În istoria științei până în secolul al XIX-lea, direcțiile naturale și cele umanitare nu au fost distinse, iar până atunci oamenii de știință au preferat știința naturii, adică studiul lucrurilor care există în mod obiectiv. În secolul al XIX-lea, divizarea științelor a început în universități: umaniste cei responsabili cu studiul activității umane culturale, sociale, spirituale, morale și de altă natură sunt repartizați într-o zonă separată. Și orice altceva se încadrează în conceptul de știință naturală, al cărui nume provine din latinescul „esență”.

Istoria științelor naturii a început în urmă cu aproximativ trei mii de ani, dar discipline separate nu existau atunci - filozofii se ocupau de toate domeniile cunoașterii. Abia în momentul dezvoltării navigației a început împărțirea științelor: a apărut și astronomia, aceste zone erau necesare în timpul călătoriilor. Pe măsură ce tehnologia sa dezvoltat și a devenit secțiuni separate.

Principiul naturalismului filozofic este aplicat studiului științelor naturii: aceasta înseamnă că legile naturii trebuie studiate fără a le confunda cu legile umane și excluzând acțiunea voinței umane. Știința naturii are două obiective principale: primul este explorarea și sistematizarea datelor despre lume, iar al doilea este utilizarea cunoștințelor dobândite în scopuri practice a cuceri natura.

Tipuri de științe ale naturii

Există unele de bază care există ca zone independente de destul de mult timp. Acestea sunt fizica, chimia, geografia, astronomia, geologia. Dar adesea domeniile cercetării lor se intersectează, formând noi științe la joncțiuni - biochimie, geofizică, geochimie, astrofizică și altele.

Fizica este una dintre cele mai importante științe ale naturii, ea dezvoltare modernăînceput cu teoria clasică gravitația lui Newton. Faraday, Maxwell și Ohm au continuat dezvoltarea acestei științe, iar până în secolul al XX-lea în domeniul fizicii, când a devenit cunoscut că mecanica newtoniană era limitată și imperfectă.

Chimia a început să se dezvolte pe baza alchimiei, ea istoria modernăîncepe în 1661, când a fost publicată The Skeptical Chemist al lui Boyle. Biologia nu a apărut decât în ​​secolul al XIX-lea, când s-a stabilit în cele din urmă distincția dintre materia vie și cea nevie. Geografia s-a format în timpul căutării de noi terenuri și dezvoltării navigației, iar geologia a devenit o zonă separată datorită lui Leonardo da Vinci.

Curs 2. Metode ale stiintelor naturii

Curs 1. Științe naturale și cultură umanitară

Cultura este un sistem de mijloace activitate umana, datorită cărora activitatea individului, a grupurilor și a umanității este programată, implementată și stimulată în interacțiunea lor cu natura și între ele.

Aceste mijloace sunt create de oameni, sunt în mod constant îmbunătățite și constau din trei tipuri de conținut de culturi - material, social și spiritual.

Cultura materială este totalitatea mijloacelor materiale și energetice ale existenței umane și ale societății.

Cultura socială este un sistem de reguli de comportament ale oamenilor în tipuri variate comunicare şi domenii specializate de activitate socială.

Cultura spirituală este componentă realizările culturale ale omenirii

Relația dintre știința naturii și culturile umanitare este următoarea:

· au o bază unică, exprimată în nevoile și interesele omului, iar umanitatea în creație conditii optime pentru autoconservare și îmbunătățire;

· efectuează schimburi reciproce rezultate obținute(aceasta se exprimă, de exemplu, în etica științei naturii, raționalizarea culturii umanitare etc.);

· se coordonează reciproc în procesul istoric și cultural;

· sunt părți independente sistem unificat de cunoaștere a științei;

· au valoare fundamentală pentru oameni, deoarece exprimă unitatea naturii și a societății.

Curs 2. Metode ale științelor naturii

Știința naturii le folosește pe ambele metode științifice generale cunoștințe (analiza, sinteză, generalizare, abstractizare, inducție, deducție, analogie, metodă logică, metodă istorică, analogie, modelare, clasificare) și metode științifice specifice inerente științelor specifice (spectroscopie, metoda atomilor marcați, cristalografie etc.) . P.). Metode științifice, după relația dintre empiric și teoretic, se împart în metode de cercetare empirică (experimentală): observație, experiment, măsurare, descriere, comparație, metode teoretice (idealizare, formalizare, axiomatizare, metodă ipotetico-deductivă), precum și metode mixte.

Analiză- descompunerea mentală sau reală a unui obiect în părțile sale constitutive.

Sinteză- combinarea elementelor învăţate în urma analizei într-un singur întreg.

Generalizare- procesul de trecere mentală de la individ la general, de la cel mai puțin general la cel mai general, de exemplu: trecerea de la judecata „acest metal conduce electricitatea” la judecata „toate metalele conduc electricitatea”, din judecată: „forma mecanică a energiei se transformă în termică” la judecată „orice formă de energie este transformată în căldură”.

Abstracție (idealizare)- introducerea mentală a unor modificări asupra obiectului studiat în conformitate cu obiectivele studiului. Ca urmare a idealizării, unele proprietăți și atribute ale obiectelor care nu sunt esențiale pentru acest studiu pot fi excluse din considerare.

Inducţie- procesul de eliminare pozitia generala din observarea unui număr de fapte individuale particulare, i.e. cunoștințe de la particular la general. În practică, cel mai des este folosită inducția incompletă, ceea ce presupune tragerea unei concluzii despre toate obiectele unui set pe baza cunoașterii doar a unei părți a obiectelor. Inducția incompletă, bazată pe cercetări experimentale și care include justificarea teoretică, se numește inducție științifică. Concluziile unei astfel de inducție sunt adesea de natură probabilistică.

Deducere- procesul de raționament analitic de la general la particular sau mai puțin general. Este strâns legat de generalizare.

Analogie- o concluzie probabilă, plauzibilă, despre asemănarea a două obiecte sau fenomene într-o anumită caracteristică, pe baza asemănării lor stabilite în alte caracteristici.

Modelare- reproducerea proprietăților unui obiect de cunoaștere pe un analog special conceput al acestuia - un model. Modelele pot fi reale (materiale) și ideale (abstracte).

Metoda istorica presupune reproducerea istoriei obiectului studiat în toată versatilitatea sa, ținând cont de toate detaliile și accidentele.

Metoda booleană- aceasta este, în esență, o reproducere logică a istoriei obiectului studiat. În același timp, această poveste este eliberată de tot ceea ce este accidental și lipsit de importanță.

Clasificare este procesul de organizare a informațiilor. În procesul de studiu a noilor obiecte, se face o concluzie în legătură cu fiecare astfel de obiect: dacă acesta aparține unor grupuri de clasificare deja stabilite. În unele cazuri, acest lucru relevă necesitatea reconstruirii sistemului de clasificare. Există o teorie specială a clasificării - taxonomie . Acesta examinează principiile clasificării și sistematizării zonelor complex organizate ale realității.

științe care studiază proprietățile naturii și formațiunile naturale. Utilizarea termenilor naturali, tehnic, fundamental etc. la domeniile activității umane este destul de condiționată, deoarece fiecare dintre ele are o componentă fundamentală (studiul problemelor de la limita cunoștințelor și ignoranței noastre), o componentă aplicativă (studiul problemelor de aplicare a cunoștințelor dobândite în activități practice), o componentă de științe naturale. (studiind problemele care apar sau există independent de dorința noastră). Acești termeni sunt, ca să spunem așa, diatropici, adică. descrie doar nucleul - majoritatea trăsătură caracteristică sau componentă a unui obiect.

Definiție excelentă

Definiție incompletă ↓

STIINTELE NATURII

a primit drepturi de cetăţenie din secolul al XVIII-lea. nume pentru totalitatea tuturor științelor implicate în studiul naturii. Primii cercetători ai naturii (filozofii naturii) au inclus, fiecare în felul său, toată natura în cercul activității lor mentale. Dezvoltarea progresivă a științelor naturii și aprofundarea lor în cercetare a condus la împărțirea, care nu s-a încheiat încă, a științei unificate a naturii în ramurile sale separate - în funcție de subiectul cercetării sau după principiul diviziunii muncii. Științele naturii își datorează autoritatea, pe de o parte, acurateței și consecvenței științifice și, pe de altă parte, semnificației lor practice ca mijloc de cucerire a naturii. Principalele sfere ale științelor naturii - materie, viață, om, Pământ, Univers - ne permit să le grupăm astfel: 1) fizică, chimie, Chimie Fizica; 2) biologie, botanică, zoologie; 3) anatomie, fiziologie, doctrina originii și dezvoltării, doctrina eredității; 4) geologie, mineralogie, paleontologie, meteorologie, geografie (fizică); 5) astronomia împreună cu astrofizica și astrochimia. Matematica, după o serie de filozofi ai naturii, nu aparține științelor naturii, ci este un instrument decisiv pentru gândirea lor. Mai mult, între științele naturii, în funcție de metodă, există următoarea diferență: științele descriptive se mulțumesc cu studiul datelor faptice și a legăturilor lor, pe care le generalizează în reguli și legi; științele naturale exacte pun fapte și conexiuni în formă matematică; totuși, această distincție nu se face în mod consecvent. Știința pură a naturii este limitată cercetare științifică, știință aplicată(medicina, agricultura si silvicultura si tehnologia in general) o foloseste pentru a stapani si transforma natura. Alături de științele naturii stau științele spiritului, iar filozofia le unește pe amândouă într-o singură știință, ele acționează ca științe private; mier Imaginea fizică a lumii.

Știința naturii este o sferă a activității umane care are ca scop obținerea de noi informații despre lumea înconjurătoare, care trăiește după legi obiective independente de oameni. Spre deosebire de științele naturii, obiectul de studiu umaniste este însăși activitatea umană, ca proces subiectiv. Cu toate acestea, acest proces subiectiv este studiat prin metode obiective. Aceasta din urmă împrejurare este cea care ne permite să considerăm științele umaniste ca științe, și nu ca artă. Dacă scopul activității umane de științe naturale este de a înțelege lumea așa cum este ea cu adevărat, atunci scopul activității umane în domeniul artei este acela de a arăta modul în care lumea este percepută subiectiv de om.

Știința naturală modernă nu poate fi reprezentată ca un fel de arhivă, în care totul a fost pur și simplu acumulat și „sortat în bucăți” o cantitate mare fapte și diverse informații despre structura lumii înconjurătoare. Știința naturii compară fapte și observații și se străduiește să creeze un MODEL în care aceste fapte să fie colectate într-un sistem unic, CONSISTENT, bazat pe concepte teoretice, prevederi și generalizări. Știința naturii caută, de asemenea, să extindă și să clarifice imaginea creată a lumii, folosind acest model pentru a planifica și a efectua noi observații și experimente.

Având în vedere unele trăsături distinctive(cerințe) metodologia stiintificaîn domeniul științelor naturii:

predictivitatea – generalizată sub forma unei teorii concepte științifice, modelele trebuie să prezică comportamentul obiectelor din lumea înconjurătoare, observate într-un experiment sau direct în mediu

reproductibilitate - experimente științifice trebuie efectuate în așa fel încât să poată fi reproduse de alți cercetători și în alte laboratoare

suficiență minimă - în procesul de descriere a datelor științifice, nu se pot crea concepte dincolo de cele necesare (așa-numitul principiu „briciul lui Occam”)

obiectivitate – la construirea teorie științifică, ipotezele sunt inacceptabile pentru a lua în considerare selectiv doar fapte și observații selectate (renunțând la alte date), în funcție de înclinațiile personale, interesele, afecțiunile și nivelul de pregătire al omului de știință.

succesiune - munca stiintifica ar trebui să ia în considerare și să facă referire la fundalul problemei studiate cât mai mult posibil

Stiintele Naturii- aceasta nu este doar primirea de informații noi, ci și primirea de informații despre cum să obțineți informații noi. Fiind atât scopul, cât și mijlocul activității umane, știința naturii este un proces de autodezvoltare și autoaccelerare.

universul spațiu al găurii negre

Sistem de clasificare a științelor naturii

În mod tradițional, științele naturii includ științe precum fizica, chimia, biologia, geologia, geografia și alte discipline.

Cât de obiectivă este o astfel de clasificare, unde și prin ce principiu ar trebui trasate granițele dintre diferite științe, este posibil să se separe anumite ramuri ale științelor naturale în științe separate? Evident, pentru a răspunde la această întrebare este necesară o clasificare firească a ierarhiei cunoștințelor științifice, care să nu depindă de tradiții și să fie obiectivă. Cu alte cuvinte, este necesar un criteriu obiectiv pentru identificarea unui anumit domeniu de cunoaștere ca știință separată.

Această clasificare include o clasificare sistematică a științelor - nu numai a celor naturale. Se bazează pe următorul principiu: obiectul fiecărei științe ar trebui să fie un sistem holistic, separat.

Să ne oprim mai în detaliu asupra conceptului de „sistem”.

Un sistem este de obicei înțeles ca un set de elemente care interacționează, fiecare dintre acestea fiind necesar pentru ca acest sistem să-și îndeplinească funcțiile specifice. După cum putem vedea, definiția unui sistem aici constă din două părți, iar a doua parte, referitoare la elementele sistemului, este netrivială și neevidentă. Din această definiție rezultă că nu fiecare componentă a sistemului este un element de sistem. Deci, de exemplu, un semnal luminos de pe panoul frontal al unui computer nu va fi un element de sistem al acestuia, deoarece scoaterea becului sau defecțiunea nu va provoca o eșec în executarea sarcinilor software, în timp ce procesorul, evident, este un astfel de element.

Din definiția pe care am dat-o, rezultă că numărul de elemente de sistem dintr-un sistem este întotdeauna finit, dar ele însele sunt discrete și alegerea lor nu este aleatorie. Elemente individuale iar proprietățile lor, atunci când sunt combinate într-un sistem, dau întotdeauna naștere la o nouă calitate, o funcție de sistem care nu este reductibilă la calitatea și funcțiile elementelor sale constitutive.

Sistemele pot fi naturale și artificiale, obiective și subiective. Științele naturii includ științe care au ca obiect de studiu sistemele naturale, care sunt întotdeauna obiective. Sistemele subiective sunt obiectele de studiu în științe umaniste. Rețineți că unele sisteme, de exemplu sistemele informaționale, pot fi atât artificiale, cât și în același timp obiective. Un alt exemplu: un calculator, ca sistem informațional integral, este în mod tradițional supus studiului în cadrul informaticii. Din punctul de vedere al clasificării sistemelor, ar fi mai corect să distingem știința informatică ca știință independentă, nu informatica în general, deoarece Sisteme de informare poate fi foarte diferit.

Elementele sistemului sunt ele însele sisteme; putem spune că sisteme de ordine diferite sunt imbricate unul în celălalt, precum păpușile de cuibărit.

De exemplu, filosofia are ca obiect de studiu maximul sistem comun, format din doar două elemente - materie și conștiință. Dacă vorbim despre cel mai mare sistem cunoscut de noi, atunci acesta este Universul, studiat ca obiect integral de știința cosmologiei.

Sisteme de ordinul cel mai mic cunoscut stiinta moderna, este general acceptat particule elementare. Știm încă puține despre structura interna particule elementare, chiar dacă ținem cont de ipoteza despre existența quarcilor, care nu au fost încă obținute în formă liberă. Cu toate acestea, elementele sistemului care alcătuiesc particulele elementare includ nu numai quarcii, ci și proprietățile (calitățile) lor - sarcină, masă, spin și alte caracteristici.

Știința care studiază particulele elementare ca sisteme integrale, izolate se numește fizica particulelor elementare.

Particulele elementare sunt elemente ale sistemelor de ordin superior - nuclee atomice, și chiar mai mari - atomi. În consecință, se disting fizica nucleară și fizica atomică.

La rândul lor, atomii se combină pentru a forma molecule. Știința care are ca obiect de studiu moleculele se numește chimie. Cum să nu ne amintim de binecunoscuta definiție: moleculele sunt cele mai mici particule dintr-o substanță care încă mai rețin Proprietăți chimice această substanță!

Vom continua să mergem pe scara ierarhică a științelor naturii. În organismele vii, moleculele participă la interacțiuni complexe - secvențe lungi și cicluri de reacții catalizate de enzime. Există, de exemplu, așa-numitele calea glicolitică, ciclul Krebs, ciclul Calvin, căi pentru sinteza aminoacizilor, acizilor nucleici și multe altele. Toate sunt sisteme complexe, integrale, auto-organizate, numite biochimice. În consecință, știința care le studiază se numește biochimie.

Procesele biochimice și structurile moleculare complexe se combină pentru a crea și mai mult formațiuni complexe- celule vii studiate prin citologie. Celulele formează țesuturi care sunt studiate ca sisteme integrale de o altă știință - histologie. Următorul nivel al ierarhiei se referă la complexe vii izolate formate din țesuturi - organe. În complexul de discipline biologice, nu se obișnuiește să se evidențieze o știință care ar putea fi numită „organologie”, ci în medicină științe precum cardiologia (studiază inima și sistemul cardiovascular), pneumologia (plămânii), urologia (organele sistemului genito-urinar). ), etc.

Și, în sfârșit, ne apropiem de știință, care are ca obiect de studiu un organism viu, ca un sistem integral, separat (individ). Această știință este fiziologie. Distingeți între fiziologia oamenilor, animalelor, plantelor și microorganismelor.

Clasificarea sistemică a științelor naturii nu este doar un fel de construcție logică abstractă, ci este o abordare complet pragmatică pentru rezolvarea problemelor organizaționale.

Imaginează-ți următoarea situație. Doi candidați vin la consiliul științific pentru susținerea dizertațiilor pentru gradul de candidat în științe biologice. Primul a examinat procesul de respirație la șobolani expuși la stres fizic ridicat. El a studiat conținutul metaboliților individuali ai ciclului Krebs, caracteristicile de funcționare ale componentelor lanțului de transport de electroni din mitocondrii și alte caracteristici biochimice ale procesului de respirație la șobolani care au fost forțați la activitate fizică ridicată.

Un alt solicitant a studiat practic aceleași lucruri, folosind aceleași metode, dar nu a fost interesat de efectul activității fizice asupra respirației, ci de procesul de respirație în sine, ca atare, indiferent de activitate fizica sau chiar ce organism era studiat.

Primul solicitant este informat că lucrarea sa se referă la fiziologie și, prin urmare, este acceptată spre examinare de către acest consiliu cu specializarea „fiziologie umană și animală”, în timp ce celălalt este respins, invocând o discrepanță între specializarea lucrării („biochimie”). si specializarea consiliului.

Cum s-a întâmplat că lucrări foarte asemănătoare au ajuns să fie clasificate ca științe diferite? În primul caz, activitatea fizică este o funcție a unui organism viu ca sistem integral și, prin urmare, munca se referă la fiziologie. În al doilea, obiectul de studiu nu este organismul ca întreg, ci un sistem biochimic separat.

Urcarea în continuare pe scara ierarhică a științelor naturii ne aduce la un punct nodal interesant. Organismele vii (indivizii), ca elemente ale sistemului, pot fi incluse în sisteme diferite de ordin superior. Un sistem format din doar două elemente - un individ (sau populație de indivizi) și mediu inconjurator(părți biotice și abiotice), este considerată în ecologie.

Un sistem format din indivizi tipuri diferite(sau populații de diferite specii) este studiat de știința biocenologiei. În consecință, subiectul (sistemul) de studiu al acestei științe poate include multe elemente de sistem. Un set de populații care interacționează din diferite specii care ocupă același teritoriu se numește biocenoze. Interesant este că biocenozele nu sunt o colecție aleatorie de populații. Sunt sisteme complexe, auto-organizate, care au unele caracteristici ale organismelor vii. Ca și indivizii, biocenozele se nasc, se dezvoltă (așa-numita succesiune), îmbătrânesc și mor. Ele sunt discrete: o limită clar definită poate fi adesea observată între diferite biocenoze, în timp ce formele intermediare sunt absente sau instabile. Biocenozele sunt de obicei denumite de speciile de plante dominante - dacă este, de exemplu, un stejar, atunci biocenoza se numește pădure de stejar, dacă este o iarbă cu pene, atunci va fi numită „stepa de iarbă cu pene”.

Un sistem de ordin superior biocenozei este biosfera Pământului. În rusă, însă, cuvântul „biosferologie” este absent; În schimb, este folosit termenul „doctrină a biosferei”. Prioritatea pentru crearea acestei științe îi aparține remarcabilului om de știință rus, academicianul V.I Vernadsky (1863-1945), care a atras mai întâi atenția asupra faptului că biosfera nu este doar suma tuturor biocenozelor Pământului, ci un complex, obiect auto-organizat, diferit calitativ de orice alte sisteme cunoscute.

La rândul său, biosfera este doar unul dintre elementele sistemice ale planetei noastre. Din păcate, nu există nicio știință care să descrie comportamentul Pământului ca un sistem integral, auto-organizat. motive obiective. Știința naturală modernă S-au acumulat prea puține informații despre modul în care diferite învelișuri planetare și niveluri de organizare interacționează între ele - biosferă, litosferă, hidrosferă, manta, miez etc.

În mod tradițional, nu este obișnuit să izolăm cunoștințele noastre despre formarea, structura și procesele care determină comportamentul într-o știință separată. sistem solar ca un intreg, per total. Obiectiv, însă, o astfel de zonă de cunoaștere există și este considerată în cadrul unui complex de discipline astronomice. Același lucru este valabil și pentru galaxia noastră.

Și în sfârșit, cel mai mare cunoscut de noi sisteme naturale- acesta este Universul, care, așa cum am spus deja, este studiat de știința cosmologiei.

Deci, am examinat o serie întreagă de științe naturale și sistemele lor corespunzătoare. Dar unde sunt biologia și fizica cu care suntem obișnuiți printre ele? Aparent, în cadrul unei clasificări obiective, sistematice, nu putem numi nici una, nici cealaltă discipline științe. Nu există un sistem izolat separat (sau cel puțin o clasă de sisteme) în raport cu care ar fi posibil să se formuleze sarcina fizicii (sau biologiei) ca știință care studiază acest sistem: principiul „o știință - un sistem”. ” încetează să funcționeze. Biologia și fizica se despart în multe alte științe. Cu toate acestea, clasificarea tradițională, subiectivă, are tot dreptul de a exista: este convenabilă și va fi folosită în știința naturii pentru o lungă perioadă de timp.

Cu toată diversitatea sistemelor - mari și mici, naturale și artificiale, obiective și subiective, există unele dintre caracteristicile lor care sunt caracteristice tuturor sistemelor în general. Ele sunt numite la nivel de sistem. Există și o știință care le studiază - sistemologia. Realizările sistemologiei îi ajută pe oamenii de știință care lucrează în alte domenii ale cunoașterii să construiască ipoteze și să tragă concluzii științifice corecte. De exemplu, printre cercetătorii gerontologi (gerontologia este știința îmbătrânirii) există uneori un punct de vedere conform căruia îmbătrânirea animalelor și a oamenilor este determinată de o anumită genă a îmbătrânirii, prin deteriorarea căreia se poate asigura o tinerețe nelimitată. Cu toate acestea, descoperirile sistemuluilogiei ne spun altceva. Toate sistemele complexe de auto-dezvoltare, limitate în creștere spațială, în vârstă, astfel încât motivele îmbătrânirii oamenilor și animalelor sunt mult mai profunde. În același timp, concluziile generale ale sistemologiei au doar semnificație metodologică. Ele nu pot înlocui cunoștințele specifice. În cazul luat în considerare, este foarte posibil să presupunem că unele gene pot într-adevăr să accelereze îmbătrânirea, dar prin îndepărtarea acestor gene sau prin eliminarea altor cauze specifice ale îmbătrânirii, trebuie să înțelegem că vom întâlni alte cauze și că vom putea doar a întârzia bătrâneţea.