підручник. - М.: Издательско-торговая корпорация "Дашков и К", 2004. - 692 с.
3. Дубніщева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник - М.: ИКЦ "Маркенинг", 2001. - 832 с.
4. Канке В.А. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Логос, 2002. - 368 с.
5. Карпенків С.Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Вища школа, 2003. - 488 с.
6. Лавриненко В.М. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2001. - 303 с.
7. Свиридов В.В. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. - СПб.: Питер, 2005. - 349с.
8. Скопин А.Ю. Концепції сучасного природознавства: Підручник. - М.: ТК Велби Изд-во Проспект, 2003. - 392 с.
Генетика: механизм воспроизводства жизни. В 1900 г.Х. де Фризом, вторично были открыты законы наследственности, установленные Менделем. После этого быстрыми темпами стало происходить развитие генетики. Утвердилось понятие хромосомы, как структурного ядра клетки, содержащего ДНК. Американским ученым Томасом Морганом была сформулирована хромосомная теория наследственности. Важным событием в развитии генетики стало также открытие мутаций - возникающих внезапно изменений в наследственной системе организмов.
Химия: деление всей науки на пять разделов: неорганическая, органическая, физическая, аналитическая и химия высокомолекулярных соединений. В 20 веке широко стали применяться неорганические соединения как конструкционные материалы для всех отраслей промышленности, включая космическую технику, как удобрения, ракетное топливо. Были открыты: новый тип синтетических полимеров - полиамиды, тефлон, создаются "вечные" смазочные масла (пластмассы и эластомеры), широко используемые в космической и реактивной технике, химической и электротехнической промышленности. Благодаря этим и многим другим открытиям из органической химии выросла химия высокомолекулярных соединений (полимеров). Проникновение органической химии в смежные области - биохимию, биологию, медицину, сельское хозяйство - привело к изучению свойств, установлению структуры и синтезу витаминов, белков, нуклеиновых кислот, антибиотиков и т.д.
Экология: взаимодействие живого со средой.
Этология: формы поведения организмов.
Кибернетика: управление в неживой и живой природе. Основателем ее является американский математик Н. Винер, выпустивший в 1948 г. книгу под названием "Кибернетика". Кибернетика изучает не вещественный состав систем и не их структуру, а результат работы данного класса систем.
Социобиология: соотношение естественного и социального.
Психоанализ: роль бессознательного в человеческой психике.
Эти научные революции позволили сформулировать следующие общие закономерности развития мира:
эволюция природы (от Вселенной до кварков);
самоорганизация (от неживых систем до биосферы);
системность связи неживой природы и человека (в экологии);
имманентность природных систем пространству и времени (в теории относительности);
относительность разделения на субъект и объект (в квантовой механике и синергетике).
Появились новые общенаучные концепции и подходы: системный (исследование предметов как систем), структурный (исследование уровней организации), вероятностный (применение вероятностных методов) и т.п.
Научные достижения XX в. позволили нарисовать современную естественно-научную картину мира (табл.2).
Таблиця 2
| Рівні організації | Частина пространства | Наука | Вид эволюции |
| Всесвіт | Мегамир | Космологія | Космічна |
| Галактика | Мегамир | Астрономія | Космічна |
| Звездные системы | Мегамир | Астрономія | Космічна |
| Планета | Мегамир | Геологія | Геологічна |
| Біосфера | Макромир | Екологія | Экологическая |
| Спільнота | Макромир | Етологія | Биологическая |
| Популяция | Макромир | Етологія | Биологическая |
| Вид | Макромир | Етологія | Биологическая |
| Индивид | Макромир | Етологія | Биологическая |
| Клітка | Мікросвіт | Генетика | Биологическая |
| Молекула | Мікросвіт | Хімія | Химическая |
| Атом | Мікросвіт | Фізика | Физическая |
| Элементарная частица | Мікросвіт | Фізика | Физическая |
| Кварк | Мікросвіт | Фізика | Физическая |
Нужно отметить, что два обстоятельства затрудняют понимание обществом современного естествознания. Во-первых, применение сложнейшего математического аппарата, который надо предварительно изучить. Во-вторых, невозможность создать наглядную модель современных научных представлений: искривленное пространство; частицу, одновременно являющуюся частицей и волной и т.д. Выход из ситуации прост - не надо и пытаться это сделать. Естествознание XX в. заставляет нас отказаться не только от непосредственной наглядности, но и от наглядности как таковой. Отказ от наглядности научных представлений является неизбежной платой за переход к исследованию более глубоких уровней реальности, не соответствующих эволюционно выработанным механизмам человеческого восприятия.
Література
1. Горєлов А.А. Концепції сучасного природознавства: Курс лекцій. - М.: Центр, 2002. - 208 с.2. Гусейханов М.К. Концепції сучасного природознавства: Підручник. - М.: Издательско-торговая корпорация "Дашков и К", 2004. - 692 с.
3. Дубніщева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник - М.: ИКЦ "Маркенинг", 2001. - 832 с.
4. Канке В.А. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Логос, 2002. - 368 с.
5. Карпенків С.Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Вища школа, 2003. - 488 с.
6. Лавриненко В.М. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2001. - 303 с.
7. Свиридов В.В. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. - СПб.: Питер, 2005. - 349с.
8. Скопин А.Ю. Концепції сучасного природознавства: Підручник. - М.: ТК Велби Изд-во Проспект, 2003. - 392 с.