История и современные концепции естествознания

Томанова Зоя Анатольевна, доц.,к.б.н..

Ф-т естественнонаучного образования ЛОИРО

Место естествознания в современной научной картине мира.

• Естествознание является совокупностью и интеграцией всех наук о природе. В естествознание входят такие главные компоненты, как физика, химия, биология, психология, география и другие науки.
• Концепция – это совокупность основных идей, определенная трактовка, основная точка зрения на какое-либо явление или совокупность явлений.
• Мировоззрение – это система взглядов человека, определяющая его отношение к миру.
• Господствующие в определенный исторический период научные картина мира и методология называются парадигмой.

Пути развития естествознания

Естествознание – знание естества (природы) включает в себя не только естественные науки, но и математику, логику, психологию и медицину и др.

Математика – стержень наук о природе.

Вначале – расслоение на отдельные направления: философия – астрономия – математика – физика – химия – биология и география

Сегодня – слияние наук в поиске истины – естествознание «сложного».

�Наука – это способ смотреть на мир�

«Знать, чтобы знать. Знать, чтобы мочь.

Мочь и действовать, чтобы полнее существовать».

​

Пьер Тейяр де Шарден.

​

​

​

НАУКА – ОСОБАЯ СФЕРА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

​

НАУКА ПОЗНАЕТ ОБЪЕКТИВНЫЕ ЗАКОНЫ ЯВЛЕНИЙ.

​

НАУКА ПОЗВОЛЯЕТ ПРЕДВИДЕТЬ ХОД СОБЫТИЙ.

​

ФОРМУЛА НАУКИ: ЗНАТЬ, ЧТОБЫ ПРЕДВИДЕТЬ И

​

ПРЕДВИДЕТЬ, ЧТОБЫ ДЕЙСТВОВАТЬ СО ЗНАНИЕМ ДЕЛА.

​

Функции науки: познавательная, практическая и мировоззренческая.

�НАУКА – СПОСОБ СМОТРЕТЬ НА МИР�

«Никто не знает сколько нужно знать,

для того, чтобы знать как мало мы знаем»

Восточная мудрость.

​

НАУКА – ЭТО ОПРЕДЕЛЕННЫЙ

​

ВИД ЗНАНИЯ

​

«Древо познания»

​

– образ различных верований

и мифов.

​

ОБЪЕКТИВНАЯ ИСТИНА – ВЕЧНЫЙ ИДЕАЛ НАУКИ

«О сколько нам открытий чудных �Готовят просвещенья дух�И Опыт, сын ошибок трудных,�И Гений, парадоксов друг,�И Случай, бог изобретатель...»�                                    

(А.С.Пушкин)

• ОСОБАЯ ЦЕЛЬ НАУКИ – ОТДЕЛИТЬ ИСТИНУ ОТ ЗАБЛУЖДЕНИЙ, ОБЪЕКТИВНОЕ ЗНАНИЕ ОТ СУБЪЕКТИВНОГО МНЕНИЯ

​

• ИСТИНА – РЕЗУЛЬТАТ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

​

• ИСТИНА – ЭТО ЗНАНИЕ, СОДЕРЖАНИЕ КОТОРОГО НЕ ЗАВИСИТ ОТ ПОЗНАЮЩЕГО СУБЪЕКТА (ЧЕЛОВЕКА)

Формы познания мира�«Мир не закончен и не точен, -�Поставь его на пьедестал�И надавай ему пощечин,�Чтоб он из глины мыслью стал».�Николай Ушаков

• ЭМПИРИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

ВАЖНЕЙШАЯ ОСОБЕННОСТЬ - ВОСПРИЯТИЕ МИРА С ПОМОЩЬЮ ОРГАНОВ ЧУВСТВ В НАБЛЮДЕНИЯХ И ЭКСПЕРИМЕНТАХ.

​

• ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

ПОЗНАНИЕ СУЩНОСТНОГО ЕДИНСТВА ЯВЛЕНИЙ, ИХ ВНУТРЕННИХ СВЯЗЕЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ МЫСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ФОРМЫ И МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

ЭМПИРИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

• Наблюдения -
• Эксперименты -
• Научные факты -

​

⇓

все это - основа для теоретического уровня познания мира

​

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

• ИДЕИ

​

• ПРИНЦИПЫ

​

• КАТЕГОРИИ И

​

• ТЕОРИИ -

​

• ЗАКОНЫ

МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

«Удивление – начало познания»

Аристотель.

Наблюдение — древний метод познания природы!

Слово метод происходит от греческого слова «методос» - способ, прием, путь.

​

​

МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

НАБЛЮДЕНИЯ БЫТОВЫЕ – приметы

1. погоды 2. событий

НАУЧНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ - долгий и трудоемкий процесс. Они требуют терпения, внимательности и специального оборудования.

Особенности:

а) целенаправленность – наблюдаю только это….

б) планомерность – наблюдаю по плану с этого момента времени по этот…

в) использую приборы – бинокль, телескоп, микроскоп и другие приборы.

Результат наблюдений — это сбор информации, который позволяет выдвинуть предположение (гипотезу), теорию, обобщение.

Во время наблюдения человек не воздействует на объект или явление, за которыми он наблюдает.

​

Эксперимент - более сложный метод изучения природы. �Он включает в себя :�наблюдения, измерения, записи и предполагает возможное воздействие человека на объект исследования

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТА

• 1. Ученые пытаются устранить все факторы, которые могут помешать опыту. В ходе научного опыта исследователь может создать для своего объекта специальные условия.
• 2. В ходе исследования экспериментатор может вмешиваться в ход процесса, например - изменять условия, в которых находится объект.
• 3. Как правило, каждый научный опыт повторяется множество раз и каждый раз производятся записи и расчеты
• 4. Важным достоинством эксперимента является его открытость. Результаты экспериментов открыты для всех. Только после многократных подтверждений другими учеными, результаты научного эксперимента могут называться научным фактом.

І. История естествознания

Хотите узнать природу �и оценить ее красоту, то нужно понять язык, на котором она разговаривает.

Она дает информацию �лишь в одной форме и мы не вправе � требовать от нее,

чтобы она изменила �свой язык,

чтобы привлечь наше �внимание.

Р. Фейнман

І.І. Становление естествознания

• Наука, а точнее – донаучное или протонаучное повседневное стихийно-эмпирическое знание возникло практически одновременно с другим не менее важным культурным явлением – искусством.
• Фактически, наука и искусство – это два вида осознания, анализа и отражения окружающего нас мира: интеллектуальный и чувственный.

Исследования каменного века подобны театру –

они полны неожиданностей.

Ж. Лалан

Неолитическая революция

• Изменение климатических условий
• Переход к земледелию и скотоводству
• Оседлый образ жизни
• Этот переход английский археолог Гордон Чайльд назвал неолитической революцией.
• Первыми очагами земледелия стали следующие области Ойкумены (населенного мира): Передняя Азия, Юго-Восточная Азия, Северо-Восточная Африка, Центральная Америка, Анды.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ

«Кто владеет информацией –

тот владеет миром»

Современная пословица.

​

​

Древние цивилизации – Египет, Вавилон, Индия, Китай.

Успехи в области астрономии, математики, химии и биологии.

Жрецы – носители и хранители знаний.

І.І. Становление естествознания

Особенности мифологической картины мира

1. Знания переплетаются с фантастическими представлениями

​

• Абстрактно-логическое мышление связано с чувственным восприятием явлений знание с переживанием.

​

• Нет различения материи и сознания, мышления и чувств

​

• Нет естественного и сверхъестественного

​

• Эти представления будут связаны в дальнейшем с религией

Египет – страна чудес Та-Кем, жившая в космическом ритме и умевшая хранить тайны

​

«Все на свете боится времени, а время боится пирамид»…

Древняя поговорка

• Астрономия и солнечный календарь.
• Плавление металлов.
• Математика и геометрия.
• Косметология и медицина.

​

​

Древний Египет

​

​

​

​

​

Ахмес – 14 в. до н.э – великий математик

​

​

​

Индия. Учение о гармонии души и тела и постижение мира путем слияния с ним

«Тела проходящи, мертва их отдельность;

Лишь Вечного Духа жива беспредельность»….

«Махабхарата»

Принц Гаутама (Будда):

«Все для всего всегда»…

«Отвага

– отчаяние

– отрада»….

​

Китай – или Поднебесная как воплощение космического действия, учение о Дао, цикличность катастроф.

«Тот, кто знает, не говорит.

Тот, кто говорит, не знает…»

Из поэмы «Дао дэ цзин».

ЛАО ЦЗЫ 4-3 ВВ.ДО Н.Э

​

Дао дэ – сила в действии –

даосизм – философское учение.

Конфуций, Кун – цзы

Первая Академия - 318 ГОД ДО Н.Э.

Общественные школы

Древний Китай

• Бумага, набор для печати, порох и компас

​

Древний Китай

ІІ. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУКИ �в Древней Греции. Натурфилософия.

• Натурфилософия (философия природы, целостное учение об окружающем мире) –

первая историческая форма

научного знания.

​

ІІ. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУКИ �в Древней Греции. Натурфилософия.

• Древнейшая, известная нам,

научная школа, еще являвшая собой смесь математики, астрономии, философии, магии и мифологии была основана в конце VI в. до н.э. мудрецом Пифагором в Кротоне (Италия). Пифагорейский союз просуществовал более 150 лет и дал огромный толчок не только науке, но и политической жизни.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУКИ �в Древней Греции. Натурфилософия.

ПИФАГОР (570 – 496 г. до н.э)

• Учение о числе и музыкальной гармонии, свойства рядов чисел, придумал слово «философия», и «космос»

​

• Доказательства положений египетской и вавилонской математики (включая знаменитую теорему), теория пропорций

​

• В области астрономии пифагорейцы научились различать на небе 5 планет, первыми высказали идеи шарообразности Земли и центрального положения Солнца в нашей планетной системе.

Платон (428-348 до н.э.)

​

«Все есть число»

Пифагор

​

​

​

​

​

​

​

​

«Несведущим в геометрии вход воспрещен».

Надпись над Академией Платона

�Из чего состоит мир?�

• Аристотель (384-322 до н.э.) – «отец» наук о природе.�

• Мир един!
• Любая вещь состоит из материи (пассивное начало) и формы (активное начало).
• Форма форм – Бог, движущее начало мира.

​

Натурфилософия.�

Неопределенная хаотичная субстанция – первоматерия – приобретает свойства благодаря простейшим формам-антагонистам – теплому, сухому, холодному и влажному. Парное сочетание этих форм дает четыре стихии -первоэлемента – огонь (Т+С),

воздух (Т+В), воду (Х+В) и землю (Х+С).

В «надлунном» космическом мире, по Аристотелю, властвует пятая, неизменная и непревращаемая стихия – эфир (ибо «природа не терпит пустоты»

Заложил Аристотель и начала механики, а так же придумал первую в истории систематику животных, исследуя их анатомию и морфологию.

​

«Платон мне друг, но истина дороже!»

Аристотель

Натурфилософия.

Фалес из Милета – (624-546 до н.э).

• Древнегреческий философ, математик, астроном, физик, путешественник и купец, один из Семи мудрецов Греции.
• Сформулировал понятие субстанции или стихии, как основы материального мира. Считал первородной стихией воду
• Основал в Милете философскую школу.

Натурфилософия.�1. Из чего возникает природа?�2. Есть ли что-либо общее между телами и явлениями в природе? �

Гераклит - идеи:

• -      единство и вечность Вселенной;
• -      закономерность явлений;
• -      вечное движение;
• -      единство жизни природы и жизни духа.

Демокрит (460-370 гг. до н.э.) и Эпикур (около 341-271 до н.э.) (о первоначалах!).

​

​

�Рождение философии и появление ученых�

Левкипп и Демокрит считали:

• В основе материального мира лежат мельчайшие неделимые, подвижные, различные по форме (но строго геометрически совершенные) частицы – атомы. Благодаря их разнообразию и сложным сочетаниям достигается все многообразие мира.
• Вторым первоначалом мира считалась пустота.

Продолжателями атомистических идей Демокрита и Левкиппа стали греческий философ Эпикур и римлянин поэт Тит Лукреций Кар

«Наука освобождает человека от страха перед богами»

Лукреций Кар

Великие ученые Греции

• Евклид (около 300 до н.э.)- стоял у истоков Александрийской математической школы. Тринадцатитомный труд «Начала» излагал все математические достижения, включая теорию чисел, геометрию на плоскости, стереометрию.
• «Начала» лежат даже в основе современного школьного курса геометрии.

​

• Эратосфен (276-194 до н.э.) –александрийский ученый-энциклопедист, проявил себя в математике, географии, истории, филологии, музыке, философии и астрономии. Первым измерил длину меридиана.

• «Нет царского пути в геометрию!»

​

Великие ученые Греции

• Архимед (287-212 до н.э.) –Открыл несколько фундаментальных законов геометрии, механики, изобрел архимедов винт, архимедово колесо (для подъема воды), катапульту.
• Птолемей (83-161 н.э.) – александрийский географ, математик, музыкант и астроном. Известны его труды «География» и «Альмагест», обосновывавшие сложную геоцентрическую систему мира.

«Дайте мне точку опоры и я переверну Землю!»

Великие ученые Греции

• Гиппократ (460-356 до н.э.) – ученый-врач. Он первым выделил медицину из натурфилософии в качестве самостоятельной науки, - говорил, что все назначения должны быть индивидуальны для каждого человека. Помимо научных основ медицины Гиппократ сформулировал и ее этические основы, получившие название Клятвы Гиппократа, приносимой поныне молодыми медиками.

«Лечить надо не болезнь, а больного»

Великие ученые Греции

• Клавдий Гален (129-199 н.э.) – жил в Риме, став другом и придворным врачом императора Марка Аврелия. Написал свыше 250 работ. Главным объектом его исследований была «запретная тема» (вскрывать трупы было запрещено под страхом смерти) – анатомия человека и животных. Созданная Галеном терминология используется до сих пор, велико значение познаний о функциях спинного мозга, верно оцененное лишь в XIX в.

Великие ученые Греции

Плиний Старший (23-79 н.э.) – Гай Плиний Секунд замыкает наш ряд античных естествоиспытателей. Из обширного наследия этого римского администратора и писателя-энциклопедиста, до нас дошла его «Естественная история» в 37 томах, собравшая более 20000 фактов и основанная на собственных наблюдениях, рассказах и данных 400 других авторов.

• Погиб, наблюдая извержение Везувия, погубившее Помпеи и Геркуланум.

«Незнание природы – великая неблагодарность».�Плиний Старший�

НАУКА В СРЕДНЕВЕКОВЬЕ. ЕВРОПА

​

Наука в полной зависимости от богословия и схоластики. История алхимии.

​

«Сотворив преходящие вещи,

Бог сотворил и пространство, а вместе с этим и меру измерения вещей – время».

Августин.

​

​

В средневековой науке можно выделить три традиции познания:

​

-    Схоластическую традицию. В основу традиции легли принципы античного платонизма, истолкованные в духе христианства.

-    Герметическую традицию, опирающуюся на ритуал, магию, рецептурно - манипуляторное и предметно-преобразовательное начала, сверхъестественные силы. Самые яркие воплощения герметизма – средневековые алхимия, астрология, медицина.

-    Опытно-эмпирическую традицию, в которой критерием истинности и точкой отсчета был личный опыт. Эта традиция развивалась под влиянием античных естественнонаучных идей Аристотеля. Представители этой традиции видели в научном знании средство расширения практического могущества, улучшения реальной жизни людей.

�Фома Аквинский (1225-1274) – монах-доминиканец из Италии, создатель томизма – философской основы католицизма. �

• Фомой Аквинским были сформулированы пять логических доказательств существования Бога. Он рассматривал мир, как иерархическую систему, на нижней ступени которой находится природа, материальный мир, а на высшей – Божественный дух, творящий все сущее.
• Фома утверждал, что природа завершается в благодати, разум в вере, познание – в сверхъестественном откровении. Считал вредной любую науку, которая не направлена на познание Бога.
• Он сочетал в своем творчестве и исследованиях схоластическое и герметическое направление, будучи философом-схоластом и алхимиком.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

• Несмотря на это, в 1323 году был канонизирован, как святой католической церкви.

​

Алхимия – одно из наиболее известных направлений герметизма.

основные цели:

• поиски философского камня и иных способов «превращения» неблагородных металлов в золото или серебро,
• эликсира бессмертия, алкагеста (универсального растворителя).

​

• попутно решали многие практически важные задачи: ими были получены сведения о многих процессах и открыты различные методы производства продуктов, пользовавшихся большим спросом. Именно алхимики заложили фундамент для создания химии.

Середина Средневековья. Университеты.

«Книгопечатание, порох и компас – изменили облик и состояние мира!»

12 – 13 века – появление Университетов.

1160 год – Сорбонна, Париж.

1209 год – Оксфорд, 1209 год – Кембридж,

1224 год – Неаполь. 1300 год – Краков.

Появление практической химии.

Роджер Бэкон – основы экспериментального

метода. (1214-1294) – магистр Оксфордского университета, ученик и близкий друг Роберта Гроссетеста, философ и естествоиспытатель. Прослыл одним из самых смелых и передовых умов средневековья.

НАУКА В СРЕДНЕВЕКОВЬЕ. Развитие естествознания в арабско-мусульманском мире

​

Аль-Хорезми Мухаммед бен Муса (787-850) – среднеазиатский ученый, написал математический трактат- именно из него об алгебре узнали уже в XI веке европейские ученые. Кроме математики прославил свое имя трудами по географии и астрономии.

Врач Ибн-Сина (Авиценна), 980-1037) – великий медик, ученый, философ, музыкант, политик. В своих трактатах «Книга исцеления» и «Книга указаний и наставлений» изложил свои философские, естественнонаучные и музыкальные воззрения. Настоящей медицинской энциклопедией стал «Канон врачебной науки» в пяти частях, собравший воедино врачебные знания античности, индийских и среднеазиатских ученых, и использовавшийся сотни лет медиками Европы и Азии. Многие положения «Канона» до сих пор не утратили своего практического значения.

Развитие естествознания в арабско-мусульманском мире

Развитие естествознания в

арабско-мусульманском мире

Джабир ибн Хайям (721-815) - прославившийся в Европе под именем Гебер наиболее известен среди раннесредневековых арабских алхимиков.

«Все, что видим мы, - видимость только одна, Далеко от поверхности мира до дна. Полагая несущественным явное в мире, Ибо тайная сущность вещей, - не видна».

Астроном и поэт Омар Хайям, уже в 25 лет создал наиболее значительное произведение в области алгебры – «Трактат о доказательствах», как и другие арабские ученые он вел математические изыскания не только в области, алгебры, но и в области геометрии. Хайям был не единственно математиком, но и выдающимся физиком, минералогом, философом, астрономом, астрологом, метеорологом, врачом и, наконец, великим поэтом, создавшим бессмертные «Рубайи».

​

�

Великие географические открытия

ІІІ. Эпоха Возрождения и �революции в науке. 16 – 17 век.

Леонардо да Винчи

Эпоха Возрождения и революции в науке. 16 – 17 век.

Николай Коперник и

Джордано Бруно

Галилео Галилей��«Ничто великое не совершается� без страсти!»

Исаак Ньютон�«Гипотез не измышляю»

Механистическая картина мира

17 век – интегральное и дифференциальные исчисления.

Открытие законов механики движения планет И.Ньютоном и расчеты сил гравитации.

Золотой век Просвещения и путь к новой научной революции

• Иммануил Кант и Пьер Симон Лаплас – эволюция звезд

«Только две вещи удивляют меня: звездное небо над моей головой и моральный закон во мне»

Карл Линней

Диалектическое понимание мира. Эволюции. 18 – 19 век

и

С 19 века теоретическими науками становятся химия, термодинамика и учение об электричестве.

Закон сохранения и превращения энергии.

Клеточная теория Т.Шванна и М. Шлейдена в биологии. Теории Ч. Дарвина.

​

РОЖДЕНИЕ ХИМИИ

• Труды М.В.Ломоносова, �А. Лавуазье

Д. Дальтон – отец химии.

Система и закон Д.И.Менделеева

​

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА

Знание важнейших достижений науки позволяют понимать мир и место человека в нем. Эти знания создают широкое научное мировоззрение.

Научная картина мира служит промежуточным звеном между философией и достижениях наук.

Современная научная картина мира

• Особенность 20 века – НТР, превращение науки в ведущий фактор развития производства.
• Слияние наук, образование комплексных наук и производств.
• Синергетика – изучение переходов систем от хаоса к порядку.
• Связь с религией и философией
• Социальная ответственность ученых

Естествознание о микромирах

МИКРОМИР – атомно-молекулярный и квантовый

Естествознание о микромирах

МИКРОМИР – атомно-молекулярный и квантовый

Естествознание о микромирах

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ О МАКРОМИРАХ

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ О МАКРОМИРАХ�Макромир – это макроскопические тела размером � от 10-6 до 107 см.

Вещества и тела

Пространство-время объективно, реально,� это всеобщие формы бытия материи; �единство пространства-времени выражается в совместном их изменении в зависимости от концентрации масс и скорости их перемещения; �пространство многомерно и обратимо, а время необратимо и одномерно.� 

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ О МЕГАМИРАХ

Вселенная – 18 – 14 млрд. лет назад

• Примерная картина распределения вещества во Вселенной

Распределение космического вещества во Вселенной.

Рождение и гибель звезд

Млечный Путь

Солнечная система

Биосфера Земли

Мы в ответе за нашу Землю!

• Таким образом, целостный подход с учетом и физической, и гуманитарной ветвей культуры дает возможность более глубоко понять мир, может изменить даже идеологию, выяснить причины потрясений в обществе, столь неустойчивом в бурно меняющемся мире в конце XX века, когда человек часто теряет ориентацию в отсутствие стабильных критериев и ценностей и обоснованного научного объяснения всех происходящих в мире явлений.

Макс Борн сказал:

​

«Человеческие и этические ценности не могут целиком основываться только на научном мышлении».

«Наука представляет собой внутренне единое целое. Ее разделение на отдельные области обусловлено не столько природой вещей, сколько ограниченной способностью человеческого познания. В действительности существует непрерывная цепь от физики и химии через биологию и антропологию к социальным наукам, цепь, которая ни в одном месте не может быть разорвана, разве лишь по произволу».

Спасибо за внимание!