Научная гипотеза - такое предположительное знание, истинность или ложность которого еще не доказана, но которое выдвигается не произвольно, а при соблюдении ряда правил — требований.

1. Отсутствие противоречий основных положений предлагаемой гипотезы не должна противоречить известным и проверенным фактам.

2. Соответствие новой гипотезы надежно установленным
теориям (так, после открытия закона сохранения и превращения энергии все новые предложения о создании «вечного двигателя» просто не рассматриваются).

3. Доступность выдвигаемой гипотезы практической, экспериментальной проверке (хотя бы в принципе).

4. Максимальная простота гипотезы.

Главное отличие теории от гипотезы — достоверность, доказанность.

Главные элементы теории — ее принципы и законы.

Принципы — наиболее общие и важные фундаментальные положения теории. Как обобщающий результат предыдущего познания в данной теории принципы всесторонне раскрываются и обосновываются.

Законы науки отражают в форме теоретических утверждений объективные законы (т.е. общие и необходимые связи изучаемых явлений, объектов, процессов).

Категории науки — наиболее общие и важные понятия теории, характеризующие существенные свойства объекта теории, ее предмета. Принципы и законы выражаются через соотношение двух и более категорий.

Теория — одна из наиболее устойчивых форм научного знания. Такая стабильность обеспечивается и ее системностью, и в большей или меньшей степени ее общим характером. Чем более общим является знание, тем оно устойчивее. Но и тео­рии подвержены количественным и качественным изменени­ям. Вслед за изменением фактического, эмпирического базиса теории, накоплением новых фактов ее законы уточняются или дополняются новыми. В конце концов, изменения затра­гивают и фундаментальные принципы теории.

3.История естествознания.

Историю человеческой мысли можно разделить на четыре основных этапа: мифологический, натурфилософский, религиозный и научный. Продолжительность каждого этапа составляет примерно 1100 лет. Причина смены одного этапа другим определяется сменой веры или критики (разума) в качестве способов мышления и принятия решений. В свою очередь, смена веры разумом и наоборот объясняется патриархальным или равноправным устройством общества. В периоды патриархата преобладает способ мышления, основанный на вере (доверие сильному отцу, который защитит; образ Бога). В периоды равноправного существования мужчин и женщин царствует разум, когда недостаточно приказа, а необходимо рациональное обоснование действия.

Мифологический этап (1700 – 600 гг. до н.э.). В отличие от научного знания существуют мифологическое, религиозное и философское (натурфилософское) знания, выступающие предшественниками научного знания.

---

Наиболее ранним из известных нам способов обобщения информации об окружающем мире является мифология. На ее основе в последующем стали развиваться натурфилософия и религия. Затем, на основе натурфилософии и религии, – наука. Таким образом, человечество в настоящее время имеет, по крайней мере, четыре способа организации знаний об окружающей среде в систему: мифологическую картину мира, религиозную картину мира, философскую картину мира и научную картину мира. Каждая картина состоит из четырех основных сюжетов: человек и космос; человек и природа; человек и человек; человек и нечто (непознанное). В мифологиче­ской картине мира объекты окружающей среды и человек связываются друг с другом совершенно случайным образом, но объясняют весьма важные явления.

Натурфилософский этап (600 г. до н. э. – 485 г. н. э.). Натурфилософский этап, связанный с функционированием греческой и римской цивилизаций, был подготовлен функционированием древнекитайских, индийских, ближневос-точных и средиземноморских (минойская, микенская) цивилизаций. Начинается этап в 600 г. до н. э. с работ Фалеса Милетского, заложившего основы совре­менной философии и естествознания. Фалес первым за­нялся астрономией и мог предсказывать солнечные за­тмения. Ему принадлежат первая теория Земли (Океан – всем прародитель; Земля плавает на воде) и идея абстрактного Бога (Бог – то, у чего нет ни начала, ни конца; Бог – это ум космоса; Бог древнее всего, ибо он не сотворен).

Ученик и родственник Фалеса – Анаксимандр изобрел астрономические инструменты (солнечные часы), первым в Элладе начертил географическую карту мира и разработал систематическую космологию (570 г. до н. э.), в которой использовались понятия беспредельного, времени, преобразования вещей, тепла, холода и др. Позже близкий друг Анаксимандра – Анаксимен - из Милета постулирует изменение и преобразование первоматерии (545 г. до н. э.), Ксенофан вводит понятие человеческого прогресса, философский монотеизм, скептицизм в отношении антропоморфных божеств (520 г. до н. э.), Анаксагор вводит понятие вселенского разума – Ноос (460 г. до н. э.).

К 430 г. до н. э. Демокрит разрабатывает атомистическое учение. По его представлениям, началом Вселенной являются атомы и пустота. Атомы представляют собой некие тела, невидимые из-за малой величины и неделимые из-за твердости. Они движутся в пустоте бесконечное время, и когда приближаются друг к другу или зацепляются друг за друга, то образуются вода, воздух, огонь, растения или человек. Разные тела могут состоять из одних и тех же атомов.

В конце 400-х гг. до н. э. Гиппократ закладывает основы античной медицины, Платон пишет знаменитые «Диалоги» и создает Академию в Афинах (399 – 347 гг. до н. э.), Еедокс формулирует первую теорию планетарного движения (360 г. до н. э.), Аристотель пишет «Метафизику» и другие знаменитые работы («Категории», «О небе», «Метеороло-гика», «Физика» и др.), создает геоцентрическую систему Вселенной и основывает Ликей в Афинах (342 – 323 гг. до н. э.), Евклид создает «Начала» как свод классической геометрии (295 г. до н. э.), Аристарх обосновывает гелиоцентрическую систему Вселенной (270 г. до н. з.), Архимед развивает начала классической механики и математики (240 г. до н. э.), Гиппарх из Никеи составляет первую подробную карту звездного неба и закладывает основы клас­сической геоцентрической космологии (130 г. до н. э.).

---

В 146 г. до н. э. Лукреций (60 г. до н. э.), Цицерон (45 – 44 гг. до н. э.), Овидий (8 г. н. э.) продолжают развитие греческой традиции. В знаменитой работе «О природе вещей» Тит Лукреций Кар дает предельно полную картину представлений о природе. Согласно этим представлениям природу составляют две вещи - тела и пустота. В последующем Птолемей закладывает основы класси­ческой астрономии и астрологии (140 г. н. э.), Гален со­вершает открытия в медицине.

Со смертью Прокла (последнего крупного философа Греции) в 485 г. н. э. завершился натурфилософский этап развития естествознания.

Естествознание в Средние века. В I тысячелетии н. э. центр познаваемых проблем сместился от исследований связи между человеком и природой к исследованию связей между человеком и человеком по­средством Бога и Сына Божьего.

Гуманитарные науки, нау­ки о Боге (теология) получили приоритетное значение по сравнению с естествознанием, исследования духа главен­ствовали над исследованиями материи. Функция разумно­го Творца была отдана Богу, поэтому человеку оставалось подчиняться существующему устройству мира, и любая критика воспринималась как критика Бога.

Результатами подобного миропонимания стали:

а) принижение ценности наблюдения, анализа и постижения природы и перенесение акцента с рациональных и эмпирических способностей человека на его эмоциональную, нравственную и духовную сферы;

б) опровержение способности человека самостоятельно проникать (интеллектуальным или духовным и практическим путем) в смысл мироустройства;

в) постулирование абсолютных полномочий церкви и Священного Писания в установлении абсолютных истин;

г) презрение к физическому миру и настоящей жизни в пользу будущей райской жизни и служения Богу, причем понятия «мир», «плоть» и «дьявол» нередко сближались;

д) утверждение божественного и коллективного над личностным и индивидуальным.

Естествознание в Новое время. Создание Н. Коперником гелиоцентрической теории, открытие И. Кеплером трех законов движения планет, астрономические и физические открытия Тихо Браге, Дж. Бруно и Галилео Галилея перевернули общественное сознание и провозгласили наступление новой эры разума. Начиная с 1584 г. (год публикации работы Дж. Бруно «О бесконечности, Вселенной и мирах») религия стала уступать свое место науке в лице таких пророков Нового времени, как Р. Декарт (философия, математика), И. Нью­тон (физика, математика, оптика), И. Кант (космология, философия, география).

Дж. Бруно провозгласил возврат к критическому мышлению, которое, как ни парадоксально, было нацелено против работ натурфилософов. В рамках естествознания вновь стала развиваться теоретическая наука, основанная на опыте (фактах). В 1677 г. голландец Левенгук создает теорию микроскопических организмов. Позже Гюйгенс разрабатывает волновую теорию света (1678), Линней пишет «Систему природы» (1735), Бюффон создает основы геологии (1778), а Лавуазье публикует «Трактат о началах химии» (1789).

---

Т. Мальтус в «Опыте о законе народонаселения» впервые ставит вопрос об экологической и экономической емкости территории Земли и необходимости регулирования рождаемости (1798). В целом этап с 1584 по 1800 г. можно охарактеризовать как время активной дифференциации естествознания, формирования физики, химии, биологии как самостоятельных наук и в то же время как этап синтеза новых знаний об окружающем мире, получившего максимальное отражение в космологии И. Ньютона и его теории тяготения. Новая космология признава­ла, что ни Земля, ни Солнце не являются центром Вселенной, что Бог создал Вселенную как сложную механическую систему, состоящую из материальных частиц, которые движутся в бесконечном нейтральном пространстве на основе принципов инерции и гравитации, и что мир небесный и мир земной подчиняются одним и тем же физическим законам и являются познаваемыми для человека.

Исаак Ньютон создал идеальную модель научного исследования, которое обязательно должно начинаться с экспериментов и многочисленных и точных измерений, а заканчиваться доказательным объяснением, которое может быть подвергнуто математической и логической проверке. Ньютон заявлял: «Hypotheses non fingo» («Я не придумываю гипотез») – и в этом прямо противопоставлял науку и философию: «Какая достоверность может быть в философии, которая состоит из числа гипотез, равного числу подлежащих объяснению явлений». Тем не менее Ньютон оставался приверженцем религии, призна­вая знание как откровение Божие. Он говорил, что писал «математические начала натуральной философии... с намерением не умалить Творца, но подчеркнуть и доказать могущество и попечение о мире высшего существа». Лишь в XIX и XX вв. идея Бога стала лишней в системе научного объяснения. Так, Лаплас на вопрос о Боге ответил: «Я не нуждаюсь в этой гипотезе».

Естествознание в XIX – XX вв. Если в XVII и XVIII вв. естествознание шло бок о бок с религией и Бог присутствовал в картинах мира в качестве начального Творца и часовщика Вселенной, то развитие естествознания в XIX и XX вв. сопровождалось окончательным разрывом веры и разума, развитием технических наук и формированием тандема разум – техника, обеспечившего быстрый прогресс западных цивилизаций.

Революционными открытиями становятся принципы неевклидовой геометрии Гаусса (1824), идея вычислительной машины Бэббиджа (1835), концепция энтропии и второй закон термодинамики Клаузиуса (1850), теория естественного отбора Дарвина и Уоллеса (1858), теория генетической наследственности Менделя (1865), трактат об электричестве и магнетизме Максвелла (1873), лампоч­ка Эдисона (1879), открытие радиоактивности Беккере-лем (1896), «Толкование сновидений» Фрейда (1900), основы квантовой физики Планка (1900), теория дрейфа материков Вегенера (1912), автомобильный конвейер Форда (1913), общая теория относительности Эйнштейна (1916), первое общественное радиовещание (1920), принцип неопределенности Гейзенберга, принцип допол­нительности Бора и теория большого взрыва Леметра (1927), открытие расщепления атомного ядра (1938), создание ядерного оружия, первое общественное телевеща­ние и появление первых электронных компьютеров с руч­ной клавиатурой (1944-1948), кибернетика Винера (1948), открытие структуры ДНК Уотсоном и Криком (1953), запуск первого спутника Земли (1957), первые космические полеты (1961), постулирование существования кварков Гельманом и Цвейгом (1964), развитие экологического мышления (особенно в 1972 г. – «Пределы роста» Медоуза), появление персональных компьютеров (1980), развитие биотехнологий, новых направлений химии, физики, медицины (последнее десятилетие XX в.), теория самоорганизации И. Пригожина (1992).

---

Главным концептуальным изменением естествознания XX в. был отказ от ньютоновской модели получения научного знания через эксперимент к объяснению. Эйнштейн предложил иную модель, в которой гипотеза и отказ от здравого смысла как способа проверки высказывания становились первичными, а эксперимент - вторичным в объяснении явлений.

4.Панорама современного естествознания, тенденции развития.

Пространство и время. По сравнению с ньютоновскими представлениями о пространстве как пустоте (абсолютное пространство) и времени как абсолютном потоке длительности (абсолютное время) современное естествознание использует понятия пространственно-временного континуума, в котором есть не отдельные вещество, пустота и длительность, а взаимосвязанные вещество, энергия, пространство и время, формирующие единое поле, с определенной точкой отсчета. Следствием такого понимания пространства и времени является признание того, что скорость времени зависит от системы отсчета, скорости и направления ее движения по отношению к внешней системе отсчета (станционный смотритель, фонарь и пассажиры поезда), что на время влияют масса тела и что масса тела в состоянии покоя больше массы того же движущегося тела и т. д.

Материя и энергия. А. Эйнштейн показал, что масса тела и энергия связаны уравнением

где Е – энергия, m – масса тела, c – скорость света в вакууме

Из этого выражения следует возможность преобразования вещества в энергию и наоборот. В какой бы форме энергия ни выступала, она сама по себе обладает пропорциональной ей по величине массой, и наоборот, если «нечто» обладает тяжестью, то в этом «нечто» обязательно сосредоточена энергия (потенциальная и кинетическая). Переход энергии из одной формы в другую подчиняется закону сохранения энергии. Изучение свойств и строения вещества на микроуровне вместе с изучением преобразований энергии привело к созданию квантовой теории, объяснившей многие свойства света и элементарных частиц.

Энтропия и информация. Энтропия - это мера хаоса, показывающая способность энергии к превращениям. Чем больше энтропия системы, тем меньше заключенная в системе энергия способна к превращениям. Согласно второму началу термодинамики в замкнутой системе энтропия возрастает, достигая максимума в состоянии равновесия, когда вся энергия превращается в теплоту.

В понимании Н. Винера информация есть прямая противоположность энтропии. Количество информации в си­стеме есть мера организованности системы точно так же, как энтропия системы есть мера ее дезорганизованное™. Чем больше информации в системе, тем менее вероятно ее внутреннее состояние. Более подробно взаимосвязь энтропии и информации будет рассмотрена в последующих лекциях.

Хаос, организация и самоорганизация. Изучение хаоса, организации и самоорганизации на базе идей энтропии и информации позволяет подойти к исследованию проблем возникновения жизни и вообще проблем возникновения нового. Между состояниями абсолютной случайности и абсолютного порядка существуют промежуточные состояния диссипативного хаоса, порождающие элемент «неожиданности» поведения, который, в свою очередь, порождает при определенных условиях и ограничениях новую информацию и организацию. Таким образом, возможно случайное появление порядка из хаоса, что приводит к выводу об одинаковой вероятности перехода систе­мы как от порядка к беспорядку (нарастанию энтропии), так и наоборот - от беспорядка к порядку (снижению энтропии).

---

Смотрите также файлы

• Оглавление.doc

• 2.doc

• 8.doc

• 7.doc

• 3.doc