План 1. Общая характеристика современной естественно-на учной картины мира 2. Осн овные открытия xx века в области естествознания Лите ратура 1. Общая ха рактеристика современной естественно-научной картины мира Научная картина мира - это целостная система представлений об общих св ойствах и закономерностях природы, возникшая в результате обобщения ос новных естественнонаучных понятий и принципов . Важнейшие элементы структуры научной картины мира - междисциплинарные концепции, образующи е ее каркас . Концепции, лежащие в осн ове научной картины мира, являются ответами на сущностные основополага ющие вопросы о мире . Эти ответы меня ются с течением времени, по мере эволюции картины мира, уточняются и расш иряются, однако сам " вопросник " остается практически неизменным по крайней мер е со времен мыслителей классической Древней Греции . Каждая научная картина мира обязательно включает в се бя следующие представления : о материи ( субстанции ); о движении ; о пространстве и времени ; о взаимодействии ; о причинности и закономерности ; космологические представления . Каждый из перечисленных элементов изменяется по мере исторической смены научных картин мира . Современная естественно-научная картина мира , которую еще называют и эволюционной ка ртиной мира является результатом с интеза систем мира древности, античности, гео - и гелиоцентризма, механистической, электромагнитной карти н мира и опирается на научные достижения современного естествознания . В своем развитии естестенно-научная картина мира прош ла ряд этапов ( табл .1 ). Таблица 1 Основные этапы становления современной естественно-на учной картины мира Этап истории Научная картина мира 4000 лет до н.э. 3000 лет до н.э. 2000 лет до н.э. VIII в . до н.э. VII в . до н.э. VI в . до н.э. V в . до н.э. II в . до н.э. 1543 г . XVII в . XIX в . XX в . Научные догадки египетских жрецов, составление солнечно го календаря . Предсказание солнечных и лунных затмений китайскими мыслителями . Разработка семидневной недели и лунного календаря в В авилоне . Первые представления о единой естественно-научной ка ртине мира в античный период . Возник новение представлений о материальной первооснове всех вещей . Создание математической программы Пифагора-Платона . Атомистическая физическая программа Демокрита-Эпик ура . Континуалистическая физическая программа Анаксагор а-Аристотеля . Изложение геоцентрической системы мира К . Птолемеем в сочинении " Альмагест ". Гелиоцентрическая система строения мира польского м ыслителя Н . Коперника . Становление механистической картины мира на основе з аконов механики И . Келлера и И . Ньютона . Возникновение электромагнитной картины мира на осно ве трудов М . Фарадея и Д . Максвелла . Становление современной естественно-научной картин ы мира . Современное естествознание представляет окружающий материальный мир нашей Вселенной однородным, изотропным и расширяющимся . Материя в мире находится в форме вещества и поля . По структурному распределени ю вещества окружающий мир разделяется на три большие области : микромир, макромир и мегамир . Между структурами существуют четыре фунда ментальных вида взаимодействий : си льное, электромагнитное, слабое и гравитационное, которые передаются по средством соответствующих полей . С уществуют кванты всех фундаментальных взаимодействий . Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными кирпичиками, из которых состоит природа, считали атомы, то впоследствии были открыты электроны, входящие в состав атомов . Позднее было установлено строение ядер ато мов, состоящих из протонов ( положительно заряженных частиц ) и нейтронов . В современной естественно-научной картине мира наблю дается теснейшая связь между всеми естественными науками, здесь время и пространство выступают как единый пространственно-временной континиу м, масса и энергия взаимосвязаны, волновое и корпускулярное движения, в и звестном смысле, объединяются, характеризуя один и тот же объект, наконе ц, вещество и поле взаимопревращаются . Поэтому в настоящее время предпринимаются настойчивые попытк и создать единую теорию всех взаимодействий . Как механистическая, так и электромагнитная картины м ира были построены на динамических, однозначных закономерностях . В современной картине мира вероятностн ые закономерности оказываются фундаментальными, не сводимыми к динами ческим . Случайность стала принципи ально важным атрибутом . Она выступа ет здесь в диалектической взаимосвязи с необходимостью, что и предопред еляет фундаментальность вероятностных закономерностей . Научно-техническая революция, развернувшаяся в после дние десятилетия, внесла много нового в наши представления о естественн о-научной картине мира . Возникновен ие системного подхода позволило взглянуть на окружающий мир как на един ое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодейс твующих друг с другом систем . С друг ой стороны, появление такого междисциплинарного направления исследова ний, как синергетика, или учение о самоорганизации, дало возможность не т олько раскрыть внутренние механизмы всех эволюционных процессов, кото рые происходят в природе, но и представить весь мир как мир самоорганизу ющихся процессов . В наибольшей мере новые мировоззренческие подходы к и сследованию естественно-научной картины мира и его познания коснулись наук, изучающих живую природу, например биологии . Революционные преобразования в естествознании озна чают коренные, качественные изменения в концептуальном содержании его теорий, учений и научных дисциплин при сохранении преемственности в раз витии науки и, прежде всего ранее накопленного и проверенного эмпиричес кого материала . Среди них в каждый о пределенный период выдвигается наиболее общая или фундаментальная тео рия, которая служит парадигмой, или образцом, для объяснения фактов изве стных и предсказания фактов неизвестных . Такой парадигмой в свое время служила теория движения земных и небесных тел, построенная Ньютоном, поскольку на нее опирались все учены е, изучавшие конкретные механические процессы . Точно так же все исследователи, изучавшие электрические, ма гнитные, оптические и радиоволновые процессы, основывались на парадигм е электромагнитной теории, которую построил Д .К. Максвелл . Понятие парадиг мы для анализа научных революций подчеркивает важную их особенность - смену прежней парадигмы новой, переход к более общей и глубокой теории исследуемых процессов . Все прежние картины мира создавались как бы извне - исследователь изучал окружающий мир отстр аненно, вне связи с собой, в полной уверенности, что можно исследовать явл ения, не нарушая их течения . Такова б ыла веками закреплявшаяся естественно-научная традиция . Теперь научная картина мира создается уже н е извне, а изнутри, сам исследователь становится неотъемлемой частью соз даваемой им картины . Очень многое на м еще неясно и скрыто от нашего взора . Тем не менее , сейчас пе ред нами раскрывается грандиозная гипотетическая картина процесса сам оорганизации материи от Большого взрыва до современного этапа, когда ма терия познает себя, когда ей присущ разум, способный обеспечить ее целен аправленное развитие . Наиболее характерной чертой современной естественн о-научной картины мира является ее эволюционность . Эволюция происходит во всех област ях материального мира в неживой природе, живой природе и социальном обще стве . Современная естественно-научная картина мира необык новенно сложна и проста одновременно . Сложна потому, что способна поставить в тупик человека, привыкш его к согласующимся со здравым смыслом классическим научным представл ениям . Идеи начала времени, корпуску лярно-волнового дуализма квантовых объектов, внутренней структуры вак уума, способной рождать виртуальные частицы, - эти и другие подобные новации придают нынешней картине мир а немножко " безумный " вид, что впрочем, является преходящим ( когда - то и мысль о шаро образности Земли тоже выглядела совершенно " безумной " ). Но в то же самое время эта картина величественно прост а и стройна . Эти качества придают ей ведущие принципы построения и орг анизации современного научного знания : системность, глобальный эволюционизм, самоорганизация, историчность . Данные принципы построения современной научной карт ины мира в целом соответствуют фундаментальным закономерностям сущест вования и развития самой Природы . Системность означает воспроизвед ение наукой того факта, что наблюдаемая Вселенная предстает как наиболе е крупная из всех известных нам систем, состоящая из огромного множества элементов ( подсистем ) разного уровня сложности и упорядоченнос ти . Системный способ объединения элементов выражает их п ринципиальное единство : благодаря иерархическому включению систем разных уровней друг в друга любой элем ент системы, оказывается, связан со всеми элементами всех возможных сист ем . ( Например : человек - био сфера - планета Земля - Солнечная система - Галакти ка и т.д.) . Именно такой п ринципиально единый характер демонстрирует нам окружающий мир . Таким же образом организуется соответс твенно и научная картина мира, и создающее ее естествознание . Все его части ныне теснейшим образом взаимо связаны - сейчас практически уже нет ни о дной " чистой " науки, все пронизано и преобразовано физикой и химией . Глобальный эволюционизм - это признание невозможности существования Всел енной и всех порождаемых ею менее масштабных систем вне развития, эволюц ии . Эволюционирующий характер Всел енной также свидетельствует о принципиальном единстве мира, каждая сос тавная часть которого есть историческое следствие глобального эволюци онного процесса, начатого Большим взрывом . Самоорганизация - это наблюдаемая способность материи к самоусложнени ю и созданию все более упорядоченных структур в ходе эволюции . Механизм перехода материальных систем в бо лее сложное и упорядоченное состояние, по-видимому, сходен для систем вс ех уровней . Эти принципиальные особенности современной естеств енно-научной картины мира и определяют в главном ее общий контур, а также сам способ организации разнообразного научного знания в нечто целое и п оследовательное . Однако у нее есть и еще одна особенность, отличающая ее от прежних вариантов . Она заключает ся в признании историчности , а, сле довательно, принципиальной незавершенности настоящей, да и любой другой научной картины мира . Та, которая есть сейчас, порождена как предш ествующей историей, так и специфическими социокультурными особенностя ми нашего времени . Развитие обществ а, изменение его ценностных ориентаций, осознание важности исследовани я уникальных природных систем, в которые составной частью включен и сам человек, меняет и стратегию научного поиска, и отношение человека к миру . Но ведь развивается и Вселенная . Конечно, развитие общества и Вселенной осуществляетс я в разных темпоритмах . Но их взаимн ое наложение делает идею создания окончательной, завершенной, абсолютн о истинной научной картины мира практически неосуществимой . 2. Основные открытия xx века в области естествознания При смене картины мира пересматриваются основные воп росы мироздания, структура знаний и место науки в жизни общества . Среди естественных наук в течение двух с толетий, несомненно, лидировала физика, исследовавшая явления неживой п рироды, для которых проще построить схему или модель и дать математическ ое описание . В конце XIX - пе рвой половине XX в ., когда результаты анализа и синтеза различных ве ществ существенно изменили жизнь общества, достойное место рядом с физи кой заняла химия . Благодаря успехам физики и химии во второй половине XX в ., положившим начало молекуляр ным исследованиям, произошел прорыв в биологии и медицине . Так естествознание приближается к человек у, распространяя свои методы на экономику, гуманитарную сферу знаний и и скусство . Экологические проблемы, в ставшие перед земной цивилизацией, подтолкнули естествознание к непос редственному взаимодействию с техникой, технологией, экономикой, полит икой . В XX веке е стествознание развивалось невероятно быстрыми темпами . Его развитие стимулировалось потребностям и практики . Развивающаяся быстрыми темпами промышленность требовала новых технологий, в основе которых ле жало естественнонаучное знание . Можно выделить следующие открытия в естествознании, к оторые привели к научным революциям в XX в .: Астрономия : модел ь Большого взрыва и расширяющейся Вселенной . Геология : тектони ка литосферных плит . Физика : в ней пост епенно выделяются три основных направления : исследование микромира ( микро физика ), макромира ( макрофизика ) и мег амира ( астрофизика ). Были проведены фундаментальные исследования в област и атомов : разработка модели атома ; доказательства изменяемости атома ; доказательства существования разновидностей атома у химических элементов . Согласно первой модели атома, построенной английским ученым Э . Резерфордом, атом уподобля лся миниатюрной солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются элек троны . Такая система, однако, была ве сьма неустойчива . Вскоре модель ато ма была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Ниль сом Бором . Ядерная модель атома Резе рфорда в интерпретации Бора стала основным понятием новой атомистики . На протяжении почти двух десятков лет господствовала протонно-электронная модель ядра, и только после открытия Дж . Чедвиком в 1932 г . нейтрона, возникли современ ные представления о протонно-нейтронной модели атома . Итак, следствием фундаментальных физических открыти й оказалась разработка структуры а тома в целом . Вскоре была открыта и д ругая элементарная частица - положитель ный электрон . Таким образом, сформир овались основные положения современной атомистики, которые могут быть сформулированы следующим образом : 1 . Атом является сл ожной материальной структурой и представляет собой мельчайшую частицу химического элемента . 2 . У каждого элемен та существуют разновидности атомов . 3 . Атомы одного эле мента могут превращаться в атомы другого . Другая фундаментальная теория современной физики - теория относительности, в корне изменив шая научные представления о пространстве и времени . В специальной теории относительности был получен важный методологический урок, ко торый состоит в том, что все движения, происходящие в природе, имеют относ ительный характер . Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета, и, следоват ельно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика . Еще более радикальные изменения в учении о пространст ве и времени произошли в связи с созданием общей теор ии относительности , которую нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической ньютоновской теории . Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свой ствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной мет рикой . Теоретические выводы из нее б ыли экспериментально подтверждены во время наблюдения солнечного затм ения . Согласно предсказаниям теори и, луч света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, должен о тклониться от своего прямолинейного пути и искривиться, что и было подтв ерждено наблюдениями . Общая теория относительности показала глубокую связь между движением материальных тел, а именно тяготеющих масс и структурой физического пространства-вре мени . Квантовая механика : корпускулярно-волновой дуализм . В 30-е гг . XX в . было сделано важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, например , электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойства ми . Это явление получило название ду ализма волны и частицы - представление, к оторое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла . До этого физики придерживались убеждения, ч то вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обла дать лишь корпускулярными свойствами, а энергия поля - волновыми свойствами . Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось . В 1925-1927 гг . для объединения процессов, происходящ их в мире мельчайших частиц материи - мик ромире, была создана новая волновая, или квантовая, механика . Впоследствии возникли и разнообразные дру гие квантовые теории : квантовая эле ктродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют за кономерности движения микромира . Синергетика : стан овление новых структур в неживой природе . Заслуга синергетики состоит, прежде всего, в том, что она впервы е показала, что процессы самоорганизации могут происходить в простейши х системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия ( открытость системы и ее неравно вестность, достаточное удаление от точки равновесия и некоторые другие ). Чем сложнее система, тем более высо кий уровень имеют в них процессы самоорганизации . Главное достижение синергетики и возникшей на ее основе н овой концепции самоорганизации состоит в том, что они помогают взглянут ь на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанной эволюции и р азвития . Биология : модель происхождения жизни . Переход от кле точного уровня исследования к молекулярному ознаменовался крупнейшим и открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, п ересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением с тарых и появлением новых гипотез о происхождении жизни и многого другог о . Такой переход стал возможен в рез ультате взаимодействия различных естественных наук, широкого использо вания в биологии точных методов физики, химии, информатики и вычислитель ной техники . Генетика : механиз м воспроизводства жизни . В 1900 г .Х. де Фриз ом, вторично были открыты законы наследственности, установленные Менде лем . После этого быстрыми темпами ст ало происходить развитие генетики . Утвердилось понятие хромосомы, как структурного ядра клетки, содержаще го ДНК . Американским ученым Томасом Морганом была сформулирована хромосомная теория наследственности . Важным событием в развитии генетики ст ало также открытие мутаций - возникающих внезапно изменений в наследстве нной системе организмов . Химия : деление вс ей науки на пять разделов : неорганич еская, органическая, физическая, аналитическая и химия высокомолекуляр ных соединений . В 20 веке широко стали применяться неорганические соединения как конструкционные материалы для всех отраслей промышленности, включая космическую технику, как удоб рения, ракетное топливо . Были открыт ы : новый тип синтетических полимеро в - полиамиды, тефлон, создаются " вечные " смазочны е масла ( пластмассы и эластомеры ), широко используемые в космической и реа ктивной технике, химической и электротехнической промышленности . Б лагодаря этим и многим другим открытиям из органической химии выросла химия высокомолекулярных соедине ний ( полимеров ). Проникновение органической химии в смежные области - биохимию, биологию, медицину, сельское хозяйс тво - привело к изучению свойств, установ лению структуры и синтезу витаминов, белков, нуклеиновых кислот, антибио тиков и т.д. Экология : взаимод ействие живого со средой . Этология : формы п оведения организмов . Кибернетика : упра вление в неживой и живой природе . Ос нователем ее является американский математик Н . Винер, выпустивший в 1948 г . книгу под названием " Кибернетика ". Киб ернетика изучает не вещественный состав систем и не их структуру, а резу льтат работы данного класса систем . Социобиология : со отношение естественного и социального . Психоанализ : роль бессознательного в человеческой психике . Эти научные революции позволили сформулировать след ующие общие закономерности развития мира : эволюция природы ( от В селенной до кварков ); самоорганизация ( от не живых систем до биосферы ); системность связи неживой природы и человека ( в экологии ); имманентность природных систем пространству и време ни ( в теории относительности ); относительность разделения на субъект и объект ( в квантовой механике и синергетике ). Появились новые общенаучные концепции и подходы : системный ( исследование предметов как систем ), структурный ( исследование уро вней организации ), вероятностный ( применение вероятностных методов ) и т.п. Научные достижения XX в . позволили нарисоват ь современную естественно-научную картину мира ( табл .2 ). Таблица 2 Уровни организации Часть пространства Наука Вид эволюции Вселенная Мегамир Космология Космическая Галактика Мегамир Астрономия Космическая Звездные системы Мегамир Астрономия Космическая Планета Мегамир Геология Ге ологическая Биосфера Макромир Экология Экологическая Сообщество Макромир Этология Биологическая Популяция Макромир Этология Биологическая Вид Макромир Этология Биоло гическая Индивид Макромир Этология Биологическая Клетка Микромир Генетика Би ологическая Молекула Микромир Химия Химическая Атом Микромир Физика Физиче ская Элементарная частица Микромир Физика Физическая Кварк Микромир Физика Физическая Можно построить и более подробную картину, выделить такие уровни органи зации как ядро атома, ядро клетки, макромолекула, кристалл, человек, неосф ера и т.д. Нужно отметить, что два обстоятельства затрудняют пон имание обществом современного естествознания . Во-первых, применение сложнейшего математического аппарат а, который надо предварительно изучить . Во-вторых, невозможность создать наглядную модель современны х научных представлений : искривлен ное пространство ; частицу, одноврем енно являющуюся частицей и волной и т.д. Выход из ситуации прост - не надо и пытаться это сделать . Естествознание XX в . заставляет нас отказаться не толь ко от непосредственной наглядности, но и от наглядности как таковой . Отказ от наглядности научных представ лений является неизбежной платой за переход к исследованию более глубо ких уровней реальности, не соответствующих эволюционно выработанным м еханизмам человеческого восприятия . Литература 1 . Горелов А .А. Концепции современного естествознания : Курс лекций . - М .: Центр, 2002 . - 208 с . 2 . Гусейханов М .К. Концепции современного естествознания : Учебник . - М .: Издательско - торговая корпорац ия " Дашков и К ", 2004 . - 692 с . 3 . Дубнищева Т .Я. Концепции современного естествознания : Учебник - М .: ИКЦ " Маркенинг ", 2001 . - 832 с . 4 . Канке В .А. Концепции современного естествознания : Учебник для вузов . - М .: Логос, 2002 . - 368 с . 5 . Карпенков С .Х. Концепции современного естествознания : Учебник для вузов . - М .: Высшая школа, 2003 . - 488 с . 6 . Лавриненко В .Н. Концепции современного естествознания : Учебник для вузов . - М .: ЮНИТИ - ДАНА , 2001 . - 303 с . 7 . Свиридов В .В. Концепции современного естествознания : Учебное пособие . - СПб .: Питер, 2005 . - 349с . 8 . Скопин А .Ю. Концепции современного естествознания : Учебник . - М .: ТК Велби Изд-во Проспект, 2003 . - 392 с .