Естествознание и техника реферат

Обновлено: 05.07.2024

Как исторически менялись взаимоотношения естествознания и техники? Кто первый изобретатель – человек или природа? Какие успехи естествознания и техники ознаменовали эру научно-технической революции?

*Научно-технический прогресс. Взаимосвязь естествознания и техники. Научно-техническая революция.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС. ВЗАИМОСВЯЗЬ НАУКИ И ТЕХНИКИ. До сих пор мы больше говорили о техническом прогрессе. Однако он – лишь часть единого научно-технического прогресса человечества. Вторая его составляющая – это прогресс науки.

На заре человечества естествознание не могло оказать поддержки технике. Да его, собственно, тогда и не было. Поэтому все проблемы практики техника решала методом проб и ошибок (опытным, эмпирическим путем).

С древности человек стал накапливать сведения о растениях и животных, учиться у них адаптироваться к условиям естественной природной среды. Одновременно с этим он искал ответы на вопросы об устройстве мира, о силах, которые им управляют.

Постепенное разделение труда и появление новых видов деятельности поставило перед человеком новые задачи в овладении тайнами природы. В итоге строительство городов, храмов, развитие ремесел и т.п. привело к накоплению обширного свода знаний и навыков. Их закрепление и трансляция в специальных терминах способствовали зарождению ряда научных направлений (механики, астрономии и др.).

Это значит, что уже в древности единая философская мысль могла разделиться на отдельные науки. Однако процесс этого разделения затянулся до конца Средневековья.

Начавшееся в эпоху Возрождения бурное развитие промышленного производства нуждалось в теоретическом обосновании лежащих в его основе процессов, в открытии законов, которым эти процессы подчиняются. Это дало новый импульс развитию естествознания. Так, во второй половине XV в. оформляются отдельные естественные и математические науки. Но, к сожалению, они не могли еще оказать помощь практике: едва появившись, эти науки отставали в развитии от техники и производства. Однако по темпам развития они (науки) все же опережали их.

Среди значимых научных свершений XVI-XVIII вв. можно отметить: гелиоцентрическое учение Н. Коперника, закон всемирного тяготения И. Ньютона, кислородную теорию горения А.Л. Лавуазье и другие.

Постепенно наука стала догонять и даже несколько обгонять в развитии технику. Но все равно, она еще не была способна ставить перед техникой новые проблемы, указывать путь техническому прогрессу. Наоборот, техника предъявляла науке задачи, требующие скорейшего решения.

В XIX в (период быстрого развития капиталистическое производства) естествознание уже было в силах ставить и решать такие задачи, которые только лишь намечались на пути развития техники и промышленности.

Созданная паровая машина изначально отличалась низким коэффициентом полезного действия (КПД). Встала задача определить пределы КПД и выявить условия для его повышения. Успешность решения поставленной задачи привела естествознание к разработке механической теории тепла и кинетической теории газов, созданию термодинамики и, в итоге, к открытию закона сохранения и превращения энергии.

Во второй половине XIX в. наука сравнялась в темпах развития с техникой. Техника и производство становятся наукоемкими отраслями.

Среди успехов естествознания XIX в. отметим: устранение грани между неорганическими и органическими соединениями (К. Бертло, Ш. Жерар и др.), теорию химического строения А.М. Бутлерова, клеточную теорию Т. Шванна и М. Шлейдона, эволюционное учение Ч. Дарвина, периодический закон Д.И. Менделеева и другие.

Дальнейшие успехи естествознания привели к тому, что в XX в. наука стала опережать в развитии технику и производство. Шла подготовка к научно-технической революции, свершившейся во второй половине XX в.

Крупнейшими достижениями естествознания конца XIX в. и первой половины XX в. являются: раскрытие структуры атома; открытие радиоактивности; создание теории относительности, квантовой механики, кибернетики, генетики, реактивной техники; распространение электричества; расщепление атомного ядра и многое другое.

История научно-технического прогресса – это история взаимовыгодного союза науки и техники. Не только наука влияла на успехи техника, но и техника, ставя перед наукой новые проблемы, оснащая ее современными технологиями, стимулировала эволюцию науки.

ИЗУЧАЯ ПРИРОДУ, СОЗДАЕМ ТЕХНИКУ. Создавать технику человек учился у природы. Однако осознание того, что любой технический объект подчиняется природным законам, пришло к нему не сразу.

ОБРАЗ ЖИЗНИ. Вспомните свои прогулки по парку или по лесу, походы в зоопарк или ботанический сад. Все те места, где вы когда-либо могли наблюдать за жизнью растений или животных. Все они – удивительные творения природы, несущие в себе ее техническую мудрость и красоту.

Наблюдая за животными и растениями, человек мечтал о том, что сможет проникнуть в глубь земли, покорить морские и воздушные просторы, а потом и космос. Всем этим мечтам суждено было свершиться благодаря наблюдательности и пытливости выдающихся умов человечества.

Изучив скелет птицы, Леонардо да Винчи сконструировал подобный ему летательный аппарат, приводимый в движение мускульной силой человека. Чуть позднее он изменил конструкцию крыльев, сделав их похожими на крылья летучей мыши. Во второй половине XIX в. француз Труве разработал модель летательного аппарата, похожую на лебедя, взмывающего в высь (рис. __-а, б).

Но и растения не отставали от птиц. Летные качества семян лианы зенонии заметил изобретатель Этрих из Богемии. В 1904 г. по их подобию он построил планер с размахом крыльев в 6 м и грузоподъемностью в 25 кг. Потом Этрих не раз улучшал летные качества своего планера (рис. ___-в).

Рис. __. Летательные аппараты
а)	б)	в)

Первые цветочные часы шведского ботаника Карла Линнея. Ножи для бурения твердых пород по подобию зубов вымерших ящеров. Автоматические сортировщики писем, работающие по принципу избирательного распознавания предметов, присущего зрению лягушки. Компьютеры, имеющие по два жестких диска, как и животные, имеющие парные органы (две почки, две руки и т.д.). Высотные сооружения (Останкинская телебашня и т.п.), напоминающие стебли растений, например бамбука (утолщенные в основании и заостренные к верху). Пневматические ружья, созданные человеком и природой (желтые, бурые и иные мхи). Все это – лишь малая толика примеров заимствования человеком у природы технических решений.

Во второй половине XX в. в недрах естествознания сформировалась новая наука – бионика. Она родилась на стыке биологии, физики, математики и других наук. Ее достижения существенны для научно-технического прогресса.

Природа – первый и самый главный изобретатель на планете.

СОВРЕМЕННОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ В ЭПОХУ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ. Современный этап научно-технического прогресса называют научно-технической революцией. Суть этой революции – в коренном преобразовании промышленно-производственной практики человечества за счет превращения науки в лидирующий фактор развития всех сфер общественной жизни, в том числе и технической.

Сегодня естественные науки – реальная производительная сила. Они тесно переплетены с техникой и производством, а их достижения определяют облик современной цивилизации (табл. __).

Естественные науки и культура. Современная цивилизация носит техногенный характер. Это означает, что в системе этой цивилизации наука занимает одно из ведущих мест. Бесспорным является ведущая роль науки (прежде всего естествознания) в развитии материально-технического базиса современной цивилизации. Все, что нас окружает, было бы невозможно без развитой системы научного знания. В отличие от ремесленной техники античного и средневекового общества современная техника была бы невозможна вне ее научного фундамента. Атомная промышленность и энергетика, современный транспорт, химическая промышленность, электроника, биотехнология и медицина, телевидение и Интернет и т. д. и т. п. — все это немыслимо без науки.

Существует два противоположных мнения:

Сциентизм (scientia – знание, наука) – философская установка, согласно которой научное знание является наивысшей культурной и достаточным условием для ориентации человека в мире

Антисциентизм – концепция, согласно которой наука не имеет отношения к достижению существенных целей человеческой жизни или враждебна им.

Естествознание и развитие техники. В современной литературе по философии техники можно выделить следующие основные подходы к пониманию феномена науки в цивилизации:

1) техника рассматривается как прикладная наука;

2) развитие техники рассматривается как автономный процесс, но скоординированный с развитием науки;

3) потребности техники обусловливали развитие науки;

4) техника науки во все времена обгоняла технику повседневной жизни;

5) до конца XIX в. регулярного применения научных знаний в технической практике не было, но оно характерно для современных технических наук.

Эти подходы в существенной мере поставили вопрос о специфике техники в плоскость ее взаимосвязи с научным знанием. Отсюда основные модели этой взаимосвязи:

Линейная модель постулирует последовательную траекторию - от научного знания к техническому открытию и инновации. Данная модель подчеркивает примат науки, способствует пониманию техники как способа реализации, практической проверки научных знаний.

Эволюционная модель рассматривает три взаимосвязанные, но самостоятельные сферы: наука, техника и производство (или - более широко - практическое использование). Внутренний инновационный процесс происходит в каждой из этих сфер по эволюционной схеме.

Среди сторонников эволюционной модели заметное место занимает С. Тулмин. Он полагает, что выработанная им дисциплинарная модель эволюции науки применима также и для описания исторического развития техники. Новая идея в технике часто ведет, как и в науке, к появлению совершенно новой технической дисциплины. Техника развивается за счет отбора нововведений из запаса возможных технических вариантов. Данный подход заставляет обратить внимание на историю развития техники.

Модель техники науки или техники для науки предполагает, что наука развивалась, ориентируясь на развитие технических аппаратов и инструментов, и представляет собой ряд попыток исследовать способ функционирования этих инструментов. В качестве подтверждающего примера ссылаются на то, что многие технические изобретения были сделаны до возникновения экспериментального естествознания, например, созданы телескоп и микроскоп. А затем Галилей направил телескоп на Луну, на Юпитер и сделал свои астрономические открытия. Это не совсем соответствует действительности. Галилей был первым, кто создал действительно точные научные инструменты - телескоп и маятник, которые были результатом физической теории. При создании своего собственного телескопа Галилей не просто усовершенствовал голландскую подзорную трубу, а исходил из оптической теории, стремясь сделать невидимое наблюдаемым, из математического расчета, стремясь достичь точности в наблюдениях и измерениях. Декартовская и галилеевская наука имела огромное значение для техников и инженеров.

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Выявление специфики технических наук осуществляется обычно следующим образом: технические науки сопоставляются с естественными (и общественными) науками и параллельно рассматривается соотношение фундаментальных и прикладных исследований. При этом могут быть выделены следующие позиции:

1. Технические науки отождествляются с прикладным естествознанием.

Однако такое отождествление не соответствует действительности. Технические науки составляют особый класс научных дисциплин, отличающихся от естественнонаучных. Технические науки возникали в качестве прикладных областей исследования естественных наук, используя, и в то же время значительно видоизменяя заимствованные теоретические схемы, развивая исходное знание.

2. Естественные и технические науки рассматриваются как равноправные научные дисциплины.

В настоящее время все большее число исследователей философии техники придерживаются этой точки зрения. Каждая техническая наука - это отдельная и относительно автономная дисциплина, обладающая рядом особенностей. Техническая наука обслуживает технику, но является, прежде всего, наукой, т.е. направлена на получение объективного, поддающегося социальной трансляции знания.

В технических науках выделяются как фундаментальные, так и прикладные исследования. В настоящее время научно-технические дисциплины представляют собой широкий спектр различных дисциплин - от самых абстрактных до весьма специализированных, которые ориентируются на использование знаний не только естественных наук (физики, химии, биологии и т.д.), но и общественных (например, экономики, социологии, психологии и т.п.). Кроме того, некоторые части технических наук могут иметь характер фундаментального, а другие - прикладного исследования. То же справедливо и для естественных наук.

Прикладное исследование - это такое исследование, результаты которого адресованы производителям и заказчикам и которое направляется нуждами или желаниями этих клиентов, фундаментальное - адресовано другим членам научного сообщества. Современная техника не так далека от теории, как это иногда кажется. Для современного этапа развития науки и техники характерно использование методов фундаментальных исследований для решения прикладных проблем. Работа же, направленная на прикладные цели, может быть весьма фундаментальной. Критериями их разделения являются в основном временной фактор и степень общности. Таким образом, в научно-технических дисциплинах необходимо четко различать исследования, включенные в непосредственную инженерную деятельность, и теоретические исследования, которые мы будем далее называть технической теорией.

Инженерная деятельность предполагает регулярное применение научных знаний для создания искусственных, технических систем. В этом заключается ее отличие от технической деятельности, которая основывается более на опыте, практических навыках, догадке.

Естественные науки и социальная жизнь общества. Сильное влияние оказывает естествознание на жизнь человека в период индустриальной революции XYII - XIX веков. Наука становится базисом для промышленного освоения природы и превращается в могучую производительную силу. В промышленность активно внедряются машины и механизмы, заменяющие труд человека. Большая часть тяжелого физического труда передается машинам. Тесный союз науки и техники создает огромные возможности для наращивания темпов развития и удовлетворения материальных потребностей человека. Преображается жизнь, быт и труд человека, особенно в крупных городах. Человечество получает, электрический двигатель, электрическую лампу, телефон, телеграф, радио. В развитых странах строится сеть железных дорог. Создают первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Появляется электросварка, фотография, кино. Успехи в физике микромира в первой половине XX века переводят на новый уровень развития химию, биологию и медицину. Громадных достижений добивается синтетическая химия. Органическая химия и фармакология создали и направили в медицинскую практику большой ряд лекарств и вакцин, что дало возможность успешно бороться с такими заболеваниями как столбняк, полиомиелит, сибирская язва, туберкулез, проказа, чума, холера. Медицина освоила пересадку органов. Во второй половине XX века благодаря исследованиям ядерной физики появляются новые технологии, зарождаются новые виды энергетики. В 1954 году, во многом благодаря гению и организаторскому таланту И.В. Курчатова (1902-1960), была построена первая в мире атомная электростанция. Все активнее для получения энергии используются альтернативные источники - сила ветра, приливов, океанических волн, излучение Солнца, внутреннее тепло Земли. Наука превратилась в ведущий фактор развития производства. Меняется образ жизни большого количества людей. Техника, облегчающая труд на производстве и дома, автомобиль, радиотелефон, космическая связь, кино, телевидение, компьютер прочно вошли в жизнь и быт почти каждого современного человека.

(Современные философские проблемы естественных, технических и социально-гуманитарных наук : учебник для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук / под общ. ред. В. В. Миронова. – М. : Гардарики, 2006. – 639 с.)

Таким образом, инженерно-проектная установка проникает в сферу научных, в том числе физических, исследований, считающихся носителем господствующего до сих пор в сознании многих ученых образа науки. Это относится не только к классическому, но и к современному неклассическому естествознанию, которое демонстрирует тесную связь теоретического исследования не только с экспериментом, но и с техническими применениями. Именно современная неклассическая физика продемонстрировала, какое огромное влияние на технические приложения может оказать математизированное естествознание. Например, развитие ядерной физики непосредственно привело к практическим техническим результатам как в военной сфере, так и в области мирного использования атомной энергии, где эксперимент непосредственно перерастает в отрасль промышленности. Да и сам эксперимент представляет собой сложнейшую область не только науки, но и техники. В США до Второй мировой войны в инженерном образовании господствовала преимущественная ориентация на практическую, а не теоретическую подготовку инженеров. В новых же областях техники, развившихся преимущественно во время войны (техника сантиметровых волн, импульсная и компьютерная техника и т.п.), где практический опыт не компенсировал теоретических знаний, например квантовой механики, основной вклад в их развитие сделали физики. Они не имели опыта работы в области техники, но были достаточно основательно подготовлены в теоретической физике и математике.

Связь теоретической науки с промышленностью, инженерными приложениями является благотворной не только для техники, но и для самой науки. Очевидным подтверждением этому тезису служат космические исследования и космическая техника. Широкое использование компьютерной техники во всех областях науки и техники сопровождается перенесением принципов, например самоорганизации, обобщенных в кибернетике, на системы неживой природы, причем способ функционирования таких систем подчиняется одним и тем же основополагающим принципам, независимо оттого, относятся они к области физики, химии, биологии или даже социологии. Например, такие процессы самоорганизации вблизи лазерного источника света описываются лазерной физикой, причем лазер - это технический прибор, созданный именно на основе представлений неклассической физики.

Часто влияние техники на естествознание связывается с критикой механистических объяснений, причем утверждается, что, например, процессы саморегулирующегося гомеостазиса, характерные для живого, невозможно объяснить механически. Однако в настоящее время описание саморегулирующихся гомеостатических устройств стало общим местом в кибернетике. Механистическое объяснение, если его понимать как описание механизма природных явлений, не следует отождествлять с представлением мировой механики в виде пружинных часов с классическим передаточным механизмом. С помощью такого рода аналогий, конечно, сегодня не могут быть научно объяснены природные явления, но ведь и современные часы выглядят иначе - они стали электронной схемой с микропроцессором. Важно не отождествлять описание механизма природных явлений с редукцией их к одному-единственному основополагающему уровню (например, физико-химическому или атомному), признавать сложность связей элементов и взаимодействий в анализируемой системе и не считать приведенный на данном уровне развития науки список таких механизмов исчерпывающим.

Читайте также: