- •Опорный конспект лекций по курсу «Основы современного естествознания»
- •Тема 1. Наука и научные методы исследования.
- •1.1. Наука и её особенности.
- •1.2. Методы научного познания.
- •Тема 2. История естествознания.
- •Преднаука Древнего Востока.
- •2.2. Возникновение античной науки.
- •2.3.Естествознание эпохи Средневековья.
- •2.4. Естествознание эпохи Возрождения и Нового времени.
- •Сущность революции в естествознании на рубеже 19-20вв (четвертая научная революция).
- •Тема 3. Структурные уровни организации материи.
- •3.1. Уровни организации неживой природы.
- •3.2. Строение материи на биологическом уровне.
- •3.3. Строение материи на социальном уровне.
- •Тема 4. Основы классической и неклассической физики.
- •Тема 5. Происхождение и эволюция Вселенной.
- •Происхождение Вселенной.
- •Происхождение Солнечной системы и Земли.
- •Строение и состав Вселенной.
- •Тема 6. Возникновение и эволюция жизни.
- •6.1. Признаки живой и неживой материи.
- •6.2. Концепции происхождения жизни.
- •6.3. Физико-химические предпосылки возникновения жизни.
- •6.4. Теории эволюции органического мира.
- •Тема 7. Происхождение человека. Этапы антропосоциогенеза.
- •7.1. Происхождение человека.
- •7.2. Сходство и отличие человека и животных.
- •7.3. Стадии эволюции человека.
- •Тема 8. Основы генетики.
- •8.1. История возникновения генетики.
- •8.2. Основные понятия генетики.
- •8.3. Закономерности наследственности.
1.2. Методы научного познания.
Понятие «метод» (от греч. методос - путь к чему-либо) означает совокупность приёмов и операций практического и теоретического освоения действительности. Метод вооружает человека системой принципов, требований, правил, руководствуясь которыми он может достичь намеченной цели. Владение методом означает для человека знание того, каким образом, в какой последовательности совершать те или иные действия для решения тех или иных задач. Существует специальная область знания, которая занимается изучением методов - это методология. Методология дословно означает «учение о методах».
Методы научного познания принято подразделять по степени их общности, т.е. по широте применимости в процессе научного исследования.
Всеобщие методы (общефилософские): диалектический и метафизический. Метафизический метод (доминировал в теории познания до середины 19 века) не признаёт мир развивающимся и рассматривает вещи и явления неизменными, независимыми друг от друга, предлагая в качестве источника движения лишь внешнюю силу.
Термин «метафизика» (то, что следует после) был введён в 1 в. до н.э. комментатором Аристотеля А.Родосским. Систематизируя произведения великого древнегреческого мыслителя, он расположил «после физики» те из них, в которых шла речь об общих вопросах бытия и познания, о «первой философии» (о сущности, причинах и т.д.) в отличие от «второй философии» - частнонаучного знания.
В современном обществознании понятие «метафизика» имеет три основных значения:
- философия как наука о всеобщем;
- раздел философии онтология (учение о бытии);
- философский способ познания (мышления) и действия, противостоящий диалектическому методу как своему антиподу. Самой характерной чертой метафизики является односторонность, абсолютизация одной стороны живого процесса познания, или шире - того или иного элемента целого, момента деятельности в любой её форме.
Диалектический метод рассматривает все процессы и явления как взаимосвязанные и находящиеся в состоянии постоянного изменения и развития, предлагая в качестве источника этого развития внутренние противоречия, присущие самим вещам.
Общенаучные методы. Применяются в самых различных областях научного знания и используются как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях науки. Эмпирический уровень характеризуется непосредственным исследованием реально существующих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уровне осуществляется процесс накопления информации об исследуемых объектах, явлениях путём проведения наблюдений, выполнения разнообразных измерений, постановки экспериментов. Здесь производится также первичная систематизация получаемых фактических данных в виде таблиц, схем, графиков и т.п. На этом уровне, вследствие обобщения научных фактов возможно формулирование некоторых эмпирических закономерностей. Исследуемый объект на этом уровне отражается со стороны своих внешних сторон и связей. Характерными признаками эмпирического познания являются:
- сбор фактов;
- их первичное обобщение;
- описание данных наблюдения и эксперимента;
- систематизация и классификация и т.д.
Теоретический уровень научного исследования осуществляется на рациональной ступени познания. На данном уровне происходит раскрытие наиболее глубоких, существенных сторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам, явлениям. Это более высокая ступень в научном познании. Результатом теоретического познания становятся гипотезы, теории, законы.
На уровне эмпирического исследования используются свои методы (приёмы и средства изучения объекта):
- наблюдение, т.е. целенаправленное и планомерное восприятие изучаемого явления с последующим его описанием и измерением;
- измерение, процесс, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных технических устройств;
- описание - это фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах, данных в наблюдении; с помощью описания чувственная информация переводится на язык понятий, знаков, схем, рисунков, графиков и цифр, принимая форму, удобную для дальнейшей рациональной обработки (систематизации, классификации и обобщения);
- эксперимент (специально подготовленный опыт, в ходе которого изучаемый объект ставится в точно учитываемые искусственные условия);
К методам теоретического исследования относится:
- формализация (метод построения абстрактно-математических моделей исследуемых объектов); примером формализации являются широко используемые в науке математические описания различных объектов, явлений, основывающиеся на соответствующих содержательных теориях. При этом используемая математическая символика не только помогает закрепить уже имеющиеся знания об исследуемых объектах, явлениях, но и выступает своего рода инструментом в процессе дальнейшего их познания. Достоинством формализации является обеспечение краткости и четкости записи научной информации, что открывает большие возможности для оперирования ею. Вряд ли удалось бы успешно пользоваться теоретическими выводами Максвелла (математическая разработка законов электромагнитного поля, открытого Фарадеем), если бы они не были компактно выражены в виде математических уравнений, а описывались бы с помощью обычного, естественного языка. Метод формализации используется не только в математике, но и в химии (химическая символика), в логике и др.
- идеализация (процесс создания чисто мысленных предметов, таких как «точка», «идеальный газ», «абсолютно черное тело»); под материальной точкой подразумевается тело, лишённое всяких размеров. Такой абстрактный объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения. Причём подобная абстракция позволяет заменить в исследовании самые различные реальные объекты: от молекул или атомов при решении многих задач статистической механики и до планет Солнечной системы при изучении, например, их движения вокруг Солнца. Абсолютно черное тело наделяется несуществующим в природе свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя (работа с таким идеализированным объектом помогла заложить основы квантовой теории). Теория газов, выделив основные законы идеального газа (уравнения Клапейрона), извлекает конкретные взаимодействия и свойства реальных газов. Законы идеального газа характеризуют поведение реальных газов только при небольших давлениях. Абстракция идеального газа пренебрегает силами притяжения молекул. Учет этих сил привел к формулировке закона Ван-дер-Ваальса.
- аксиоматический метод (построение теории на основе исходных аксиом) и т.д. Впервые он был применен в математике при построении геометрии Евклида. Аксиомы - это утверждения, доказательства истинности которых не требуется. Правила логического вывода позволяют переносить истинность аксиом на выводимые из них следствия.
Развитое теоретическое знание строится не «снизу» за счёт индуктивных обобщений научных фактов, а развертывается как бы «сверху» по отношению к эмпирическим данным. Метод построения такого знания состоит в том, что сначала создается гипотетическая конструкция, которая дедуктивно развертывается, образуя целую систему гипотез, а затем эта система подвергается опытной проверке, в ходе которой она уточняется и конкретизируется. В этом заключается сущность гипотетико-дедуктивного развертывания теории.
Помимо эмпирических и теоретических методов существуют общелогические методы исследования, которые используются как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях.
Анализ - это расчленение целостного предмета на составляющие части (стороны, признаки, свойства или отношения) с целью их всестороннего изучения.
Синтез - это соединение ранее выделенных частей (сторон, признаков, свойств или отношений) предмета в единое целое.
Анализ и синтез являются наиболее элементарными и простыми приемами познания, которые лежат в самом фундаменте человеческого мышления. Вместе с тем они являются и наиболее универсальными приёмами, характерными для всех его уровней и форм.
Абстрагирование - это особый приём мышления, который заключается в отвлечении от ряда свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих нас свойств и отношений.
Когда мы абстрагируемся от некоторых несущественных свойств предметов, то создаётся основа для их объединения в единый класс. Обобщение - это такой приём мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов. Операция обобщения осуществляется как переход от частного или менее общего понятия и суждения к более общему понятию или суждению. Например, такие понятия как «клен», «липа», «берёза» и т.д., являются первичными обобщениями, от которых можно перейти к более общему понятию «лиственное дерево».
В процессе исследования часто приходится, опираясь на уже имеющиеся знания, делать заключения о неизвестном. Переходя от известного к неизвестному, мы можем либо использовать знания об отдельных фактах, восходя при этом к открытию общих принципов, либо, наоборот, опираясь на общие принципы, делать заключения о частных явлениях. Подобный переход осуществляется с помощью таких логических операций, как индукция и дедукция.
Индукцией называется такой метод исследования и способ рассуждения, в котором общий вывод строится на основе частных посылок. Основой индукции являются опыт, эксперимент и наблюдение, в ходе которых собираются отдельные факты. Затем, изучая эти факты, анализируя их, мы устанавливаем общие и повторяющиеся черты ряда явлений, входящих в определённый класс. на этой основе строится индуктивное умозаключение, в качестве посылок которого выступают суждения о единичных объектах и явлениях с указанием их повторяющегося признака, и суждение о классе, включающем данные объекты и явления. В качестве вывода получают суждение, в котором признак приписывается всему классу. Так, например, изучая свойства воды, спиртов, жидких масел, устанавливают, что все они обладают свойством упругости. Зная, что вода, спирты, жидкие масла принадлежат к классу жидкостей, делают вывод. Что жидкости упруги.
Дедукция - это способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера. Одной из посылок дедукции обязательно является общее суждение. Если оно получено в результате индуктивного рассуждения, тогда дедукция дополняет индукцию, расширяя объём нашего знания. Например, если мы знаем, что все металлы электропроводны, и если установлено. Что медь относится к группе металлов, то из этих двух посылок с необходимостью следует заключение о том, что медь электропроводна.
Изучив некоторые из свойств предмета, мы можем обнаружить, что они совпадают со свойствами другого, уже хорошо изученного предмета. Установив такое сходство и найдя, что число совпадающих признаков достаточно большое, можно сделать предположение о том, что и другие свойства этих предметов совпадают. Ход рассуждения такого рода составляет основу аналогии.
Аналогия - это такой приём познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках. Так, при изучении природы света были установлены такие явления, как дифракция и интерференция. Эти же свойства ранее были обнаружены у звука и вытекали из его волновой природы. На основе этого сходства Х.Гюйгенс заключил, что и свет имеет волновую природу. Подобным же образом Луи де Бройль, предположив определённое сходство между частицами вещества и полем, пришёл к заключению о волновой природе частиц вещества.
Умозаключения по аналогии, понимаемые предельно широко, как перенос информации об одних объектах на другие, составляют гносеологическую основу моделирования.
Моделирование - это изучение объекта (оригинала) путём создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определённых сторон, интересующих познание. Человек, например, не может непосредственно наблюдать процесс естественного образования алмазов, зарождения и развития жизни на Земле и т.д. Поэтому приходится прибегать к искусственному воспроизведению подобных явлений в форме, удобной для наблюдения и изучения.
