Естествознание – система наук о природе

Основы естествознания

Естествознание – система наук о природе.

Естественные науки – название
совокупности всех наук, занимающихся исследованием природы. Главные сферы
исследований естественными науками – материя, жизнь, человек, Земля, Вселенная.

Наука – форма общественного сознания,
представляющая собой исторически сложившуюся систему упорядоченных знаний,
истинность которых проверяется и постоянно уточняется в ходе общественной
практики.

Проблема научная (греч.problema – задача, задание) – сложный теоретический или
практический вопрос, требующий всестороннего исследования.

Процесс (лат. processus – происхождение, продвижение) – последовательная
смена состояний, взаимосвязанных стадий развития, представляющая непрерывное,
единое движение.

Концепция (лат. conceptio – восприятие) – система взглядов по тому или иному
вопросу, явлению; его понимание и толкование.

Интеграция наук (лат. integer – целый) процесс сближения и связи наук,
обусловленный возникновением сложных научных проблем.

Рациональный (лат. ratio – разум) – разумный, целесообразный, логически
обоснованный.

Анализ – метод научного исследования,
сводящихся к разложению объекта исследования на составные части и
осуществляемый мысленно или фактически.

Аналогия (греч. analogia – сходство) – сходство в каком-либо определенном
отношении между явлениями, явлениями и предметами, предметами и процессами и
т.п.

Герменевтика, герменевтический метод
(греч. hermeneutike – искусство истолкования) – раздел философии, направление в
методологии гуманитарного познания, предметом исследования которых являются
интерпретация, перевод, понимание, истолкование текстов.

Синтез (греч. synthesis – соединение, сочетание) – метод исследования
какого-либо явления, предмета процесса как единого целого, исходя из взаимной
связи его частей.

Цикл (греч. kyklos – колесо, круг, кругооборот) – совокупность
каких-либо явлений, процессов, совершающихся в определенной последовательности
в течение какого-либо промежутка времени и составляющих завершенный круг
какого-либо развития.

Несколько характерных черт современного
естествознания.

1. Развитие
   естествознания в XVIII вв. и вплоть до
   конца XIX в. происходило под
   подавляющим превосходством механики, так что основными критериями
   естествознания были законы механики.

В этот период развитие естествознания направлялось
классической механикой и только в течение 2 – 3 последних десятилетий ее
влияние существенно ослабло. Поучительно высказывание Д. Максвелла на эту тему:
«Образуя понятия и составляя терминологию в какой-либо науке, которая, подобно
науке об электричестве, имеет дело с силами и их проявлениями, мы непременно
должны руководствоваться идеями, присущими фундаментальной науке – динамике. И
тогда на начальной стадии развития этой науки нам удастся избежать
несоответствия с уже установленными утверждениями, и после обретения более
ясного понимания принятый нами язык может сослужить нам пользу, а не быть
помехой.

В 1873 г. Ф. Энгельс сделал
открытие, которое легло в основу ряда позднейших естественно – научных
концепций: он увидел в «движении» наиболее общее понятие, которое могло бы
охватить изучение всей природы в целом. Но для этого ему пришлось ввести
понятие «форма движения». Он связал каждую форму движения с определенным
материальным субстратом, соединив их между собой идеей «неуничтожимости
движения». Ф. Энгельс писал: «Познание различных форм движения… является
главным предметом естествознания». Это определение в основе своей верно
отражало сущность естествознания XIX в.

В настоящее время данное определение может быть
дополнено высказыванием В. И. Вернадского: «Я буду употреблять для выражения
существующего единства биогеохимических процессов жизни с атомной картиной мира
слово «организованность»… Отбрасывая представление о механизме в структуре
космоса и вводя представление о его организованности, я предрешаю, считаю для
научной работы нашего века удобным учитывать, что научная картина мира не может
быть сведена всецело к движению, даже в своем материальном выражении. Еще
недавно такое сведение являлось идеалом научной работы». Таким образом,
основным термином XX столетия становится
«организованность» вместо основного термина столетия XIX, которым можно считать термин «движение».

Здесь необходимо пояснить, что для естествознания XVII-XIX вв. (для
изучения к тому времени типов энергетических взаимодействий природных систем с
окружающей средой) классическая механика и ее ядро – динамика полностью
соответствовали представлениям человека о гармонии природы и единстве
Вселенной. Об этом прекрасно сказал А. Эйнштейн: «Уверенность в истинности
механических идей была порождена поразительными успехами классической механики.
Эти идеи стали принципами, из которых естествоиспытатели исходили в своих
исследованиях вплоть до начала XIX в.». Таким
образом, это были принципы не физической, а философской программы: все явления
объяснялись механическим взаимодействием между частицами материи. Один из
крупнейших естествоиспытателей XIX в. Г. Гельмгольц
видел в осуществлении этой программы «условие полного понимания природы».

Под господством механики в естествознании была
подведена черта уникальным для истории науки публичным извинением президента
Международного союза чистой и прикладной математики сэра Дж. Лайтхилла,
сделанным им от имени его коллег за то, что в течение трех веков образованные
люди вводились в заблуждение апологией детерминизма, основанного на системе
Ньютона. На первый взгляд, это извинение выглядит странным – ведь не извинялся
же Архимед за Пифагор, а Эйлер за Диофанта. Здесь дело заключалось в том, что
классическая механика имела беспрецедентные влияние и триумф в сферах, далеко
выходящих за границы ее разумных приложений. Даже естественные науки в Европе и
Америке сложились в значительной мере под влиянием ньютонианской парадигмы, и
то, что до сих пор многие политические вопросы решаются силовым путем, в
немалой степени является следствием таких взглядов. То есть можно сказать, что
Дж. Лайтхилл извинялся за вторжение ньютонианства в те сферы, в которые оно не
должно было бы вторгаться.

2. Современное естествознание осознало, что простота не
присуща ни бесконечно малому, ни бесконечно большому. В первом нет «кирпичиков
мироздания», у второго нет абсолютного предела.

Атом (греч. – неделимый) более двух тысяч лет считался
мельчайшей неделимой частичкой природы; а из атомов сформировались все более
крупные образования. В XVII-XIX вв. были открыты десятки атомов (химических
элементов), которые удалось классифицировать благодаря периодическому закону и
Периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Это был триумф
естествознания, апофеоз атомистической концепции.

В самом конце XIXв. началась эпоха элементарных частиц. Сначала открыли
электрон, затем элементарные частицы стали открывать одну за другой. До 1960 г. (к тому времени было
открыто 32 элементарные частицы) существовала иллюзия, будто для элементарных
частиц также можно построить периодическую систему, аналогичную системе
Менделеева. Однако после 1965 г., когда число открытых частиц превысило 200, стало
ясно, что это невозможно. Частицы оказались слишком разными, и до сих пор
ученые не знают такого параметра, по которому их можно классифицировать.

«Простоту» и соответствующие ей понятия следует искать
в реальном мире, непосредственно окружающем человека (с учетом всех его
взаимодействий с окружающей средой). Впервые данное положение было осознано
выдающимся современным ученым И. Р. Пригожиным. Это привело к тому, что в
естествознании сейчас особенно остро осознается необходимость диалога с
природой и поднимается вопрос о разработке конкретных методов для такого
диалога.

Одним из проявлений стремления к подобному диалогу
является возникновение в XX в. наук
биосферного класса. Эти науки отличаются тем, что они признают наличие наблюдателя,
творческого субъекта, который вносит в процесс исследования свое отношение к
протекающим процессам. Пожалуй, наиболее отчетливо основные идеи наук
биосферного класса проявились на стыке биологических, географических и
геологических наук.

3. Возникновение наук
биосферного класса, в которых все процессы рассматриваются во взаимности, а
также в единстве взаимообусловленности их проявлений.

Возникновение наук биосферного класса связывается с
именем В. В. Докучаева и может быть проиллюстрировано на примере анализа
понятия «почва», которое Докучаев определял совершенно – отлично от своих
предшественников ученых-почвоведов. По мнению Докучаева, в почве сходятся все
основные земные оболочки: литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера ноосфера.

Литосфера проявляет себя как совокупность минеральных
частиц, обломков различных горных пород и минералов, образующих матрицу почвы;
гидросфера – как совокупность различных типов влаги и форм его существования.
Почва тесно связана с атмосферой, воздух является важнейшим компонентом почвы.
Не случайно такое внимание уделяется аэрации почвы, различным способам ее
рыхления: от механических до биологических (например, рыхление дождевыми
червями). Почва тесно связана и с биосферой: в ней живут микробы, происходят
процессы, обусловленные деятельностью живого (оглеение и т.п.). Без этих
«вкладов» почва была бы мертва. Скажем, если почва не дышит или если в ней нет
влаги, то она уже не может быть тем чудом природы, которое обеспечивает
произрастание из маленьких семян овощей, злаков, деревьев. Это чудо рождения
живого есть результат гармоничного сочетания всех перечисленных выше факторов.
Почва связана с ноосферой (духовностью). Когда говорят «человек любит почву»,
то это не просто метафора. Любящий почву человек рассматривает себя как
продолжение происходящих в ней процессов. Между этим человеком и почвой нет
отчуждения, поскольку он знает, когда почву нужно поливать, когда
подкармливать, когда делать посадки и снимать урожай.

4.Вездесущность
циклов, их тесная связь с организованностью и самоорганизацией. Оказалось
возможным свести многие устойчивые равновесия к соответствующим циклам. Можно
сказать, что все в природе сводится к циклам или к близким к ним
инфинитезимальным процессам, т.е. процессам, незначительно отличающимся от циклических
(система после процесса возвращается в состояние, бесконечно мало отличающееся
от исходного).

Циклы, связанные с движением звезд, планет, были
замечены людьми еще в глубокой древности. Но именно в современном
естествознании было отчетливо осознано, что устойчивые равновесия
обеспечиваются циклическими процессами, круговоротами энергии, вещества
(информации) в природе. Методы циклов активно используются в термодинамике,
различные типы круговоротов исследуются в биологии, географии, почвоведении и
т.п. Современные ученые-естествоиспытатели обнаружили циклы во всех природных
земных сферах – в литосфере, гидросфере, атмосфере, биосфере. Выявлены циклы и
в осадконакоплении, сейсмичности, составе газов, изменении уровней самых
различных водоемов, уровней подземных вод и т.д. Ученые выяснили, что в жизни
Земли существуют ритмы от часа и менее до сотен миллионов лет и эти ритмы имеют
определенную иерархическую подчиненность.

Через исследование природных циклов и соответствующих
им равновесий естествознание вплотную приходит к исследованию ритмов природы,
космоса, бытия. Дальнейшее развитие человечества возможно только при ориентации
на эти ритмы. Подобные мысли неоднократно высказывались в религиях, прежде
всего в даосизме, а также в астрономии, биологии, физике, химии, медицине,
экологии, и наконец, в искусстве и литературе. Но только сейчас из них начинает
формироваться единое мировоззрение на основе планетарного мышления.

5. Тесная взаимосвязанность специальных
естественно-научных дисциплин между собой. Появление значительного числа
пограничных наук.

В настоящее время никого не удивляет, что физические и
химические методы познания широко используются в биологии, геологии и других
науках. Углубляются связи между астрономией и географией, биологией и
медициной. Совершенствуются методы математики, обеспечивающие взаимосвязи между
естественными науками. В XX в. упор в
исследованиях вследствие усложнения задач переносится на проблемы, так что
возникли целые науки такой «проблемной ориентации». К ним относится, например,
мерзлотоведение (геокриология), океанология, где на первый план выдвигается
исследование конкретной части земной оболочки вместе с соответствующими ей
проблемами. В мерзлотоведении эти проблемы связаны с частью криолитосферы –
многолетнемерзлыми грунтами, поэтому исследуется генезис грунтов, особенности
взаимодействия их с окружающей средой, устойчивость и свойства. Кроме того,
изучаются вопросы, связанные с практическим использованием многолетнемерзлых
грунтов в строительстве, в обеспечении технологических процессов и т.п.
Важность перехода в современных исследованиях от узкоспециальных задач к
проблемам подчеркивал В. И. Вернадский.

6. Тесная взаимосвязь современного
естествознания с процессами формирования ноосферы.

Под ноосферой
понимается сфера разума, но разработано это понятие еще совершенно
недостаточно. Однако точка зрения, что ноосфера есть одно из природных
равновесий, являющихся естественным продолжением равновесий, возникших в
биосфере, позволяет рассматривать это понятие в тесном взаимодействии, как с
естественными науками, так и с духовностью.