ВВЕДЕНИЕ

Постичь гармонию Вселенной, Молекул, атомов, и числ,

Познать чрез них То, что нетленно... Быть может, в этом жизни смысл?

ОМ. Шепель

Разобраться в вопросе «что такое естествознание?» нам поможет ответ на другой вопрос «что такое наука?».

Известно, что наука - эго деятельность, направленная на изучение чего-либо, а также результат этой деятельности. Выделившись когда-то из всеобщег о единого процесса познания, включавшег о в себя искусство и даже религию, наука стала делиться на всё более узкие области - дифференцироваться. В настоящее время все науки принято подразделять на гуманитарные, естественные и математические. В свою очередь, среди естественных ггаук иногда выделяют точные и описательные (рис. 1).

Рис. 1. Классификация естественно-математических дисциплин

Подразумевается, что гуманитарная наука - это деятельность, направленная на изучение:

• - способов, особенностей, динамики социальной коммуникации (человеческого общения);
• - соотношения человека и окружающей действительности, а также результата этой деятельности.

Естественная наука - это деятельность, направленная на изучение закономерностей протекания природных процессов и, в зависимости от конкретного объекта изучения, воспринимаемая как физика, химия, астрономия, биология или география.

Как видно из определений, главной отличительной особенностью естественных наук, отделяющей их от наук гуманитарных, является поиск природных закономерностей.

Некоторые научные направления классифицируют как технические науки, однако каждое из них представляет собой смесь различных естественных наук.

Математическая наука - это деятельность, направленная на изучение закономерностей превращения одних чисел в другие.

Точные науки стремятся к математическому описанию изучаемых явлений. Описательные науки офаничиваются феноменологическими формулировками изучаемых закономерностей. Сразу же следует подчеркнуть условность такого деления - отсутствует чёткая фаница, разделяющая науки описательные от точных. Например, вся современная химия основывается на периодическом законе Д.И. Менделеева, который пока никому не удалось представить каким-либо строгим уравнением. Тем нс менее стремление исследователей к математическому описанию любою химического процесса позволяет относить эту дисциплину к точным наукам. Вместе с тем традиционно считающаяся описательной биология также все чаще прибегает к математическим формулировкам обнаруживаемых ею закономерностей, особенно генетических. Но если такую условность деления всё-таки принять, то можно утверждать, что физика - это естественная точная наука, изучающая закономерности превращения одних видов энергии в другие.

Химия - эго естественная точная наука, изучающая закономерности превращения одних веществ в другие.

Биология это естественная описательная наука, изучающая закономерности существования живых тел.

Однако в настоящее время процесс дифференциации естественных наук приобретает всё более отчётливые черты своей противоположности - черты интеграции, г.е. процесса слияния различных наук в единое неразрывное целое.

Например, при объяснении химических превращений протеканием физических процессов оказалось невозможно однозначно решить, какое из явлений в этом случае обсуждается - физическое или химическое... Поэтому родилась физическая химия. Но этого оказалось мало. В 30-х гг. прошлого столетия ряд физических процессов стали воспринимать как следствие химических превращений. Появилась химическая физика. Кроме того, когда окончательно убедились, что живые тела не могут существовать, не превращая одни вещества в другие, было признано разделение биолог ии с химией: появились биохимия и молекулярная биолог ия, объекты изучения которых интересны как для биолог ов, гак и для химиков. Изучение закономерностей функционирования живых систем оказалось невозможным без тщательного исследования физических процессов, протекающих в орг анизмах, вследствие чего стала развиваться биофизика. Развитие астрономии на определённом этане тоже оказалось немыслимым без физики - возникла астрофизика. Геохимия сформировалась вследствие неразрывности химии и географии, ведь закономерности формирования земной оболочки во многом определяют ся её химическим составом.

Таким образом, оказалось, что объективная естественнонаучная картина мира представляет собой единое целое, условное разделение которого на объекты исследования различными науками является лишь удобным инструментом ггознания мира. И это единое целое должно изучаться отдельной самостоятельной наукой, которую называют естествознание.

Естествознание - эго точная наука, рассматривающая физику, астрономию, химию, биологию, геог рафию как аспекты единою целого.

Историю развития естествознания условно можно разделить на четыре последовательных этапа, каждый из которых знаменует формирование более высоког о уровня науки гго сравнению с этапом предыдущим (рис. 2).

Первый этап - синкретическая наука, которая представляла собой становление научного ггознания, ещё не дифференцированного, не расчленённого на отдельные отрасли. Наука только зарождалась, пыталась заменить мифологию, старалась постигать окружающий мир, заменяя слеггую веру знанием. Яркими представителями этого этапа можно назвать Пифагора (6 в. до н.э.) и Аристотеля (384-322 гг. до н.э.). Будучи разделёнными почти на три столетия, они одинаково целостно воспринимали науку, искусство и религ ию.

Второй этап - классическое естествознание, основанное на законах, открытых И. Ньютоном, Л. Больцманом, Д. Меделеевым и др. Характеризуется выделением науки в самостоятельную отрасль знания и её дальнсйшей дифференциацией на отдельные, независимые направления. В частности, естествознание формируется как совокупность физики, химии, астрономии, биологии и географии.

Третий этап - неклассическое естествознание, сформированное физикой.

Рис. 2. Экспоненциальный рост количества информации, вырабатываемой научными исследованиями

А. Эйнштейна, В. Гейзенберга, Э. Шрёдингера. Кардинально изменились представления о пространстве, времени, строении вещества. Пространство и время стали восприниматься как аспекты единого пространственно-временного континуума, а вещество - состоящим из элементарных частиц, характеризуемых корпускулярно-волновым дуализмом. Наметились тенденции к интеграции различных естественных наук.

Четвёртый этан - постнеклассическое естествознание, основанное отцами синергетики И. Пригожиным, Г. Николисом, Г. Хакеном. Ознаменовался открытием макроироцессов, не подчиняющихся жёстко детерминированным естественнонаучным законам и протекающих в самоорганизующихся системах. Направления развития многих природных процессов оказались непредсказуемыми в принципе. Интеграция различных естественных наук переросла в интеграцию всего естествознания с гуманитарными и математическими науками.

Предлагаемые материалы составлены на основе представлений о неразрывной целостности естественнонаучной картины мира и условности разделения всех знаний на различные отрасли науки. Книгу рекомендуется использовать при изучении естествознания, а также на уроках, физики, химии,биологии.

Содержание настоящей книги должно представлять собой не набор утилитарных сведений, предназначенных для практического использования в материальной жизни, но быть отражением фрагмента единой, величественной естественнонаучной картины мира, восприятие которой помогает взрослеющему человеку осмыслить своё место во Вселенной. Именно поэтому технолотические аспекты естественных дисциплин здесь почти нс рассматриваются.

В работе подробно рассмотрены достижения классического, неклассического и постнеклассического естествознания. При этом географические аспекты этой науки не рассматриваются. Хотя исследование оболочки нашей планеты, безусловно, является частью единого процесса познания действительности, оно не повлияло на формирование новых уровней естествознания. Что касается астрономии, то её законы здесь рассматриваются как частные случаи физических законов.

Таким образом, уважаемый читатель, Вам предстоит изучение классического, неклассического и постнеклассического естествознания, развивающегося в рамках физики, химии и биологии.

Контрольные вопросы

• 1. Что такое наука?
• 2. Чем отличаются естественные науки от гуманитарных?
• 3. Дайте определения следующим понятиям: физика, химия, астрономия, биология, география.
• 4. Что такое естествознание?