Файл: Тесты с ответами по естествознанию.doc

Анализ — расчленение, разделение объекта на составные части с целью их отдельного изучения.

Синтез — соединение ранее расчлененных частей объекта (предмета, явления) в единое целое.

Абстрагирование — отвлечение от несущественных признаков, свойств, качеств объекта.

Моделирование — создание образа объекта (явления).

Аналогия, или подобие — перенесение сходства в одних признаках на сходство и в других признаках.

Классификация — систематизация, описание по группам признаков.

Особо остановимся на абстрагировании, моделировании и модели объекта или явления. Своими корнями абстрагирование уходит в практическую, чувственно-объектную деятельность человека по преобразованию окружающей природы. Человек никогда не имел и не имеет дела с окружающей средой во всей ее полноте сразу: самые элементарные формы его трудовой деятельности представляют собой практические операции по разделению и соединению элементов объективной действительности. Фактически это было не чем иным, как процессом абстрагирования и конструирования, правда, не мысленным актом, а материальным действием в самой реальной жизни.

Неотъемлемой чертой абстрагирования является вычленение и фиксация исследуемых свойств объекта. Рассматриваемое в этом смысле абстрагирование представляет собой моделирование изучаемого объекта. Изучая свойства и признаки явлений окружающей нас действительности, мы не можем познать их сразу во всем объеме, а подходим к их изучению постепенно, раскрывая шаг за шагом все новые и новые свойства. Тогда моделирование — это изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих познание. Модель же всегда должна соответствовать объекту — оригиналу в тех его свойствах, которые подлежат изучению, но в то же время отличаться от него заведомым упрощением по ряду других признаков, что делает модель удобной для исследования интересующего нас объекта.

Модели, применяемые в обыденном и научном познании, можно разделить на два больших класса: материальные и идеальные. Первые являются природными объектами, подчиняющимися в своем функционировании естественным законам. Вторые представляют собой идеальные образования, зафиксированные в соответствующей знаковой форме и функционирующие по законам созданной нами логики мышления. Если результаты моделирования подтверждаются и могут служить основой для прогнозирования процессов, протекающих в исследуемых объектах, то говорят, что модель адекватна объекту. При этом адекватность модели зависит от цели моделирования и принятых критериев.

Модель явления не тождественна самому явлению, она только дает некоторое представление для его понимания, некоторое приближение к действительности. Но в модели учтены все предполагаемые признаки явления, которые кладутся в основу модели. Эти предположения могут быть весьма грубыми и, тем не менее, давать вполне удовлетворительное приближение к реальности. Конечно, для одного и того же явления можно предложить не одну, а несколько альтернативных моделей. История науки оставила нам в наследство огромное число такого рода примеров. Например, в оптике в течение последних трех столетий рассматривалось несколько моделей света: корпускулярная (Ньютона), волновая (Гюйгенса, Френеля) и электромагнитная (Фарадея, Максвелла). Окончательной моделью на сегодня, согласно великой теории Джеймса Максвелла, стала электромагнитная.

1.5. Философия науки и динамика научного познания в концепциях К. Поппера, Т. Куна и И. Лакатоса

Разнообразие указанных выше методов создает трудности в использовании и понимании значимости каждого из методов. Эти проблемы решаются особой областью знания — методологией или учением о методах. Важнейшей задачей методологии является изучение происхождения, сущности, эффективности, динамики изменений и динамики роста (накопления) знаний и других характеристик методов познания. По своей сущности и общенаучности, методология есть предмет философии науки, а не естествознания как отдельной отрасли науки. Мы ограничимся тремя принципиально отличающимися концепциями в философии науки: концепциями Карла Поппера, Томаса Куна и Имре Лакатоса,

Центральным положением подхода австрийского философа Карла Поппера к принципам науки, как уже отмечалось нами в п. 1.2, является концепция фальсификации. Ее основная суть состоит в том, что эмпирические наблюдения никогда не могут установить справедливость (истинность) научного обобщения. Какое бы множество наблюдений мы не проводили в поддержку теории, никогда нельзя быть уверенным в том, что следующее наблюдение не окажется с этой теорией в противоречии (более того, противники теории именно этого и ожидают). Все, что могут дать теории успешные до определенной поры тесты (наблюдения) — это всего лишь ее не опровергнуть. Такие успешные тесты (проверки) можно отнести к подтверждениям теории только в том смысле, что они повышают к ней наше доверие, но это не то же самое, что доказать справедливость теории. По Попперу, возможность опровержения и есть тот критерий, по которому различается наука и ненаука, а научные знания — это не те знания, относительно которых установлено, что они верны, а та базовая часть обобщений, которые, до поры до времени, пережили попытки их опровергнуть. Наука движется вперед путем прогрессивного исключения фальшивых гипотез, тогда как ненаучные положения не могут быть опровергнуты — разве только случайно.

Другой подход к философии науки был предложен в начале 60-х годов американским историком и философом науки Томасом Куном. В качестве фундаментальной концепции для объяснения феномена роста и сменяемости научных знаний он использовал понятия парадигмы (от греч. paradigma — образец, пример), научного сообщества, нормальной науки, научной революции. В подходе Куна термин парадигма обозначает всю совокупность убеждений, ценностей, технических средств и т. д., которая характерна для данного сообщества. С другой стороны, он указывает один вид элемента в этой совокупности — конкретные решения головоломок, которые, когда они используются в качестве моделей или примеров, могут заменить эксплицитные правила как основу для решения не разгаданных еще «головоломок нормальной науки». Научные сообщества складываются благодаря тому, что «ученые исходят в своей работе из моделей, усвоенных в процессе обучения и из последующего изложения их в литературе, часто не зная и не испытывая никакой потребности знать, какие характеристики придали этим моделям статус парадигм научного сообщества». Нормальная наука, по Куну, означает «исследования, базирующиеся на одном или более из прошлых научных достижений, которые некое определенное научное сообщество признает на какое-то время в качестве создающих основу для последующего практического использования». Для иллюстрации парадигмы нормальной науки Кун цитирует классические произведения — «Физику» Аристотеля, «Математические начала натуральной философии» Ньютона, «Химию» Лавуазье, вместе сложивших фундамент классического естествознания.

Стимулированная новой парадигмой, концепция новой нормальной науки должна быть достаточно оригинальной идеей, чтобы привлечь группу преданных приверженцев, и достаточно открытой, чтобы объять все виды решаемых учеными в данный момент проблем. Концептуально нормальная наука имеет несколько важных характеристик, главная из них — отказ от критики оснований науки, отказ в том смысле, что в науке есть положения, которые не подлежат сомнению, и она использует методы, которым надлежит следовать. Они составляют дисциплинарную среду, в которой живет нормальная наука и в которой ученые не выполняют множества жестких правил, но следуют принятому образцу. Именно эта некритичность разрешает прилагать теорию к большому числу задач, позволяя исследовать огромное количество деталей реального мира (решить «малые» проблемы), и она, эта некритичность, способствует тому, что в течение длительного времени развитие нормальной науки может быть довольно «стабильным».

Однако, время от времени, вследствие открытия аномалий или фактов, которые не могут быть объяснены в терминах принятой парадигмы, возникают кризисы. Начинаются усложнения теорий, снижается точность выводов, теория становится неудовлетворительной по одному, двум или нескольким параметрам. Наконец, становится очевидным, что ошибка лежит в фундаменте всей системы и что аномалия, которая вызвала кризис, существовала достаточно давно. Кризис обычно приводит к большому числу поспешных модификаций парадигмы и ее связей, так как в эти моменты, как правило, ученые находятся в замешательстве из-за того, что они не знают, как разрешить возникшую ситуацию. Ученые наугад мечутся в поисках ответов, обращаясь ко всему предыдущему научному опыту, в том числе и к философии, которой в нормальной науке нет места. Из этих новых связей парадигмы случайно всплывает нечто принципиально новое, революционное. Только в такие моменты революций в науке, по Куну, находится место подвергнуть сомнению ее основы, тогда как, согласно Попперу, это должно происходить перманентно при проверке теории, для устранения противоречий ее с экспериментальными данными.

Венгерский (он же английский) философ науки Имре Лакатос предложил иной подход к философии науки, существенно отличающийся от проанализированных выше. Ревизуя и модифицируя положения Поппера, главным мерилом своей схемы он взял не отдельную, пусть и успешную теорию, а целостную программу исследований; точнее, Лакатос развил методологию научно-исследовательских программ, сменяющих одна другую в истории общества. Программа исследований включает две основные части — жесткий базовый стержень (твердое ядро) и положительную эвристическую компоненту. Твердое ядро состоит из принятых ранее предположений, которые в ходе выполнения исследовательской программы считаются неопровержимыми (аналог понятия нормальной науки Куна). Положительная эвристика должна способствовать предвидению аномалий и их преодолению в соответствии с заранее разработанным планом. Программа исследований может быть отвергнута, если имеется лучшая, способная ее заменить (с более широким эмпирическим содержанием по отношению к действовавшей до этого программе — конкуренту).

Новая научно-исследовательская программа должна быть способной объяснить все то же, что и старая, а также предсказать некоторые новые факты, которые старая предсказать не может. Поскольку этот критерий допускает быструю модификацию теории и оставляет место для небольших противоречий, он является более терпимым, чем критерий Поппера о возможности опровержений, хотя возможность более широких предсказаний является весьма жестким требованием. В соответствии с методологией Лакатоса, путь решения головоломок Куна определяется не сегодняшними аномалиями, а теоретическим анализом. Определение пути, которым следует наука, здесь представляет собой скорее именно математическую проблему, чем проблему преодоления аномалий.

Не меньшего внимания заслуживают и иные точки зрения на философию и методологию науки, выдвинутые и развитые В. Степиным, П. Фейерабендом, А. Койре, С. Тулмином, Д. Бомом, К. Прибрамом и Ф. Франком.

1.6. Основные этапы развития научной рациональности (науки) - классический, неклассический и постнеклассический

На проблему возникновения самой науки как отрасли культуры, даты (времени) и места ее рождения имеется несколько разных мнений. Полагают, что:

? наука существует с тех времен, как только человек начал осознавать себя в своей практической и познавательной деятельности мыслящим существом, т. е. наука существовала всегда, во все времена;

? наука возникла в Древней Греции (Элладе) в VI-V вв. до н. э., так как именно тогда и там впервые знания соединили с обоснованием (Фалес, Пифагор, Ксено-фан);

? наука возникла в западноевропейском мире в позднее средневековье (XII-XIV вв.) вместе с особым интересом к опытному знанию и математике (Роджер Бэкон);

? наука возникает в XVI-XVII вв., т. е. в Новое время, начинается с работ Кеплера, Гюйгенса, но особенно с работ Декарта, Галилея и Ньютона, создателей первой теоретической модели физики на языке математики;

? наука начинается в первой трети XIX века, когда исследовательская деятельность была объединена с системой высшего образования.

Мы придерживаемся мнения, что генезис научных положений начался в античное время в Греции, Индии и Китае, а наука как отрасль общечеловеческой культуры со своими специфическими рациональными методами познания, впервые обоснованными Френсисом Бэконом и Рене Декартом, возникла в Новое время, в эпоху первой научной революции. Всего же, как считается сегодня, научные революции в науке и естествознании, о которых писал Т. Кун и мы в предыдущем пункте, случались в человеческой истории, как минимум, три раза.

Первая научная революция, получившая позднее статус классической, была подготовлена раннегреческой натурфилософией и основывалась на том, что объективность и предметность научного знания достигается устранением субъекта познания (человека) и его процедур из познавательной деятельности. Место человека в этом научной парадигме — место наблюдателя, испытателя. Основополагающий признак порожденного классического естествознания и соответствующей научной рациональности — абсолютная предсказуемость событий и явлений будущего и восстановления картин прошлого (так называемый лап-ласовский детерминизм). Последние утверждения можно характеризовать также как выполнимость принципа обратимости времени и, более того, как обратимости всего и всех явлений механической и полевой природы. Основные положения классической науки будут проанализированы нами в гл. 3 и 5.

Вторая научная революция охватила период с конца XIX до середины XX столетия. В эти годы, уже дифференцированная на дисциплинарно организованные отрасли, наука делает поистине эпохальные открытия: в физике (открытия атома и его делимости, электрона, радиоактивности, рентгеновских лучей, квантов энергии, релятивистской и квантовой механик, объяснение природы тяготения Эйнштейном), в космологии (концепция нестационарной Вселенной Фридмана-Хаббла), в химии (объяснение закона периодичности Менделеева квантовой химией), в биологии (открытие Менделем законов генетики) и т. д. Основополагающим признаком новой неклассической рациональности становится вероятностная парадигма, неконтролируемая, а значит, не абсолютная предсказуемость будущего (так называемый индетерминизм). Меняется место человека в науке — теперь его место соучастника в явлениях, его принципиальная включенность в научные процедуры. Возникает понимание того, что реакция испытываемой (исследуемой) природы на наши вопросы определяется не только особенностями самой природы, но и способом постановки наших ей вопросов. Особенности неклассического естествознания и науки подробно изложены в гл. 4 и 5.

Последние десятилетия XX и начала XXI столетий могут быть охарактеризованы как течение третьей научной революции, в основном благодаря открытиям в области эволюционной химии, физики лазеров, породившей синергетику, термодинамики нестационарных необратим мых процессов, породившей теорию диссипативных структур, теорий автопоэза, которые все вместе ведут нас к новейшей постнеклассической рациональности. Важнейшими признаками постнеклассической рациональности является полная непредсказуемость, закрытоеть будущего и выполнимость принципов необратимости времени и движения. Раскрытию особенностей постнеклассической парадигмы посвящена гл. 12 данной книги.

Можно дать и другую классификацию этапов развития науки, которую удачно сформулировал У. Уивер. Согласно ему, наука вначале пережила этап исследования организованной простоты (это была ньютонова механика), затем этап познания неорганизованной сложности (это статистическая механика и физика Максвелла, Гиббса), а сегодня занята проблемой исследования организованной сложности (в первую очередь, это проблема жизни). Подобная классификация этапов науки несет глубокое концептуально-историческое осмысление проблем науки по объяснению явлений и процессов природного и гуманитарного миров.

Резюме

Наука как таковая есть отрасль культуры, рациональный способ познания мира и организационно-методический институт.

Сформировавшаяся к настоящему времени как тип западноевропейской культуры наука — это особый рациональный способ познания природы и общественных формаций, основанный на эмпирической проверке или математическом доказательстве. Основная функция науки — выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности, ее результат — сумма знаний, а непосредственная цель науки — описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности. Естествознание — отрасль науки, основанная на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез, его главное назначение — создание теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления. Используемые в науке методы, в естествознании, в частности, подразделяются на эмпирические и теоретические. Эмпирические методы — наблюдение, описание, измерение, наблюдение. Теоретические методы — формализация, аксиоматизация и гипотетико-дедуктив-ный. Другое деление методов — на всеобщие или общезначимые, на общенаучные и частные или конкретно-научные. Например, всеобщие методы: анализ, синтез, дедукция, индукция, абстрагирование, аналогия, классификация, систематизация и т. д. Общенаучные методы: динамические, статистические и т. д. В философии науки различают, по крайней мере, три разных подхода — Поппера, Куна и Лакатоса. Центральным местом у Поппера является принцип фальсификации, у Куна — понятие нормальной науки, кризисов и научных революций, у Лакатоса — концепция жесткого ядра науки и сменяемости научно-исследовательских программ. Этапы развития науки могут быть охарактеризованы либо как классический (детерминизм), неклассический (индетерминизм) и постнеклассический (бифуркационный или эволюционно-синергетический), либо как этапы познания организованной простоты (механика), неорганизованной сложности (статистическая физика) и организованной сложности (жизнь).