Ольга Стрельник - Концепции современного естествознания: конспект лекций

• Название: Концепции современного естествознания: конспект лекций
• Автор: Ольга Стрельник
• Жанр: Прочая научная литература

Непосредственной сдаче экзамена или зачета по любой учебной дисциплине всегда предшествует достаточно краткий период, когда студент должен сосредоточиться, систематизировать свои знания. В^тражаясь компьютерным языком, он должен «вывести информацию из долговременной памяти в оперативную», сделать ее готовой к немедленному и эффективному использованию. Специфика периода подготовки к экзамену или зачету заключается в том, что студент уже ничего не изучает (для этого просто нет времени): он лишь вспоминает и систематизирует изученное.

Предлагаемое пособие поможет студентам в решении именно этой задачи применительно к курсу «Концепции современного естествознания».

Содержание и структура пособия соответствуют требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

Издание предназначено студентам высших учебных заведений.

---

Следует отметить, что для эпохи Возрождения характерен пристальный интерес не только к естественнонаучным исследованиям, но и к магии, алхимии, астрологии. Философия и наука Ренессанса тесно связаны с мистикой и магией. в это время научное и квазинаучное знание существуют в тесном, почти неразрывном единстве (1.1).

Новое время в западноевропейской истории знаменуется быстрым развитием естественных наук: физики, астрономии, математики, химии. Основным предметом научных исследований выступает природа, понимаемая как огромная машина, функционирование которой подчиняется механическим закономерностям (1.8). Задачей естествознания становится выявление и количественное выражение этих закономерностей. ведущей естественно-научной дисциплиной выступает физика, а единственно допустимым научным языком – язык математических формул. Развитие естествознания диктует основную тему философской рефлексии в Новое время – тему возможностей создания универсальной науки и построения универсального метода. Новое время провозглашает занятия наукой наиболее важной деятельностью, способной избавить человечество от любых бед и страданий. Очевидно, что метод такой абсолютной науки должен гарантировать получение окончательной, полной и неизменной истины. Философия Нового времени и саму себя мыслит как универсальную систему окончательных научных истин, которая в случае правильного построения должна стать единственной, бесконечно растущей от одного поколения к другому системой знаний, дающей окончательные ответы на все возможные вопросы. Основы подобной научной методологии разрабатываются в философских учениях Ф. Бэкона, Дж. Локка, Р. Декарта, Б. Спинозы, Г. Лейбница и др. В Новое время решается важнейшая культурная задача создания основ нового типа мировоззрения, новой системы ценностей и, в конце концов, нового исторического типа сознания, главная составляющая которого – познание объективных закономерностей природы. Новый тип сознания становится той духовной почвой, на которой вырастает дерево классического экспериментального естествознания.

Идеал универсальной науки остается основной темой философских размышлений и в эпоху Просвещения (XVIII в.). Просвещение заимствует из эпохи Возрождения культ человека, из Нового времени – культ науки и разума, дополняет их верой в неограниченный прогресс, идеей всеобщего равенства людей перед законом и принципом историзма в мышлении. Характерная черта философии XVIII в. – исторический и гносеологический оптимизм. В размышлениях о природе просветители проводят принципы детерминизма и механистического материализма. Природа понимается как часовой механизм, который может быть разобран по винтику, а затем вновь собран в нужном виде. Многие идеи Возрождения и Нового времени просветители доводят не просто до логического конца, но до абсурда. Так, панацеей от всех бед человечества философы XVIII в. провозгласили распространение научных знаний. При этом исключалась даже мысль о возможности злоупотребления знаниями или о границах познающего рассудка. Пафос переустройства жизни на разумных началах в конце XVIII в. обернулся ужасом Великой французской революции. Именно это историческое событие впервые пошатнуло слепую веру в научный разум и его безграничные возможности и создало некоторые предпосылки для возникновения неклассической науки. Другой причиной возникновения неклассического естествознания стала внутренняя логика развития самого научного знания, которая привела к отказу от прежней парадигмы и созданию нового типа научного сознания, формирование которого продолжается и по сей день.

2.2. Астрономия в XVI–XIX вв

Необходимость создания целостной, логически стройной и простой теории, описывающей устройство мира, а также неудовлетворенность христианской картиной мироздания послужили необходимыми предпосылками для создания в эпоху возрождения гелиоцентрической системы. До этого астрономы использовали либо геоцентрическую систему Птолемея, либо апеллировали к библейской схеме устройства мира. Необходимость новой теории диктовалась также потребностями быстро развивающейся в XVI в. мореходной практики, неудовлетворенностью юлианским календарем, который не позволял с необходимой точностью определять даты церковных праздников, а также нуждами астрологии, которой в то время увлекалось большинство образованных людей.

Переворот в астрономии связан с именем польского философа и ученого Н. Коперника. Первые идеи своей гелиоцентрической системыг Н. Коперник высказал еще в работе «Малый комментарий» (1505–1507), однако полностью гелиоцентрическую систему он изложил только в 1543 г. в фундаментальном труде «Об обращениях небесных сфер». Н. Коперник работал над созданием своей концепции 30 лет, и книга вышла буквально накануне смерти великого ученого.

Согласно гелиоцентрической системе Н. Коперника, в центре мира находится Солнце, вокруг Солнца по круговым орбитам равномерно движутся планеты, среди которых находится и Земля вместе со своим спутником Луной. На огромном расстоянии от планетной системы располагается сфера звезд. Наблюдаемые движения небесных тел являются следствием как их собственного движения, так и перемещения Земли, осуществляющей годовое вращение вокруг Солнца и суточные вращения вокруг своей оси. По мнению Н. Коперника, вселенная конечна и ограничивается одной планетарной системой.

Предложенная Коперником гелиоцентрическая система почти сразу стала использоваться для решения практических задач, поскольку подтверждалась математическими расчетами и оказалась значительно точнее, хотя и не намного проще системы Птолемея. Эта система позволила объяснить смену времен года, с высокой точностью вычислить расстояния от планет до Солнца, объяснить все видимые перемещения Солнца и планет по небосводу и т. п. На основе гелиоцентрической системы была проведена церковная реформа календаря, и в 1582 г. на смену юлианскому календарю пришел григорианский. Однако вскоре гелиоцентрическая система была объявлена противоречащей христианскому мировоззрению, а фундаментальный труд Н. Коперника попал в реестр запрещенных книг. Тем не менее, несмотря на запреты, создание гелиоцентрической системы дало значительный импульс к началу научной революции. В середине XVII в. гелиоцентрическая система окончательно утвердилась в астрономии, подготовила нью-тонианскую революцию в физике и возникновение классической науки (2.3).

Неаполитанский монах Дж. Бруно сделал следующий важный шаг в развитии представлений о строении Вселенной. Изучая гелиоцентрическую систему Н. Коперника, Дж. Бруно не согласился с выводом о конечности и уникальности нашей Вселенной. По-видимому, под влиянием философских идей Н. Кузанского Дж. Бруно предложил концепцию множественности планетных систем и бесконечности Вселенной, согласно которой Солнце является звездой, совершенно равноправной с другими звездами, и поэтому не может находиться в центре мира. Поскольку наблюдается множество звезд, то должно существовать и множество планетных систем, часть которых вполне может быть населена разумными существами. Таким образом, в противовес идеям Н. Коперника Дж. Бруно предложил концепцию вечной, бесконечной Вселенной, во многих местах которой существуют жизнь и разум.

Важно отметить, что накопление эмпирических данных в астрономии, их математическая интерпретация и философское осмысление шли параллельно. Н. Коперник и Дж. Бруно, а позднее И. Ньютон и некоторые другие мыслители предлагали одновременно и естественно-научную теорию и ее философское обоснование, позволяющее сформировать целостный взгляд на устройство мира. Подобное единство философии и науки характерно и для современной космологии (4.1, 4.2).

Математическое уточнение положений гелиоцентрической системы было осуществлено немецким ученым И. Кеплером, который прояснил закономерности движения планет. Интересно, что в основе научных исследований И. Кеплера лежала религиозная идея поиска числовой гармонии вселенной, в которой, по мнению немецкого ученого, должен был выразиться замысел Творца. Основным мотивом научных изысканий И. Кеплера было как раз стремление постичь этот высший замысел. Результаты своего поиска И. Кеплер изложил в работах «Новая, изыскивающая причины астрономия, или Физика неба» (1609) и «Гармония мира» (1619).

Закономерности движения планет И. Кеплер сформулировал в виде трех законов. Согласно первому закону форма орбит, по которым движутся планеты, является эллиптической, а не круговой. второй закон утверждал неравномерность движения планет по орбитам: чем дальше планета находится от Солнца, тем меньше ее скорость. Третий закон говорил о том, что квадраты времен движения планет вокруг Солнца относятся друг к другу как кубы средних расстояний этих планет от Солнца. Законы И. Кеплера указывали на то, что движение планет определяется Солнцем, при этом действует единая сила, которая может быть выражена точным математическим законом. Для объяснения природы этой силы И. Кеплер представил Солнце в виде огромного магнита, а его действие на планеты описал в виде вихря, который возникает в эфире от вращения магнита. Немецкий астроном пришел к выводу, что сила, влияющая на движение планет, обратно пропорциональна расстоянию от Солнца. Однако дальнейшее развитие физики и создание И. Ньютоном механики показало, что этот вывод был ошибочным: сила тяжести, а именно ее природу пытался постичь И. Кеплер, обратно пропорциональна квадрату расстояний между объектами.