Неклассический этап развития естествознания кратко

Обновлено: 05.07.2024

Открытия конца XIX ‑ начала XX вв. выходили за рамки существовавшей в то время научной картины мира. Появление принципиально новых научных теорий, обоснованных экспериментальными данными привели к кризису классических представлений в естествознании. Этому способствовали революционные теории середины XIX в. Ч. Дарвина, Дж. Максвелла и Л. Больцмана, Г. Лоренца, А. Пуанкаре и Г. Минковского, которые в итоге привели к кризису естествознания и подталкивали к пересмотру основных устоявшихся представлений классической науки. Сложившаяся ситуация в науке и мировоззрении требовала своего разрешения, что по сути дела стало научной революцией. Она началась в физике, затем проникла в другие естественные науки, кардинально изменила философские, методологические, гносеологические, логические основания науки в целом, создав феномен современной науки. Буквально в течение нескольких десятилетий был полностью перестроен весь фундамент естествознания, который в целом остается достаточно прочным и в настоящее время. Это стало началом становления новой неклассической науки (хронологические рамки: конец XIX в. ‑ середина XX вв.).

Основополагающими концепциями неклассической науки являются: теория эволюции Дарвина, теория относительности Эйнштейна, принцип неопределенности Гейзенберга, гипотеза Большого Взрыва, теория катастроф Рене Тома, фрактальная геометрия Мандельброта. Ключевыми фигурами этого периода стали М. Планк, Э. Резерфорд, Н Бор, Луи де Бройль, В. Паули, Э. Шредингер, В. Гейзенберг, А. Эйнштейн, П. Дирак, А. Фриман и другие.

Научная революция, ознаменовавшая переход к неклассическому этапу в истории естествознания, в первую очередь, связана с именами двух великих ученых XX века ‑ М. Планком и А. Эйнштейном. Первый ввел в науку представление о квантах электромагнитного поля, второй ‑ совершил революционный переворот в физической картине мира. Физик-теоретик А. Эйнштейн (1879-1955) создал специальную (1905) и общую (1916) теорию относительности. Он отвергал две абсолютные величины Ньютона ‑ пространство и время, считая, что пространство и время органически связаны с материей и между собой. Тем самым задачей теории относительности становится определение законов четырехмерного пространства, где четвертая координата ‑ время. Главное в принципе относительности ‑ разрушение идеи о единственности истины.

Становление нeклaccичecкoго естествознания тесно связано с квантово-релятивистской революцией: квантовая механика ‑ Бор, Гейзенберг 20-30-е годы XX в. Переход к релятивистской и квантовой механике связан с увеличением исследуемых скоростей и изучением элементарных частиц. В 1913-1921 гг. на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется в соответствии с периодической системой элементов Д. И. Менделеева.

Первоначальный этап становления неклассической науки сопровождался крушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это привело к кризису физики и всего естествознания, являвшегося симптомом более глубокого кризиса метафизических философских оснований классической науки.

Предшествующие научные представления были оспорены буквально со всех сторон. Ньютоновские твердые атомы, оказались почти целиком заполнены пустотой, твердое вещество перестало быть важнейшей природной субстанцией. Трехмерное пространство и одномерное время превратились в относительные проявления четырехмерного пространственно-временного континуума, а законы Евклидовой геометрии не являются обязательными для природоустройства в масштабах Вселенной. Научные наблюдения и объяснения не могли двигаться дальше, не затронув природы наблюдаемого объекта. Физический мир, увиденный глазами физика XX в., напоминал не столько огромную машину, сколько необъятную мысль.

Расцвет неклассической науки связан с овладением атомной энергией в 40-е годы XX в. и последующими исследованиями, с которыми связано зарождение электронно-вычислительных машин и кибернетики. Также в этот период наряду с физикой стали лидировать химия, биология и цикл наук о Земле. Следует также отметить, что с середины XX в. наука окончательно слилась с техникой, приведя к современной научно-технической революции.

Среди главных характерных черт неклассической науки был процесс дифференциации наук, дробление крупных разделов науки на более мелкие (например, выделение в физике разделов ‑ термодинамика, физика твердого тела, электромагнетизм и т.д.) или образование самостоятельных (например, из биологических дисциплин выделились цитология, эмбриология, генетика и т.д.). Вместе с тем потребностью новой науки становится синтез знания, поиск путей единства наук, проблема соотношения разнообразных методов познания. Начинается интеграция наук, (этот процесс станет особенно характерен для науки XX в.) появляются новые научные дисциплины на стыке наук, охватывающих междисциплинарные исследования (например, биохимия, геохимия, биогеохимия, физическая химия).

Огромное количество новых открытий, сделанных в это время, объясняется не только созданием сети институтов и академий, организованно проводивших специальные исследования различного рода, но и общим подъемом веры в науку, можно сказать, что наука стала религией XX в. Менялось научное мышление, цели и ориентиры.

На основе соединения науки с техникой особенно быстро расцвели прикладные области. В этих областях были особенно высокие темпы развития, так как, интегрируя достижения различных отраслей науки, они открывали принципиально новые перспективы решения крупных комплексных проблем (создание новых источников энергии и материалов, оптимизация отношений человека с природой, космические исследования).

Основными результатами периода неклассической науки были: утверждение нового стиля мышления: замена созерцательного стиля мышления деятельностным, усиление математизации науки, сращивание фундаментальных и прикладных исследований, изучение крайне абстрактных, абсолютно неведомых ранее науке типов реальностей ‑ реальностей потенциальных (квантовая механика) и виртуальных (физика высоких энергий), что привело к взаимопроникновению факта и теории, к невозможности отделения эмпирического от теоретического.

Еще одним итогом новаций в науке стало развитие биосферного класса наук и новое отношение к феномену жизни. Науки биосферного класса, к которым относятся почвоведение, биогеохимия, биоценология, биогеография, изучают природные системы, где идет взаимопроникновение живой и неживой природы, то есть происходит взаимосвязь разнокачественных природных явлений.

В неклассической науке наметилась тенденция на сближение естественных и гуманитарных направлений, что стало характерной чертой следующего, современного этапа развития науки, который получил название – постнеклассической науки.

Итого:

Отказ от классической механики как ведущей науки и замена ее квантово-релятивистскими теориями.

Разрушение классической модели мира-механизма и замена ее моделью мира-мысли, основанной на идеях всеобщей связи, изменчивости и развития.

Окончательное соединение науки с техникой и производством, превращение науки в важнейший компонент научно-технической революции середины XX в., ее движущую силу.

Осознание ведущей роли науки как производительной силы общества, возрастание и углубление её связи со всеми сферами общественной жизни, усиление её социальной роли.

Подрыв устоев классического естествознания происходит в середине 19 века. С течением времени перед наукой вставали всё новые вопросы, ответы на которые нельзя было получить в рамках механики Ньютона и детерминизма Лапласа, с его строгими причинно-следственными связями. На смену старым концепциям и моделям приходят новые идеи и принципы, которые легли в основу неклассического естествознания.

Объектом неклассического естествознания становится микромир, мир малых, непосредственно ненаблюдаемых объектов.

Методы неклассического естествознания:

эмпирический (познание происходит через опыт, эксперимент);
теоретический (познание происходит посредством построения моделей, абстракций, аналогий).

Научная картина мира формируется из представления отдельных наук, так выделяют физическую картину мира, биологическую и т.д.

Основные черты неклассического естествознания:

Вероятностно-статистический подход к проведению опытов, который заключается в принятии решений на основе факторов, представляющих собой случайные величины. Решение может привести к множеству вероятных исходов, каждый из которых имеют свою вероятность появления;
Научное знание стало зависеть не только от объекта исследования, но также и от субъекта, с этим постулатом пришло осознание относительности всех научных истин;
Особое место отводится социальным последствиям;
Признание невозможности предсказать поведение всех физических параметров объекта, характеризующих изменение состояния. Так если была получена экспериментальная информация об объекте, это неизбежно приведёт к потери данных о некоторых величинах, дополненных первыми;
Произошла переоценка роли опыта и теоретического мышления в осмыслении действительности. С точки зрения здравого смысла новые суждения казались парадоксальными и требовали создания новых математических конструкций.

Готовые работы на аналогичную тему

Научные теории неклассического естествознания

Среди первых неклассических идей, оказавших значительное влияние на становление неклассического естествознания, выделяются следующие научные теории:

Эволюционная теория Ч. Дарвина (дарвинизм) – это целостное представление о развитии органического мира, естественном отборе как о главной движущей силе эволюции, борьбе за существование и наследственной изменчивости;
Теория относительности А. Эйнштейна интерпретировала движение объектов, находящихся в разных инерциальных системах отсчёта, т.е. объекты, движущиеся с постоянной скоростью относительно друг друга;
Теория Планка вводила представление о квантах электромагнитного поля, то есть атомы вещества испускают электромагнитную энергию отдельными порциями или квантами, а не непрерывно, как считалось раньше;
Теория вероятностей и изучение закономерностей в случайных явлениях, случайных величинах. Теория вероятностей занимается изучением случайных событий, наступление которых вероятно, но достоверно не известно.

Вышеназванные концепции существенно изменили представление об окружающем мире, его законах и показали ограниченность законов механики, и несостоятельность классического естествознания. 20 век характеризуется состоянием замешательства, когда старые постулаты не действительны, но и применение новым ещё полностью не найдено. Всем было понятно, что размышлять о процессах микромира с точки зрения ньютоновской механики неуместно. Механике отныне было отведено отдельное место, поскольку применялась она только для объектов с большой массой, движущихся на сравнительно малых скоростях.

Ещё одним научным направлением, развившимся из потребностей современной науки, стала синергетика. Её появление было инициировано глобальным синтезом научных дисциплин.

Синергетика изначально позиционировалась как междисциплинарный подход, занимающийся вопросами возникновения, поддержания и распада структур различной сложности.

Ключевым понятием синергетика стала самоорганизация, под которой понимался спонтанный переход открытой неравновесной системы, в сложную упорядоченную.

Объектом новой дисциплина стал система, но с условием, что она открыта, то есть может активно взаимодействовать с окружающей средой, а также неравновесная, то есть не находится в состоянии термодинамического покоя. Вопрос заключается в том, что большинство известных нам систем подходят под эту характеристику, иначе обстоит дело, если рассматривать вселенную. Допустим, вселенная является открытой системой, но что в таком случае принимать за внешнюю среду? Учёные предположили – вакуум. В развитии вселенной можно выделить две фазы: эволюционную – период плавного нарастания и усложнения и революционную, то есть резкий скачок и переход в новое устойчивое состояние.

Так же примерами открытых систем могут быть популяции, рост и формирование живого организма.

Вселенная, живые организмы или действие лазера – всё это системы, имеющие разную природу, и ко всем может быть применен синергетический подход, который можно выразить следующими позициями:

созидательное действие хаоса;
развитие большинства систем носит нелинейный характер, а значит, возможно существование нескольких эволюционных путей;
случайностей не бывает, они заложены в эволюционный процесс, и срабатывают при достижении системой точки бифуркации;
в систему заложена возможность разрушения через случайные отклонения или флуктуации. За счёт притока энергии извне, элементы системы расшатываются, и либо уничтожат систему, либо она перейдёт на качественно новый уровень.

Синергетика по своей сути относится к физическим дисциплинам, но её идеи скорее междисциплинарные. Именно синергетика подготовила базу для глобального синтеза науки, и легла в основу современной научной картины мира.

Неклассическое естествознание связано с созданием релятивистской и квантовой физики и приблизительно охватывает период с 20-х годов ХХ века и по последнюю четверть ХХ века, хотя формирование неклассической науки началось с исследования Фарадеем и Максвеллом явлений электричества и магнетизма, которые не допускали механического толкования. Неклассическая наука, концептуальные схемы которой созданы в квантовой механике и теории относительности, описывает реальность не как совокупность тел в пространстве, а как сеть взаимосвязей.

Развитие в XIX веке электродинамики явилось предпосылкой к созданию релятивистской (от лат. relativus — относительный) физики, в рамках которой была разработана теория относительности, включающая в себя специальную (частную) и общую теории относительности.

Квантовые представления, впервые введенные в физику в 1900г. М.Планком, послужили основой для создания квантовой физики, разработанной такими учёными, какН.Бор, М.Борн, В.Гейзенберг, Л.де Бройль и рядом других. Квантовая физика включает в себя следующие разделы: квантовая механика, квантовая теория поля, квантовая электродинамика, квантовая термодинамика, квантовая гравитация и некоторые другие. Идея квантов не только лежит в основе физики микромира (атомной физики и физике элементарных частиц), но и нашла применение в других естественных науках, в том числе в химии и биологии.

В эту эпоху происходит своеобразная цепная реакция революционных перемен не только в физике, но и в других областях знания.

На основе релятивистских и квантовых представлений во второй половине ХХ века развивалась космология, в рамках которой разрабатываются различные модели Вселенной, общепризнанной среди которых стала модель нестационарной эволюционирующей Вселенной. Большой вклад в создание нестационарной релятивистской космологии внесли такие учёные как А.Эйнштейн, А.Фридман, Ж.Леметр, Г.Гамов, Э.Хаббл и другие.

В химии возникла квантовая химия, фактически стёршая грань между физикой и химией. Квантовая химия рассматривает строение и свойства химических соединений, их реакционную способность, кинетику и механизм химических реакций на атомарном уровне (моделях электронно-ядерного взаимодействия, представленных с точки зрения квантовой механики).

Развитие биологии в ХХ веке определяется переходом исследований о живом на более глубокий уровень – молекулярный. Одним из главных событий в биологии стало становление генетики, науки о законах наследственности и изменчивости организмов.

Генетика сыграла большую роль в утверждении и развитии дарвиновской теории эволюции. Эволюционная генетика исследует генетические механизмы отбора, роль отдельных генов, генетических систем и мутационного процесса в эволюции. Фундаментальный вклад в разработку проблем генетики внесли советский генетик С. С. Четвериков, американский учёный С. Райт и английские – Дж. Холдейн и Р. Фишер, заложившие в 20—30-х гг. основы генетико-математических методов и генетической теории отбора.

Использование в качестве объектов генетических исследований микроорганизмов и вирусов, а также проникновение в генетику идей и методов химии, физики и математики привели в 40-х гг. ХХ в. к возникновению и бурному развитию молекулярной генетики .

Объект науки — микромир. Научная картина мира утрачивает сугубо механическую интерпретацию. В этот период происходит открытие специальной и общей теории относительности, способствующих отказу от центризма. Все системы отчета равноправны, результаты должны формулироваться в соответствии с определенной системой отчета. Утверждается понимание того, что любая научная истина относительна. Формируется представление о принципиальном единстве вселенной. Научное знание зависит не только от объекта, но и от субъекта. Все законы, сформулированные наукой есть суждения. В процессе научного познания особое значение стало придаваться его социальным последствиям. Целый ряд областей науки напрямую связан с исследованием человека.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Неклассическое естествознание.docx

Неклассическое естествознание. Объект науки — микромир. Научная картина мира утрачивает сугубо механическую интерпретацию. В этот период происходит открытие специальной и общей теории относительности, способствующих отказу от центризма. Все системы отчета равноправны, результаты должны формулироваться в соответствии с определенной системой отчета. Утверждается понимание того, что любая научная истина относительна. Формируется представление о принципиальном единстве вселенной. Научное знание зависит не только от объекта, но и от субъекта. Все законы, сформулированные наукой есть суждения. В процессе научного познания особое значение стало придаваться его социальным последствиям. Целый ряд областей науки напрямую связан с исследованием человека.

Гюйгенс предложил волновую

Бекон и Декарт — методы науки

Коперник — в центре солнце.

1895 — открытие электрона Томсоном

1911 г. — модель атома Резерфорда

1932 — открыта элементарную частицу -нитрино

После кризиса позитивизма в середине века, кризиса, который реализовался в значительной мере через преобразование оснований истории, философии и социологии науки, часто возникало сомнение: а можно ли вообще говорить о естествознании в прежнем смысле слова, не трансформировалась ли наука настолько, что вполне допустимо рассматривать вопрос о ее конце? Само допущение такой возможности многим кажется кощунственным, и в защиту науки обычно приводятся аргументы примерно такого рода: основная масса исследований наших дней вполне вписывается в рамки науки Нового времени, отвечает всем ее характеристикам и дает прекрасные результаты, а если квантовая механика, современная космология, теория множеств или синергетика в чем-то и выходят за ее пределы, то их фундаментальные основания тем не менее остаются прежними. Под фундаментальными основаниями вполне справедливо понимаются такие признаки науки, как: объективность научного знания, исключение из него (по возможности) всего субъективного, случайного; стремление к истинности знания как его соответствия объекту изучения, который противостоит ученому и никак от него не зависит; воспроизводимость научных результатов в эксперименте; кумулятивное накопление знаний в историческом развитии; соответствующее понимание причинности в истории науки (как внешнего воздействия социальных факторов на развитие научных идей) и ряд других. Тем не менее исторические, философские, социологические исследования науки во второй половине, а особенно в конце XX в., поставили под вопрос эти основополагающие принципы естествознания.

Так начало зарождаться неклассическое естествознание, имевшее свою собственную картину мира, абсолютно отличающуюся от классической.

1 ПОЯВЛЕНИЕ НЕКЛАССИЧЕСКОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

В XVII-XVIII веках, естествознание все наблюдаемые явления, в том числе социальные процессы старалось объяснить на основе законов механики Ньютона. В XIX веке в связи с изучением электрических и магнитных явлений стало ясно, что законы механики Ньютона не могут играть роль универсальных законов природы. Теперь на эту роль претендовали законы электромагнитных явлений. Исходя из этой претензии Фарадей, Максвелл, Герц и др. создали электромагнитную картину мира. Экспериментальные открытия сделанные на основе строения материи в конце XIX - в начале ХХ обнаружили существующее противоречие между электромагнитной картиной мира и фактами опыта. В 1895-1896 годах было открыто радиоактивное явление, рентгеновские лучи. В 1897 году английский физик Д. Томпсон, открыв элементарную частицу, понял, что электроны являются составной частью атомов, из которых состоит материя. Несмотря на то, что Томпсон предложил первую модель атома, эта модель просуществовала недолго.

В 1911 году Резерфорд создал планетарную модель атома: у этого атома в центре находится тяжелое, положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются электроны. Резерфорд открыл a- и b-лучи, предсказал существование нейтрона. Однако планетарная модель атома согласовывалась с электродинамикой Максвелла.

Немецкий физик М. Планк в 1900 году выдвинул идею о квантовом влиянии (постоянная Планка) и, исходя из этой идеи открыл законы излучения только темных тел. В это время стало известно, что излучение и поглощение электромагнитного излучения происходит дискретно, определенными конечными порциями.

Вышеназванные научные открытия, в корне изменив представления о мире и его законах, показали ограниченность классической механики. Однако после обнаружения ограниченности классическая механика не исчезла бесследно, просто были четко определены границы применения ее принципов, и в результате стало ясно, что законы классической механики действительны только для объектов с большой массой совершающих работу движениями на маленькой скорости.

Хейзенберг, характеризуя развитие естествознания в начале XX века, отмечал, что до формулирования теории относительности и квантовой механики, в физике господствовали недоверчивость и замешательство. С одной стороны ни у кого не было желания разрушать старую физику, с другой стороны всем стало ясно, что говорить о внутриатомных процессах понятиями старой физики стало невозможным. Хейзенберг писал: «В тот период физики чувствовали, что они отказываются пользоваться понятиями, которыми они пользовались до этого времени, чтобы выбрать направление в пространстве природы, эти понятия можно было использовать лишь в неточном и расплывчатом значении.

В связи с тем, что полный анализ важных достижений, сделанных в неклассический период развития естествознания, находится за пределами наших возможностей, можно дать краткое резюме философско-методологических результатов, вытекающих из этих достижений.

В конце XIX - начале ХХ века такие философские категории, как материя, движение, пространство, время, противоречие, детерминизм, причинность и др. находились в центре научных дискуссий, проводимых в естествознании.

2. Зависимость приближения друг к другу объекта и субъекта познания от методов и средств, использующихся в приобретении знаний.

3. Укрепление и расширение идеи единства природы и увеличение роли подхода к природе как к субстанциональному целому.

5. Глубокое проникновение в естествознание диалектических противоречий, важная характеристика как объектов естествознания, так и принципов познания.

6. Приобретение статистическими закономерностями определяющей значимости в сравнении с динамическими отношениями в естествознании.

7. Коренное изменение способа мышления и притеснения в науке метафизики со стороны диалектики.

8. Изменение представлений о механизме зарождения научной теории.

2 ЭВОЛЮЦИЯ КАРТИНЫ МИРА: КЛАССИЧЕСКАЯ, НЕКЛАССИЧЕСКАЯ, ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКАЯ

3 НЕКЛАССИЧЕСКОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И КАРТИНА МИРА В НЕМ

Неклассическое естествознание характеризуется следующими моментами. Возрастание роли философии в развитии естествознания и других наук.

Читайте также: