Общие положения в естествознании

В настоящее время естествознание определяется с двух позиций:

• — это совокупность наук о природе, взятых как единое целое. В таком определении подчеркивается многообразие природы и, следовательно, множество наук о ней;
• — это наука о природе как единой целостности. В этом определении подчеркивается единство и нерасчлененность природы и, следовательно, существование единой науки о ней.

В развитии естествознания можно выделить пять основных закономерностей:

• 1. Аккумуляция знаний — «Всякая новая научная теория не отвергает начисто предшествующую, а включает ее в себя на правах частного случая, т. е. устанавливает для прежней теории ограниченную область применимости, и при этом обе теории могут мирно сосуществовать» (Н. Бор).
• 2. Конкуренция научных программ, т. е. возможность одновременного сосуществования различных концепций, которые объясняют или направлены на объяснение одного и того же явления или фрагмента реальности.
• 3. Революционный характер развития, т. е. процесс радикальной коренной ломки старых, занимавших господствующее положение в науке научных парадигм и теорий. Это радикальная перестройка методов получения нового знания, включая изменения в самих нормах и идеалах научности.
• 4. Систематичность развития, т. е. безостановочное, непрекращающееся развитие, придающее науке характер прогрессивно развивающейся системы.
• 5. Цикличность развития. Например, периодическая активность космических объектов влияет на проявление всех жизненных процессов на Земле, включая интеллектуальную работу мозга. Это, в свою очередь, сказывается на периодической повторяемости научных открытий.

Существуют различные модели развития естествознания:

• 1. Кумулятивная — каждый последующий шаг в науке можно сделать, лишь опираясь на предыдущие достижения;
• 2. Научно-революционная — каждый последующий шаг в науке основан на прерывности, особенности, уникальности, революционности:
  • — частная (микрореволюция, затрагивающая одну область знания);
  • — комплексная (революция, затрагивающая несколько областей знания);
  • — глобальная (всеобщая революция, радикально меняющая основания науки и формирующая новую картину мира).
• 3. «кейс стадис» — как бы пересечение всех возможных траекторий истории науки, сфокусированных в одной точке с целью рассмотреть и реконструировать одно событие из истории науки в его целостности, уникальности и невоспроизводимости (совокупность индивидуальных, частных ситуаций).

Существуют различные взгляды на историю развития естествознания. Рассмотрим один пример, в котором выделяется 5 этапов развития естествознания:

• 1. Донаучный этап (до XV века). Для древнего человека окружающий мир ограничивался горизонтом конкретно-чувственного восприятия. Архаическое мышление было преимущественно «правополушарным». Наиболее полно умозрительное, недетализированное истолкование природы как целостности отражала древнегреческая натурфилософия. Её познавательные принципы: уподобление большого — малому, тождественность микрои макромиров, выведение свойств предмета из свойств его частей. Человек — часть Вселенной (микрокосм). Главные методы: наблюдения, гипотезы, логические рассуждения. В VIII — XIV веках натурфилософия дала начало собственно науке — специфической сфере интеллектуальной человеческой деятельности.
• 2. Аналитический этап (XV — XVII века) связан с дифференциацией знания о природе и выделением специальных наук — физики, алхимии, медицины, биологии. Математика и астрономия уже были самостоятельны. Гуманитарное знание формировалось в сфере искусства и религии. Это период становления аналитического метода исследования: изучения сложного предмета через разложение его на части. Научное знание носило описательный, эмпирический характер в сочетании с фантазийным, иррациональным объяснением. Сильно влияние религии. Религиозная картина мира занимала в обществе ведущее место. В период Промышленного переворота (конец XVII века) завершается переход к дисциплинарно организованной науке и начинается синтетическая стадия осмысления мира.
• 3. Синтетический этап (XVII — XIX века) познания природы связан со становлением классического естествознания, сформировавшего новую исследовательскую позицию «человека познающего» над природой. Отстранённость наблюдателя, его выделенность из окружающего мира давала надежду на объективность научного знания. Формируется синтетический метод изучения многосоставных сложных объектов путём объединения в единое целое аналитических знаний о его частях. Быстрыми темпами развиваются техника и технология производства, способствующие росту авторитета науки. Данный этап можно охарактеризовать как период углублённого изучения частностей. Бурное развитие отдельных научных дисциплин было направлено на достижение идеальной теоретической конструкции каждой области знания. Во второй половине XIX века возникла идея самодостаточности математики (ещё Пифагор считал, что «всё есть число»), казалось завершённым здание физики и других естественных наук. В целом научное знание выполняло нормативную функцию: научные законы и теории имели характер запрета или разрешения человеку на определённую деятельность. Достаточно вспомнить любой закон классической физики или химии, чтобы в этом убедиться. К концу XIX века классическая дисциплинарная наука сформировалась окончательно и достигла «необычайных высот в искусстве расчленения целого на части» (И. Стенгерс). Её стиль мышления, который можно определить как аналитико-синтетический, и основные методы остаются актуальными и сегодня.
• 4. Неклассический этап (нач. XX — сер. XX века) связан с изучением сложных объектов, организованных как системы с массовыми, вероятностными взаимодействиями компонентов. Их устойчивость связана с управлением и саморегуляцией (заводы-автоматы, ЭВМ, экосистемы, механизм жизни, управление экономикой страны и т. п.). Развиваются квантовые физика и химия, генетика, космология, кибернетика, теория систем. Изменились нормы и идеалы неклассической науки. Произошёл отказ от линейного детерминизма. В научное исследование вводятся вероятность и системность как фундаментальные свойства реального мира. Природа представляется Большой системой, свойства которой невозможно вывести только из свойств её частей. Осознаётся относительность теорий, научной картины мира, вариативность путей развития природы и общества.
• 5. С середины XX века (60−70-е годы) начинается период, называемый постнеклассическим. Он связан с идеями интеграции наук, универсального эволюционизма и новым подходом к познанию — синергетическим. В синергетике сфокусированы главные идеи современной науки: нелинейность мышления, плюрализм, неоднозначность, альтернативность путей развития в природе и обществе, но главное, — новое понимание роли хаоса — необходимого конструктивного, созидающего начала в непрерывно становящемся мире. Для этого этапа характерно взаимопроникновение наук, и не только родственных, междисциплинарные формы научных исследований, интеграция усилий представителей разных дисциплин, теоретиков и экспериментаторов, естественников и гуманитариев.

Эти этапы надо понимать как появление и утверждение какого-либо нового, глобального, общечеловеческого подхода к познанию природы, который не исчезает, а продолжает использоваться и совершенствоваться человеком и сегодня:

I этап — инстинктивный (донаучный). На этом этапе человек познает окружающий мир на основе инстинктов и элементарного абстрактного мышления. Поэтому I этап не может быть отнесен к истинно научному, хотя производство знания уже существует. Если бы человек остался на этом этапе, то он был бы только одним из высших животных, которые познают мир на инстинктивно-абстрактном уровне.

II этап — орудийный (технический). На этом этапе человек познает окружающий мир с помощью элементарных орудий труда и огня. Это уже элементарная научная деятельность, передаваемая по наследству и сознательно основанная на методе проб и ошибок (основа современной науки). Этот этап резко выделил нас из окружающей среды и собственно в это время начало формироваться понятие «человек» и его культура.

III этап — ремесленный (локально-технический). На этом этапе люди уже настолько осознали внутреннюю природу окружающего мира, что приступили к созданию того, что в природе само по себе не существует. Пришло осознание, что мир или его части можно переделывать для своей пользы. Например, бумага, создаваемая осами, не могла быть использована для развития письменности. Человек с этой целью стал использовать и создавать папирус, пергамент, бумагу, камень, глину и т. д. При этом развилось узкоспециализированное, наследственное, часто связанное с мифами знание о природе конкретных веществ и явлений, разделение труда. Идеологическая основа деятельности базировалась на язычестве, мифологии и зачатках единобожия. К этому этапу можно отнести цивилизации Древнего Китая, Древнего Египта, Вавилона, южноамериканские культуры и т. д., возможно, начиная с мадленской культуры (15 — 8 тыс. лет до н.э. на территории Центральной Европы).

IV этап — пренатально-научный. На этом этапе человек во всем своем многообразии общения с природой выделил науку как самостоятельный вид деятельности. Вначале это были звездочеты, религиозные и хозяйственные хроникеры, жрецы, картографы и т. д. Они не столько анализировали, сколько фиксировали факты, пытаясь как-то прогнозировать дальнейшее развитие. Например, жрецы Древнего Египта уже могли предсказывать солнечные затмения. Южноамериканские культуры задолго до европейцев познали гелиоцентрическую природу солнечной системы. На Востоке различали качество (чистоту) материалов (индийская железная колонна). Самые древние из известных письменных записей результатов научного осмысления мира обнаружены на глиняных досках Древней Месопотамии: это данные астрономических наблюдений, списки веществ, признаки болезней, математические таблицы. Другие письменные источники, датирующиеся приблизительно 2000 годом до нашей эры, свидетельствуют, что вавилоняне в то время знали теорему Пифагора, умели решать квадратные уравнения, разработали систему счисления по основанию 60. Именно из нее возникли современные способы измерения времени и углов (60 минут в часе, 60 секунд в угловом градусе). Примерно к этому же периоду относится папирус, обнаруженный в долине Нила. В нем содержатся сведения относительно лечения ран и болезней, определения объема части пирамиды. Некоторые из современных единиц длины могут быть обнаружены в египетских прототипах. Современный календарь является косвенным результатом астрономических наблюдений древних греков.

V этап — натурфилософский (систематизационный). Это важнейший этап развития человечества, являющийся основой естествознания и ныне, особенно для западной цивилизации. В большей степени начало этого этапа относится к Древней Греции, где создавалась методологическая основа познания Мира. Появились начала логики (Аристотель), философии, математики (геометрия Евклида), систематики, географии (Страбон), механики, астрономии и т. д.

VI этап — схоластический. В это время (до XV века) естествознание в большой степени было поглощено обсуждением вопроса отношения знания к вере и отношения общего к единичному. С современной позиции большое значение придавалось именно вненаучным видам знания (астрология, алхимия, магия и т. п.). Завершению этого этапа не видно конца.

VII — социальный. В XVII веке происходит признание социального статуса естествознания, рождение его как особого социального института. Естествознание было признано на практике как движущая сила развития отдельных государств и всего человечества в целом. Возникают Лондонское Королевское общество и Парижская академия наук. В это время появляются работы И. Кеплера, X. Гюйгенса, Г. Галилея, И. Ньютона. С их именами связано рождение основ современной физики и необходимого для нее математического аппарата, формулирование основных идей классической механики (три основных закона движения, закон всемирного тяготения и т. п.), экспериментального естествознания. Кроме того, это эпоха Великих географических открытий (Васко да Гама. Ф. Магеллан и др.).

VIII этап — социокультуральный. С XIX века естествознание становится массовой профессией, появляется государственная система высшего образования, наступает глубокое профессиональное разделение труда, когда создаются, как бы несовместимые области естествознания. Вырабатывается идеология и культура научной деятельности, складывается образ человека-ученого. В это время появляются космогоническая гипотеза Канта-Лапласа, теория катастроф, теория геологического и биологического эволюционизма, формулировка Периодической системы химических элементов, начала клеточной теории, закон сохранения и превращения энергии. В конце XIX — начале XX века разрабатывается классическая электродинамика, обнаруживается и изучается явление радиоактивности, открыты электрон и атомное ядро, формулируются квантовая гипотеза и квантовая теория атома, а также специальная теория относительности и общая теория относительности. Важными событиями развития естествознания XX века являются создание модели расширяющейся Вселенной, квантовой механики, кибернетики, структуры генетического кода и т. д.

IX этап — глобально-технологический. В наше время естествознание приобрело комплексный характер и достигло глобального технологического уровня. Человечество превратило естествознание в орудие использования планеты Земля в целом с одной стороны, и начало активно управлять собственно биологической сущностью человека, животных и растений с другой стороны. До сих пор преобладает лозунг: «Взять от природы все — наша задача». Человечество в социальном отношении все больше начинает напоминать единый организм за счет развития информационных и коммуникационных технологий. Все это уже сейчас привело к тому, что практически все ресурсы планеты безвозвратно, а возможно безрассудно используются на благо человека, который признается венцом природы.

X этап — ноотехнологический. Этот этап развития естествознания еще не наступил, но это единственно разумный вариант дальнейшего существования человечества. Сущность этого этапа должна заключаться в том, что необходимо прекратить безвозвратно использовать ресурсы Земли. Надо научиться управлять глобальным круговоротом веществ и энергии, где человек — лишь часть этого процесса (не паразит, а симбионт).