Основные этапы исторического развития естествознания - Естествознание - Скачать бесплатно
Дальневосточная Академия государственной службы
заочное отделение
Контрольная работа
по дисциплине: «Концепции современного естествознания»
Тема: Основные этапы исторического развития естествознания.
Хабаровск, 2001 г.
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
1.1. Древнегреческий период.
1.2. Эллинистический период.
1.3. Древнеримский период античной натурфилософии.
1.4. Вклад Арабского мира в развитие естествознания.
5. Естествознание в средневековой Европе.
1.6. Этап, называемый «научной революцией».
Глава 2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА, КАК МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ
Глава 3. РЕВОЛЮЦИИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы.
«Движение науки нужно сравнивать не с
перестройкой какого-нибудь города, где
старые здания немилосердно разрушаются,
чтобы дать место новым постройкам, но с
непрерывной эволюцией зоологических видов,
которые беспрестанно развиваются и в конце
концов становятся неузнаваемыми для
простого глаза, но в которых опытный глаз
всегда откроет следы предшествующей работы
прошлых веков» [1]
ВВЕДЕНИЕ
Концепция современного естествознания – новый предмет в системе
высшего образования. Насколько же нужно знать современную науку человеку,
который скорее всего, никогда сам не будет работать в ней?
Ответом на этот вопрос могут служить строчки из введения к новому
учебнику по «Концепции современного естествознания»: «В наши дни ни один
человек не может считаться образованным, если он не проявляет интереса к
естественным наукам… Дело в том, что наука – это не только собрание фактов
об электричестве и т.п. Это одно из наиболее важных духовных движений наших
дней.
Наука – это не только совокупность знаний. Науке можно учить, как
увлекательнейшей части человеческой истории – как быстро развивающемуся
росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой.
Преподаваемая… как часть истории «естественной философии» и истории проблем
и идей, она могла бы стать основой нового свободного университетского
образования, целью которого было бы готовить, по крайней мере, людей,
которые могли бы отличить шарлатана от специалиста»[2]
Итак, естествознание — неотъемлемая и важная часть духовной культуры
человечества. Знание его современных фундаментальных научных положений,
мировоззренческих и методологических выводов является необходимым элементом
общекультурной подготовки специалистов в любой области деятельности.
Поэтому, изучение естественных наук – важный фактор для подготовки
современных образованных специалистов.
Изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков –
потому что именно там закладывались ее основы.
Историю развития естествознания можно проследить с VI в. до н.э.
Начиная с эпохи Коперника история естествознания рассматривается в свете
научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов
природы.
Этапов выделяют иногда три-четыре, иногда более десяти. Переходы от
этапа к этапу и от одной научной революции к другой не похожи на
триумфальное шествие человеческой мысли. Основные направления ее развития
возникали в результате перебора многих «окольных путей», отступлений,
«периодов топтания на месте».
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Самыми древними науками можно считать астрономию, геометрию и
медицину, созданные жрецами Египта и Междуречья. Большие успехи в данных
направлениях были достигнуты также в Древнем Китае и Древней Индии. Следует
отметить определенные взаимосвязи, существовавшие между этими регионами
Древнего Востока. Астрономия и медицина не представляли собой в те времена
отдельных наук, а были прочно вплетены в ткань философско-религиозной
мысли. Математика начала развиваться для нужд астрономии, но именно
математика, по мнению ряда ученых, является единственной наукой,
сформировавшейся в Древнем Мире.
Формирование наук осуществлялось очень медленно. «Принято считать, что
к середине XVIII в. сформировались только четыре науки: механика, физика,
математика и астрономия. Великие системы биологии, как и первые основные
законы химии, пришлись на конец XVIII — начало XIX в., основные идеи
геологии находились в то время в стадии формирования»[3].
1.1. Древнегреческий период.
Естественнонаучные знания Древнего Востока проникли в Древнюю Грецию в
VI в. до н.э. и обрели статус науки как определенной системы знаний. Эта
наука называлась натурфилософией (от лат. natura — природа). Натурфилософы
были одновременно и философами, и учеными. Они воспринимали природу во всей
ее полноте и были исследователями в различных областях знания. Эта стадия
развития науки характеризуется концептуальным хаосом, проявлением которого
и стала конкуренция различных воззрений на природу. Во всех трудах
древнегреческих ученых естественнонаучные идеи тонко вплетены в философскую
нить их мысли.
В VI в. до н.э. в древнегреческом городе Милете возникла первая
научная школа, известная прежде всего не своими достижениями, а своими
исканиями. Основной проблемой этой школы была проблема первоначала всех
вещей: из чего состоят все вещи и окружающий мир? Предлагались разные
варианты того, что считать первоосновой всех вещей: огонь (Гераклит), вода
(Фалес), воздух (Анак-симен), апейрон (Анаксимандр). Следует особо
подчеркнуть, что эти первоосновы не сводились просто к огню, воздуху или
воде. Например, Фалес понимал под «водой» текучую субстанцию, охватывающую
все существующее в природе. Обычная вода входит в это обобщенное понятие
как один из элементов.
Другое научное сообщество рассматриваемого периода, пифагорейцы, в
качестве первоначала мира — взамен воды, воздуха или огня — ввели понятие
числа. Они также отмечали связь между законами музыки и числами. Согласно
их учению, «элементы чисел должны быть элементами вещей». Пифагор (582—500
гг. до н.э.) был не только известным математиком и астрономом, но и
духовным лидером своих учеников и многих ученых того времени. Пифагорейцы
проповедовали тип жизни в поисках истины, научное познание, которое, как
они считали, и есть высшее очищение - очищение души от тела. Следует
отметить, что пифагорейские числа не соответствуют современным абстрактным
представлениям о них. Пифагорейское число тянуло за собой длинный «шлейф»
физических, геометрических и даже мистических понятий.
Исследование первоосновы вещей вслед за учеными милетской школы были
продолжены Демокритом (ок. 460-370 гг. до н.э.) и его учителем Левкиппом,
которые ввели понятие атома. Новое учение, атомистика, утверждало, что все
в мире состоит из атомов — неделимых, неизменных, неразрушимых, движущихся,
невозникающих, вечных, мельчайших частиц. Учение об атоме явилось
гениальной догадкой, которая намного опередила свое время и служила
источником вдохновения для многих его последователей.
Самой яркой фигурой античной науки того периода был величайший ученый
и философ Аристотель (384-322 гг. до н.э.), авторитет которого был
незыблемым более полутора тысяч лет. Аристотель в совершенстве освоил
учение своего учителя Платона, но не повторил его путь, а пошел дальше,
выбрав свое собственное направление в научном поиске. Если для Платона было
характерно состояние вечного поиска без конкретной окончательной позиции,
то научный дух Аристотеля вел его к синтезу и систематизации, к постановке
проблем и дифференциации методов. Он наметил магистральные пути развития
метафизики, физики, психологии, логики, а также этики, эстетики, политики.
Сочинения Аристотеля разнообразны по тематике, многочисленны по объему
и значительны по влиянию, которое они оказали на дальнейшее развитие
различных наук. Среди его естественно-научных работ следует выделить прежде
всего «Категории», «Об истолковании», «Физика», «О небе», «Метеорологика»,
«Метафизика», «История животных», «О частях животных», «О передвижении
животных», трактаты по логике. Во многих из этих книг Аристотель
продемонстрировал всесторонние и глубокие по тому времени знания.
Аристотель разделял все науки на три больших раздела: науки
теоретические и практические, которые добывают знания ради достижения
морального совершенствования, а также науки продуктивные, цель которых —
производство определенных объектов. Формальная логика, созданная
Аристотелем, просуществовала в предложенной им форме вплоть до конца XIX в.
Зарождение медицины как самостоятельного научного знания связано с
именем Гиппократа (460—370 гг. до н.э.), который придал ей статус науки и
создал эффективно действующий метод, преемственно связанный с ионийской
философией природы. За этим методом стояли усилия древних философов дать
естественное объяснение каждому явлению, найти его причину и цепочку
следствий, веру в возможность понять все тайны мира. Медицинские труды
Гиппократа многочисленны и разнообразны. Основной его тезис: медицина
должна развиваться на основе точного метода, систематического и
организованного описания различных заболеваний.
1.2. Эллинистический период.
Первой из эллинистических школ была школа Эпикура (341—270 гг. до
н.э.). Эпикур делил философию на три части: логику, физику и этику.
Эпикурейская физика — это целостный взгляд на реальность. Эпикур развил
идеи атомистики, заложенные Левкиппом и Демокритом. В его школе было
показано, что атомы различаются весом и формой, а их разнообразие не
бесконечно. Для объяснения причины движения атомов Эпикур ввел понятие
первоначального толчка (первотолчка).
С 332 г. до н.э. началось сооружение города Александрии, который стал
основным научным центром эллинистической эпохи, центром притяжения ученых
всего средиземноморского региона.
В Александрии был создан знаменитый Музей, где были собраны
необходимые инструменты для научных исследований: биологических,
медицинских, астрономических. К Музею была присоединена Библиотека, которая
вмещала в себя всю греческую литературу, литературу Египта и многих других
стран. Объем этой Библиотеки достигал 11,7 тыс. книг, в ней нашла отражение
культура всего античного мира.
В первой половине III в. до н.э. в Музее велись серьезные медицинские
исследования. Герофил и Эрасистрат продвинули анатомию и физиологию,
оперируя при помощи скальпеля. Герофилу медицина обязана многими
открытиями. Например, он доказал, что центральным органом живого организма
является мозг, а не сердце, как думали ранее. Он изучил разновидности
пульса и его диагностическое значение.
В эллинистический период начали составляться труды, объединявшие все
знания в какой-либо области. Так, например, одному из крупнейших
математиков того периода Евклиду принадлежит знаменитый труд «Начала», где
собраны воедино все достижения математической мысли. Опираясь на
аристотелевскую логику, он создал метод аксиом, на основе которого построил
все здание геометрии. По сути аксиомы есть фундаментальные утверждения
интуитивного характера. Часто в виде аргументации Евклид использовал метод
«приведения к абсурду».
Выдающимся ученым эллинистического периода был математик-теоретик
Архимед (287—212 гг. до н.э.). Он был автором многих остроумных инженерных
изобретений. Его баллистические орудия и зажигательные стекла
использовались при обороне Сиракуз. Среди множества работ особое значение
имеют следующие: «О сфере и цилиндре», «Об измерении круга», «О спиралях»,
«О квадратуре параболы», «О равновесии плоскости», «О плавающих телах».
Архимед заложил основы статики и гидростатики.
Систематизатором географических знаний был друг Архимеда Эрастофен.
Исторической заслугой Эрастофена явилось применение математики к географии
для составления первой карты с меридианами и параллелями.
Следует отметить, что в рассматриваемый период завершили свое
формирование основополагающие элементы наиболее древних наук — математики
(прежде всего геометрии), астрономии и медицины. Кроме того, началось
формирование отдельных естественных наук, методами которых могут считаться
наблюдение и измерение. Все эти науки создавались жрецами Египта, волхвами
и магами Междуречья, мудрецами Древней Индии и Древнего Китая.
Натурфилософы Древней Греции были теснейшим образом связаны с этими
жрецами, а многие являлись их непосредственными учениками. Все науки того
времени были тесно вплетены в философско-религиозную мысль и по существу
считались знанием элиты (религиозной или философской) древнего общества[4].
1.3. Древнеримский период античной натурфилософии.
В 30-х гг. до н.э. новым научным центром становится Рим со своими
интересами и своим духовным климатом, ориентированным на практичность и
результативность. Закончился период расцвета великой эллинистической науки.
Новая эпоха может быть представлена работами Птолемея в астрономии и Галена
в медицине.
Птолемей жил, возможно, в 100-170 гг. н.э. Особое место среди его
работ занимает «Великое построение» (в арабском переводе — «Альмагест»),
которая является итогом всех астрономических знаний того времени. Эта
работа посвящена математическому описанию картины мира (полученной от
Аристотеля), в которой Солнце, Луна и 5 планет, известных к тому времени,
вращаются вокруг Земли. Из всех наук Птолемей отдает предпочтение
математике ввиду ее строгости и доказательности. Мастерское владение
математическими расчетами в области астрономии совмещалось у Птолемея с
убеждением, что звезды влияют на жизнь человека. Геоцентрическая картина
мира, обоснованная им математически, служила основой мировоззрения ученых
вплоть до опубликования труда Н.Коперника «Об обращении небесных сфер».
Наука античного мира обязана Галену (130-200 гг.?) систематизацией
знания в области медицины. Он обобщил анатомические исследования,
полученные медиками александрийского Музея; осмыслил элементы зоологии и
биологии, воспринятые от Аристотеля; теорию элементов, качеств и жидкостей
системы Гиппократа. К этому можно добавить его телеологическую концепцию.
1.4. Вклад Арабского мира в развитие естествознания.
В эпоху Средних веков возросло влияние церкви на все сферы жизни
общества. Европейская наука переживала кризис вплоть до XII-XIII вв. В это
время эстафету движения научной мысли Древнего Мира и античности перехватил
Арабский мир, сохранив для человечества выдающиеся труды ученых тех времен.
Ф. Шиллер писал, что арабы как губка впитали в себя мудрость античности, а
затем передали его Европе, перешедшей из эпохи варварства в эпоху
Возрождения[5].
Ислам, объединив всех арабов, позволил им потом в течение двух-трех
поколений создать огромную империю, в которую помимо Аравийского
полуострова вошли многие страны Ближнего Востока, Средней Азии, Северной
Африки, половина Пиренейского полуострова. Развитие исламской
государственности в VIII—XII вв. оказало благотворное влияние на
общемировую культуру. К Х в. сформировались наиболее крупные культурные
центры Арабского мира: Багдад и Кордова. В этих городах было много
общественных библиотек, книжных магазинов, существовала мода и на личные
библиотеки.
Арабский мир дал человечеству много выдающихся ученых и организаторов
науки. Так, например, Мухаммед, прозванный аль-Хорезми (первая половина IX
в.) был выдающимся астрономом и одним из создателей алгебры; Бируни (973-
1048) — выдающийся астроном, историк, географ, минералог; Омар Хайям (1201—
1274) — философ и ученый, более известный как поэт; Улугбек (XV в.) —
великий астроном и организатор науки, один из наследников Тимура, а также
Джемшид, Али Кушчи и многие другие ученые.
Аль-Хорезми значительно улучшил таблицы движения планет и
усовершенствовал астролябию — прибор для определения положения небесных
светил. Бируни со всей решительностью утверждал, что Земля имеет
шарообразную форму, и значительно уточнил длину ее окружности. Он также
допускал вращение Земли вокруг Солнца. Омар Хайям утверждал, что Вселенная
существует вечно, а Земля и другие небесные тела движутся в бесконечном
пространстве.
5. Естествознание в средневековой Европе.
В то же самое время в Европе читали, главным образом, Библию,
предавались рыцарским турнирам, войнам, походам. Была распространена
куртуазная литература, посвященная прекрасным дамам и рыцарской любви.
Только единицы имели склонность к философии и серьезной литературе времен
античности.
Однако естествознание развивалось и в средневековой Европе, причем его
развитие шло по самым разным путям. Особо необходимо упомянуть поиски
алхимиков и влияние университетов, которые были чисто европейским
порождением. Огромное число открытий в алхимии было сделано косвенно.
Недостижимая цель (философский камень, человеческое бессмертие) требовала
конкретных шагов, и, благодаря глубоким знаниям и скрупулезности в
исследованиях, алхимики открыли новые законы, вещества, химические
элементы.
С XIII в. в Европе начинают появляться университеты. Самыми первыми
были университеты в Болонье и Париже. Благодаря университетам возникло
сословие ученых и преподавателей христианской религии, которое можно
считать фундаментом сословия интеллектуалов.
1.6. Этап, называемый «научной революцией».
Периодом «научной революции» иногда называют время между 1543 и 1687
гг.
Первая дата соответствует публикации Н. Коперником работы «Об
обращениях небесных сфер»; вторая — И. Ньютоном «Математические начала
натуральной философии».
Все началось с астрономической революции Коперника, Тихо Браге,
Кеплера, Галилея, которая разрушила космологию Аристотеля — Птолемея,
просуществовавшую около полутора тысяч лет.
. Коперник поместил в центр мира не Землю, а Солнце;
. Тихо Браге — идейный противник Коперника — движущей силой,
приводящей планеты в движение, считал магнетическую силу Солнца,
идею материального круга (сферы) заменил современной идеей орбиты,
ввел в практику наблюдение планет во время их движения по небу;
. Кеплер, ученик Браге, осуществил наиболее полную обработку
результатов наблюдений своего учителя: вместо круговых орбит ввел
эллиптические он количественно описал характер движения планет по
этим орбитам;
. Галилей показал ошибочность различения физики земной и физики
небесной, доказывая, что Луна имеет ту же природу, что и Земля, и
формируя принцип инерции. Обосновал автономию научного мышления и
две новые отрасли науки: статику и динамику. Он «подвел фундамент»
под выдающиеся обобщения Ньютона, которые мы рассмотрим далее.
. Данный ряд ученых завершает Ньютон, который в своей теории
гравитации объединил физику Галилея и физику Кеплера.
В течение этого периода изменился не только образ мира. Изменились и
представления о человеке, о науке, об ученом, о научном поиске и научных
институтах, об отношениях между наукой и обществом, между наукой и
философией, между научным знанием и религиозной верой. Выделим во всем этом
следующие основные моменты.
1. Земля, по Копернику, — не центр Вселенной, созданной Богом, а
небесное тело, как и другие. Но если Земля — обычное небесное тело, то не
может ли быть так, что люди обитают и на других планетах?
2. Наука становится не привилегией отдельного мага или просвещенного
астролога, не комментарием к мыслям авторитета (Аристотеля), который все
сказал. Теперь наука — исследование и раскрытие мира природы, ее основу
теперь составляет эксперимент. Появилась необходимость в специальном
строгом языке.
3. Наиболее характерная черта возникшей науки — ее метод. Он допускает
общественный контроль, и именно поэтому наука становится социальной.
4. Начиная с Галилея наука намерена исследовать не что, а как, не
субстанцию, а функцию[6].
Научная революция порождает современного ученого-экспериментатора,
сила которого — в эксперименте, становящемся все более и более точным,
строгим благодаря новым измерительным приборам. Новое знание опирается на
союз теории и практики, который часто получает развитие в кооперации
ученых, с одной стороны, и техников и мастеров высшего разряда (инженеров,
художников, гидравликов, архитекторов и т.д.) — с другой.
Возникновение нового метода исследования – научного эксперимента
оказало огромное влияние на дальнейшее развитие науки.
Глава 2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА, КАК МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ
Основной метод исследований Нового времени — научный эксперимент,
который отличается от всех возможных наблюдений тем, что предварительно
формулируется гипотеза, а все наблюдения и измерения направлены на ее
подтверждение или опровержение.
Экспериментальный метод начал готовить к разработке еще Леонардо да
Винчи (1452-1519). Но Леонардо жил за сто лет до этой эпохи, и у него не
было соответствующих технических возможностей и условий. Не разработана
была также логическая структура экспериментального метода. Эксперименту
Леонардо да Винчи недоставало строгости определений и точности измерений,
но можно только восхищаться универсальностью ума этого человека, которой
восторгались его современники и которая поражает сегодня нас. С
методологической точки зрения Леонардо можно считать предшественником
Галилея. Помимо опыта он придавал исключительное значение математике.
«Лучше маленькая точность, чем большая ложь», — утверждал он[7].
Начало экспериментальному методу Нового времени положило изобретение
двух важнейших инструментов: сложного микроскопа (ок. 1590 г.) и телескопа
(ок. 1608 г.). Уже древние греки были знакомы с увеличительной силой
линзовых стекол. Но сущность и микроскопа, и телескопа заключается в
соединении нескольких увеличительных стекол. По-видимому, первоначально
такое соединение произошло случайно, а не под влиянием какой-нибудь
руководящей теоретической идеи. Первый микроскоп изобрел, по всей
видимости, голландский шлифовальщик стекол Захарий Янсен, первую подзорную
трубу — голландский оптик Франц Липперстей.
С появлением телескопов развитие астрономии поднялось на качественно
новый уровень. Были открыты (еще Галилеем) четыре наиболее крупных спутника
Юпитера, множество новых, не видимых невооруженным взглядом, звезд; было
достоверно установлено, что туманности и галактики являются огромным
скоплением звезд. Кроме того, были обнаружены темные пятна на Солнце,
которые вызвали особые возражения и даже ярость руководителей католической
церкви.
К середине XVII в. выдающийся астроном Гевелий изготовил первую карту
Луны. Именно он впервые предложил принятые в настоящее время названия
темных пятен Луны — океаны и моря. Гевелию удалось наблюдать девять больших
комет, что положило начало их систематическому исследованию.
В конце века Тихо Браге усовершенствовал технику наблюдений и
измерений астрономических явлений, достигнув предела возможностей
использованного им оборудования. Он также ввел, как отмечалось выше, в
практику наблюдения планет во время их движения по небу.
В Новое время, во многом благодаря экспериментальному методу, были
объяснены многие довольно простые явления, над которыми
|
