Классификация это в естествознании кратко и понятно

Обновлено: 05.07.2024

Другая классификация наук и отраслей естествознания опирается на представление о формах движения материи Ф. Энгельса. Он выделял следующий ряд форм движения материи (от низшей к высшей): механическая, физическая, химическая, биологическая, социальная (экономическая). Этой последовательности соответствуют науки, занимающиеся изучением этих форм движения материи: механика, физика, химия, биология, общественные науки. Академик Б.М. Кедров предложил на уровне химической формы движения материи производить деление ряда на две ветви [7]. Одна ветвь через неорганическую химию переходит в геологическую, а другая - через органическую химию переходит в биологическую и далее в социальную форму движения. С.Т. Мелюхин предложил еще одну схему развития форм движения материи, в которой каждая низшая форма движения переходит в высшую и продолжает сосуществовать с ней. В 1970-е гг. B.C. Лямин предлагает продолжить геологическую ветвь географической формой движения, оставив за геологией изучение явлений, происходящих в литосфере, а за географией - тех, которые имеют место в гидросфере и атмосфере [12].
Помимо этих классификаций существует еще достаточно большое количество схем разделения науки и естествознания на отрасли.
Классификации позволяют в общем случае хотя бы приблизительно судить о соотношении наук и служат цели систематизации представлений о научных направлениях. Однако описанные классификации встречают определенные возражения. Есть мнение, согласно которому любое разделение науки на отрасли знания несет на себе отпечаток субъективности, так как природа едина. Поэтому известный ученый Я.Х. Вант-Гофф полагал, что всякие деления научных дисциплин произвольны, ибо наука, как и природа, отражением которой она является, образует одно неразрывное целое. А по мнению В.И. Вернадского, рамки отдельных наук, на которые распадается знание, не могут точно определить область научной мысли исследователя. Тогда целесообразно специализироваться не по наукам, а по проблемам.

Сложившееся разделение наук

В настоящее время предпринимаются дальнейшие попытки классификации науки и отраслей естествознания. Особые споры ведутся при выявлении наиболее фундаментальных (общих, основных) направлений. Для того чтобы составить общее представление о том, как делятся современные естественные науки, можно обратиться к представлению наук в классических университетах. Как правило, здесь выделяются физический, химический, биологический, геологический и географический факультеты. В нашей стране иногда к биологическим добавляют почвенный факультет.
В Российской академии наук несколько иная классификация фундаментальных отраслей науки естествознания. О ней можно судить по списку отраслей знания, по которым Российским фондом фундаментальных исследований объявляется конкурс грантов на поддержку исследований. Классификатор имеет три уровня, два из которых приводятся ниже:

01. Математика, информатика, механика	04. Биология и медицинская наука
0l·-100 Математика	04-100 Общая биология
01-200 Информатика	04-200 Физико-химическая биология
01-300 Механика	04-300 Физиология и медицинская наука
02. Физика и астрономия	05. Науки о Земле
02-100 Ядерная физика	05-100 Геология
02-200 Физика конденсированных сред	05-200 Геохимия
02-300 Оптика. Квантовая электроника	05-300 Горные науки
02-400 Радиофизика, электроника, акустика	05-400 Геофизика
02-500 Физические основы энергетики	05-500 Океанология
02-600 Физика плазмы	05-600 Физика атмосферы
02-700 Теоретическая физика	05-700 География и гидрология суши
02-800 Астрономия	06. Науки о человеке, природе и обществе
03. Химия	06-100 Исторические науки
03-100 Органическая химия	06-200 Экономические науки
03-200 Неорганическая химия	06-300 Философские и социальные науки, психология
03-300 Высокомолекулярные соединения	06-400 Лингвистика, филология, культурология, искусствоведение
03-400 Физическая химия
03-500 Динамика и структура атомно-молекулярных систем
03-600 Фундаментальные проблемы формирования материалов

О классификации наук в настоящее время можно судить по списку из 22 направлений, по которым в нашей стране присуждается степень кандидата и доктора наук: архитектурные науки, биологические науки, ветеринарные науки, военные науки, географические науки, геолого-минералогические науки, искусствоведение, исторические науки, медицинские науки, педагогические науки, политологические науки, психологические науки, сельскохозяйственные науки, социологические науки, технические науки, фармацевтические науки, физико-математические науки, филологические науки, философские науки, химические науки, экономические науки и юридические науки.
Таким образом, вопрос классификации естествознания восходит к традиции и историческим причинам. Так или иначе, исходя из различных классификаций (как чисто научных, так и ведомственных), а также из структуры большинства классических университетов, можно выделить пять фундаментальных направлений естествознания: физика, химия, геология, биология и география. Эти дисциплины можно сгруппировать следующим образом: физико-химический цикл, изучающий наиболее общие свойства материи и ее видов (субстанций и веществ); цикл наук о Земле, рассматривающий вопросы проявления общих свойств материи на Земле; биологические науки, с этой точки зрения имеющие двойственную позицию: с одной стороны, они занимаются свойствами материи, а с другой - в рамках этих наук рассматривают и распределение жизни на Земле в пределах различных систем разного ранга (биогеоценозы - от самых малых до всей биосферы). Кроме указанных наук частично в этот круг включают психологию как науку, имеющую дело со всевозможными разумными существами. Проблемой классификации естественных наук является определение места некоторых дисциплин, которые выделились или всегда существовали параллельно, тесно переплетаясь с уже рассмотренными дисциплинами, но при анализе оказываются как бы в стороне: медицина, сельскохозяйственный цикл наук, почвоведение, земледелие и т.д. Особое место занимает математика, которая по существу является достаточно универсальным языком для естественно-научных дисциплин.

Подходы к классификации наук

Сложившееся разделение наук

01. Математика, информатика, механика	04. Биология и медицинская наука
0l·-100 Математика	04-100 Общая биология
01-200 Информатика	04-200 Физико-химическая биология
01-300 Механика	04-300 Физиология и медицинская наука
02. Физика и астрономия	05. Науки о Земле
02-100 Ядерная физика	05-100 Геология
02-200 Физика конденсированных сред	05-200 Геохимия
02-300 Оптика. Квантовая электроника	05-300 Горные науки
02-400 Радиофизика, электроника, акустика	05-400 Геофизика
02-500 Физические основы энергетики	05-500 Океанология
02-600 Физика плазмы	05-600 Физика атмосферы
02-700 Теоретическая физика	05-700 География и гидрология суши
02-800 Астрономия	06. Науки о человеке, природе и обществе
03. Химия	06-100 Исторические науки
03-100 Органическая химия	06-200 Экономические науки
03-200 Неорганическая химия	06-300 Философские и социальные науки, психология
03-300 Высокомолекулярные соединения	06-400 Лингвистика, филология, культурология, искусствоведение
03-400 Физическая химия
03-500 Динамика и структура атомно-молекулярных систем
03-600 Фундаментальные проблемы формирования материалов

Классификация призвана решать две основные задачи: представлять в надёжном и удобном для обозрения и распознавания виде всю изучаемую область и заключать в себе максимально полную информацию о её объектах. Различают естественные и искусственные классификации в зависимости от существенности признака, который кладётся в её основу. Естественные классификации предполагают нахождение значимого критерия различения, искусственные могут быть в принципе построены на основании любого признака. Вариантом искусственных классификаций являются различные вспомогательные классификации типа алфавитных, технических и тому подобных указателей. Разные классификации по-разному справляются со своими задачами. Так, искусственная классификация, в которой группировка осуществляется на основании лишь отдельных, произвольно выбранных и удобно различимых свойств объектов, может решить только первую из указанных задач. В естественной классификации группировка происходит на основании комплекса свойств объектов, выражающих их природу, и таким образом объединяет их в естественные группы, а сами группы в единую систему. В такой классификации число свойств классифицируемых объектов, поставленных в соответствие с их положением в системе, является наибольшим по сравнению с любой другой группировкой этих объектов. Естественная классификация, в отличие от искусственной, основываясь на полноте понимания содержания классифицируемых объектов, является не просто описательно-распознавательной, а пояснительной, объясняющей причины общности свойств классификационных групп, равно как и характер отношений между группами. Известными примерами естественной классификации в науках (см. Наука) являются: периодическая система химических элементов, классификация кристаллов на основе фёдоровских групп преобразований, филогенетические систематики в биологии, генеалогическая и морфологическая классификации языков. В отличие от искусственной классификации, зачастую строящейся на прагматических основаниях, естественная классификация возникает на основе материала наблюдений и массива опытных данных той или иной области знания в результате синтеза эмпирических обобщений и теоретических представлений. В целом, естественная классификация всегда в той или иной степени является содержательно-обоснованной типологией (см. Типология), способной решать содержательные задачи и прогнозировать новые результаты.

Наряду с естественными и искусственными, различают теоретические и эмпирические классификации. Существуют и иные деления классификаций, например на общие и частные (специальные). Общие классификации содержат обзор всей области объектов определённого рода, группируют их на основании свойств, выражающих их природную общность самих по себе, и несут информацию о причине этой общности, то есть о некоторой естественной закономерности. Общие классификации имеют место в фундаментальных науках, главная задача которых состоит в объективном познании действительности через выявление доминирующих в ней законов. Тогда как частные, или специальные, классификации характерны, прежде всего, для прикладных, практических отраслей знания, целью которых является обеспечение деятельности. Предметная область частных, или специальных, классификаций более узкая, чем у общих классификаций. Они также исходят из объективных и зачастую немаловажных свойств классифицируемых объектов, но вся группировка в целом осуществляется здесь в целях удовлетворения определённых прагматических запросов. В целом, специальные классификации дополняют и расширяют то знание, которое дают общие классификации.

В логике (см. Логика) классификация является частным случаем деления — логической операции над понятиями. Деление — это распределение на группы тех предметов, которые мыслятся в исходном понятии. Получаемые в результате деления группы называются членами деления. Признак, по которому производится деление, именуется основанием деления. В каждом логическом делении имеются, таким образом, делимое понятие, основание деления и члены деления.

Классификации обычно представляются в форме деревьев или таблиц, которые в конечном итоге могут быть сведены к структуре древообразного иерархического порядка (см. Рис. № 1).

Рис. № 1. Дерево классификации.

Дерево классификации выглядит как множество точек (вершин), соединённых линиями (рёбрами). Каждая вершина представляет некоторый класс предметов (объёмов понятий), обладающих одинаковыми признаками. Эти классы называют таксонами (таксономическими единицами — см. Таксономия). Рёбра же показывают, на какие подвиды разбиваются данные таксоны. Вершина K₀ называется корнем дерева. Она репрезентирует (представляет) исходное множество предметов. Таксоны группируются по ярусам. В каждом ярусе собраны таксоны, полученные в результате применения одинакового числа операций деления к исходному понятию. Те таксоны, которые в данной классификации уже далее не делятся на свои виды, называются концевыми таксонами. Предельной является такая классификация, все концевые таксоны которой представляют собой единичные понятия. Однако в зависимости от целей, которые преследуются при построении классификации, концевые таксоны могут и не быть единичными понятиями.

Логической основой построения различного рода классификаций является операция деления понятий, а потому при классифицировании предметов должны выполняться все правила деления, специфицированные относительно классификации. Так, требование, чтобы деление осуществлялось по одному основанию, сохраняется, но теперь разрешается, чтобы каждый акт деления осуществлялся по собственному основанию, отличному от оснований, которые использовались в других актах деления. Сохраняется и требование, чтобы члены деления исключали друг друга, но теперь это относится только к таксонам одного и того же яруса (ясно, что таксоны разных ярусов этому требованию удовлетворять не могут). Дополнительно вводится ещё одно требование — классификация должна быть соразмерной, то есть она должна быть непрерывной, без скачков (пропусков ярусов).

Всякая добротная классификация требует разработки соответствующей ей номенклатуры — системы однозначных наименований для всех классификационных групп. При этом номенклатура должна отличаться уникальностью, то есть каждое наименование должно быть единственным и отличным от других; универсальностью, то есть являть единый набор наименований, принятый всеми специалистами в противовес названиям тех же групп в обычных народных языках; стабильностью, исключающей произвольные изменения наименований, и вместе с тем гибкостью, допускающей неизбежные изменения названий в связи с изменениями в классификации. Проблема создания номенклатуры выступает как специальная научная задача, которая (как это имеет место, например, в биологии), может регламентироваться специальными международными кодексами. Примеры тщательно разработанных и совершенных номенклатур дают химия, ботаника, зоология.

Развитие науки показывает, что становление классификации проходит ряд этапов: от искусственных систем к выделению естественных групп и далее к установлению системы естественной классификации. Так, химические элементы первоначально группировались искусственным образом по отдельным физическим свойствам. Затем сходные элементы объединялись уже в естественные группы на основании многих и разнообразных чисто химических свойств. Открытие Д. И. Менделеевым периодической зависимости свойств химических элементов от их атомного веса позволило упорядочить сами группы в целостной системе естественной классификации. В дальнейшем система Менделеева, которая была глубоким, но всё же эмпирическим обобщением, подверглась теоретической обработке на основе учения о строении атома. Периодичность изменения свойств элементов в зависимости от их порядкового номера в системе была объяснена периодическим изменением числа электронов в наружном слое атомов. Искусственными были и первые группировки в биологии.

В XX веке задачи построения генетических и генеалогических классификаций, а также обращение к глубинным структурным началам как факторам, объясняющим эмпирические общности в химической, кристаллографической, минералогической классификациях, привлекли внимание к теоретическим аспектам классификации, а в последние десятилетия среди специалистов различных отраслей знания стал обсуждаться вопрос о создании теории классификации, долженствующей обеспечить эффективность классификационной работы в науке. При этом одни видели свою задачу в разработке частных теорий классификации, ориентированных на те или иные конкретные области естествознания, другие же задались целью построить общую теорию классификации, приложимую ко всем его областям. Задача первых вписывается в компетенцию тех конкретных наук, классификациями которых они занимаются, цель же вторых измеряется общеметодологическим масштабом (см. Методология) и представляет собой феномен методологии науки (см. Методология науки).

Одной из самых первых зоологических дисциплин является систематика. В биологии это слово обозначает изложение существующей классификации живых организмов, а не общее учение про систему. Ещё до начала XIX века вся зоология представляла собой систематику в комплексе с фаунистикой, которая является неотделимой до сегодня. Но общая систематика (таксономия) до сих пор ещё не сформировалась в самостоятельную науку про классификацию организмов.

Задания таксономии

Разнообразие животных и растений классифицируются с использованием принципов, которые вытекают из строгой логики (здравого смысла), и знаний особенностей их строения, биологии, распространения. Систематика должна решить две основных задачи:

Практическая — найти способ наиболее быстрого определения любого живого организма.
Теоретическая — найти закон, по которому устроено многообразие животных и растений, построить естественную систему, отображающую этот закон (как, например, периодическая система элементов Д. И. Менделеева в химии).

С самого начала (не менее 300 лет) систематика растений и животных пребывает в состоянии молодой науки (в отличие от географии или ботаники, например). До сих пор описываются новые типы, радикально меняется классификация многих крупных групп, регулярно появляются новые методы и подходы к построению классификации.

Основные направления

В течение последних 50 лет в систематике сформировалось 4 основных направления:

Таксономический анализ

Учёный Карл Линней предложил иерархическую схему из пяти категорий: класс, ряд, род, вид и вариетет. Например, человек расположился в классификации К. Линнея в такой последовательности:

Класс: Mammalia.
Отряд: Primates.
Род: Homo.
Виды: sapiens, troglodytes.
Вариететы: ferus, americanus, europaeus, afer.

На сегодняшний день наивысшим рангом группировки всех живых существ является домен или надцарство. Такое название термина предложил Карл Вёзе в 1990 году.

Таксономический анализ представляет собой распределение признаков между таксонами, на основании которого таксоны группируются в надтаксоны. Фактически, это анализ таксонов и их выдающихся признаков.

Первый этап — составление таблицы таксон/признак. Такую таблицу приходится делать всем практикующим систематикам, будь то кладисты, или типологи, или представители других направлений.

Способы, которыми такая таблица превращается в классификацию, сильно отличается в разных школах. Таксоны группируются по два или более на основании подобия и различия. Равноценные признаки можно подсчитывать с помощью формул и сравнивать количество общих признаков и отличительных черт у разных таксонов. Если признаки считаются неравноценными, то больший вес может предоставляться или более давним примитивным, или более молодым и производным. Корреляция между признаками может учитываться или не учитываться.

Группировкам таксонов, которые вышли, предоставляется ранг соответственно с традициями, разветвлениями эволюционных линий, геологическим возрастом, соотношением между величиной хиатуса и числом представителей.

Природные признаки представляют собой описание таксона. Они включают в себя самые обычные и распространённые признаки, характерные для таксонов более высоких рангов. Например, самым природным признаком какого-либо рода является клеточное строение, какого-либо рода в составе типа хордовых — наличие хорды.

Природные признаки, в свою очередь, содержат в себе существенные и искусственные признаки. Существенный признак служит для различия таксонов в системе органического мира. Искусственный признак разграничивает род всего лишь от других родов такого же искусственного порядка. Это заменитель существенного признака, пока тот не найден. Существенные и искусственные признаки служат для разграничения родов, а природные — для их описания.

Традиционная классификация

Для обозначения таксонов, ранг которых ещё неясен, используются такие нейтральные термины, как фенон, форма, группа.

Фенон — фенотипически однородная выборка особей. Самцы и самки могут принадлежать к разным фенонам; в случае видов-двойников к одному фенону могут относиться представители нескольких видов.

Группа — виды, которые не имеют статуса подрода.

Понятие вида

Вид — основная систематическая категория. Это единственная таксономическая категория, объективное существование которой не поддаётся сомнению и подвергается экспериментальной проверке. Именно вид является исходной единицей систематики организмов.

Считается, что самостоятельные виды должны быть генетически изолированы. Особи, репродуктивно изолированные друг от друга, относятся к разным видам. Способные скрещиваться между собой должны быть отнесены к одному виду. Если генетическая изоляция доказана, то доказана и самостоятельность вида.

Однако репродуктивный критерий сложно использовать на практике при обработке коллекционных материалов. В практической работе для разграничения близких видов используется тройной критерий. Его применение позволяет надёжно определить, когда имеется дело с самостоятельными видами, а когда — с внутренне видовой изменчивостью (географической, гостальной, индивидуальной).

Морфологический критерий

Этот критерий позволяет, не проводя экспериментов по скрещиванию, оценить, являются ли две формы репродуктивно изолированными в природе.

Хиатус — выразительный разрыв в морфологических признаках, то есть отсутствие промежуточных вариантов между двумя формами. Противоположное понятие — трансгрессия: это перекрытие морфологических признаков, то есть наличие промежуточных вариантов.

Если две формы имеют хиатус в каких-нибудь морфологических характеристиках, то они, скорее всего, репродуктивно изолированы, а, значит, должны быть отнесены к разным видам. Если виды действительно самостоятельные, хиатус определяется даже между видами-двойниками.

Географический параметр

Если две близкие формы, разделённые хиатусом, имеют самостоятельные ареалы (расположение), которые не перекрываются, скорее всего, они являются самостоятельными видами. Если же две очень близкие формы, разделённые морфологическим хиатусом, встречаются совместно, то не исключено, что в иерархии они должны быть отнесены к одному виду.

Экологический признак

Классификация растений и животных до сих пор не развалилась только из-за консервативности большинства систематиков. В каждом направлении существуют интересные методы и подходы, которые можно использовать в практической работе.

1. Понятие и задачи естествознания
2. Взаимосвязь естественных наук
3. Деление естественных наук на фундаментальные и прикладные
4. Естественнонаучная и гуманитарная культуры
5. Этапы естественнонаучного познания природы
6. Формирование научной картины мира
7. Глобальные естественнонаучные революции
8. Космология и естественнонаучные революции
9. Уровни научного познания
10. Общенаучные методы познания: анализ, синтез, обобщение, абстрагирование, индукция, дедукция
11. Общенаучные методы познания: аналогия, моделирование, исторический метод, классификация
12. Методы эмпирического и теоретического познания
13. Формы научного знания

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Концепции современного естествознания. Шпаргалки предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

11. Общенаучные методы познания: аналогия, моделирование, исторический метод, классификация

Аналогия — процесс мышления, заключающийся в признании тождества какого-то признака двух предметов или явлений на основании их тождества в других признаках. Аналогия позволяет понять более сложные явления, исходя из их уподобления более простым.

Моделирование — воспроизведение свойств реального объекта на аналогичной ему модели. Модели можно разделить на два типа — материальные и абстрактные. Первые являются копиями реальных предметов или явлений (макеты построек, модели технических средств, смоделированные в лабораторных условиях природные явления и т. п.), вторые реально не существуют, они являются лингвистическими или математическими моделями (в виде системы уравнений).

Исторический метод — воспроизведение истории объекта во всей его многогранности, с учетом всех изменений и случайностей; к нему примыкает логический метод, основанный на логическом воспроизведении истории объекта с применением причинно-следственного аппарата.

Особым и сугубо научным методом познания является классификация (систематизация), то есть распределение в зависимости от общих признаков тех или иных объектов по классам (отделам, разрядам, группам и т. п.), фиксирующее закономерные связи между классами в единой системе, характерной для конкретной науки. Классификации являлись отправными точками для становления той или иной науки (например, биологии — после классификаций Бюффона и Ламарка).

Классификация — процесс упорядочивания известной уже информации, а при изучении новых объектов и явлений в их отношении делается вывод, принадлежат ли они к существующим классификационным группам или нет. При накоплении какого-то количества не поддающихся классификации объектов происходит пересмотр системы классификации. Для правильного упорядочивания объектов создана так называемая теория классификации, или таксономия, которая разработала принципы классификации и систематизации сложно организованных явлений и совокупностей объектов и применяется для создания классификационных систем в разных отраслях наук.

Читайте также: