introduzione

Il concetto di scienze naturali moderne è una delle scienze più diffuse. Studia quasi tutti i settori della vita umana: dalla letteratura alla matematica e filosofia. Il concetto di scienze naturali moderne è indissolubilmente legato alla storia. Molti figure storiche, poiché, ad esempio, le personalità di Pietro il Grande e di Napoleone Bonaparte, discusse di seguito, hanno avuto un forte impatto sulla percezione del mondo da parte dell'uomo. Intere epoche sono associate ai nomi di queste persone.

Nel concetto di scienze naturali moderne si studiano anche gli insegnamenti di filosofi di epoche diverse: dall'antico Aristotele ai filosofi moderni. Sono loro che, prima di tutto, forniscono risposte a domande come: cos'è una persona, qual è il suo posto nell'Universo, da cosa è stato creato il nostro mondo e anche a molte altre domande.

È noto che l'uomo ha espresso le prime idee sul mondo e sul suo posto in esso in miti, leggende e tradizioni. Ci raccontano degli eventi presumibilmente accaduti. Alcuni ricercatori mettono in dubbio l'affidabilità di queste storie, mentre altri le considerano fonti affidabili di informazioni su eventi antichi. Il parere della seconda parte dei ricercatori sembra giustificato. Vedi, ad esempio, quanti reali eventi storici riflessa sotto forma di leggende e tradizioni nel cristianesimo. È anche impossibile negare il fatto che la mitologia di popoli diversi racconta gli stessi fenomeni. Ad esempio, storie su Diluvio trovato in molti popoli del mondo.

La fisica e la biologia cercano di spiegare tutte le leggi del mondo, ma non ci sono ancora riuscite del tutto: nonostante ce ne siano molte più grandi scoperte e teorie (per esempio, la teoria della relatività di Einstein), gli scienziati devono solo rispondere a molte domande. La biologia dice che l'uomo "discende dalle scimmie", ma dato di fatto non è in grado di confermare, poiché non è stato trovato un solo scheletro "adatto". Questa affermazione è utilizzata attivamente dai sostenitori dell'origine divina dell'uomo.

Molte norme etiche e morali sono contenute nelle religioni del mondo. Dopotutto, è la fede che contribuisce alla formazione morale di una persona. Il rispetto di regole, divieti, tabù, comandamenti consente a una persona di mantenere la purezza del suo mondo interiore.

Ad oggi grande valore ha un'informatizzazione della società. Con l'aiuto di un computer e di Internet, puoi ottenere quasi tutte le informazioni. E chi conosce la storia di come una persona ha imparato a contare e quando sono apparsi i primi personal computer? Come si sono sviluppate le società di computer come Apple Computers e Microsoft? Dopotutto, sono i principali produttori di entrambi i computer e Software. Lo studio di questi temi aiuta a rispondere alla domanda sul posto dell'uomo nella moderna società dell'informazione.

Ma cos'è un computer rispetto al cervello umano? Questo è un semplice set di ferro e fili che sono combinati in un unico insieme. Se sappiamo come funziona un computer, come funziona il nostro cervello, non lo sappiamo completamente. È possibile installarlo del tutto? A queste domande deve rispondere il concetto di scienza naturale moderna oggi.

CONFERENZA N. 1. L'argomento del concetto di scienze naturali moderne. Filosofia naturale

1. L'argomento del concetto di scienze naturali moderne. Sintesi delle scienze

Scienze naturali- questa non è una scienza separata, è un intero insieme di scienze che studiano la natura, le sue leggi. Pertanto, questo corso interessa contemporaneamente matematica, fisica, chimica, biologia, filosofia, ecc. Tutte queste scienze possono essere classificate:

1) scienze matematiche;

2) scienze naturali;

3) scienze tecniche;

4) scienze umanistiche.

In che modo lo studio di queste varie scienze contribuisce alla nostra comprensione delle scienze naturali? Diamo un'occhiata a questo molto semplicemente usando l'esempio di un certo numero di scienze:

1) fisica e chimica - scienze naturali che studiano le leggi della natura. La fisica non studia direttamente la natura: il suo compito è confermare o, al contrario, confutare qualcosa;

2) fisica e matematica. Le leggi della fisica sono formulate (o "scritte") in linguaggio matematico. Per capirlo basta ricordare il curriculum scolastico;

3) scienze "ibride" o "sintetizzate". Nel corso di secoli e millenni, l'umanità è arrivata a comprendere che senza mescolare (sintetizzare) le scienze, il loro ulteriore sviluppo è impossibile. Così è apparsa la chimica fisica, la fisica chimica (in Accademia Russa scienze, esistono anche istituti speciali di chimica fisica e fisica chimica), biochimica, biofisica. Einstein ha combinato la meccanica e la geometria non euclidea nella sua teoria della relatività.

Dopo la scoperta di O. Ghosn e F. Strassman, che hanno studiato le proprietà chimiche della fissione nucleare, la fisica ha ricevuto un ulteriore sviluppo allo stesso modo dell'intera scienza mondiale nel suo insieme.

2. Naturfilosofia. Rappresentanti della scuola Milesiana

La scienza naturale moderna ha origine da una delle direzioni filosofiche - filosofia naturale. Uno dei rappresentanti più importanti di questa tendenza furono gli studenti dell'antica scuola di Mileto (VII-V secolo a.C.): Talete, Anassimene, Anassimandro.

Talete(640-545 aC) può essere definito il primo filosofo europeo.

Veniva da una famiglia benestante, era impegnato in attività commerciali e politiche, viaggiava molto. Come risultato dei suoi viaggi, Talete acquisì una vasta conoscenza. Oltre al commercio e alla politica, si occupò anche di scienze: astronomia, geometria, aritmetica, fisica.

C'è una leggenda secondo la quale Talete predisse un'eclissi di sole, avvenuta il 28 maggio 585 a.C. e.

Ha anche dato un contributo significativo alla geometria: per la prima volta Talete ha determinato le condizioni di somiglianza per i triangoli che hanno un lato comune e due angoli adiacenti ad esso. Gli viene anche attribuita la posizione di angoli simili all'intersezione di due linee.

Fece molte scoperte: fissò la durata dell'anno in 365 giorni, lo divise in dodici e trenta giorni, stabilì l'ora esatta dei solstizi e degli equinozi, ecc.

Talete credeva che la base di tutto fosse l'acqua: è tutt'intorno. L'acqua "impregna" anche i continenti; fiumi e mari scorrono dalla terra. Ha notato che il cibo consumato dagli esseri viventi è umido e che anche il calore deriva dall'umidità. Talete, si potrebbe dire, "animava" l'acqua e associava questa animazione con la popolazione del mondo da parte degli dei.

Anassimandro(circa 610 - dopo il 547 aC), a differenza del suo maestro Talete, non chiamò acqua, ma apeiron ("illimitato") come principio fondamentale di tutto.

Apeiron - questa è una materia indefinita che non ha caratteristiche qualitative e che è quantitativamente infinita. Anassimandro ha anche affermato che apeiron combina gli opposti: caldo - freddo, secco - umido, ecc.

Interessante è la sua idea che "la Terra si alzi liberamente, non essendo vincolata da nulla, e sia trattenuta, poiché è ugualmente distante da ogni parte". Pertanto, Anassimandro può essere definito uno dei primi che iniziò ad affermare la visione geocentrica dell'Universo.

Anassimene(circa 585 - circa 525 aC) chiamava l'aria il principio fondamentale di tutto. Ha sostenuto che non solo la terra, l'acqua e la pietra nascono dall'aria, ma anche l'anima umana. Anassimene credeva che gli dei non avessero potere sull'aria, poiché essi stessi sono composti da aria.

LEZIONE N. 2. Conoscenza e cognizione

1. Conoscenza scientifica e suoi criteri

Per le scienze naturali, così come per la filosofia in generale, Grande importanza ha il criterio conoscenza. Nel dizionario della lingua russa vengono forniti Ozhegov S. I. due definizioni del concetto di conoscenza:

1) comprensione della realtà da parte della coscienza;

2) un insieme di informazioni, conoscenze in alcune aree. Definiamo cos'è la conoscenza in senso filosofico.

Conoscenza - questo è un risultato multidimensionale testato dalla pratica, che ha confermato in modo logico il processo di conoscenza del mondo circostante. La multidimensionalità della conoscenza filosofica, come accennato in precedenza, deriva dal fatto che la filosofia è composta da molte scienze.

Esistono diversi criteri per la conoscenza scientifica:

1) sistematizzazione delle conoscenze;

2) coerenza delle conoscenze;

3) validità della conoscenza.

La sistematizzazione della conoscenza scientifica significa che tutta l'esperienza accumulata dall'umanità conduce (o dovrebbe condurre) a un certo sistema rigoroso.

La coerenza delle conoscenze scientifiche significa che le conoscenze nei vari campi della scienza si completano a vicenda, non si escludono. Questo criterio segue direttamente dal precedente. Il primo criterio aiuta in misura maggiore ad eliminare la contraddizione: un rigoroso sistema logico di costruzione della conoscenza non consentirà l'esistenza simultanea di più leggi contraddittorie.

Validità della conoscenza scientifica. La conoscenza scientifica può essere confermata dalla ripetizione ripetuta della stessa azione (cioè empiricamente). La fondatezza dei concetti scientifici avviene facendo riferimento ai dati della ricerca empirica o facendo riferimento alla capacità di descrivere e prevedere i fenomeni (in altre parole, basandosi sull'intuizione).

2. Cognizione. Metodi di conoscenza

È molto difficile dare una definizione precisa del concetto di "conoscenza". Prima di provare a farlo, analizziamo il concetto stesso.

Esistono i seguenti tipi di conoscenza:

1) conoscenza mondana;

2) conoscenza artistica;

3) conoscenza sensoriale;

4) conoscenza empirica.

Conoscenza mondanaè un'esperienza accumulata in molti secoli. Sta nell'osservazione e nell'ingegno. Questa conoscenza, senza dubbio, viene acquisita solo come risultato della pratica.

Conoscenza artistica. La specificità della conoscenza artistica sta nel fatto che si basa su un'immagine visiva, riflette il mondo e una persona in uno stato olistico. Le opere d'arte aiutano a sentire il legame con il tempo. Guarda una foto e cosa vedi? Esternamente, l'immagine è una tela, che l'artista ha "dipinto" con colori multicolori; è una tela inserita in una cornice di legno. E internamente, è un mondo integrale che nasconde i suoi segreti. Cercando di svelare questi segreti (per esempio, perché Gioconda sorride così misteriosamente), sentiamo una connessione con il passato, presente o futuro.

Cognizione sensoriale- questo è ciò che percepiamo con l'aiuto dei sensi (per esempio sento squillare un cellulare, vedo una mela rossa, ecc.).

La principale differenza tra cognizione sensoriale e cognizione empirica è che la cognizione empirica viene eseguita con l'aiuto dell'osservazione o dell'esperimento. Durante l'esperimento viene utilizzato un computer o un altro dispositivo.

Metodi conoscenza:

1) induzione;

2) detrazione;

3) analisi;

4) sintesi.

Induzione è una conclusione fatta sulla base di due o più premesse. L'induzione può portare a conclusioni sia corrette che errate.

Deduzione è il passaggio dal generale al particolare. Il metodo della deduzione, a differenza del metodo dell'induzione, porta sempre a conclusioni vere.

Analisi - questa è la divisione dell'oggetto o del fenomeno studiato in parti e componenti.

Sintesi - questo è un processo opposto all'analisi, cioè la connessione di parti di un oggetto o fenomeno in un tutto unico.

Ora cercheremo di trovare la definizione più corretta del concetto di "conoscenza". Cognizione- questo è il processo di acquisizione della conoscenza attraverso la ricerca empirica o sensoriale, nonché la comprensione delle leggi del mondo oggettivo e della totalità della conoscenza in qualche ramo della scienza, l'art.

3. Mezzi di conoscenza scientifica

I mezzi della conoscenza scientifica sono scritti nel linguaggio della scienza. Tutti gli scienziati-filosofi notano che la maggior parte dei mezzi di conoscenza scientifica provengono dalla matematica (Galileo affermò persino che il libro della natura fosse scritto nel linguaggio della matematica). Pertanto, la matematica difficilmente può essere definita una scienza separata, entra in contatto con molte scienze: fisica, chimica, astronomia, ecc.

Nella scienza, la logica formale è anche chiamata logica matematica o logica simbolica. Dal nome stesso "logica matematica" possiamo concludere che la logica si basa su regole matematiche rigorose. Lo sviluppo della logica matematica, così come della logica formale, iniziò solo negli anni '60. 20 ° secolo Tuttavia, a causa della sua complessità, è adatto solo per l'intelligenza artificiale.

CONFERENZA № 3. Teoria della relatività. Particelle elementari. universo caldo. Origine del sistema solare

1. La teoria della relatività di Albert Einstein

Prima di parlare della teoria della relatività di Albert Einstein, è necessario studiare l'esperienza di altri fisici.

Nel 1881 un fisico americano Michelson avviare un esperimento per chiarire la partecipazione dell'etere (ipotetico medium onnipervadente, al quale, secondo le idee scientifiche dei secoli scorsi, era attribuito il ruolo di portatore di luce e interazioni elettromagnetiche in generale) nella movimento dei corpi. Con l'aiuto di questo esperimento, Michelson confutò l'ipotesi di un etere fisso che esisteva in quel momento. Il significato di questa ipotesi era che quando la Terra si muove attraverso l'etere, si può osservare il cosiddetto "vento etereo".

Tuttavia, l'esperienza di Michelson fu usata da Einstein solo per confermare la sua teoria della relatività.

Einstein, quando ha creato una teoria, ha voluto combinare meccanica e teoria campo elettromagnetico. Nella meccanica classica è stato formulato il principio della relatività fisica, che prevedeva che tutti i processi meccanici in tutti i sistemi inerziali si verificano allo stesso modo.

Einstein formulò il principio fisico generalizzato della relatività: tutti i fenomeni fisici si verificano allo stesso modo rispetto a qualsiasi sistema inerziale.

Secondo il principio di costanza della velocità della luce e il principio di relatività generalizzato, la relatività è la simultaneità di due eventi al sistema di riferimento. Si pensava che la simultaneità fosse un evento assoluto che non dipende dall'osservatore. Ma nella sua teoria della relatività, Einstein ha dimostrato che il tempo in un sistema di riferimento mobile passa molto più lentamente rispetto al passare del tempo in un sistema di riferimento stazionario.

Grandezze fisiche come l'estensione, il tempo e la massa hanno perso il loro status assoluto nella teoria della relatività. Einstein, in quanto quantità che ha lo status di costante, ha lasciato solo la forza (ad esempio la forza di gravità). Teoria generale la relatività contiene un'interpretazione geometrica del fenomeno della gravitazione. Einstein ha sostenuto che la forza di gravità dell'equivalente è uguale alla curvatura dello spazio non euclideo. Cioè, un oggetto che si muove nello spazio e catturato nel campo di gravità cambia la traiettoria del suo movimento.

Ora possiamo concludere che nella teoria della relatività di Albert Einstein, lo spazio e il tempo hanno caratteristiche fisiche. E poiché hanno caratteristiche fisiche, quindi, fanno parte del mondo dei processi fisici, e la parte che forma l'intera struttura interna di questo mondo, "che è connesso con le leggi del mondo fisico".

2. Particelle elementari. Origine dell'Universo

Secondo gli studi condotti dai satelliti, lo spazio è permeato da radiazioni a microonde. Questa radiazione a microonde è un "eredità" delle prime fasi del nostro universo.

Entro l'inizio degli anni '30. si sapeva che la maggior parte delle stelle erano fatte di elio. Tuttavia, è rimasto un mistero da dove viene il carbonio. Negli anni '50 Astrofisico inglese, scrittore, amministratore, drammaturgo Fred Hoyle ripristinato il corso delle reazioni nelle stelle. Furono queste considerazioni che permisero a Hoyle nel 1953 di prevedere l'importante livello di energia del nucleo di carbonio-12 e gli esperimenti dei fisici confermarono la sua previsione. Più tardi fisico americano William Fowler Dopo aver condotto esperimenti appropriati, ha confermato questa teoria. E solo allora è stata preparata la base teorica corrispondente.

Scienziati Ralph Alfer e Roberto Tedesco la parola biblica "ilem" chiamava la sostanza primaria. Quindi, secondo Alfer e Herman, il nostro Universo si è formato da esso. Questa sostanza primordiale non era altro che gas di neutroni. Questi scienziati hanno sviluppato una teoria secondo la quale i nuclei pesanti erano attaccati ai neutroni liberi. Questo processo terminò solo quando i neutroni liberi si esaurirono. Hoyle, che non prese sul serio la teoria di Alpher e Herman, la definì "teoria del big bang" - cioè la teoria del big cotton, ma in Russia è meglio conosciuta come "teoria del Big Bang".

C'era anche una teoria dell'universo freddo. Il suo autore, un fisico sovietico, chimico fisico e astrofisico, Yakov Borisovich Zel'dovich ha notato che i dati di radioastronomia non confermavano l'alta densità e l'alta temperatura della radiazione (che avrebbe dovuto essere con la versione dell'origine "calda" dell'Universo ). Zel'dovich chiamò la sostanza iniziale un gas di elettroni con una miscela di neutrini.

Fasi di sviluppo dell'Universo. La fase iniziale dell'esistenza dell'Universo è divisa in 4 ere:

1) l'era degli adroni;

2) l'era dei leptoni;

3) era dei fotoni;

4) l'era delle radiazioni.

Durante la prima era nell'era degli adroni, le particelle elementari erano divise in adroni e leptoni. Gli adroni hanno partecipato a processi più veloci e i leptoni a quelli più lenti.

Durante la seconda era, nell'era dei leptoni, alcune particelle non sono in equilibrio con la radiazione e l'Universo diventa trasparente ai neutrini elettronici.

Durante la terza era, il fotone i fotoni iniziano a svolgere il ruolo principale nello sviluppo dell'Universo. All'inizio di questa era, il numero di protoni e neutroni era approssimativamente uguale, ma poi iniziarono a trasformarsi l'uno nell'altro.

Durante la quarta era, nell'era delle radiazioni, i protoni iniziano a catturare i neutroni; si formano i nuclei di berillio e litio e la densità dell'Universo diminuisce di circa 5-6 volte. A causa della diminuzione della densità dell'universo, iniziano a formarsi i primi atomi.

Dopo la quarta era (l'era delle radiazioni), iniziò un'altra era: quinta, stellare, era. Durante l'era stellare iniziò il complesso processo di formazione di protostelle e protogalassie.

3. Universo "caldo".

Il fondatore della teoria dell'Universo "caldo" fu il fisico americano Georgy Antonovich Gamov. Fu lui che, nel 1946, gettò le basi di questa teoria e successivamente la studiò.

Come è noto, secondo le leggi della termodinamica ad alte densità e temperature in una sostanza riscaldata, l'irraggiamento deve essere sempre in equilibrio con essa. Gamow ha affermato che, come risultato del processo di nucleosintesi, le radiazioni dovrebbero rimanere fino ad oggi. Solo la sua temperatura dovrà "abbassarsi" a causa della costante espansione.

Per quasi dieci anni, Gamow si è consultato con vari scienziati e ha sviluppato formule e schemi.

Come risultato di un lavoro scrupoloso, la teoria A-B-G è apparsa dopo i nomi dei suoi creatori: Alfer, Bethe, Gamow.

Cosa dava la teoria dell'Universo "caldo"? Ha fornito i rapporti necessari di sostanze come idrogeno ed elio nell'universo moderno. Gli elementi pesanti sono nati, forse, nelle esplosioni di supernove. Inoltre, Gamow, nella sua nota pubblicata nel 1953, prevedeva la radiazione di fondo.

L'esistenza di questa radiazione di fondo è stata confermata per caso da scienziati americani (futuri vincitori premio Nobel): il radiofisico e astrofisico Arno Penzias e il radioastronomo Robert Wilson. Stavano eseguendo il debug dell'antenna a tromba del nuovo radiotelescopio e non sono riusciti a eliminare l'interferenza. Solo in seguito si resero conto che non si trattava di semplici interferenze, ma della radiazione di fondo prevista da Gamow.

La teoria dell'Universo "caldo" ha avuto un'influenza così potente sulla scienza che Hoyle, l'autore della teoria dell'Universo eterno, ha ammesso il fallimento della sua teoria, sebbene in seguito abbia cercato di modernizzarla.

4. Origine del sistema solare

La questione dell'origine del ns sistema solare impegnato nella cosmogonia.

Una delle principali teorie sull'origine del sistema solare è stata avanzata da Kant. Ha sostenuto che il sistema solare è stato formato dal caos. Ha anche detto che l'intero spazio mondiale è pieno di una sorta di materia inerte, che è disordinata, ma "si sforza di trasformarsi in uno più organizzato attraverso lo sviluppo naturale".

Anche Kant lo credeva via Lattea per stelle -è lo stesso dello Zodiaco per il sistema solare. Come risultato della ricerca e delle numerose osservazioni, Kant ha presentato la sua struttura dell'Universo: Universo non è altro che una gerarchia di sistemi autogravitanti. Tutti i sistemi, secondo lui, dovrebbero avere una struttura simile.

La teoria di Laplace. Laplace, sulla base delle idee di Kant, creò la sua teoria, che fu chiamata ipotesi nebulare di Kant-Laplace. L'ipotesi nebulare di Kant non era nota per un motivo banale: l'editore che stampò quest'opera di Kant fallì e il suo magazzino di libri a Koenigsberg fu sigillato. La teoria nebulare di Kant-Laplace è rimasta a lungo la prima ipotesi rotazionale sull'origine del sistema solare. Questa teoria aveva anche i suoi svantaggi:

1) non spiegava le grandi dimensioni delle orbite dei pianeti giganti esterni e la lentezza della rotazione del Sole;

2) non ha risposto alla domanda perché "il momento del numero dei pianeti è quasi ventinove volte il momento del numero del Sole, se il sistema solare è isolato".

C'erano anche ipotesi catastrofiche sull'origine del sistema solare. Per esempio, Jeans suggerì che qualche altra stella fosse passata vicino al nostro Sole nelle vicinanze e, di conseguenza, sul Sole apparvero "sporgenze di marea", che furono trasformate in getti gassosi, da cui in seguito sorsero i pianeti.

Accademico Vasily Grigorievich Fesenkov credeva che i pianeti si fossero formati a seguito di processi avvenuti "dentro" il Sole. Come risultato delle reazioni nucleari, le masse furono espulse dal Sole, da cui in seguito si formarono i pianeti. Queste emissioni erano coerenti con i calcoli Giorgio Darwin(figlio di Charles Darwin) e SONO. Lyapunov.

Sistema di conoscenza delle scienze naturali

Scienze naturaliè una delle componenti del sistema del sapere scientifico moderno, che comprende anche complessi di scienze tecniche e umane. La scienza naturale è un sistema in evoluzione di informazioni ordinate sulle leggi del movimento della materia.

Gli oggetti di studio delle singole scienze naturali, la cui totalità già all'inizio del XX secolo. portavano il nome di storia naturale, dal loro inizio fino ai giorni nostri sono stati e rimangono: materia, vita, uomo, Terra, Universo. Di conseguenza, le scienze naturali moderne raggruppano le principali scienze naturali come segue:

• fisica, chimica, chimica fisica;
• biologia, botanica, zoologia;
• anatomia, fisiologia, genetica (la dottrina dell'ereditarietà);
• geologia, mineralogia, paleontologia, meteorologia, geografia fisica;
• astronomia, cosmologia, astrofisica, astrochimica.

Naturalmente qui, infatti, sono elencate solo le principali naturali scienze naturali moderneè un complesso complesso e ramificato, che comprende centinaia di discipline scientifiche. La sola fisica unisce un'intera famiglia di scienze (meccanica, termodinamica, ottica, elettrodinamica, ecc.). Con l'aumentare del volume delle conoscenze scientifiche, alcune sezioni delle scienze hanno acquisito lo status di discipline scientifiche con un proprio apparato concettuale, metodi di ricerca specifici, che spesso le rendono di difficile accesso per gli specialisti coinvolti in altre sezioni della stessa, ad esempio, la fisica.

Tale differenziazione nelle scienze naturali (come del resto nelle scienze in generale) è una conseguenza naturale e inevitabile di una specializzazione sempre più ristretta.

Allo stesso tempo, anche i controprocessi si verificano naturalmente nello sviluppo della scienza, in particolare si formano e si formano le discipline delle scienze naturali, come si dice spesso, "alle giunzioni" delle scienze: fisica chimica, biochimica, biofisica, biogeochimica e molti altri. Di conseguenza, i confini che un tempo erano definiti tra le singole discipline scientifiche e le loro sezioni diventano molto condizionali, mobili e, si potrebbe dire, trasparenti.

Questi processi, che portano, da un lato, ad un ulteriore aumento del numero delle discipline scientifiche, ma, dall'altro, alla loro convergenza e compenetrazione, sono una delle testimonianze dell'integrazione delle scienze naturali, riflettendo una generale tendenza in scienza moderna.

È qui, forse, che è opportuno rivolgersi a tale disciplina scientifica, che, ovviamente, ha un posto speciale come la matematica, che è strumento di ricerca e linguaggio universale non solo delle scienze naturali, ma anche di molte altri - quelli in cui si possono vedere modelli quantitativi.

A seconda dei metodi alla base della ricerca, si può parlare di scienze naturali:

• descrittivo (esplorando dati di fatto e relazioni tra di loro);
• esatto (costruendo modelli matematici per esprimere fatti e relazioni stabilite, cioè modelli);
• applicato (utilizzando la sistematica ei modelli delle scienze naturali descrittive ed esatte per lo sviluppo e la trasformazione della natura).

Tuttavia, una caratteristica generica comune a tutte le scienze che studiano la natura e la tecnologia è l'attività cosciente. lavoratori professionisti scienza volta a descrivere, spiegare e prevedere il comportamento degli oggetti oggetto di studio e la natura dei fenomeni studiati. Le discipline umanistiche si distinguono per il fatto che la spiegazione e la previsione dei fenomeni (eventi) si basa, di regola, non su una spiegazione, ma su una comprensione della realtà.

Questa è la differenza fondamentale tra le scienze che hanno oggetti di studio che consentono l'osservazione sistematica, la verifica sperimentale multipla ed esperimenti riproducibili, e le scienze che studiano situazioni essenzialmente uniche, non ripetibili che, di regola, non consentono un'esatta ripetizione di un sperimentare, condurre più di una volta di qualche tipo. o sperimentare.

La cultura moderna si sforza di superare la differenziazione della cognizione in molte aree e discipline indipendenti, in primo luogo la divisione tra le scienze naturali e umane, che è chiaramente indicata in fine XIX in. Dopotutto, il mondo è uno in tutta la sua infinita diversità, quindi aree relativamente indipendenti di un unico sistema di conoscenza umana sono organicamente interconnesse; la differenza qui è transitoria, l'unità è assoluta.

Al giorno d'oggi è stata chiaramente delineata l'integrazione della conoscenza delle scienze naturali, che si manifesta in molte forme e diventa la tendenza più pronunciata nel suo sviluppo. Questa tendenza si manifesta sempre più anche nell'interazione delle scienze naturali con le discipline umanistiche. La prova di ciò è l'avanzamento dei principi di sistemicità, autorganizzazione ed evoluzionismo globale alla ribalta della scienza moderna, aprendo la possibilità di combinare le più diverse conoscenza scientifica in un sistema integrale e coerente, unito da leggi comuni di evoluzione di oggetti di diversa natura.

Vi sono tutte le ragioni per ritenere che stiamo assistendo a una convergenza sempre maggiore ea una mutua integrazione delle scienze naturali e umane. Ciò è confermato dall'uso diffuso nella ricerca umanitaria non solo dei mezzi tecnici e delle tecnologie dell'informazione utilizzati nelle scienze naturali e tecniche, ma anche dei metodi di ricerca scientifica generale sviluppati nel processo di sviluppo delle scienze naturali.

Oggetto di questo corso sono i concetti relativi alle forme dell'esistenza e del movimento dell'abitare e materia inanimata, mentre le leggi che determinano il corso dei fenomeni sociali sono oggetto delle discipline umanistiche. Tuttavia, va tenuto presente che, non importa quanto sia diverso naturale e scienze umanitarie, hanno un'unità generica, che è la logica della scienza. È la sottomissione a questa logica che fa della scienza una sfera attività umana finalizzato all'identificazione e alla sistematizzazione teorica delle conoscenze oggettive sulla realtà.

Il quadro naturale-scientifico del mondo è creato e modificato da scienziati di diverse nazionalità, tra i quali sono convinti atei e credenti di varie fedi e denominazioni. Tuttavia, nella loro attività professionale, tutti partono dal fatto che il mondo è materiale, cioè esiste oggettivamente, indipendentemente dalle persone che lo studiano. Si noti, tuttavia, che il processo di cognizione stesso può influenzare gli oggetti studiati del mondo materiale e come una persona li immagina, a seconda del livello di sviluppo degli strumenti di ricerca. Inoltre, ogni scienziato procede dal fatto che il mondo è fondamentalmente conoscibile.

Il processo della conoscenza scientifica è la ricerca della verità. Tuttavia, la verità assoluta nella scienza è incomprensibile e, ad ogni passo lungo il percorso della conoscenza, si sposta sempre più in profondità. Pertanto, in ogni fase della cognizione, gli scienziati stabiliscono una verità relativa, rendendosi conto che nella fase successiva la conoscenza sarà raggiunta in modo più accurato, più adeguato alla realtà. E questa è un'altra prova che il processo di cognizione è oggettivo e inesauribile.

introduzione

Al giorno d'oggi, nessun uomo può essere considerato colto se non mostra interesse per le scienze naturali. L'obiezione comune secondo cui un interesse per lo studio dell'elettricità o della stratigrafia fa poco per far progredire la conoscenza degli affari umani tradisce solo una completa mancanza di comprensione degli affari umani.

Il punto è che la scienza non è solo una raccolta di fatti sull'elettricità, ecc.; è uno dei movimenti spirituali più importanti dei nostri giorni. "Chi non cerca di capire questo movimento si spinge fuori da questo fenomeno più significativo nella storia dell'attività umana ... E non può esserci storia delle idee che escluda la storia delle idee scientifiche".

La scienza naturale è la scienza dei fenomeni e delle leggi della natura. La scienza naturale moderna comprende molti rami delle scienze naturali: fisica, chimica, biologia, oltre a numerosi rami correlati, come chimica fisica, biofisica, biochimica e molti altri. Le scienze naturali toccano un'ampia gamma di questioni sulle numerose e multilaterali manifestazioni delle proprietà degli oggetti della natura, che possono essere considerate nel loro insieme.

Cos'è la scienza naturale

Le scienze naturali sono una branca della scienza basata sulla verifica empirica riproducibile di ipotesi e sulla creazione di teorie o generalizzazioni empiriche che descrivono i fenomeni naturali.

L'argomento delle scienze naturali sono i fatti ei fenomeni che vengono percepiti dai nostri sensi. Il compito dello scienziato è generalizzare questi fatti e creare un modello teorico che includa le leggi che governano i fenomeni naturali. È necessario distinguere tra i fatti dell'esperienza, le generalizzazioni empiriche e le teorie che formulano le leggi della scienza. I fenomeni, come la gravitazione, sono dati direttamente dall'esperienza; le leggi della scienza, come la legge di gravitazione universale - opzioni per spiegare i fenomeni. I fatti della scienza, una volta stabiliti, conservano il loro significato permanente; le leggi possono essere modificate nel corso dello sviluppo della scienza, poiché, diciamo, la legge di gravitazione universale è stata corretta dopo la creazione della teoria della relatività.

Il significato dei sentimenti e della ragione nel processo di ricerca della verità è una questione filosofica complessa. Nella scienza, quella posizione è riconosciuta come vera, il che è confermato dall'esperienza riproducibile.

La scienza naturale come scienza studia tutti i processi e i fenomeni che hanno avuto luogo e stanno avvenendo nel mondo oggettivo reale, nel guscio geografico, nello spazio esterno. Questa è una branca della scienza basata sulla verifica empirica riproducibile (test in pratica) di ipotesi e sulla creazione di teorie che descrivono fenomeni e processi naturali.

Molti risultati delle moderne scienze naturali, che costituiscono la base per le tecnologie ad alta intensità scientifica, sono associati a uno studio completo di oggetti e fenomeni naturali. Con il coinvolgimento dei moderni mezzi tecnici di sperimentazione, è stato proprio un tale studio che ha permesso non solo di creare materiali super resistenti, superconduttori e molti altri con proprietà insolite, ma anche di dare uno sguardo nuovo ai processi biologici che si verificano all'interno del cellula e anche all'interno della molecola. La maggior parte dei rami delle moderne scienze naturali, in un modo o nell'altro, sono collegati allo studio molecolare di determinati oggetti, che unisce molti scienziati naturali coinvolti in problemi altamente specializzati. I risultati di questo tipo di ricerca sono lo sviluppo e la produzione di nuovi prodotti di alta qualità, e soprattutto beni di consumo. Per sapere a quale prezzo vengono offerti tali prodotti - la componente più importante dell'economia, quali sono le prospettive per lo sviluppo delle moderne tecnologie ad alta intensità scientifica che sono strettamente legate a problemi economici, sociali, politici e di altro tipo, le scienze naturali fondamentali sono necessarie conoscenze, inclusa una comprensione concettuale generale dei processi molecolari, su cui si basano le più importanti conquiste delle moderne scienze naturali.

Mezzi moderni di scienze naturali - la scienza delle leggi fondamentali, fenomeni naturali e varie proprietà degli oggetti della natura - consentono di studiare molti dei processi più complessi a livello di nuclei, atomi, molecole, cellule. I frutti della comprensione della vera conoscenza della natura a un livello così profondo sono noti a ogni persona istruita. Materiali sintetici e compositi, enzimi artificiali, cristalli artificiali: tutti questi non sono solo veri oggetti di sviluppo degli scienziati naturali, ma anche prodotti di consumo di vari settori che producono una vasta gamma di beni di consumo. A questo proposito, lo studio dei problemi delle scienze naturali a livello molecolare nell'ambito delle idee fondamentali - concetti - è indubbiamente rilevante, utile e necessario per futuri specialisti di scienze naturali e tecnici altamente qualificati, nonché per coloro i cui attività professionale non è direttamente correlato alle scienze naturali, cioè per futuri economisti, specialisti del management, esperti di materie prime, avvocati, sociologi, psicologi, giornalisti, manager, ecc.

Le scienze naturali studiano fatti e fenomeni dai campi della filosofia, dell'astrofisica, della geologia, della psicologia, della genetica, dell'evoluzione ed è suddivisa in un complesso di scienze, ognuna delle quali ha un oggetto di studio.

Le scienze naturali si suddividono in:

1. scienze fondamentali;

2. scienze applicate;

3. scienze naturali;

4. scienze tecniche;

5. scienze sociali;

6. discipline umanistiche.

1. Scienze di base

Le scienze fondamentali includono chimica, fisica e astronomia. Queste scienze studiano la struttura di base del mondo.

La fisica è la scienza della natura. Si divide in fisica meccanica, quantistica, ottica, fisica dei conduttori, elettricità.

La chimica studia la struttura delle cose e la loro struttura. È diviso in 2 grandi sezioni: organica e inorganica. Si distinguono anche chimica fisica, chimica colloidale fisica e biochimica.

L'astronomia studia la struttura e la struttura dello spazio esterno ed è suddivisa in astrofisica. Astrologia, cosmologia, astronautica e astronautica.

2. Scienze applicate

Le scienze applicate studiano le scienze fondamentali con l'applicazione pratica, l'attuazione delle scoperte teoriche. Le scienze applicate includono la scienza dei metalli, la fisica dei semiconduttori.

3. Scienze naturali

Le scienze naturali studiano i processi ei fenomeni della natura vergine. Sono divisi in geologia, geografia, biologia.

La geologia, a sua volta, si divide in geologia dinamica, storia, paleografia.

La geografia è composta da 2 grandi sezioni: geografia fisica ed economica.

La geografia fisica è suddivisa in agricoltura generale, climatologia, geomorfologia, scienze del suolo, idrologia, cartografia, topografia, scienze del paesaggio, zonizzazione geografica e monitoraggio.

La geografia economica comprende studi sui paesi, geografia della popolazione, geografia dell'economia mondiale, geografia dei trasporti, geografia del settore dei servizi, economia mondiale, statistica, relazioni economiche internazionali.

La biologia è la scienza degli organismi viventi. Si divide in botanica, zoologia, fisiologia umana e animale, anatomia, istologia (la scienza dei tessuti), citologia (la scienza della cellula), ecologia (la scienza del rapporto tra uomo e ambiente) etologia (sul comportamento), dottrina evoluzionistica.

4. Scienze ingegneristiche

Le scienze tecniche includono scienze che studiano dispositivi e oggetti artificiali. Questi includono informatica, cibernetica, sinergia.

5. Scienze sociali

Queste sono scienze che studiano le regole e la struttura della società e oggetti che vivono secondo le sue leggi. Questi includono sociologia, antropologia, archeologia, sociometria, scienze sociali. Scienza "Uomo e Società".

6. Lettere

Le discipline umanistiche comprendono le scienze che studiano l'essenza, la struttura e lo stato spirituale dell'uomo. Questi includono filosofia, storia, etica, estetica, studi culturali.

Ci sono scienze che sono all'incrocio di interi blocchi e sezioni della scienza. Quindi, ad esempio, la geografia economica è all'incrocio tra le scienze naturali e sociali e la bionica è all'incrocio tra quelle naturali e tecniche. Una scienza interdisciplinare che include scienze sociali, naturali e tecniche è l'ecologia sociale.

Come altre aree dell'attività umana, le scienze naturali hanno caratteristiche specifiche.

Universalità - comunica la conoscenza che è vera per l'intero universo nelle condizioni in cui sono ottenute dall'uomo.

Frammentazione - gli studi non sono nel loro insieme, ma vari frammenti della realtà o dei suoi parametri; essa stessa è divisa in discipline separate. In generale, il concetto di essere come concetto filosofico non è applicabile alla scienza, che è una conoscenza privata. Ogni scienza in quanto tale è una certa proiezione sul mondo, come un riflettore che evidenzia le aree di interesse.

Validità - nel senso che la conoscenza che riceve è adatta a tutte le persone e il suo linguaggio è inequivocabile, poiché la scienza cerca di fissarne i termini il più chiaramente possibile, il che contribuisce all'unificazione delle persone che vivono in varie parti del mondo.

Impersonalità - nel senso che né le caratteristiche individuali dello scienziato, né la sua nazionalità o luogo di residenza sono in alcun modo rappresentate nei risultati finali della conoscenza scientifica.

Sistematico - nel senso che ha una certa struttura e non è un insieme incoerente di parti.

Incompletezza - nel senso che, sebbene la conoscenza scientifica cresca all'infinito, non può ancora raggiungere la verità assoluta, dopo di che non ci sarà più nulla da indagare.

Continuità - nel senso che la nuova conoscenza in un certo modo e secondo determinate regole si correla con la vecchia conoscenza.

Criticità - nel senso che è sempre pronta a mettere in discussione e rivedere anche i risultati più fondamentali.

Affidabilità - nel senso che le sue conclusioni richiedono, consentono e sono verificate secondo determinate regole in essa formulate.

Extramoralità - nel senso che le verità scientifiche sono moralmente ed eticamente neutre e le valutazioni morali possono riguardare sia l'attività di acquisizione della conoscenza (l'etica di uno scienziato richiede che sia intellettualmente onesto e coraggioso nel processo di ricerca della verità), sia all'attività della sua applicazione.

Razionalità - nel senso che riceve la conoscenza sulla base di procedure razionali e leggi della logica e arriva alla formulazione di teorie e loro disposizioni che vanno oltre il livello empirico.

Sensualità - nel senso che i suoi risultati richiedono una verifica empirica attraverso la percezione, e solo dopo sono riconosciuti affidabili.

Metodi di ricerca utilizzati nelle scienze naturali

La base dei metodi delle scienze naturali è l'unità degli aspetti empirici e teorici. Sono interconnessi e si condizionano a vicenda. La loro rottura, o almeno lo sviluppo predominante dell'uno a scapito dell'altro, chiude la strada a una corretta conoscenza della natura: la teoria diventa inutile, l'esperienza diventa cieca.

I metodi delle scienze naturali possono essere suddivisi in gruppi:

a) i metodi generali riguardano tutte le scienze naturali, qualsiasi materia della natura, qualsiasi scienza. Si tratta di varie forme del metodo dialettico, che permette di collegare tra loro tutti gli aspetti del processo cognitivo, tutte le sue fasi. Ad esempio, il metodo dell'ascesa dall'astratto al concreto, ecc. Quei sistemi di branche delle scienze naturali la cui struttura corrisponde all'effettivo processo storico del loro sviluppo (ad esempio, biologia e chimica) seguono effettivamente questo metodo.

b) Metodi speciali sono usati anche nelle scienze naturali, ma non riguardano la sua materia nel suo insieme, ma solo uno dei suoi aspetti (fenomeni, essenza, lato quantitativo, connessioni strutturali) o un certo metodo di ricerca: analisi, sintesi, induzione, deduzione. I metodi speciali sono: osservazione, esperimento, confronto e come caso speciale misurazione. Le tecniche ei metodi matematici sono eccezionalmente importanti come metodi speciali per studiare ed esprimere gli aspetti quantitativi e strutturali e le relazioni di oggetti e processi della natura, nonché come metodi di statistica e teoria della probabilità. Il ruolo dei metodi matematici nelle scienze naturali è in costante aumento con l'uso sempre più ampio delle macchine calcolatrici. In generale, c'è una rapida matematizzazione delle moderne scienze naturali. Ad esso sono associati i metodi dell'analogia, della formalizzazione, della modellazione e della sperimentazione industriale.

c) I metodi privati ​​sono metodi speciali che operano solo all'interno di un particolare ramo delle scienze naturali, o al di fuori del ramo delle scienze naturali da cui hanno avuto origine. Pertanto, i metodi della fisica utilizzati in altri rami delle scienze naturali hanno portato alla creazione di astrofisica, fisica dei cristalli, geofisica, fisica chimica e chimica fisica e biofisica. La diffusione dei metodi chimici ha portato alla creazione della cristallochimica, della geochimica, della biochimica e della biogeochimica. Spesso allo studio di una materia viene applicato un complesso di metodi particolari interconnessi. Ad esempio, la biologia molecolare utilizza simultaneamente i metodi della fisica, della matematica, della chimica e della cibernetica nella loro interconnessione.

Nel corso del progresso delle scienze naturali, i metodi possono passare da una categoria inferiore a una superiore: quelli particolari diventano speciali, quelli speciali diventano generali.

Il ruolo più importante nello sviluppo di E. appartiene alle ipotesi, che sono "una forma di sviluppo delle scienze naturali, nella misura in cui pensa ..."

Il posto delle scienze naturali nella società

Il posto delle scienze naturali nella vita e nello sviluppo della società deriva dalle sue connessioni con altri fenomeni e istituzioni sociali, in primo luogo con la tecnologia, e attraverso di essa con la produzione, le forze produttive in generale, e con la filosofia, e attraverso di essa con la lotta di classe nel campo dell'ideologia. Con tutta l'integrità interna derivante dall'unità, sia della natura stessa che visione teorica Su di essa, le scienze naturali sono un fenomeno molto complesso con sfaccettature e connessioni diverse, spesso contraddittorie. La scienza naturale non è inclusa né nella base né nella sovrastruttura ideologica della società, sebbene nella sua parte più generale (dove si forma l'immagine del mondo) sia associata a questa sovrastruttura. La connessione della scienza naturale attraverso la tecnologia con la produzione, e attraverso la filosofia con l'ideologia esprime in modo completo le connessioni sociali più essenziali delle scienze naturali. La connessione tra scienza naturale e tecnologia si forma per il fatto che "la tecnologia ... quindi serve gli obiettivi dell'uomo, perché la sua natura (essenza) consiste nel determinarla da condizioni esterne (leggi di natura)".

Nell'era moderna, le scienze naturali sono in anticipo rispetto alla tecnologia nel suo sviluppo, perché i suoi oggetti stanno diventando sempre più sostanze e forze della natura completamente nuove, precedentemente sconosciute (ad esempio, l'energia atomica), e quindi, prima che la questione della loro applicazione tecnica possa sorgono, è richiesto "frontale" il loro studio dal lato delle scienze naturali. Tuttavia, la tecnologia con le sue esigenze rimane forza motrice sviluppo delle scienze naturali.

Introduzione……………………………………………………………………..………….3

1. Classificazione delle scienze

Conclusione………………………………………………………..…..…………………14

Elenco delle fonti utilizzate………………………………….…………….15

introduzione

È noto che le scienze naturali sono un insieme di scienze sulla natura. Compito delle scienze naturali è la conoscenza delle leggi oggettive della natura e la promozione del loro uso pratico nell'interesse dell'uomo. La scienza naturale nasce come risultato della generalizzazione delle osservazioni ottenute e accumulate nel processo attività pratiche persone, ed è essa stessa la base teorica di questa attività pratica.

Nel 19° secolo era consuetudine dividere le scienze naturali (o la conoscenza sperimentale della natura) in 2 grandi gruppi. Il primo gruppo copre tradizionalmente le scienze di fenomeni naturali(fisica, chimica, fisiologia) e il secondo - circa oggetti della natura. Sebbene questa divisione sia piuttosto arbitraria, è ovvio che gli oggetti della natura non sono solo l'intero mondo materiale circostante con i corpi celesti e la terra, ma anche le parti costituenti inorganiche della terra e gli esseri organici che si trovano su di essa, e, finalmente, uomo.

Considerazione corpi celestialiè oggetto di scienze astronomiche, la terra è oggetto di numerose scienze, delle quali le più sviluppate sono la geologia, la geografia e la fisica della terra. Conoscenza degli elementi che lo compongono la crosta terrestre e situato su di esso, è oggetto di storia naturale con i suoi tre dipartimenti principali: mineralogia, botanica e zoologia. L'uomo, d'altra parte, funge da soggetto dell'antropologia, le cui componenti più importanti sono l'anatomia e la fisiologia. A loro volta, la medicina e la psicologia sperimentale si basano sull'anatomia e sulla fisiologia.

Ai nostri giorni, una tale classificazione generalmente accettata delle scienze naturali non esiste più. Secondo gli oggetti della ricerca, la divisione più ampia è la divisione nelle scienze del vivente e nella cosiddetta natura inanimata. Le grandi aree più importanti delle scienze naturali (fisica, chimica, biologia) possono essere distinte dalle forme di movimento della materia che studiano. Tuttavia, questo principio, da un lato, non consente di coprire tutte le scienze naturali (ad esempio, la matematica e molte scienze affini), dall'altro, non è applicabile a sostanziare ulteriori divisioni di classificazione, quella complessa differenziazione e interconnessione delle scienze che sono così caratteristici delle moderne scienze naturali.

Nella scienza naturale moderna, due processi opposti sono organicamente intrecciati: continuo differenziazione scienze naturali e aree sempre più ristrette della scienza e integrazione queste scienze separate.

1. Classificazione delle scienze

La procedura di classificazione nasce da una semplice osservazione, che ha preso forma in uno specifico dispositivo cognitivo. Tuttavia, la classificazione consente di ottenere un reale significativo incremento di conoscenze sulla via della rivelazione di nuovi gruppi di fenomeni.

Il procedimento di classificazione, rivolto alla scienza stessa, non può prescindere dalla classificazione proposta da F. Bacon (1561-1626) come generalizzazione dell'ambito del sapere conosciuto a suo tempo. Nella sua opera fondamentale "Sulla dignità e sulla moltiplicazione delle scienze" crea un ampio panorama della conoscenza scientifica, inclusa la poesia nell'amichevole famiglia delle scienze. La classificazione baconiana delle scienze si basa sulle capacità di base dell'anima umana: memoria, immaginazione, ragione. Pertanto, la classificazione assume la forma seguente: la storia corrisponde alla memoria; immaginazione - poesia; la mente è filosofia.

Nelle scienze naturali dell'epoca di Goethe (fine del 18° secolo), si credeva che tutti gli oggetti della natura fossero collegati tra loro da un'unica grandiosa catena che portasse dalle sostanze più semplici, dagli elementi e minerali passando per le piante e gli animali all'uomo . Il mondo è stato disegnato da Goethe come una continua "metamorfosi" di forme. Idee su "livelli di organizzazione" della natura qualitativamente diversi furono sviluppate dagli idealisti oggettivi Schelling e Hegel. Schelling si è posto il compito di rivelare costantemente tutte le fasi dello sviluppo della natura nella direzione dell'obiettivo più alto, ad es. considera la natura come un insieme utile, il cui scopo è la generazione della coscienza. Gli stadi della natura individuati da Hegel erano associati a vari stadi dell'evoluzione, interpretati come lo sviluppo e l'incarnazione dell'attività creativa dello "spirito del mondo", che Hegel chiama l'idea assoluta. Hegel ha parlato del passaggio dei fenomeni meccanici alla chimica (il cosiddetto chemismo) e poi alla vita organica (organismo) e alla pratica.

Una pietra miliare nello sviluppo della classificazione delle scienze fu l'insegnamento di Henri de Saint-Simon (1760-1825). Riassumendo lo sviluppo della scienza del suo tempo, Saint-Simon ha sostenuto che la mente cerca di basare i suoi giudizi su fatti osservati e discussi. Sul fondamento positivo del dato empiricamente, egli (la ragione) ha già trasformato l'astronomia e la fisica. Le scienze private hanno elementi Scienza generale- filosofia. Quest'ultimo è diventato semipositivo quando le scienze particolari sono diventate positive, e diventerà completamente positivo quando tutte le scienze particolari diventeranno positive. Ciò si realizzerà quando la fisiologia e la psicologia saranno basate su fatti osservati e discussi, poiché non esistono fenomeni che non siano né astronomici, né chimici, né fisiologici, né psicologici. Come parte della sua filosofia naturale, Saint-Simon ha cercato di trovare leggi universali che governino tutti i fenomeni della natura e della società, per trasferire i metodi delle discipline delle scienze naturali nel campo dei fenomeni sociali. Ha identificato il mondo organico con la materia fluida e ha rappresentato l'uomo come un corpo fluido organizzato. Lo sviluppo della natura e della società è stato interpretato come una lotta costante tra materia solida e materia fluida, sottolineando il diverso legame del comune con il tutto.

Il segretario personale di Saint-Simon, Auguste Comte, propone di prendere in considerazione la legge dei tre stadi dell'evoluzione intellettuale dell'umanità come base per lo sviluppo di una classificazione delle scienze. A suo avviso, la classificazione deve soddisfare due condizioni principali: dogmatica e storica. Il primo consiste nel disporre le scienze secondo le loro successive dipendenze, in modo che ciascuna costruisca sulla precedente e prepari la successiva. La seconda condizione prescrive che le scienze siano disposte secondo il corso del loro effettivo sviluppo, dalla più antica alla più recente.

Le varie scienze sono distribuite secondo la natura dei fenomeni studiati, o secondo la loro decrescente generalità e indipendenza, o secondo la loro crescente complessità. Da tale disposizione scaturiscono speculazioni sempre più complesse, oltre che sempre più sublimi e complete. Nella gerarchia delle scienze, il grado di riduzione dell'astrattezza e di aumento della complessità è di grande importanza. L'umanità è l'obiettivo finale di qualsiasi sistema teorico. La gerarchia delle scienze è la seguente: matematica, astronomia, fisica, chimica, biologia e sociologia. La prima di queste costituisce il punto di partenza della seconda, che, come si è già detto, è l'unico scopo fondamentale di ogni filosofia positiva.

Per facilitare l'uso abituale della formula gerarchica, conviene raggruppare i termini per due, presentandoli sotto forma di tre coppie: iniziale - matematico-astronomico, finale - biologico-sociologico e intermedio - fisico-chimico. Inoltre, ogni coppia mostra la naturale somiglianza delle scienze accoppiate e la loro separazione artificiale, a sua volta, porta a una serie di difficoltà. Ciò è particolarmente evidente nella separazione della biologia dalla sociologia.

La base della classificazione di O. Comte sono i principi del movimento dal semplice al complesso, dall'astratto al concreto, dall'antico al nuovo. E sebbene le scienze più complesse si basino su quelle meno complesse, ciò non significa la riduzione di quelle superiori a quelle inferiori. Nella classificazione di Comte non esistono scienze come la logica, perché, secondo lui, fa parte della matematica, e della psicologia, che è in parte un frammento della biologia, in parte della sociologia.

Ulteriori passi nello sviluppo del problema della classificazione delle scienze, compiuti, in particolare, da Wilhelm Dilthey (1833-1911), portarono alla separazione delle scienze dello spirito e delle scienze della natura. Nell'opera "Introduzione alle scienze dello spirito", il filosofo le distingue principalmente per materia. L'oggetto delle scienze naturali sono i fenomeni esterni all'uomo. Le scienze dello spirito sono immerse nell'analisi delle relazioni umane. Nella prima, gli scienziati sono interessati a osservare gli oggetti esterni come dati delle scienze naturali; in secondo luogo, le esperienze interne. Qui coloriamo le nostre idee sul mondo con le nostre emozioni, mentre la natura tace, come se fosse aliena. Dil-tey è sicuro che l'appello all'"esperienza" sia l'unico fondamento delle scienze sullo spirito. L'autonomia delle scienze sullo spirito stabilisce una connessione tra i concetti di "vita", "espressione", "comprensione". Non esistono concetti del genere né in natura né nelle scienze naturali. La vita e l'esperienza sono oggettificate nelle istituzioni dello stato, della chiesa, della giurisprudenza, ecc. È anche importante che la comprensione sia rivolta al passato e serva da fonte di scienze sullo spirito.

Wilhelm Windelband (1848-1915) propone di distinguere le scienze non per materia, ma per metodo. Divide le discipline scientifiche in nomotetiche e ideografiche. Nel dipartimento del primo - l'istituzione di leggi generali, la regolarità di oggetti e fenomeni. Questi ultimi sono finalizzati allo studio di singoli fenomeni ed eventi.

Tuttavia, l'opposizione esterna della natura e dello spirito non è in grado di fornire una base esaustiva per l'intera diversità delle scienze. Heinrich Rickert (1863-1936), sviluppando l'idea avanzata da Windelband sulla separazione delle scienze nomotetiche e ideografiche, giunge alla conclusione che la differenza deriva da diversi principi di selezione e ordinamento dei dati empirici. La divisione delle scienze in scienze della natura e scienze della cultura nella sua famosa opera omonima esprime al meglio l'opposizione di interessi che dividono gli scienziati in due campi.

Per Rickert, l'idea centrale è che la realtà data nella cognizione è immanente nella coscienza. La coscienza impersonale costituisce la natura (scienze naturali) e la cultura (scienze culturali). Le scienze naturali mirano a identificare le leggi generali, che vengono interpretate da Rickert come regole a priori della ragione. La storia si occupa di singoli fenomeni irripetibili. Le scienze naturali sono libere dai valori, la cultura e la comprensione individualizzante della storia è il regno dei valori. L'indicazione del valore è particolarmente importante. "Quelle parti della realtà che sono indifferenti ai valori e che consideriamo nel senso indicato solo come natura, hanno per noi ... solo interesse scientifico naturale ... il loro aspetto individuale ha significato per noi non come individualità, ma come un'istanza di concetto più o meno generale. Al contrario, nei fenomeni della cultura e in quei processi che poniamo loro come passaggi preliminari in qualche relazione ... il nostro interesse è rivolto a una persona speciale e individuale, alla loro unica e corso non ripetitivo, ovvero li studiamo anche storicamente, in modo individualizzante. Rickert distingue tre Regni: realtà, valore, significato; corrispondono a tre metodi di comprensione: spiegazione, comprensione, interpretazione.

Indubbiamente, la separazione dei metodi nomotetici e ideografici fu un passo importante nella classificazione delle scienze. In senso generale, il metodo nomotetico (dal greco nomothetike, che significa "arte legislativa") ha lo scopo di generalizzare e stabilire leggi e si manifesta nelle scienze naturali. Secondo la distinzione tra natura e cultura, le leggi generali sono sproporzionate e incommensurabili con un'esistenza unica e singolare, in cui c'è sempre qualcosa di inesprimibile con l'aiuto di concetti generali. Da ciò segue la conclusione che il metodo nomotetico non è un metodo universale di cognizione e che il metodo ideografico deve essere utilizzato per conoscere il "singolo".

Il nome del metodo ideografico (dal greco, idios - "speciale", grapho - "scrivo") indica che questo è un metodo delle scienze storiche della cultura. La sua essenza sta nella descrizione dei singoli eventi con la loro colorazione di valore. Gli eventi significativi possono essere individuati tra i singoli eventi, ma la loro unica regolarità non si vede mai. Il processo storico appare così come un insieme di eventi unici e inimitabili, in contrasto con l'approccio alle scienze naturali dichiarato dal metodo nomotetico, dove la natura è coperta dalla regolarità.

Le scienze culturali, secondo Rickert, sono diffuse in aree come la religione, la chiesa, il diritto, lo stato e persino l'economia. E sebbene l'economia possa essere messa in discussione, Rickert la definisce così: "Invenzioni tecniche (e quindi attività economica, che è un loro derivato) sono di solito eseguiti con l'aiuto delle scienze naturali, ma essi stessi non appartengono a oggetti naturalmente ricerca scientifica".

È possibile ritenere che nella coesistenza di entrambi questi due tipi di scienza, e dei metodi ad essi corrispondenti, si riflettano le risposte di quelle lontane controversie tra nominalisti e realisti, che agitavano le controversie scolastiche medievali? Apparentemente sì. Del resto, quelle affermazioni che si sentono dalle scienze ideografiche (in particolare che l'individuo è la base del generale e quest'ultimo non esiste al di fuori di esso, non possono essere separate l'una dall'altra e assumono un'esistenza separata), sono allo stesso tempo le argomentazioni dei nominalisti, per i quali è l'individuo, come un fatto reale, possono essere prese come base della vera conoscenza.

Per quanto riguarda la situazione attuale, va notato che sia nelle scienze esatte, pomologiche, orientate alla regolarità e alla ripetizione, sia nelle scienze individualizzanti, ideografiche, orientate al singolare e all'unico, il singolare non può e non deve essere ignorato. La scienza naturale ha il diritto di rifiutarsi di analizzare i fatti individuali, e sarà giusta quella cronaca in cui non sarà rintracciato il nesso generale degli eventi?

Per la metodologia e la filosofia della scienza, sono interessanti le riflessioni di Rickert, in cui il generale e l'individuo non sono semplicemente contrapposti, il che sarebbe ingenuo, ma appare la differenziazione, cioè la differenziazione. nel distinguere i tipi di generale e singolare. Nelle scienze naturali, la relazione del generale con il singolare è la relazione del genere e dell'individuo (istanza). Nelle scienze storiche sociali, la singolarità, per così dire, rappresenta, rappresenta l'universalità, agendo come un modello manifestato in modo visivo. Serie causali individuali: questo è lo scopo e il significato delle scienze storiche.

Principi della classificazione delle scienze di F. Engels. Quando nel 1873 Engels iniziò a elaborare una classificazione delle forme di moto della materia, la visione comtese della classificazione delle scienze era diffusa negli ambienti scientifici. Il fondatore del positivismo, O. Comte, era sicuro che ogni scienza ha come soggetto una forma separata del movimento della materia, e gli oggetti delle varie scienze sono nettamente separati l'uno dall'altro: la matematica | fisica | chimica | biologia | sociologia. Questa corrispondenza è stata chiamata il principio di coordinamento delle scienze. Engels ha prestato attenzione a come gli oggetti studiati dalle varie scienze sono interconnessi e si trasmettono l'uno nell'altro. L'idea è nata per riflettere il processo di sviluppo progressivo della materia in movimento, percorrendo una linea ascendente dal più basso al più alto, dal semplice al complesso. L'approccio in cui la meccanica era collegata e passata alla fisica, quest'ultima alla chimica, poi alla biologia e alle scienze sociali (meccanica... fisica... chimica... biologia... scienze sociali), divenne noto come il principio di subordinazione. E infatti, ovunque guardiamo, non troveremo mai alcuna forma di movimento completamente separata dalle altre forme di movimento, ovunque e ovunque ci sono solo processi di trasformazione di una forma di movimento in altre. Le forme del moto della materia esistono in un processo continuo-discontinuo di trasformazione l'una nell'altra. “La classificazione delle scienze”, ha osservato F. Engels, “ognuna delle quali analizza una forma separata di moto o una serie di forme di moto della materia interconnesse e trasversali, è allo stesso tempo una classificazione, una disposizione, secondo alla loro sequenza intrinseca di queste stesse forme di movimento, e qui sta il suo significato".

Quando Engels iniziò a lavorare su "La dialettica della natura", il concetto di energia era già stato stabilito nella scienza, esteso al campo degli inorganici - natura inanimata. Tuttavia, è diventato sempre più chiaro che non può esserci un confine assoluto tra natura animata e inanimata. Un esempio convincente di ciò è stato il virus: una forma transitoria e una contraddizione vivente. Una volta in un ambiente organico si comportava come un corpo vivente, mentre in un ambiente inorganico non si manifestava così. Si può dire che Engels previde con lungimiranza il passaggio da una forma di movimento della materia a un'altra, poiché quando sorse il suo concetto, la scienza aveva studiato solo le transizioni tra le forme meccaniche e termiche. C'era anche interesse nel presupposto che scoperte eccezionali sarebbero presto apparse all'intersezione delle scienze, nelle aree di confine. Riprendendo lo sviluppo di una di queste aree di confine che collegano natura e società, Engels ha proposto la teoria del lavoro dell'antroposociogenesi - l'origine dell'uomo e della società umana. Un tempo, Charles Darwin (1809-1882), conducendo studi anatomici comparati sull'uomo e sulle scimmie, giunse alla conclusione che l'uomo era di origine puramente animale. Ha identificato due forme di competizione: intraspecifica e interspecifica. La competizione intraspecifica ha portato all'estinzione delle forme non adattate e ha assicurato la sopravvivenza di quelle idonee. Questa posizione ha costituito la base selezione naturale. Engels, d'altra parte, apprezzava il ruolo dei fattori sociali, e in particolare il ruolo speciale del lavoro, nel processo di antroposociogenesi. Nel XX secolo. Fu all'intersezione delle scienze che apparvero le aree più promettenti delle nuove scienze: biochimica, psicolinguistica, informatica.

Quindi, se nelle prime classificazioni delle scienze le capacità naturali dell'anima umana (memoria, immaginazione, ecc.) fungevano da base, allora, secondo il nostro ricercatore russo contemporaneo B. Kedrov, la differenza fondamentale tra la classificazione di Engels era proprio che "mette il principio di oggettività alla base della divisione delle scienze: le differenze tra le scienze sono dovute alle differenze negli oggetti che studiano". Pertanto, la classificazione delle scienze ha un solido fondamento ontologico: la diversità qualitativa della natura stessa, le varie forme del movimento della materia.

In connessione con i nuovi dati delle scienze naturali, la classificazione in cinque termini delle forme di moto della materia elaborata da Engels è stata oggetto di notevoli perfezionamenti. La più famosa classificazione moderna, proposto da B. Kedrov, in cui ha distinto sei forme fondamentali di movimento: fisico subatomico, chimico, fisico molecolare, geologico, biologico e sociale. Si noti che la classificazione delle forme di moto della materia è stata concepita come base per la classificazione delle scienze.

C'è un altro approccio, secondo il quale l'intera diversità del mondo può essere ridotta a tre forme di moto della materia: elementare, parziale e complessa. I principali includono le più ampie forme di movimento della materia: fisico, chimico, biologico, sociale. Numerosi autori mettono in dubbio l'esistenza di un'unica forma fisica del movimento della materia. Tuttavia, non si può essere d'accordo con questo. Tutti gli oggetti uniti dal concetto di fisico hanno due delle proprietà fisiche più comuni: massa ed energia. L'intero mondo fisico è caratterizzato da una legge generale onnicomprensiva di conservazione dell'energia.

I moduli privati ​​fanno parte di quelli principali. Quindi, la materia fisica include il vuoto, i campi, le particelle elementari, i nuclei, gli atomi, le molecole, i macrocorpi, le stelle, le galassie, la metagalassia. Le forme complesse della materia e del moto comprendono l'astronomia (Metagalassia - Galassia - Stelle - Pianeti); geologico (costituito dalle forme fisiche e chimiche del movimento della materia nelle condizioni di un corpo planetario); geografico (compresi fisici, chimici, biologici e forma sociale moto della materia all'interno della lito-, idro- e atmosfera). Una delle caratteristiche essenziali delle forme complesse del movimento della materia è che il ruolo dominante in esse è in definitiva svolto dalla forma più bassa della materia: quella fisica. Ad esempio, i processi geologici sono determinati da forze fisiche: gravità, pressione, calore; le leggi geografiche sono determinate dalle condizioni fisiche e chimiche e dai rapporti dei gusci superiori della Terra.

Conclusione

La filosofia della scienza, logicamente, deve essere chiara su quale tipo di scienza preferisce affrontare. Secondo la tradizione già consolidata, anche se piuttosto giovane, tutte le scienze erano divise in tre clan: naturali, sociali, tecniche. Tuttavia, per quanto questi gruppi di scienze competano tra loro, nella loro totalità hanno un obiettivo comune associato alla comprensione più completa dell'universo.

Le questioni della classificazione e dell'interconnessione delle scienze naturali sono discusse fino ad oggi. Allo stesso tempo, ci sono diversi punti di vista. Uno di questi è che tutti i fenomeni chimici, la struttura della materia e la sua trasformazione possono essere spiegati sulla base della conoscenza fisica; non c'è niente di specifico in chimica. Un altro punto di vista è che ogni tipo di materia e ogni forma di organizzazione materiale (fisica, chimica, biologica) è così isolata che non ci sono legami diretti tra di loro. Naturalmente, punti di vista così diversi sono lontani dalla vera soluzione della più complessa questione della classificazione e della gerarchia delle scienze naturali. Una cosa è abbastanza ovvia: nonostante la fisica sia una branca fondamentale delle scienze naturali, ciascuna delle scienze naturali (con lo stesso compito comune studio della natura) si caratterizza per il suo oggetto di studio, la sua metodologia di ricerca e si basa su leggi proprie, che non sono riducibili alle leggi di altre branche della scienza. E i risultati seri nelle scienze naturali moderne sono molto probabilmente con la riuscita combinazione di conoscenze complete accumulate in un lungo periodo di tempo in fisica, chimica, biologia e molte altre scienze naturali.

Elenco delle fonti utilizzate

1. Karpenkov S.Kh. K26 Concetti di scienze naturali moderne: un libro di testo per le università. - M.: Progetto Accademico, 2000. Ed. 2°, rev. e aggiuntivo – 639 pag.
2. Likhin AF Concetti di scienze naturali moderne: libro di testo. - MTK Welby, Prospekt Publishing House, 2006. - 264 pag.
3. Turchin VF Fenomeno della scienza: un approccio cibernetico all'evoluzione. ed. 2° - M.: ETS, 2000. - 368 p.
4. Khoroshavina S. G. Concetti di scienze naturali moderne: un corso di lezioni / Ed. 4°. - Rostov n / D: Phoenix, 2005. - 480 pag.

Agenzia federale per l'istruzione

Istituzione scolastica statale

Istruzione professionale superiore

Università statale di Mosca

Strumentazione e informatica

EA Kolomiytseva

CONCETTI DI SCIENZA NATURALE MODERNA

Breve corso di lezioni

Revisori:

Ph.D., prof. Figurovsky EN, Ph.D., Assoc. Shpichenetsky B.Ya.

EA Kolomiytseva. CONCETTI DI SCIENZA NATURALE MODERNA.

Un breve corso di lezioni. M., 2006, 80 pag.

Il libro di testo è destinato agli studenti MGUPI che studiano la disciplina "Concetti di scienze naturali moderne"

MGUPI, 2006

introduzione............................................................................................................................	4
Conferenza 1. Materia e metodi delle scienze naturali……………………………………………………	4
Conferenza 2. Metodi pratici di ricerca fisica. Grandezze fisiche e misure…………………………………………………………………………………………..	7
Conferenza 3. Macromondo. Il movimento nella meccanica classica………………………………..	9
Conferenza 4. Forze in natura. Interazioni fondamentali…………………………..	13
Conferenza 5. Misure di moto - quantità di moto ed energia. Leggi di conservazione e simmetria dello spazio-tempo…………………………………………………………………………	15
Conferenza 6. Campi fisici. Concetti di corto e lungo raggio………….	18
Conferenza 7. Megamondo. Elementi di teoria della relatività privata. Concetto relativistico…………………………………………………………………………………………..	19
Conferenza 8. Problemi di spazio e tempo………………………………………………...	21
Conferenza 9. Processi ad onde………………………………………………………………….	25
Conferenza 10. Le leggi del microcosmo. Dualismo corpuscolare-onda della materia. Principio di complementarietà e problemi di causalità…………………………………...	29
Conferenza 11. Particelle elementari. Quark…………………………………………………..	32
Conferenza 12. Radioattività………………………………………………………………………	34
Conferenza 13. Pattern dinamici e statistici…………………………….	36
Conferenza 14. L'energia nei processi termodinamici……………………………………..	39
Conferenza 15. Ordine e disordine nella natura. Transizioni di fase. Entropia. La seconda legge della termodinamica e la "freccia del tempo"…………………………………………………..	41
Conferenza 16. Sinergia. Il rapporto tra ordine e caos nei sistemi aperti di non equilibrio…………………………………………………………………………………………….	44
Conferenza 17. Origine ed evoluzione dell'Universo……………………………………….	47
Conferenza 18. Pianeta Terra………………………………………………………………………	53
Conferenza 19. Elementi di chimica………………………………………………………………………	57
Conferenza 20. Acqua e ipotesi sull'origine della vita sulla Terra. L'auto-organizzazione nella natura vivente……………………………………………………………………………………..	60
Conferenza 21. Biosfera e problemi ambientali. Il concetto di noosfera………………………..	63
Conferenza 22. Basi molecolari della vita. DNA e informazioni…………………………..	67
Conferenza 23. Il fenomeno dell'uomo…………………………………………………………………….	70
Conferenza 24. Teoria dell'evoluzione in biologia. Principi dell'evoluzionismo universale. Il percorso verso una cultura unica ................................................ ...................................................... ...	74
Domande sulla preparazione all'esame……………………………………………………..	77
Compiti per soluzione indipendente………………………………………………….	79
	80

introduzione

La disciplina "Concetti di scienze naturali moderne" è inclusa nello stato standard educativo per le specialità umanitarie e di scienze sociali. Lo scopo di questo corso è quello di familiarizzare gli studenti con le idee moderne sulla natura e sul ruolo dell'uomo in essa. Non è un segreto che molti di loro abbiano una predilezione per la conoscenza puramente umanitaria. Nel frattempo, uno specialista moderno ha bisogno di una prospettiva ampia. Forse la prospettiva più allettante sarebbe quella di mostrare agli studenti la vita di una persona nella sua unità con la natura, l'integrità e l'unicità dell'ambiente, per far loro sentire la bellezza e la potenza del pensiero umano, che è capace di abbracciare il mondo intero da l'Universo a particella elementare, sviluppare il gusto per la conoscenza, incoraggiare la lettura della letteratura scientifica popolare e l'autoeducazione. In definitiva, questo è condizione necessaria formazione di una personalità armonica.

Conferenza 1.

La materia ei metodi delle scienze naturali

1. La materia delle scienze naturali. Scienze naturali e cultura umanitaria.

Scienze naturaliè un complesso di conoscenze sulla natura, che costituisce una delle parti più importanti della cultura umana.

La cultura è un concetto ampio e sfaccettato che può essere definito in molti modi. Ci sono un gran numero di diverse definizioni di cultura (circa 170), di cui daremo una che riflette in modo abbastanza soddisfacente le sue caratteristiche più importanti:

La cultura è un sistema di mezzi dell'attività umana, grazie al quale l'attività di un individuo, dei gruppi e di tutta l'umanità è pianificata, svolta e stimolata nella loro interazione con la natura e tra di loro.

Pertanto, la cultura nel suo insieme può essere suddivisa in tre rami principali:

cultura Materiale(strumenti, abitazioni, abbigliamento, trasporti) - l'intera sfera dell'attività materiale e i suoi risultati;

cultura sociale- le regole di base del comportamento nella società;

cultura spirituale(conoscenza, educazione, moralità, diritto, visione del mondo, scienza, arte).

Di conseguenza, la conoscenza dell'umanità può essere suddivisa in

sistema di conoscenza della natura - scienze naturali e

un sistema di conoscenza dei valori positivamente significativi dell'esistenza di un individuo, gruppi, stati, umanità nel suo insieme: le discipline umanistiche.

Ognuna di queste sezioni della conoscenza umana ha le sue specifiche:

La conoscenza delle scienze naturali è profondamente specializzata, è in continuo miglioramento, si distingue per obiettività, affidabilità ed è di grande importanza per l'esistenza dell'uomo e della società.

La conoscenza umanitaria si attiva sulla base dell'appartenenza dell'individuo a un determinato gruppo sociale. Sono caratterizzati dalla soggettività, cioè consentono la possibilità di interpretazioni, idealizzazioni che contraddicono le proprietà reali degli oggetti.

Tuttavia, le scienze naturali e la conoscenza umanitaria sono interconnesse, essendo parti indipendenti di un unico sistema di conoscenza della scienza:

si basano su un'unica base: i bisogni e gli interessi dell'uomo e dell'umanità nel creare condizioni ottimali per l'autoconservazione e il miglioramento della propria vita;

tra loro vi è uno scambio di risultati raggiunti.

2. Scienza e metodo scientifico.

La scienza- un termine che denota una conoscenza generalizzata e sistematizzata in qualsiasi campo.

Sin dai tempi antichi, le persone hanno provato comprendere l'essenza dei fenomeni naturali osservati e le loro regolarità. Inoltre, il primo motivo di ciò era l'interesse pratico: la possibilità uso conoscenza ricevuta. Quindi inizialmente due aspetti delle scienze naturali coesistevano: cognitivo e applicato. Nella scienza moderna, entrambi questi aspetti sono presenti anche.

La conoscenza delle leggi della natura e la creazione di un'immagine del mondo su questa base è l'immediato, il più vicino obiettivo Scienze naturali. L'obiettivo finale è promuovere l'uso pratico di queste leggi. Non sempre prospettiva applicazione pratica di questa o quella scoperta è evidente fin dall'inizio, la teoria, di regola, si sviluppa con un certo anticipo.

Quindi, nel sistema delle scienze naturali, abbiamo identificato due livelli: il livello teorico e il livello pratico (sperimentale).

Le tecniche utilizzate nell'assimilazione teorica e pratica della realtà costituiscono il metodo scientifico. Così, la scienza risponde alla domanda: "Cos'è la realtà?", e il metodo scientifico indica come affrontare questa realtà.

metodi scientifici sono diversi livello:

Uniti (universale): dialettico, metafisico;

Scientifico generale (usato in tutte le scienze): pratico (empirico) - osservazione, descrizione, misurazione, esperimento e teorico - confronto, analogia, analisi e sintesi, idealizzazione, generalizzazione, ascesa dall'astratto al concreto, induzione e deduzione;

Speciale-scientifico (usato in discipline specifiche).

Una caratteristica delle moderne scienze naturali è il suo orientamento costruttivo, ad es. la realtà non è solo studiata, ma anche progettata con obiettivi specifici. Ciò si esprime nell'uso diffuso di metodi di modellazione matematica di processi e fenomeni con l'ausilio dei computer.

La fase iniziale dello studio è, di regola, la pratica; serve anche come criterio finale per la verità (adeguatezza) di qualsiasi teoria, così come lo scopo dello studio.

3. Aspetti storici dello sviluppo delle scienze naturali.

Il processo di formazione delle scienze naturali non era uniforme. Lo sviluppo del pensiero scientifico può essere sostanzialmente suddiviso in fasi. In ogni fase dominava un certo stile di pensiero, basato sui risultati della scienza disponibili in quel momento. Pertanto, sono state stabilite la gamma di compiti da ricercare e la metodologia di ricerca. Tali conquiste scientifiche generalmente riconosciute e lo stile dominante del pensiero scientifico sono chiamati paradigma. Un cambiamento, spesso una rottura radicale del paradigma esistente, significa un passaggio alla fase successiva nello sviluppo delle scienze naturali ed è chiamato rivoluzione scientifica e tecnologica.

Primo stadio, che fiorì nel periodo antico, è caratterizzato dal predominio di ragionamenti puramente speculativi sulla natura delle cose e dei fenomeni. La scienza naturale in questa fase non è ancora separata dalla filosofia, e infatti costituiscono una scienza, la filosofia naturale, che riflette le idee degli antichi sul mondo nel suo insieme. Nonostante le incredibili intuizioni di Democrito, Archimede e altri, la filosofia naturale non può ancora essere considerata una scienza in senso moderno.

Prima rivoluzione scientifica e tecnologica molti storici della scienza si associano alle attività di Aristotele. Fu allora che la scienza iniziò a differenziarsi dalle altre forme di conoscenza del mondo. Fu espressa l'idea della sfericità della Terra, fu costruito un modello geocentrico del mondo.

Le idee di Aristotele determinarono lo stato della scienza fino al Rinascimento.

Seconda rivoluzione scientifica e tecnologica associato all'introduzione nella pratica scientifica dell'esperimento come modo per verificare le ipotesi. Durante questo periodo si è verificato l'accumulo di materiale fattuale e la sua generalizzazione, le scienze naturali hanno acquisito una forma per noi più familiare. Nelle opere degli scienziati moderni - Galileo, Keplero, Newton - furono gettate le basi della scienza classica.

Seconda fase Lo sviluppo delle scienze naturali durò fino alla fine del XIX secolo, questo è il momento della piena fioritura della scienza classica. La legge di conservazione e trasformazione dell'energia è stata stabilita. ottica, elettrodinamica, termodinamica, meccanica teorica (Hamilton, Lagrange, Maxwell, Fresnel, Boltzmann). In chimica è stato stabilito un concetto rigoroso di elemento (Lavoisier), reazioni chimiche, connessioni, aperto legge periodica Mendeleev, sorse la chimica strutturale (Butlerov). In biologia vincono le idee più importanti sull'evoluzione di tutti gli esseri viventi (Lamarck, Darwin); la cellula è stata scoperta (Schleiden e Schwann) e il portatore materiale dell'eredità - il gene (Mendel).

Si prepararono così le condizioni per una nuova rivoluzione scientifica e tecnologica, che catturò l'intero ventesimo secolo e continua ancora oggi.

Per terza rivoluzione scientifica e tecnologica caratteristica:

Stretta interazione di vari campi della scienza, sviluppo di collegamenti interdisciplinari. La stragrande maggioranza delle scoperte avviene all'intersezione delle scienze.

Il passaggio dalle rappresentazioni classiche a quelle non classiche: la creazione di un comune e teoria speciale relatività, teoria quantistica dei campi (meccanica quantistica).

Studio dei più complessi processi non lineari di non equilibrio che si verificano in sistemi complessi. Si scopre che questi processi, che portano all'autorganizzazione del sistema, all'emergere di nuove strutture, procedono in modo simile in vari settori delle scienze naturali. Questo ci permette di considerare discipline come la fisica, la cosmologia, la geologia, la chimica, la biologia e anche tradizionalmente discipline umanistiche come la storia, l'etnologia, la sociologia e l'economia da un punto di vista unificato. Questo approccio è stato chiamato sinergia. Questa è l'area più promettente delle moderne scienze naturali.

Il rapido sviluppo delle tecnologie dell'informazione, che consentono di eseguire un'enorme quantità di calcoli ad alta velocità ed esplorare i processi più complessi. L'informazione diventa alla pari con la materia.

In prima linea nelle moderne scienze naturali c'è una persona, i suoi interessi e obiettivi. La scienza diventa etica.

4. Le principali sezioni delle moderne scienze naturali.

Attualmente ci sono circa 15mila discipline scientifiche nel mondo e il loro numero è in continua crescita. Si ritiene che per ogni 10-15 anni il numero informazione scientifica raddoppia. Ci sono un gran numero di scienze interdisciplinari.

Naturalmente, è praticamente impossibile classificare tutte le scienze naturali. Puoi solo costruire catene, guidato da qualche principio. Ad esempio, a seconda della complessità dell'oggetto di studio: fisica  chimica (inorganica, organica)  biologia  medicina. Dalla scala dell'oggetto in studio: astronomia (in particolare astrofisica)  geologia (compresa la geologia dei singoli pianeti)  geografia  ecologia  biologia. Secondo il metodo utilizzato: logica  matematica  fisica. Come puoi vedere, la scienza chiave in ciascuna di queste catene è la fisica. È questa scienza che studia le leggi più fondamentali e fondamentali della natura. Pertanto, la conoscenza dei concetti e delle leggi fisiche di base è una componente obbligatoria di qualsiasi istruzione.

5. Livelli strutturali organizzazione della materia.

Al centro delle idee moderne sulla struttura del mondo materiale si trova approccio sistemico. Qualsiasi oggetto o fenomeno, secondo questo approccio, è considerato una formazione complessa, che include componenti organizzate nell'integrità. Diamo le definizioni dei concetti più importanti:

Sistema- un insieme di elementi e relazioni tra di loro;

Connessioni- la relazione tra gli elementi del sistema. Le cravatte si compongono struttura sistemi. Possono essere orizzontali (coordinamento tra elementi dello stesso ordine) e verticali (riflettendo subordinazione, cioè subordinazione, di elementi di ordine diverso). L'insieme dei collegamenti orizzontali costituisce i livelli di organizzazione del sistema, l'insieme dei collegamenti verticali ne riflette la gerarchia.

Tutta la materia dell'Universo è anche un sistema colossale e molto complesso. Può essere distinto tre livelli della struttura della materia:

Quando studiamo la materia "Concetti di scienze naturali moderne", noi, come in ogni scienza, dobbiamo passare dalle idee e dai concetti più semplici a quelli più complessi. I più semplici e familiari per noi sono quei fenomeni in cui ci imbattiamo Vita di ogni giorno e osservare direttamente. Tutti loro sono descritti nell'ambito delle idee classiche, che dovrebbero essere ricordate all'inizio del corso.

Conferenza 2.

Metodi pratici di ricerca fisica. Grandezze fisiche e misure.

L'interazione iniziale di una persona (ricercatore) con un oggetto o un fenomeno avviene direttamente nella pratica. Qui c'è un'accumulazione e una sistematizzazione dei fatti, la loro descrizione. Tutto questo - pratico, o empirico, il livello di conoscenza. Include l'osservazione, la misurazione, l'esperimento. Solo sulla base dei dati ricevuti viene costruito ipotesi e c'è un'ascesa a un più alto, teorico livello di conoscenza.

1. Osservazioni.

L'osservazione è stata il mezzo principale per ottenere informazioni sul mondo circostante e sui fenomeni che in esso si verificano fin dall'antichità. L'osservazione può essere effettuata sia con l'aiuto dei nostri sensi naturali: vista, udito, olfatto, tatto e persino gusto. Tuttavia, tutti questi sentimenti si sviluppano persone diverse a vari livelli, quindi tali osservazioni sono piuttosto imperfette. Qualsiasi conclusione tratta da tali osservazioni sarà altamente soggettiva.

C'è un numero enorme di fenomeni che sono generalmente inaccessibili alla percezione umana diretta. Ad esempio, non vediamo onde elettromagnetiche le cui frequenze si trovano al di fuori del campo ottico, non percepiamo gli ultrasuoni, non siamo in grado di guardare nel micromondo.

Per uno studio più obiettivo, profondo e versatile della realtà, il corpo umano ha bisogno di essere "aiutato" - è richiesto l'uso di strumenti. Tuttavia, il sistema oggetto-dispositivo non è più lo stesso dell'oggetto originale.

Misure e strumenti di misura.

L'osservazione diventa parte della ricerca scientifica se sulla base di questa osservazione vengono fatti certi confronti e conclusioni. Per confrontare qualsiasi proprietà degli oggetti materiali, è necessario fornire a queste proprietà caratteristiche quantitative. Inoltre, nella meccanica quantistica si ritiene che esistano davvero solo quegli oggetti che possono essere misurati: “Il fondamentalmente incommensurabile è fisicamente irreale” (Bohr, Heisenberg). Viene chiamata la procedura per ottenere informazioni quantitative sull'oggetto di studio misurazione. Viene chiamato lo strumento utilizzato per misurare strumento. La teoria della misura si occupa di una scienza speciale - metrologia. Il modo più semplice misure ( dritto) risiede nel fatto che l'oggetto in esame viene confrontato standard preso come un'unità. Lo stendardo più famoso è un'asta di platino-iridio lunga 1 metro, conservata a Parigi, nella Camera dei Pesi e delle Misure. L'inconveniente di tali misurazioni associate alla memorizzazione e alla riproduzione di copie della norma è evidente. Attualmente (dal 1983) si è deciso di considerare 1 metro come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un tempo di 1/299792458 di secondo.

Per misurare il tempo, hai anche bisogno di uno standard. Attualmente si ritiene che 1 secondo sia il tempo durante il quale ci sono 9192631830 periodi di oscillazione della radiazione emessa dall'isotopo del cesio
.

Si noti che per misurare le quantità che descrivono i fenomeni del macrocosmo, sono coinvolti i fenomeni del microcosmo e del megamondo.

In accordo con gli ultimi accordi, la lunghezza di riferimento di 1 metro non viene misurata direttamente, ma viene calcolata dalla formula
, dove Insieme aè la velocità della luce nel vuoto. Questa misura è chiamata indiretto. La stragrande maggioranza delle misurazioni fisiche sono indirette. Anche le misurazioni indirette possono includere il metodo estrapolazione, che si basa sul presupposto che nell'area in cui non sono state effettuate misurazioni, il comportamento del sistema rimane lo stesso. L'estrapolazione non è sempre confermata dall'esperimento.

1. dimensioni fisiche. Sistema internazionale SI.

Durante la misurazione, il ricercatore ottiene le caratteristiche quantitative di qualsiasi proprietà di un determinato oggetto. Ogni grandezza ha il suo significato fisico e la sua unità di misura: la dimensione. Valori di dimensioni diverse non possono essere confrontati, aggiunti o sottratti l'uno all'altro, perché descrivono diverse proprietà degli oggetti.

Le unità di misura si sono rivelate convenientemente concordate tra tutti i paesi. Ciò era dovuto principalmente agli interessi economici. Attualmente, la comunità mondiale ha adottato un unico sistema metrico di misure, chiamato Sistema Internazionale (SI). Le sue unità di base (che richiedono una definizione utilizzando uno standard):

Lunghezza - 1 metro;

Tempo - 1 secondo;

Peso - 1 chilogrammo;

Temperatura termodinamica - 1 Kelvin;

La quantità di sostanza è 1 mol;

La forza della corrente elettrica - 1 Ampere;

Intensità luminosa - 1 candela;

Le restanti grandezze fisiche si ottengono da quelle elencate e sono dette derivate, ad esempio N, J, W, V, Ohm.

4. Errori di misurazione.

Qualsiasi misurazione può essere eseguita solo con una certa precisione. È fondamentalmente impossibile ottenere un valore assolutamente accurato di una quantità fisica per una serie di ragioni. Il primo di questi è che la misurazione è il risultato dell'interazione del dispositivo e dell'oggetto. A loro volta, i dispositivi stessi sono dispositivi tecnici e hanno capacità limitate. Inoltre, qualsiasi quantità fisica le proprietà probabilistiche sono inerenti, e questa è una proprietà fondamentale di tutta la materia, di cui parleremo soprattutto in una lezione speciale. Si dice che la misura di grandezza X 0 prodotto con una certa precisione
, e viene chiamato il valore stesso errore assoluto o errore di misura assoluto. Lo scienziato naturale può solo affermare che il vero valore della quantità misurata si trova nell'intervallo da (
) prima (
):
.

A volte è più comodo parlarne errore relativo o errore di misurazione relativo:
. Questo valore, soprattutto se espresso in percentuale, dà un'idea molto chiara dell'accuratezza delle misurazioni.

Elenchiamo fattori principali imprecisioni sperimentali. Oltre ai grossolani errori dello stesso sperimentatore, possono essere divisi in due gruppi:

1) sistematico, che sono determinati dalla classe di precisione del dispositivo (1/2 divisione) e, eventualmente, da una sorta di errore costante del dispositivo;

2) statistico a causa di deviazioni casuali dal valore reale in ogni particolare esperimento. Spesso è necessario prendere la media come valore reale della quantità.
, dove Nè il numero di esperimenti. Più esperimenti venivano fatti, più si avvicinava al vero valore.

Sperimentare.

Di norma, il ricercatore pianifica le sue osservazioni e misurazioni in anticipo, guidato da alcuni ipotesi, cioè. ipotesi sul risultato atteso. A. Einstein ha sottolineato che "solo la teoria determina ciò che può essere osservato". Per una visione più approfondita dell'essenza del fenomeno, è necessario modificare le condizioni dell'esperimento, interferendo così con l'oggetto di studio.

Vengono chiamate azioni mirate associate a cambiamenti nell'oggetto di studio stesso sperimentare. L'esperimento consente di rivelare tali proprietà e modelli all'interno dell'oggetto, che sono nascosti in condizioni normali.

Una forma speciale di esperimento - esperimento mentale. Recentemente, è stata sempre più importanza esperimento numerico in cui lo scienziato si occupa di modelli matematici di fenomeni naturali.

1. Utilizzando i risultati dell'esperimento. Teoria. Criteri di carattere scientifico e verità della teoria.

I risultati dell'esperimento devono essere interpretati. Se l'ipotesi iniziale del ricercatore è confermata, la ricerca passa a nuovo livello – teorico , cioè. in costruzione teoria scientifica all'interno del paradigma attuale. Se non è possibile costruire una teoria soddisfacente che descriva il fenomeno osservato, ciò può portare a un rivoluzionario cambio di paradigma.

Programma di lavoro