Вера и естественнонаучное знание. Научная работа: Естественнонаучное знание и его особенности

Естественные и гуманитарные науки.

Наука занимается изучением объективно существующих (т.е. существующих независимо от чьего-либо сознания) объектов и явлений природы. Вопрос о том, существует ли окружающий нас мир сам по себе или он является продуктом деятельности разума (принадлежащего некому высшему существу или каждому конкретному индивиду) составляет суть т.н. основного вопроса философии, классически формулируемом в виде дилеммы о первичности материи или сознания. В зависимости от ответа на основной вопрос философы подразделяются на материалистов (признают объективное существование окружающего нас мира, возникшего в результате саморазвития материи), объективных идеалистов (признают объективное существование мира, возникшего как результат деятельности высшего разума) и субъективных идеалистов (считают, что окружающий нас мир не существует реально, а есть плод воображения отдельного индивида) . По-видимому невозможно дать экспериментально обоснованного ответа на основной вопрос философии, хотя большинство естествоиспытателей являются приверженцами материалистических концепций.

Все существующие научные дисциплины условно (любая классификация носит приближенный характер и неполно отражает истинную суть вещей!) разделены на две основные группы: естественнонаучные (занимаются изучением объектов природы и явлений, не являющихся продуктом деятельности человека или человечества) и гуманитарные (изучают явления объекты, возникшие как результат деятельности человека).

Настоящий курс посвящен обзору важнейших концепций современного естествознания.

Уровни организации материи и иерархия естественно научных знаний. Окружающие нас объекты природы имеют внутреннюю структуру, т.е. в свою очередь сами состоят из других объектов (яблоко состоит из клеток растительной ткани, которая сложена из молекул, являющихся объединениями атомов и т.д.). При этом естественным образом возникают различные по сложности уровни организации материи: космический, планетарный, геологический, биологический, химический, физический. Представители естественных наук, занимающиеся изучением объектов какого-либо уровня могут достичь их полного описания лишь основываясь на знаниях более “низкого” (элементарного) уровня (невозможно понять законы жизнедеятельности клетки, не изучив химизм протекающих в ней реакций). Однако реальные возможности каждого отдельного исследователя весьма ограничены (человеческой жизни недостаточно не только для того, чтобы плодотворно заниматься изучением сразу нескольких уровней, но даже заведомо не хватает на сколько-нибудь полное освоение уже накопленных знаний о каком-то одном). Из-за этого возникло деление естественно научных знаний на отдельные дисциплины, примерно соответствующие вышеперечисленным уровням организации материи: астрономию, экологию, геологию, биологию, химию и физику. Специалисты, работающие на своем уровне, опираются на знания смежных наук, находящихся ниже по иерархической лестнице. Исключение составляет физика, находящаяся на “самом нижнем этаже” человеческих знаний (“составляющая их фундамент”): исторически сложилось так, что в ходе развития этой науки обнаруживались все более “элементарные” уровни организации материи (молекулярный, атомный, элементарных частиц...), изучением которых по-прежнему занимались физики.

Естественные науки различных уровней не обособлены друг от друга. При изучении высокоорганизованных систем возникает естественная потребность в информации о составляющих их элементах, предоставляемой дисциплинами “более низких” уровней. При изучении же “элементарных” объектов весьма полезны знания о их поведении в сложных системах, где при взаимодействиях с другими элементами проявляются свойства изучаемых. Примером взаимодействия наук разных уровней может служить разработка Ньютоном классической теории тяготения (физический уровень), возникшей на основе законов движения планет Кеплера (астрономический уровень), и современные концепции эволюции Вселенной, немыслимые без учета законов гравитации.

Естественные науки, находящиеся на нижних этажах иерархической лестницы, несомненно проще вышестоящих, поскольку занимаются более простыми объектами (строение электронного облака атома углерода, несомненно “проще пареной репы”, содержащей множество атомов с такими облаками!). Однако, именно из-за простоты изучаемых объектов науки нижних уровней сумели накопить гораздо больше фактической информации и создать более законченные теории.

Место математики среди естественных наук.

Обсуждавшаяся выше структура естествознания не содержит математики, без которой невозможна ни одна из современных точных наук. Это связано с тем, что сама математика не является естественной наукой в полном смысле этого понятия, поскольку не занимается изучением каких-либо объектов или явлений реального мира. В основе математики лежат аксиомы, придуманные человеком. Для математика не имеет решающего значения вопрос, выполняются ли эти аксиомы в реальности или нет (напр. в настоящее время благополучно сосуществует несколько геометрий, основанных на несовместных друг с другом системах аксиом).

Если математика заботит лишь логическая строгость его выводов, делаемых на основе аксиом и предшествующих теорем, естествоиспытателю важно, соответствует ли его теоретическое построение реальности. При этом в качестве критерия истинности естественнонаучных знаний выступает эксперимент, в ходе которого осуществляется проверка теоретических выводов.

В ходе изучения свойств реальных объектов часто оказывается так, что они приближенно соответствуют аксиоматике того или иного раздела математики (напр. положение небольшого тела можно приближенно описать, задав три его координаты, совокупность которых можно рассматривать как вектор в трехмерном пространстве). При этом ранее доказанные в математике утверждения (теоремы) оказываются применимыми к таким объектам.

Кроме сказанного, математика играет роль очень лаконичного, экономного и емкого языка, термины которого применимы к внешне совершенно разнородным объектам окружающего мира (вектором можно назвать и совокупность координат точки, и характеристику силового поля, и компонентный состав химической смести, и характеристику экономико-географического положения местности).

Очевидно, что более простые объекты нашего мира удовлетворяют более простым системам аксиом, следствия из которых математиками изучены более полно. Поэтому естественные науки “низших” уровней оказываются более математизированными.

Опыт развития современного естествознания показывает, что на определенном этапе развития естественно научных дисциплин неизбежно происходит их математизация, результатом которой является создание логически стройных формализованных теорий и дальнейшее ускоренное развитие дисциплины.

Приближенный характер естественнонаучных знаний.

Несмотря на то, что естественные науки часто называют точными, практически любое конкретное утверждение в них носит приближенный характер. Причиной этого является не только несовершенство измерительных приборов, но и ряд принципиальных ограничений на точность измерений, установленных современной физикой. Кроме того, практически все реально наблюдаемые явления столь сложны и содержат такое множество процессов между взаимодействующими объектами, что их исчерпывающее описание оказывается не только технически невозможным, но и практически бессмысленным (человеческое сознание способно воспринять лишь весьма ограниченный объем информации). На практике исследуемая система сознательно упрощается путем ее замены моделью, учитывающей только самые важные элементы и процессы. По мере развития теории модели усложняются, постепенно приближаясь к реальности.

Основные этапы развития естествознания могут быть выделены, исходя из различных соображений. По мнению автора, в качестве основного критерия следует рассматривать доминирующий среди естествоиспытателей подход к построению их теорий. При этом оказывается возможным выделение трех основных этапов.

Естествознание древнего мира. Завершенного деления на дисциплины не существовало, создаваемые концепции в своем большинстве носили мировоззренческий характер. Экспериментальный метод познания в принципе допускался, но роль решающего критерия истинности эксперименту не отводилась. Верные наблюдения и гениальные обобщающие догадки сосуществовали с умозрительными и часто ошибочными построениями.

Классический период развития естествознания берет свое начало с экспериментальных работ Галилея (18 век) и длится до начала нашего столетия. Характеризуется четким разделением наук на традиционные области и даже несколько гипертрофированной ролью эксперимента в их развитии (“понять- значит измерить”). Эксперимент рассматривается не только как критерий истинности, но и как основной инструмент познания. Вера в истинность экспериментально добытых результатов столь велика, что их начинают распространять на новые области и проблемы, где соответствующей проверки не производилось. При обнаружении расхождений так создаваемых концепций с реально наблюдаемыми явлениями неизбежно возникало недоумение, граничащее с попытками отрицания самой возможности познания окружающего мира.

Современное естествознание характеризуется лавинообразным накоплением нового фактического материала и возникновением множества новых дисциплин на стыках традиционных. Резкое удорожание науки, особенно экспериментальной. Как следствие - возрастание роли теоретических исследований, направляющих работу экспериментаторов в области, где обнаружение новых явлений более вероятно. формулировка новых эвристических требований к создаваемым теориям: красоты, простоты, внутренней непротиворечивости, экспериментальной проверяемости, соответствия (преемственности). Роль эксперимента, как критерия истинности знания, сохраняется, но признается, что само понятие истинности не имеет абсолютного характера: утверждения, истинные при определенных условиях, при выходе за границы, в рамках которых проводилась экспериментальная проверка, могут оказаться приближенными и даже ложными. Современное естествознание утратило присущую классическим знаниям простоту и наглядность. Это произошло главным образом из-за того, что интересы современных исследователей из традиционных для классической науки областей переместились туда, где обычный “житейский” опыт и знания об объектах и происходящих с ними явлениях в большинстве случаев отсутствуют.

Настоящий курс посвящен современным концепциям естествознания, неотделимым от знаний, накопленных в классический период развития наук. Его структура не отражает традиционного разделения знаний на отдельные дисциплины, а скорее следует историческому ходу развития основных мировоззренческих идей, берущих свое начало в наиболее фундаментальной из естественных наук - физике.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://study.online.ks.ua/

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Противопоставление двух культур имеет корни в реально существующих различиях методов познания мира в научной и гуманитарно-художественной практике.

Конечная цель и ученого и художника одна - понять мир и место человека в мире; средства ее достижения могут быть различными. В чем же состоят эти различия?

1. Естественнонаучное знание объективно , гуманитарное - субъективно .

Естествоиспытатель имеет дело только с материальными явлениями, обусловленными объективными законами. Объяснение же социальных или культурных событий включает как анализ объективных причин, приведших к их возможности или даже необходимости, так и схубъективных мотивов, мыслей и переживаний тех, кто их совершает. Но чужая мысль не дана исследователю непосредственно, поэтому процесс реконструкции принципиально не может быть освобожден от влияния личности исследователя. Вследствие этого гуманитарный метод допускает отсутствие однозначных, общеобязательных выводов, что для знания естественнонаучного было бы недопустимо.

2. Гуманитарное знание исторично , естественнонаучное - не обязательно.

Состояние общества или культуры в данный момент нельзя понять, не обращаясь к прошлому, к истории возникновения этого состояния. В естественных же науках предыстория системы зачастую несущественна: все определяется ее состоянием в настоящий момент. Так, химику для анализа состава образца не обязательно знать, откуда его принесли. Вероятность распада радиоактивного ядра в следующую секунду не зависит от возраста ядра.

3. Предмет гуманитарно-художественного познания индивидуален, предмет естественнонаучного познания типичен.

В естественных исследованиях ученый не интересуется индивидуальными, неповторимыми особенностями изучаемых объектов, старается отвлечься от них. Однако для филолога «Преступление и наказание» - не только типичный образец русской литературы XIX в., но и уникальное произведение, ценное именно своей неповторимостью. Ученые-естественники прикладывают массу усилий, чтобы обеспечить себя измерительными приборами, как можно более близкими к эталону. Они выводят линии специальных, генетически почти идентичных друг другу лабораторных животных, стараются работать с как можно с более чистыми (а значит, одинаковыми) образцами веществ. Гуманитарии же собирают в музеях реликвии, ценные именно своей уникальностью, иевоспроизводимостью.

4. Гуманитарный метод в отличие от естественнонаучного создает не только знание , но и мнение , оценку познаваемого предмета.

Гуманитарное познание, кроме описания и объяснения явлений окружающей реальности, еще и оценивает их (хорошо - плохо, красиво - безобразно, справедливо - несправедливо). Здесь знание обязательно сопровождается мнением , выражающим отношение исследователя к предмету. Явления же, изучаемые естествознанием, не добры и не злы, сами по себе они не имеют ценности. Дело в том, что морально-этические оценки возможны лишь при наличии свободы выбора. Человек может выбирать, подчиняться или нет закону, запрещающему красть, но он не волен подчиняться или не подчиняться закону всемирного тяготения. Можно спорить о том, благом или злом оказывается развитие ядерной энергетики (которое зависит от нас), но цепная реакция деления ядер как физическое явление не хороша и не плоха - она просто существует.

5. Гуманитарий неизбежно участвует в исследуемом процессе, естествоиспытатель стремится быть сторонним наблюдателем.

Обязательной составляющей научного метода является эксперимент (п. 1.7.1). В ходе эксперимента искусственно создаются условия, ограничивающие влияние всех факторов, кроме изучаемого.

Особое внимание уделяется тому, чтобы в максимально возможной степени исключить воздействие па ход событий со стороны исследователя и его измерительных приборов.

В социокультурном познании все совершенно иначе. Во-первых, сама возможность создания искусственных условий сильно ограничена как недостатком материальных ресурсов, так и соображениями этического характера. Попробуйте представить, с какими проблемами пришлось бы столкнуться, пожелай вы провести исторический или юридический эксперимент! Во-вторых, гуманитарий, как правило, изменяет то, что хочет познать. Какое бы объективное и беспристрастное исследование ни провел социолог, его результаты, влияя на выбор политики, изменяют социальную реальность. Недаром во многих странах в последние дни перед выборами запрещена публикация результатов зондирования общественного мнения. Художник, стараясь постичь законы красоты, создает картины и тем самым формирует новые представления о прекрасном и безобразном. Естественно, при этом не может быть речи о воспроизводимости результатов: любой деятель искусства хорошо знает, что настоящий шедевр неповторим.

6. Гуманитарная культура опирается па язык образов, естественнонаучная - на язык терминов и чисел.

Естественные науки используют четкий формализованный язык терминов , значения которых понимаются однозначно любым ученым. Идеалом, восходящим к Галилею, который сказал: «Великая книга природы написана на языке математики», здесь является математическая модель (п. 1.7.3) природного явления, оперирующая с точно измеримыми величинами по раз и навсегда заданным правилам.

Достижения же гуманитарной культуры могут быть вообще выражены не словами, а только образами (картины, статуи, музыкальные произведения). Если же говорить о гуманитарных науках , то они не могут ограничиться только специальной терминологией и вынуждены обращаться к возможностям естественного языка - нестрогого, многозначного и образного. Причина гут, во-первых, в чрезвычайной текучести, подвижности социально-культурных явлений, которую трудно описать жесткими терминами с фиксированными, застывшими значениями. Во-вторых, предмет исследования здесь доступен не только специалистам, и потому люди дают ему название, не дожидаясь, пока это сделает ученая комиссия по терминам. В-третьих, дело еще и в том, что почти никакие характеристики людей, предметов искусства, общественных отношений не поддаются точному измерению или определению. Попробуйте объяснить, что такое «добрый»! А в каких единицах измерить талант художника или прогрессивность общественной реформы?

В науковедении и философии дискуссии о том, есть ли различные виды знания – гуманитарное и естественнонаучное, есть ли кардинальные различия между науками гуманитарными и естественнонаучными, ведутся до сих пор.

Со времен научной активности баденской школы неокантианства, в представления о видах наук вошли положения о том, что естественные науки изучают объективные предметы, и их целью является описание общего, типичного, универсального (поиск законов природы), а гуманитарные науки познают проявления человеческого духа, субъективность и уникальность человеческой жизни. Среди мыслителей, противопоставлявших естественные и гуманитарные науки, следует в первую очередь назвать В. Дильтея, который считал, что науки о природе (Naturwissenschaften) имеют дело с «безгласными» вещами, и закономерности их бытия следует объяснять (Erklärung), то есть подводить все индивидуальные случаи под общие законы, тогда как науки о духе (Geisteswissenschaften)имеют дело с душевной жизнью человека (переживания, ценности, интенции и др.) и нужно понимание (Verständnis) каждого случая, «вживание» в духовные переживания человека («Природу мы объясняем, а душевную жизнь понимаем»). Нужно вспомнить и В. Виндельбанда, предложившего уже упоминавшиеся идеографический и номотетический подходы в науке. Он писал о том, что в науках естественных исследуются природные объективные закономерности и выявляется общее, универсальное, а в гуманитарных науках изучаются проявления духа, (значимые исторические события, жизнь великих деятелей, гениальные литературные произведения и т. п.) ценности жизни человека и описывается субъективное, определяется уникальное, единичное («Закон и событие останутся рядом друг с другом как несоизмеримые величины нашего понимания мира»).

Сегодня общепринятым стали представления о том, что гуманитарные и естественные науки различаются в первую очередь объектами: гуманитарные науки изучают человека, а естественные – природу. Некоторые исследователи говорят о социально-гуманитарных науках, в которых изучаются проявления социального поведения человека. Гуманитарной наука становится, когда ставит в центр всех проблем человека, гуманитарно-социальной – когда рассматриваются его проявления в обществе, в культуре. Следует подчеркнуть, что между гуманитарной и гуманитарно-социальной наукой нет резкой границы: каждый человек формируется, существует, реализуется, только во взаимодействии, в диалоге с другим человеком, с культурой, как совокупностью артефактов, произведений, норм, ценностей, идеалов.

Конечно, именно различие объектов (человек – природа) и проблем, возникающих в ходе их изучения, в конечном итоге делает науки естественными или гуманитарными. Можно сказать, что естественные науки изучают природу в человеке, гуманитарные – человека в природе. Проблемы наук естественных заключаются в ответах на вопросы существования мира материального, в пределе – космоса. Проблемы, которые рассматриваются в гуманитарных науках связаны с человеком как космосом, со смыслом жизни, с объяснением внутренних механизмов сознания, обусловливающего чувствования, стремления, возможности, ограничения, поведение любого из нас.

Однако до сих пор нет четкого отделения этих наук друг от друга по критерию различения объектов: анатомия человека, медицинские науки, экономика и др., хотя и изучают человека, не относятся по общему правилу к гуманитарным, а попытки четко отделить эти науки друг от друга, особенно на уровне наук прикладных, или в виде образовательных дисциплин, как правило, неудачны. Особенно заметно это в образовании. Так, по Общероссийскому классификатору специальностей по образованию ОК 009-2003к укрупненной группе «Гуманитарные науки» относятся, помимо прочих, книжное и издательское дело, документоведение, физическая культура и спорт и др.

Более обосновано суждение о том, что разница между гуманитарными и естественными науками пролегает не только и не столько в объектах, но в предметах, проблемах, задачах, методах этих наук, в характеристиках знания, которое получают в этих науках и способах его использования обществом. Действительно, можно утверждать, что на естественные и гуманитарные делятся не науки, а виды знания и способы его получения. И человек может быть объектом естественной науки, но человек частичный, взятый как единица отчужденного от самого человека процесса. В гуманитарных же науках человек рассматривается в его сущностных проявлениях, существующих как продукты эволюции культуры. Науки естественные ищут механизмы и действия, обусловленные природой, гуманитарные – человеческие причины и человеческие смыслы. Это особенно ярко заметно при рассмотрении познавательных установок исследователей. Ю.А. Агафонов точно подметил: исследователь с установками на естественно научное познание угадывает «правила», которыми руководствуется природа, он открывает законы, отвечая на вопрос «Почему?»; гуманитарий же выдвигает теории, ориентируясь только на логическую целостность теории и признание ее в научном сообществе, приписывая изучаемой реальности смысл, и отвечая на вопрос «Зачем?» .Идеал «естественника» – истина о том, что от нас не зависит: для ученого нет идеалов; для гуманитария важнее ценность наличия собственного идеала, не только в познании, но и в жизни.

Целью всех наук является получение истинных знаний о мире, охватывающее и внешний мир (природа, космос, общество), и внутренний мир человека, однако на уровне метапредметном эти области различаются как материальные и идеальные, при этом идеальное составляет внутренний мир человека, содержание его сознания. Целью наук естественных является открытие объективной истины, не зависящей от человека, гуманитарных – истин субъективных, которые открываются только в процессе поиска смысла, «приписывания» смысла человеческим деяниям, личности.

Различие объектов, целей и возникающих при их изучении проблем, влечет за собой различия методов исследования и характера знания. Методы естественных наук призваны объяснить закономерности возникновения и существования явлений мира, улучшить бытие индивида и общества, гуманитарных – понять, сопережить, сделать своим, чтобы уяснить смыслы своего существования. Человек в гуманитарной науке обращается к себе, объясняет себе себя же, знания здесь изначально носят диалоговую форму, а методы их получения связаны с интерпретацией определенных проявлений человека, включая его поведение и созданные произведения, тексты, артефакты. В определенном отношении можно сказать, что предмет каждой естественной науки имеет единственный смысл, гуманитарной – изначально множественен в охвате смыслов человека, а знание, добываемое из испытаний, и знание, добываемое из самодвижения человеческого духа, изначально имеют различную основу. Поэтому теоретическое знание естественных наук тяготеет к однозначности, бесстрастности, в нем явно выражен поиск единственно верного утверждения, стремление формулировать, объяснять, и описывать это утверждение. Теоретическое знание наук гуманитарных тяготеет к знанию интерпретационному, метафоричному, страстному. Естественнонаучное знание тяготеет к прагматичнойпользе людей, гуманитарное – к ценностям, смыслу человеческого существования. Гуманитарное знание – знание не только о самом человеке, но и о том, что сделано и делается человеком, что создано человеком. А значит – субъективно, пристрастно, зависит от позиции исследователя.

Трудности с исчерпывающим определением сущности гуманитарного знания существуют потому, что сложны параметры изучаемых процессов, зачастую уловить их можно только обозначив приблизительную область и направление. Поэтому большинство гуманитарных областей знания существуют не только в виде науки – они могут быть и идеологией, и искусством, и философией. Именно философское знание, как знание гуманитарное, объясняет и интерпретирует и знание естественнонаучное, выявляет его характеристики. Осмысление развития научного знания, независимо от его «естественности» или «неестественности» показывает, что течения и теории, парадигмы и подходы, различные посвоим методологическим основам, могут не противопоставляться, а сопрягаться в усилиях понять человека и поддержать его в совершенствовании. Знание может существовать и как результат сопоставления различных точек зрения, как определенная «взвесь», в которой совмещается научное и художественное, образное и понятийное, многозначное и однозначное. Орудие наук гуманитарных – слово, великое слово, рожденное в душе человека и обращенное к душе человека, слово, выстраивающее гармонию мира из фрагментов хаоса, слово, построенное по меркам красоты, добра, любви – великих ценностей, спасающих душу перед лицом жизни и смерти.Именно в гуманитарных науках сохраняется целостность знания человечества. С точки зрения наук естественных античные воззрения на мир – давно опровергнутые мифы, а науки гуманитарные видят здесь целостность подхода к объяснениям, утерянную в дроблении знания на научное и религиозное, целостность, сохраняющую свою ценность и сейчас.

Сегодня гуманитарное знание переживает не лучшие времена: под термином «наука» понимают в основном науки естественные и технические, а гуманитарные науки существуют как бы на обочине научного прогресса. Мнение о превосходстве естественных наук над «неестественными», господствующее сегодня в массовом сознании (и кажущееся естественным), – следствие действия двух основных факторов: господство утилитаристских представлений о предназначении науки и преобладание в общественном сознании позитивистских установок на полную объективность и точность научного знания.

Утилитаристский подход к науке выражается в убеждении о том, что научные знания нужны только для того, чтобы приносить пользу человеку через свои продукты – новые материалы для строительства, дорог, одежды, механические и электронные устройства, способы лечения болезней, генное усовершенствование живого (от растений до самого человекаи т.п.). Такое отождествление всех наук с науками прикладными порождается основной мотивационной установкой общества потребления – получить все блага и удовольствия сейчас и сразу, без усилий, а погружение в глубины и высоты знаний не нужно, бесполезно, бессмысленно. В обществе исчезает душевный трепет перед научнымзнанием, начинает казаться, что любые знания – это набор рецептов, о том, как действовать здесь и сейчас, а сами знания чуть ли не отождествляются с информацией, хранящейся в словарях и энциклопедиях, и эту информацию можно просто выучить для осуществления успешных действий. Сегодня гуманитарий, как человек, размышляющий над нравственными и духовными проблемами, человек, которого волнуют проблемы души человека и судеб человечества кажется чудаком и «лузером», неуспешным, прозябающим на задворках общественной жизни. Ярким примером утилитаристского использования гуманитарного знания является то, что его ставят на службу самых манипулятивных социальных практик: рекламы, маркетинга, имиджмейкинга, политического PR и т.п. Гуманитаристику встраивают в рыночную экономику, отдельные стороны гуманитарного знания превращаются в прикладные, нравственно и ценностно нейтральные товары и услуги.

Не менее негативную роль играет и преобладание в общественном сознании позитивистских установок на то, что всякое научное знание должно быть полностью объективным и точным, что впрямую связано с убеждением о важности знаний о физических явлениях и «неважности» познания человека для «победы над природой». Следует напомнить, что противоположное мнение существует в европейской мысли еще со времен греческих мудрецов («познай самого себя»). Можно вспомнить Аристотеля с его убеждением о том, что метафизика – важнее и сложнее физики, Петрарку, который говорил: «Тот не мудрец, кто себя не знает» и слова других великих мыслителей, понимающих важность гуманитарного знания.

Точны ли гуманитарные науки? Представители наук естественных («точных») часто, упрекая гуманитарные науки в «размытости», неточности, вспоминают шуточное суждение Л.Д. Ландау, высказанное им в неформальной обстановке: «все науки делятся на "сверхъестественные" (физика, математика), "естественные" (биология, химия) и "неестественные" (гуманитарные)». Между тем, в этом высказывании есть и доля истины: гуманитарные науки «неестественны», поскольку не ставят в центр исследований материальные свойства явлений, их естество. Именно поэтому само понятие точности в его «натуральном» понимании в гуманитарных науках неприменимо. М.М. Бахтин, обращаясь к точности и глубине в гуманитарных науках, отмечал: «Пределом точности в естественных науках является идентификация (а = а). в гуманитарных науках точность – преодоление чуждости чуждого без превращения его в чисто свое (подмены всякого рода, модернизация, неузнавание чужого и т.п.)» .

Какова же роль гуманитарного знания в современном обществе, и каково его возможное будущее? Главная цель гуманитаристики сегодня – поиск способов интеграции всех видов знаний для развития духовности человека, способного самосовершенствоваться, системно и разумно решать проблемы, встающие перед человеком и человечеством. Успехи в развитии техники, обеспеченными естественными науками достигли того уровня, когда человечество подошло вплотную к границам своего существования. Нужно искать решение проблем, которые под силу только наукам гуманитарным: для чего живет человек? Какова сущность и границы свободы человека? Как сделать свою жизнь осмысленной? Каково будущее человека и человечества? Дает ли богатство счастье? Гуманитарные науки нужны каждому, чтобы осмысленнее организовать свою жизнь, нужны обществу, чтобы сохраняться и развиваться. Если человечеству суждено развиваться гармонично, то именно гуманитарное знание – основа перехода от общества потребления к обществу духовных людей, для которых честь, совесть, достоинство – те жизненные ценности, которые невозможно нарушить, невозможно продать за деньги, славу, власть.

Информационно-компьютерная революция, глобализация всех сторон жизни человечества приводят к противоречивым результатам – с одной стороны увеличивается состояние единства человечества, с другой – исчезают национальные и территориальные традиции, уходят в прошлое сложившиеся виды взаимодействия различных культур. Можно сказать, что связи между людьми становятся одновременно широкими и узкими: можно общаться с жителем другого континента и одновременно не знать, кто живет этажом выше или ниже (или даже на одной лестничной клетке). Поэтому глупо думать, что сегодня в обществе потребления гуманитарные проблемы будут волновать всех: большинству людей всегда кажется, что в этом мире все понятно и просто, что любой знает, что значит жить хорошо и правильно. Но всегда остаются те, кто мыслит от лица культуры, кого эти проблемы волнуют (ни одно общество не может быть таким, что все его члены озабочены только потреблением), интерес к человеку был всегда, и будет всегда, сколько существует человечество.

Конечно, наука едина, и нельзя говорить, какие науки важнее – естественные или гуманитарные. Между ними постоянно идет обмен знаниями: программное обеспечение математического (в первую очередь компьютеризированного) моделирования поведения и мышления людей во многом стало возможным благодаря психологическим исследованиям интеллекта, физиологи, изучая деятельность органов и движений человека, вынуждены всегда учитывать психологические закономерности.

И все-таки пока два вида наук развиваются относительно независимо. Методология гуманитарных исследований всегда имеет общие черты, отличающие их от методологии наук естественных. Сложился определенный круг подходов при организации эмпирических исследований, в которых используются сходные принципы и методы. В ее рамках обычно не ставится вопрос о сходстве или различии методологий в гуманитарных исследованиях. Например, австралийский профессор Кумар (Технологический Университет Кертина, Австралия) в своем учебнике по исследовательской методологии исходит из того, что такая методология преподается как дисциплина, поддерживающая прикладные исследования во всехвидах гуманитарного знания: в медицине, образовании, психологии, социальной работе, медсестринском деле, здравоохранении, библиотековедении и маркетинговых исследованиях .Любые педагогические и психологические теории, в силу их гуманитарного содержания, всегда (хотя, часто и не осознанно) ориентированы на определенный идеал человека. В психологии такой идеал нужен для определения «хорошего» и «плохого», «высшего» и «низшего» в психике, прогресса и регресса в развитии личности, для объяснения генезиса психических процессов и свойств. Педагогика также не может существовать, если ее знания не основаны на ориентирах, указывающих идеал человека, цели и лучшие, нравственно обоснованные методы деятельности педагога.

Итак, знание, получаемое и используемое в педагогике и психологии – знание гуманитарное, оно важно для развития человечества, общества, каждого человека. Однако только ли к гуманитарным наукам относится каждая из этих дисциплин?

1.3.5. Методологические основы психологии и педагогики: общее и особенное

Общие характеристики наук

Говоря об общих характеристиках психологи и педагогики, нужно в первую очередь отметить, что их объединяет их объект – человек.Конечно, на «лестнице» наук, педагогика стоит гораздо «ниже» психологии: она не решает глобальной проблемы происхождения и законов существования человека и его сознания, она ищет ответ на вопрос о том, что нужно делать, чтобы человек развивался в направлении раскрытия всех своих возможностей, и чтобы общество через каждого человека было высококультурным и развивалось. Однако, педагогика масштабнее по постановке философских вопросов существования человека и общества: она по определению связана с активным взаимодействием с миром, с «ведением» человека к смыслу его существования.

Педагогика не распространяется на все области жизнедеятельности человека, а имеет дело с ним только в отношении его целенаправленного развития. Это наука об организации деятельности, обеспечивающей во взаимоотношениях человека, социума, культуры эффективное формирование знаний, умений и навыков, обеспечивающих социализацию и индивидуализацию человека.Конечно, по своему предмету педагогика уже психологии, стремящейся охватить понимание человека во всех его связях, отношениях, во всей его деятельности.

Связь исследований в педагогике и психологии обусловлена необходимостью изучения человека в условиях изменения самого типа культуры, включая нормы и ценности, потребностей людей, способов осуществления деятельности, ее методов и средств. Для обеих наук важно, что меняется идеал человека (а значит), социальные ценности, этапы созревания личности, значит, должно меняться и воспитание и представления о личности как носителе психики.

I. Естественнонаучное знание и его особенности

Наука - один из древнейших, важнейших и сложнейших компонентов человеческой культуры. Это и целый многообразный мир человеческих знаний, который позволяет человеку преобразовывать природу и приспосабливать ее для удовлетворения своих все возрастающих материальных и духовных потребностей. Это и сложная система исследовательской деятельности, направленная на производство новых знаний. Это и социальный институт, организующий усилия сотен тысяч ученых-исследователей, отдающих свои знания, опыт, творческую энергию постижению законов природы, общества и самого человека.

Наука теснейшим образом связана с материальным производством, с практикой преобразования природы, социальных отношений. Большая часть материальной культуры общества создана на базе науки, прежде всего достижений естествознания. Научная картина мира всегда была и важнейшей составной частью мировоззрения человека. Научное понимание природы, особенно в настоящую эпоху, существенно определяет содержание внутреннего духовного мира человека, сферу его представлений, ощущений, переживаний, динамику его потребностей и интересов.

Слово «естествознание» (естество – природа) означает знание о природе, или природоведение. В латинском языке слову “природа” соответствует слово natura, поэтому в немецком языке, ставшем в 17-19 вв. языком науки, все о природе стали называться «Naturwissenchaft”. На этой же основе появился и термин «натурфилософия» – общая философия природы. В древнегреческом языке слову природа очень близко слово «физис» («фюзис»).

Первоначально все знание о природе действительно относилось к физике (в древности – «физиология»). Так Аристотель (III в. до н.э.) называл своих предшественников «физиками» или физиологами. Физика, таким образом, стала основой всех наук о природе.

В настоящее время имеются два определения естествознания.

1. Естествознание – наука о природе, как о единой целостности.

2. Естествознание – совокупность наук о природе, взятое как единое целое.

Первое определение говорит об одной единой науке о природе, подчеркивая единство природы, ее нерасчлененность. Второе говорит о естествознании как о совокупности, т.е. множестве наук, изучающих природу, хотя в нем и содержится фраза, что это множество следует рассматривать как единое целое.

К естественным наукам относят физику, химию, биологию, космологию, астрономию, географию, геологию и частично психологию. Кроме того, существует множество наук, возникших на стыке названных (астрофизика, физическая химия, биофизика и т.д).

Целью естествознания, в конечном счете, является попытка решения так называемых «мировых загадок», сформулированных еще в конце 19-го века Э. Геккелем и Э.Г. Дюбуа-Реймоном. Вот эти загадки, две из которых относятся к физике, две – к биологии и три – к психологии (рис.1):

Естествознание, развиваясь приближается к решению этих загадок, но возникают новые вопросы, и процесс познания бесконечен. Действительно, наши знания можно сравнить с расширяющейся сферой. Чем шире сфера, тем больше точек ее соприкосновения с неизвестным. Увеличение сферы знания приводит к появлению новых, нерешенных проблем.

Задачей естествознания является познание объективных законов природы и содействие их практическому использованию в интересах человека. Естественнонаучное знание создается в результате обобщения наблюдений, получаемых и накапливаемых в процессе практической деятельности людей, и само является теоретической основой их деятельности.

Предметом естествознания является природа. Природа – это весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной. Истоки современного понимания природы уходят в глубокую древность. Первые истолкования природы сложились как миф о возникновении (рождении) мира и его развитии, т.е. космогония. Внутренний смысл этих сказаний выражает переход от неорганизованного хаоса к упорядоченному космосу. Мир в космогониях рождается из природных стихий: огня, воды, земли, воздуха; к ним иногда добавляется пятая стихия – эфир. Все это первичный материал для строительства космоса. Стихии соединяются и разъединяются.

Образ природы рождается и в мифах, и в различных космогониях, и в теогониях (буквально: «рождение богов»). В мифе всегда отражена определенная реальность, в нем образно, в виде фантастических рассказов выражено стремление к познанию явлений природы, общественных отношений и человеческой натуры.

Позже возникла натурфилософия (философия природы), которая, несмотря на сходство космогонических образов, принципиально отличалась от мифологии.

В мифологии наглядно, в символической форме природа изображается как некое пространство, внутри которого разворачивается деятельность божественных и космических сил. Натурфилософия пыталась выразить общий взгляд на природу в целом и подкрепить его доказательствами.

В античной философии природа стала объектом теоретического размышления. Натурфилософия пыталась выработать единый, внутренне непротиворечивый взгляд на природу. Постигая феномен природы, натурфилософия пытается понять ее изнутри, из нее самой, т.е. выявить такие законы существования природы, которые не зависят от человека. Другими словами, постепенно формировался такой образ природы, который по возможности очищался от чисто человеческих представлений, которые зачастую уподобляли природу самому человеку, и потому могли исказить подлинную, самостоятельную жизнь природы. Таким образом, задача заключалась в познании того, какова природа сама по себе, без человека.

Уже первые философы рассматривали такие важные проблемы, которые послужили основой для дальнейшего развития научного познания. К ним относятся такие как: материя и ее структура; атомистика – учение о том, что мир состоит из атомов, мельчайших неделимых частиц вещества (Левкипп, Демокрит); гармония (математическая) Вселенной; соотношения вещества и силы; соотношение органического и неорганического.

У Аристотеля, величайшего философа Древней Греции (IV в. до н. э.), осмыс­ление природы получило уже статус целостного учения. Он отождеств­лял натурфилософию с физикой, изучал вопросы о составе физических тел, видах движения, причинности и др. Аристотель определял природу как жи­вой организм, движимый самоцелью и производящий все многообразие входя­щих в нее объектов, потому что у него есть душа, внутренняя сила – энтеле­хия. Движение Аристотель не сводил только к перемещению в простран­стве, а рассматривал и такие формы, как возникновение и уничтожение, качественные изменения.

В эпоху эллинизма натурфилософия стала опираться не только на философские рассуждения, но и на обширные наблюдения в астрономии, биологии, географии, физике. В эту эпоху появляется сам термин «натурфилософия», который ввел римский философ Сенека. Поскольку в античной философии считалось, что философия должна возвышаться над повседневностью, обыденностью, постольку это обрекало натурфилософию на умозрительность, в ней стали господствовать придуманные схемы и теории.

В средневековой культуре считалось, что природа говорит с людьми на символическом языке божественной воли, так как природа и человек – это творение Бога. Но в последовавшую за средневековьем эпоху возрождения этот взгляд существенно изменился. Натурфилософия разошлась по двум направлениям: 1 – мистика продолжала традицию умозрительных концепций природы; 2 – «магия», из которой постепенно и сформировалась опытная наука – естествознание. Переходу от религиозной картины мира к естественнонаучной способствовало возникновение особого взгляда на мир, получившего название «пантеизма» («всебожие»). Пантеизм – учение о том, что все есть бог; отождествление бога и вселенной. Это учение обожествляет вселенную, создает культ природы, признает бесконечность вселенной и неисчислимое множество ее миров.

Особую роль в создании способов научного, экспериментального изучения природы сыграл Г. Галилей, утверждавший, что книга природы написана треугольниками, квадратами, кругами и т.п.

С формированием науки и методов естествознания, в 17-18 вв. натурфилософия существенно изменилась. И. Ньютон, создатель механической картины мира, понимал под натурфилософией теоретическое, математически выстроенное учение о природе, «точную науку о природе». В этой картине мира природа отождествлялась с часовым механизмом.

Отказ от божественного и поэтического понимания природы вел к изменению отношения к природе. Она становится объектом активной эксплуатации – интеллектуальной и промышленной. Природа – это мастерская. Фр. Бэкон называет ученого естествоиспытателем, который экспериментом вырывает у природы ее тайны. Важнейшая задача науки – в покорении природы и увеличении могущества человека: «Знание – сила!»

Таким образом, природа выступает как обобщенное понятие, порой отождествляется с беспредельным космосом. В то же время процесс развития естествознания и связанная с этим процессом специализация в науке привела к тому, что природа перестала существовать как целое для специалистов, она оказалась раздробленной. Покорение природы, создание машинной культуры разрушает целостность самой природы, а также внутренние связи человека с природой, что и приводит его к экологической катастрофе. Необходимость такой организации взаимодействия общества и природы, которая отвечала бы потребностям будущих поколений и решала бы проблему выживания человечества, предполагает не только формирование так называемой экологической этики, но и переосмысление самого понятия «природа», в которую должен быть «вписан» человек. Имеются неоспоримые доводы, определяющие «человеческое лицо» природы:

· природа такова, что обладает возможностью и необходимостью порождения человека. Все физические константы, характеризующие фундаментальные структуры мира, таковы, что только при них мог бы существовать человек. В отсутствие человека некому было бы познавать природу.

· человек рождается «из природы». Вспомним развитие человеческого эмбриона.

· природная основа человека есть тот фундамент, на котором только и возможно появление специфически человеческого бытия, сознания, деятельности, культуры.

Таким образом, современное понимание природы как предмета естествознания предполагает выработку новых способов ее исследования, формирование интеграционных подходов и междисциплинарных связей. Поэтому принципиально новые идеи современной научной картины мира уже не вписываются в традиционное для техногенного подхода понимание природы как «мертвого механизма», с которым можно экспериментировать и который можно осваивать по частям, преобразуя и подчиняя его человеку.

Природа начинает пониматься как целостный живой организм. Почти до середины ХХ века такое понимание природы воспринималось как своеобразный пережиток или возврат к мифологическому сознанию. Однако по мере того, как утверждались в науке и широко распространялись идеи В.И.Вернадского о биосфере, после развития современной экологии, новое понимание природы как организма, а не механической системы, стало научным принципом. Новое понимание природы стимулировало поиск новых идеалов отношения человека к природе, которые стали бы основанием для решения современных глобальных проблем.

Все исследования природы сегодня можно наглядно представить в виде большой сети, состоящей из ветвей и узлов. Эта сеть связывает многочисленные ответвления физических, химических и биологических наук, включая науки синтетические, возникшие на стыке основных направлений (биохимия, биофизика и др.).

Даже исследуя простейший организм, мы должны учитывать, что это и механический агрегат, и термодинамическая система, и химический реактор с разнонаправленными потоками масс, тепла, электрических импульсов; это, в то же время, и некая «электрическая машина», генерирующая и поглощающая электромагнитное излучение. И, в то же время, это - ни то и ни другое, это – единое целое.

Современное естествознание характеризуется взаимопроникновением естественных наук друг в друга, но в нем есть и определенная упорядоченность, иерархичность.

В середине 19-го века немецкий химик Кекуле составил иерархическую последовательность наук по степени возрастания их сложности (а точнее, по степени сложности объектов и явлений, которые они изучают).

Такая иерархия естественных наук позволяла как бы «выводить» одну науку из другой. Так физику (правильнее было бы – часть физики, молекулярно-кинетическую теорию) называли механикой молекул, химию, физикой атомов, биологию – химией белков или белковых тел. Эта схема достаточно условна. Но она позволяет пояснить одну из проблем науки – проблему редукционизма.

Редукционизм (лат. reductio уменьшение) определяется как господство аналитического подхода, направляющего мышление на поиск простейших, далее неразложимых элементов. Редукционизм в науке – это стремление описать более сложные явления языком науки, описывающей менее сложные явления или класс явлений (например, сведение биологии к механике и т.п.). Разновидностью редукционизма является физикализм – попытка объяснения всего многообразия мира на языке физики.

Редукционизм неизбежен при анализе сложных объектов и явлений. Однако здесь надо хорошо осознать следующее. Нельзя рассматривать жизнедеятельность организма, сводя все к физике или химии. Но важно знать, что законы физики и химии справедливы и должны выполняться и для биологических объектов. Нельзя рассматривать поведение человека в обществе только как биологического существа, на важно знать, что корни многих человеческих действий лежат в глубоком доисторическом прошлом и являются результатом работы генетических программ, унаследованных от животных предков.

В настоящее время достигнуто понимание необходимости целостного, холистического (англ. whole целый) взгляда на мир. Холизм, или интегратизм можно рассматривать как противоположность редукционизма, как присущее современной науке стремление создать действительно обобщенное, интегрированное знание о природе.

Систему естественных наук можно представить в виде своеобразной лестницы, каждая ступенька которой является фундаментом для следующей за ней науки, и в свою очередь, основывается на данных предшествующей науки.

Основой, фундаментом всех естественных наук, бесспорно, является физика, предметом которой являются тела, их движения, превращения и формы проявления на различных уровнях. Сегодня невозможно заниматься ни одной естественной наукой, не зная физики. Внутри физики выделяется большое число подразделов, различающихся специфическим предметом и методами исследования. Важнейшим среди них является механика - учение о равновесии и движении тел (или их частей) в пространстве и времени. Механическое движение представляет собой простейшую и вместе с тем наиболее распространенную форму движения материи. Механика явилась исторически первой физической наукой и долгое время служила образцом для всех естественных наук. Разделами механики являются:

· статика, изучающая условия равновесия тел;

· кинематика, занимающаяся движением тел с геометрической точки зрения;

· динамика, рассматривающая движение тел под действием
приложенных сил.

Также в механику входят гидростатика, пневмо- и гидродинамика.

Механика - физика макромира. В Новое время зародилась физика микромира. В ее основе лежит статистическая механика, или молекулярно-кинетическая теория, изучающая движение молекул жидкости и газа. Позже появились атомная физика и физика элементарных частиц. Разделами физики являются термодинамика, изучающая тепловые процессы; физика колебаний (волн), тесно связанная с оптикой, электричеством, акустикой. Названными разделами физика не исчерпывается, в ней постоянно появляются новые физические дисциплины.

Следующей ступенькой является химия, изучающая химические элементы, их свойства, превращения и соединения. То, что в ее основе лежит физика, доказывается очень легко. Для этого достаточно вспомнить школьные уроки по химии, на которых говорилось о строении химических элементов и их электронных оболочках. Это пример использования физического знания в химии. В химии выделяют неорганическую и органическую химию, химию материалов и другие разделы.

В свою очередь, химия лежит в основе биологии - науки о живом, изучающей клетку и все от нее производное. В основе биологических знаний - знания о веществе, химических элементах. Среди биологических наук следует выделить ботанику (предмет - растительное царство), зоологию (предмет - мир животных). Анатомия, физиология и эмбриология изучают строение, функции и развитие организма. Цитология исследует живую клетку, гистология - свойства тканей, палеонтология - ископаемые останки жизни, генетика - проблемы наследственности и изменчивости.

Науки о Земле являются следующим элементом структуры естествознания. В эту группу входят геология, география, экология и др. Все они рассматривают строение и развитие нашей планеты, представляющей собой сложнейшее сочетание физических, химических и биологических явлений и процессов.

Завершает эту грандиозную пирамиду знаний о Природе космология, изучающая Вселенную как целое. Частью этих знаний являются астрономия и космогония, которые исследуют строение и происхождение планет, звезд, галактик и т.д. На этом уровне происходит новое возвращение к физике. Это позволяет говорить о циклическом, замкнутом характере естествознания, что, очевидно, отражает одно из важнейших свойств самой Природы.

Структура естествознания не ограничивается названными выше науками. Дело в том, что в науке идут сложнейшие процессы дифференциации и интеграции научного знания. Дифференциация науки - это выделение внутри какой-либо науки более узких, частных областей исследования, превращение их в самостоятельные науки. Так, внутри физики выделились физика твердого тела, физика плазмы.

Интеграция науки - это появление новых наук на стыках старых, процесс объединения научного знания. Примерами такого рода наук являются: физическая химия, химическая физика, биофизика, биохимия, геохимия, биогеохимия, астробиология и др.

Таким образом, построенная пирамида естественных наук значительно усложняется, включая в себя большое количество дополнительных и промежуточных элементов.

Необходимо также отметить, что система естествознания отнюдь не является незыблемой, в ней не только постоянно появляются новые науки, но и меняется их роль, периодически происходит смена лидера в естествознании. Так, с XVII в. до середины XX в. таким лидером, бесспорно, была физика. Но сейчас эта наука почти полностью освоила свою область действительности, и большая часть физиков занимается исследованиями, носящими прикладной характер (то же касается химии). Сегодня бум переживают биологические исследования (особенно в пограничных областях - биофизике, биохимии, молекулярной биологии). По некоторым данным, в середине 1980-х г. в биологических науках было занято до 50% ученых США, 34% - в нашей стране. США, Великобритания без возражений финансируют самые разные биологические исследования. Так что XXI в., очевидно, станет веком биологии.

Все, что окружает человека, есть материя в самых разных формах ее проявления. Вся совокупность проявлений материи образует единую систему - Вселенную. Потребовались тысячелетия, чтобы человек смог научно осмыслить своё бытие в глобальном масштабе. Это привело на современном этапе развития научного знания к представлению о глобальном единстве материального мира. В больших масштабах структуру Вселенной можно представить как некое собрание галактик, а ее микроструктуру - как совокупность атомов. В недрах строения вещества Вселенная представляет собой набор квантовых полей. Звезды очень похожи на Солнце. Земной атом совершенно неотличим от атома вблизи пределов наблюдаемой части Вселенной. Физические процессы, происходящие в отдаленных друг от друга областях космоса, идентичны. Взаимодействия и законы, их описывающие, оказываются универсальными. Ближний космос, включающий нашу Галактику, является типичным образцом Вселенной в целом. Это утверждение называется космологическим принципом. Различные элементы материального мира образуют единую систему, и процессы, протекающие в ней, описываются едиными фундаментальными законами. Если Вселенная - единое целое, то она и развивается, эволюционирует как целое. На определенном этапе в ней появляются структуры, способные познавать саму Вселенную. Таким инструментом самопознания (вполне вероятно, что не уникальным, а одним из возможных) является человек. И все, что доступно нашему наблюдению, в том числе и развитие общества, и мы сами - всего лишь составные части Вселенной, этапы ее эволюции. На каждом этапе развития основные закономерности поведения любых подсистем имеют связь, со всей системой - Вселенной, с ее общей эволюцией. Мир един, в нем все связано со всем, нет каких-то изолированных подсистем, в которых течет своя, автономная жизнь. Законы материального мира обладают единством на фундаментальном уровне. Поэтому, изучая какое-либо одно явление, получаю, часто не подозревая об этом, косвенные знания о целом ряде других. В процессе развития науки постоянно обнаруживаются все более новые взаимосвязи, казалось бы, независимых явлений. Всеохватность взаимосвязей в мире подмечали, помимо ученых, и люди искусства. Фундаментальное единство материального мира явилось основой общности научного знания, накапливаемого человечеством на ранних этапах становления науки. Постепенное познание многообразия мира служило истоком образования первоначально единой культуры. В течение многих веков, углубляясь в изучение окружающей природы и самого себя, человек выстроил разветвленную систему достоверных и обобщенных знаний об окружающем мире - науку.

Фундаментальные открытия в области физики конца XIX – начала ХХ вв. обнаружили, что физическая реальность едина и обладает как волновыми свойствами, так и корпускулярными. Исследуя тепловое излучение, М. Планк пришел к выводу, что в процессах излучения энергия отдается не в любых количествах и непрерывно, а лишь определенными порциями – квантами.

Эйнштейн распространил гипотезу Планка о тепловом излучении на излучение вообще и обосновал новое учение о свете – фотонную теорию. Структура света является корпускулярной. Световая энергия концентрируется в определенных местах, и поэтому свет имеет прерывистую структуру – поток световых квантов, т.е. фотонов. Фотон – особая частица (корпускула). Фотон – квант энергии видимого и невидимого света, рентгеновского и гамма-излучений, обладающий одновременно свойствами частицы и волны, не имеющий массы покоя, имеющий скорость света, при определенных условиях порождает пару позитрон+электрон. Эта теория Эйнштейна объясняла явление фотоэлектрического эффекта – выбивание из вещества электронов под действием электромагнитных волн. Наличие фотоэффекта определяется частотой волны, а не ее интенсивностью. За создание фотонной теории А. Эйнштейн получил в 1922 году Нобелевскую премию. Эта теория была экспериментально подтверждена через 10 лет американским физиком Р.Э. Милликеном.

Парадокс: свет ведет себя и как волна, и как поток частиц. Волновые свойства проявляются при дифракции и интерференции, корпускулярные – при фотоэффекте.

Новая теория света привела Н. Бора к разработке теории атома. В ее основе 2 постулата:

1. В каждом атоме имеется несколько стационарных орбит электронов, движение по которым позволяет электрону существовать без излучения.

2. Когда электрон переходит из одного стационарного состояния в другое, атом излучает или поглощает порцию энергии.

Такая модель атома хорошо объясняла атом водорода, однако многоэлектронные атомы она не объясняла, т.к. теоретические результаты расходились с данными экспериментов. Эти расхождения впоследствии были объяснены волновыми свойствами электронов. Это означало, что электрон, будучи частицей, не твердый шарик и не точка, он имеет внутреннюю структуру, которая изменяется в зависимости от его состояния. Модель атома, изображающая его структуру в виде орбит, по которым движутся точечные электроны, на самом деле создана для наглядности, ее нельзя понимать буквально. (Это – аналогия отношений, а не предметов.) В действительности не существует таких орбит, электроны распределены в атоме не равномерно, а таким образом, что усредненная плотность заряда в каких- то точках больше, а в каких-то меньше. Орбитой электрона формально называется кривая, которая связывает точки максимальной плотности. Невозможно наглядно представить процессы, происходящие в атоме, в виде механических моделей. Классическая физика не может объяснить даже простейшие опыты по определению структуры атома.

В 1924 г. французский физик Луи де Бройль в своей работе «Свет и материя» высказал идею о волновых свойствах всей материи. Австрийский физик Э. Шрёдингер и английский физик П. Дирак дали ее математическое описание. Эта идея позволила построить теорию, охватывающую корпускулярные и волновые свойства материи в их единстве. Кванты света при этом становятся особым строением микромира.

Таким образом, корпускулярно-волновой дуализм привел к созданию квантовой механики. В ее основе лежат два принципа: принцип соотношения неопределенностей, сформулированный В. Гейзенбергом в 1927 г.; принцип дополнительности Н. Бора. Принцип Гейзенберга гласит: в квантовой механике нет таких состояний, в которых местоположение и количество движения имели бы вполне определенное значение, нельзя одновременно знать оба параметра – координату и скорость, то есть невозможно с одинаковой точностью определить и положение, и импульс микрочастицы.

Н. Бор сформулировал принцип дополнительности следующим образом: «Понятие частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего». Противоре­чия корпускулярно-волновых свойств микрообъектов – это результат неконтролируемого взаимодействия микрочастиц с приборами: в одних приборах квантовые объекты ведут себя как волны, в других – как частицы. Из-за соотноше­ния неопределенностей корпускулярная и волновая модели описания кванто­вого объекта не противоречат друг другу, т.к. никогда не предстают одновре­менно. Таким образом, в зависимости от эксперимента объект показывает либо свою корпускулярную природу, либо волновую, но не обе сразу. Дополняя друг друга, обе модели микромира позволяют получить его общую картину.

К настоящему времени известны четыре основных вида фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Сильное взаимодействие осуществляется на уровне атомных ядер на расстоянии порядка 10-13 см, обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы. Поэтому атомные ядра очень устойчивы, разрушить их трудно. (Предполагается, что ядерные силы возникают при обмене виртуальными частицами, т.е. частицами, которые существуют в промежуточных, имеющих малую длительность состояниях, для которых не выполняется обычное соотношение между временем, импульсом и массой). Ядерная сила действует только между адронами (например, протон и нейтрон, составляющие ядро атома) и внутри адронов – между кварками, она не зависит от электрических зарядов взаимодействующих частиц.

Слабое взаимодействие - короткодействующее, происходит между различными частицами на расстоянии 10-15 - 10-22 см. Оно связано с распадом частиц в атомном ядре, например, нейтрон в среднем за 15 мин. распадается на протон, электрон и антинейтрино. Большинство частиц нестабильны именно благодаря слабому взаимодействию. Слабая сила действует между лептонами, лептонами и адронами или только между адронами, ее действие тоже не зависит от электрического заряда.

Электромагнитное взаимодействие почти в 1000 раз слабее сильного, зато более дальнодействующее. Оно свойственно электрически заряженным частицам, а его носителем является не имеющий заряда фотон – квант электромагнитного поля. Электромагнитное взаимодействие определяет структуру атома, отвечает за большинство физических и химических явлений и процессов, им определяется агрегатное состояние вещества и др.

Гравитационное взаимодействие является самым слабым, имеет решающее значение в космических масштабах и неограниченный радиус действия. Гравитационное взаимодействие универсально, оно заключается во взаимном притяжении и определяется законом всемирного тяготения.

Взаимодействие элементарных частиц происходит при помощи соответствующих физических полей, квантами которых они являются. Низшее энергетическое состояние поля, где отсутствуют кванты поля, называется вакуумом. При отсутствии возбуждения поле в вакууме не содержит частиц и не проявляет механических свойств, но при возбуждении в нем появляются соответствующие кванты, при помощи которых происходит взаимодействие. Существует гипотеза о наличии квантов гравитационного поля – гравитонов, но экспериментально она пока не подтверждена.

Квантовое поле является совокупностью квантов и носит дискретный характер, т.к. все взаимодействия элементарных частиц происходят квантованным образом. В чем тогда проявляется его континууальность (непрерывность)? В том, что состояние поля задается волновой функцией. С наблюдаемыми явлениями она связана не однозначно, а через понятие вероятности. При проведении целого комплекса опытов в итоге получается картина, которая напоминает результат волнового процесса. Микромир парадоксален: элементарная частица может быть составной частью любой другой элементарной частицы. Например, после столкновения двух протонов возникает много других элементарных частиц, в том числе протонов, мезонов, гиперонов. Феномен «множественного рождения» объяснил Гейзенберг: при соударении большая кинетическая энергия превращается в вещество, и мы наблюдаем множественное рождение частиц.

Пока еще не существует удовлетворительной теории происхождения и структуры элементарных частиц. Многие физики думают, что создать ее можно при учете космологических причин. Исследование рождения элементарных частиц из вакуума в электромагнитных и гравитационных полях имеет большое значение, так как здесь проявляется связь микро - и мегамиров. Фундаментальные взаимодействия в мегамире определяют структуру элементарных частиц и их превращения.

Основные понятия темы:

Квант – мельчайшая постоянная порция излучения.

Фотон – квант электромагнитного поля.

Фотоэффект – выбивание из вещества электронов под действием электромагнитных волн, определяется частотой волны.

Принцип соотношения неопределенностей (Гейзенберг): в квантовой механике нет таких состояний, в которых местоположение и количество движения имели бы вполне определенное значение.

Принцип дополнительности (Бор): понятие частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего.

Спин – собственный момент количества движения частицы.

Сильное взаимодействие осуществляется на уровне атомных ядер, обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы.

Слабое взаимодействие – короткодействующее, связано с распадом частиц в атомном ядре.

Электромагнитное взаимодействие свойственно электрически заряженным частицам, а его носителем является не имеющий заряда фотон.

Гравитационное взаимодействие универсально и определяется законом всемирного тяготения.

Физический вакуум – низшее энергетическое состояние поля, где отсутствуют кванты.

1. Андрейченко Г.В., Павлова И.Н. Концепции современного естествознания. Справочник для студентов. – Ставрополь: СГУ, 2005. – 187с.

2. Горелов А.А… Концепции современного естествознания. Учебное пособие. – М: Высшее образование, 2010. – 335с.

3. Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. – М: ТК Велби; изд-во Проспект, 2006. - 264 с.

4. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. - Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. - 622 с. (в пер.)

5. Садохин, Александр Петрович. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям и специальностям экономики и управления / А.П. Садохин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 447 с.