Файл: Тесты с ответами по естествознанию.doc

Развиваемый и используемый в науке стиль мышления, так называемый рациональный, основан на двух фундаментальных идеях. Во-первых, на идее природной упорядоченности, т. е. признании существования универсальных, закономерных и доступных разуму причинных связей или функциональных зависимостей одних явлений от других — идее, лежащей в основании феноменологического подхода. Во-вторых, на идее формального доказательства как главного средства обоснованного знания, в результате искусственно созданной структурной (часто математической) модели - идеи, заложившей основание конструктивного подхода.

С другой стороны, возможна еще такая скорее характеристика, чем определение науки. Наука — это знание, достигшее оптимальности по критериям обоснованности, достоверности, непротиворечивости, точности и плодотворности.

Философское понятие объективного бытия включает в себя природу, общество и человека. И вновь интересна этимология русского слова «природа». Главным божеством древнерусских и древнеславянских богов был Род — бог Вселенной, родоначальник богов, прародитель мира и человека. Он олицетворял Космическую жизнь. Человеческий же род ведет свою родословную (начало) от верховного божества — Рода. Слово «род» стало основой для многих русских слов, таких как природа (префикс «при» означает около, вблизи), родина, народ, родник, рожать, урожай и т. д.

Человек с позиций объективного бытия интересен как мыслящее существо, обладающее сознанием. Сознание изучается психологией, а формы правильного мышления — логикой, созданной в Древней Греции Аристотелем. Совокупность научных знаний о природе формируется естествознанием, естественными науками. Поскольку фундаментальные сферы естественных наук — материя, жизнь, человек, Земля и планеты, Солнечной системы, галактики, Вселенная, допустима такая, по-видимому, достаточно общая, но не самая строгая и точная классификация естественных наук:

1) физика, химия, физическая химия, химическая физика;

2) биология, биохимия, физико-химическая биология, ботаника, зоология;

3) анатомия, физиология, учение о происхождении и развитии жизни, генетика (учение о наследственности), антропология;

4) геология, геохимия, метеорология, физическая география;

5) астрономия, астрофизика, астрохимия, космология, космогония.

Математика занимает особое место среди наук, впрямую не относится к естественным наукам, но является главным инструментом мышления ученых-естественников (см. главу 13).

Таким образом, исходя из приведенной классификации наук и их сути, можно утверждать, что естествознание — это отрасли наук, основанные на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления, которые воспринимаются нашими органами чувств и описываются разумом (рационально).

Это позволяет ввести основной принцип естествознания: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку. Опыт — критерий истины в естествознании, науке о природе в широком смысле слова. Естествознание общезначимо, т. е. дает истину пригодную и принимаемую всеми людьми. Поэтому оно всегда рассматривалось в качестве эталона объективности. От технических наук естествознание отличается направленностью на познание, а не на преобразование мира, а от математики тем, что исследует природные, естественно существующие, а не мыслимые, знаковые системы (см. гл. 13).

1.2. Наука и ненаука. Принципы или критерии научности

Истинность научного знания a priori (до опыта) не очевидна, и эта сторона науки сама явилась предметом исследований. Существует достаточное количество терминов, чтобы отличить, хотя бы семантически, науку от ненауки. К ним следует отнести термины ненаука, вненаука, лженаука, квазинаука, антинаука, паранаука, аномальная наука. Скажем только об антинауке и лженауке, которые встречаются чаще, чем остальные виды ненауки. Антинаука — это обскурантизм, крайне враждебное отношение к науке, которое является измышлением людей, малосведующих как в науке, так и в культуре вообще. Лженаука — это ругательство, используемое, как правило, людьми, не лишенными дурных наклонностей, или идеологически зашоренными. Так, в послевоенные годы в СССР лженаукой называли кибернетику, генетику, таким же некоторое непродолжительное время было отношение к квантовой физике, что оказалось чрезвычайно ошибочным и нанесло невосполнимый до сих пор вред этим наукам в современной России. Видно, что с терминами надо обращаться весьма аккуратно.

Теперь остановимся весьма кратко на принципах или критериях научности, которые позволяют отличить науку от ненауки. Один из важнейших принципов научности получил название принципа верификации (от англ. verify — проверять, но точнее от лат. verus — истинный и facere — делать) и формулируется так: какое-либо понятие или суждение имеет значение, если оно сводимо к непосредственному опыту или высказываниях о нем, т. е. эмпирически проверяемо (явно или неявно, опосредованно). Теория истинна, если она прошла проверку фактами. Другой принцип, предложенный австрийским философом Карлом Поппером, принцип фальсификации (иногда говорят, принцип фальсифицируемости) гласит так: критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость или опровержимость. Данный принцип имеет простой и глубокий смысл. Если бы в опытах Ньютона с падающими яблоками (не важно, были эти опыты в действительности или нет) одно из них полетело бы вверх, а не вниз, как все остальные, этого было бы достаточно, чтобы опровергнуть теорию тяготения Ньютона и его знаменитый закон всемирного тяготения. Поэтому именно попытки фальсифицировать, опровергнуть теорию, закон и т. д. должны быть наиболее эффективны в плане подтверждения ее истинности и научности.

С другой стороны, последовательно проведенный принцип фальсификации делает любое знание гипотетическим, лишенным законченности, абсолютности. Завершенным может быть только знание религиозное, идеологическое, не подвергаемое сомнению, проверке, но не истинно научное. Есть» однако, одна тонкость с принципом фальсификации, а именно, если фальсифицируемо все научное, то фальсифицируем и сам принцип фальсификации. И, тем не менее, мы будем его придерживаться.

Третьим критерием научности следует назвать принцип неполноты формализованной системы, полагаемой в основание теории, объясняющей те или явления. Этот принцип базируется на двух теоремах великого австрийского логика Курта Геделя и теореме польского логика Альфредя Тарского по выявлению непротиворечивости одного из важнейших разделов математики — арифметики. Еще в античности критский философ Эпименид (588-530) сформулировал парадокс, получивший его имя: «Если кто лжет и сам утверждает, что лжет, то на самом деле лжет он или говорит правду?» Этот же парадокс может быть. выражен также в более простых предложениях, вроде таких: «Я лгу», «Я лжец». Этому же, по существу посвящена доказанная Геделем теорема о неполноте любой логической системы постулатов (аксиом), невозмоность доказать или опровергнуть некоторое высказывание (некоторое математическое положение, конечно), что служит серьезным ограничением для теоретического анализа. Поэтому теоремы Геделя, получившие общенаучное и философское обобщение, должны быть приняты в качестве принципа научности.

Важным критерием научности также является системность, упорядоченность знания (наиболее яркие примеры — периодическая система химических элементов Дмитрия Менделеева, кристаллографическая система Евграфа Федорова, система мировых центров происхождения культурных растений Николая Вавилова, систематика органического мира или «лестница существ» Аристотеля, систематика Линнея и др.).

1.3. Структура, эмпирический и теоретический уровни и цель естественнонаучного познания

Естественнонаучное познание явлений и объектов природы структурно состоит из эмпирического и теоретического уровней исследования. Без сомнения, удивление и любопытство является началом научного исследования (на это впервые указывал Аристотель). Человек равнодушный, безразличный не может стать ученым, не может увидеть, зафиксировать тот или иной эмпирический факт, который станет научным фактом. Научным из эмпирического он станет, если подвергнуть его систематическому исследованию. На этом пути, пути поиска способа или метода исследования, первейшими и простейшими являются либо пассивное наблюдение, либо более радикальное и активное — эксперимент. Отличительной чертой истинного научного эксперимента от шарлатанства должна быть его воспроизводимость каждым и всегда (например, большинство так называемых паранормальных явлений — ясновидение, телепатия, телекинез и т. д. — этим качеством не обладают). Эксперименты могут быть реальными, модельными или мысленными. В двух последних случаях необходим высокий уровень абстрактного мышления, поскольку реальность замещается на идеализированные образы, понятия, представления, в действительности не существующие.

Итальянский гений Галилей в свое время (в XVH в.) добился выдающихся научных результатов, поскольку стал мыслить идеальными (абстрактными) образами (идеализа-циями). Среди них были такие абстракции, как абсолютно гладкий упругий шар, гладкая, упругая поверхность стола, в мыслях замененная идеальной плоскостью, равномерное прямолинейное движение, отсутствие сил трения и др.

Без идеализации нет современного естествознания и современной науки, но она не конечная, а всего лишь промежуточная цель исследования. Главная цель науки — выдвижение гипотез и теорий как эмпирически подтвержденных гипотез. Выдвижению гипотез может предшествовать некоторое эмпирическое обобщение, сделанное на основании эмпирических исследований, собирания и творческого осмысления неупорядоченных фактов. Великий русский натуралист и мыслитель XX века Владимир Вернадский отмечал, что «эмпирическое обобщение опирается на факты, индуктивным путем собранные, не выходя за их пределы и не заботясь о согласии или несогласии полученного вывода с другими существующими представлениями о природе...».. Фактически на этом этапе заканчивается эмпирический уровень исследования, и далее начинается исключительно рациональный — теоретический.

На теоретическом уровне необходимо придумать некоторые новые, ранее не имевшие места в данной науке понятия, выдвинуть гипотезу. Продолжая развивать приведенную выше мысль, Вернадский писал: «При гипотезе принимается во внимание какой-нибудь один или несколько важных признаков явления и на основании только их строится представление о явлении, без внимания к другим его сторонам. Научная гипотеза всегда выходит за пределы фактов, послуживших основой для ее построения*. (Особо обратите внимание на то, что эмпирическое обобщение не выходит за пределы собранных фактов, а гипотеза — выходит). Далее в научном исследовании необходим возврат к эксперименту с тем, чтобы не столько проверить, сколько опровергнуть высказанную гипотезу и, может быть, заменить ее на другую. На данном этапе познания действует принцип фальсифицируемости научных положений. Так, создатель этого принципа К. Поппер писал: «Нам следует привыкнуть понимать науку не как «совокупность знаний», а как систему гипотез, т. е. догадок и предвосхищений, которые в принципе не могут быть обоснованы, но которые мы используем до тех пор, пока они выдерживают проверки, и о которых мы никогда не можем с полной уверенностью говорить, что они «истинны», «более или менее достоверны» или даже «вероятны»». Прошедшая проверку гипотеза приобретает статус закона (иногда закономерности, правила) природы. Несколько законов из од-|ной области явлений образуют теорию, которая существует до тех пор, пока остается непротиворечивой фактам, несмотря на возрастающий объем все новых экспериментов. Итак, наука — это наблюдения, эксперименты, гипотезы, теории и аргументация в пользу каждого из ее этапов развития.

Хотя в методологическом отношении разделение научного исследования на эмпирический и теоретический уровни весьма полезно, практически осуществлять его чрезвычайно сложно. Оценивая ситуацию в физике первой половины XX века, Альберт Эйнштейн писал: «...с принципиальной точки зрения желание строить теорию только на наблюдаемых величинах совершенно нелепо. Потому что в действительности все обстоит как раз наоборот. Только теория решает, что именно можно наблюдать... Подлежащий наблюдению процесс вызывает определенные изменения в нашей измерительной аппаратуре...*. Последнее обстоятельство позволило датскому физику Нильсу Бору и русскому советскому физику Владимиру Фоку сформулировать принцип относительности к средствам наблюдения, в котором объекту исследования приписывается реальности не меньше, чем прибору, а его свойства не сводятся к свойствам прибора. Это явилось обобщением старого принципа относительности Галилея.

1.4. Методы научного познания

Описанные выше уровни научного познания представляют собой методы эмпирического и теоретического освоения действительности. Родоначальниками метода и методологии в науке, как уже отмечалось выше, были Ф. Бэкон и Р. Декарт в XVII веке. «Под методом, — писал Декарт, — я разумею точные и простые правила, строгое соблюдение которых ...без лишней траты умственных сил, но постепенно и непрерывно увеличивая знания, способствует тому, что ум достигает истинного познания всего, что ему доступно». Метод выполняет и другую важную, если не важнейшую роль: делает деятельность исследователей единообразной, уравнивает способности участников исследования, вооружая их единым инструментом.

Методы принято подразделять либо по степени их общности, либо по принадлежности к тому или иному уровню познания. В первом случае это всеобщие, общенаучны и конкретно-научные или частные. Во втором — это эмпирические и теоретические методы. Всеобщие методы были порождены античной и средневековой натурфилософией и диалектикой познания, являются общефилософскими и называются метафизическим и диалектическим методами. С середины XIX века метафизический метод, как принято сейчас считать, фактически себя изжил. В диалектическом методе можно выделить такие его виды: анализ, синтез, абстрагирование, аналогия, классификация.

Сущность и особенность общенаучных методов следует связывать с уровнем познания. На эмпирическом уровне это наблюдение, описание, эксперимент, измерение, на теоретическом уровне — абстрагирование, идеализация, формализация, аксиоматизация, гипотезирование (выдвижение гипотез) или гипотетико-дедуктивный метод.

Гипотезирование — это создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах. Кратко о сущности некоторых из методов.