СОДЕРЖАНИЕ
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ, НАУКА, НАУЧНЫЙ МЕТОД, ПОЗНАНИЕ И ЕГО СТРУКТУРА
Общенаучные методы эмпирического познания
Общенаучные методы теоретического познания
Абстрагирование. Восхождение от абстрактного к конкретному
Идеализация. Мысленный эксперимент
Общенаучные методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания
зарождения, становления И И РАЗВИТИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Зарождение и развитие научных знаний в древнем мире
Астрономические знания и календарь
Исторические предпосылки возникновения цивилизации
Развитие горного дела и добычи полезных ископаемых
Развитие домашних промыслов и становления ремесла
Эволюция общественного сознания. Рациональные знания
Возникновение и становление обмена
География и основные характеристики цивилизаций древнего востока
Культура древневосточных цивилизаций
Астрономические знания древнего Египта и Междуречья
Вавилонская математика и ее применение в физике
Ахейская (микенская) цивилизация
Философия и наука античного мира
Формирование и развитие античной цивилизации
От "детскости" Гомера до атомистики Демокрита
Общая характеристика пифагореизма
Геоцентрическая система Птолемея
Спад в развитии античной науки
Основная характеристика эпохи средневековья
Наука на средневековом востоке
Естествознание в эпоху Возрождения
Основная характеристика эпохи Возрождения
Основные предпосылки гелиоцентризму
Н. Коперник и его гелиоцентрическая система мира
Джордано Бруно: мировоззренческие выводы из коперниканизму
Открытие законов движения планет
Жизнь, посвященная служению урана
Возникновение классической механики
"Математические начала натуральной философии" и их структура
Атомистические взгляды Ньютона
Ньютоновская Идея дальнего действия
От геометрического метода аналитической механики
Аналитическая механика материальной точки и динамика твердого тела Эйлера
Аналитическая механика системы материальных точек и тел Лагранжа
Развитие аналитической механики
Немеханическое трактовки принципа наименьшего действия Гельмгольца
Принцип наименьшего принуждения Гаусса
Возникновение и развитие электродинамики
Преобразование электричества на магнетизм
Преобразование магнетизма на электричество
Теория электромагнитного поля Максвелла
С. СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
Понятие пространства и времени в философии и естествознании XVI11 -XIX веков
Развитие представлений о пространстве и времени в XX веке
Специальная теория относительности (часть I)
Специальная теория относительности (часть II)
Закон сохранения энергии в макроскопических процессах
Работа в механике, закон сохранения и превращения энергии в механике
Второй закон термодинамики и принцип возрастания энтропии
Порядок и хаос. Стрела времени
Проблема тепловой смерти вселенной. Флуктацийна гипотеза Больцмана
Синергетика. Рождение порядка из хаоса
Гипотеза де Бройля. "Волны материи"
Волновая функция. Волны вероятности. Образ атома
Причинность классическая и причинность квантовая
Фундаментальные физические взаимодействия
Классификация элементарных частиц
Характеристики субатомных частиц
Частицы - носители взаимодействий
Теория электрослабого взаимодействия
На пути к большому объединения
Проблемы энергетики (ядерные и термоядерные реакторы)
Мировые энергетические ресурсы и необходимость решения проблемы управляемого термоядерного синтеза
современной астрофизики и космологии
Закон Хаббла и исследования Слайфера
Модель горячей Вселенной. Реликтовое излучение
Некоторые трудности гипотезы расширяющегося Вселенной
Проблема внеземных цивилизаций
Гипотезы о происхождении галактик
Распределение квазаров в пространстве
Гипотезы о происхождении квазаров
Звездные скопления и ассоциации
Как образовалось семейство планет
СОВРЕМЕННАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
Жизнь как особая форма движения материи
Основные свойства и признаки живых организмов
Структурные уровни организации жизни
Эволюционные идеи, концепции и гипотезы в додарвинивський период
Дальнейшее развитие теории эволюции. Дарвинизм XX века
приспособленность к среде обитания (адаптация)
Необратимость и неограниченность процесса эволюции
Хронология эволюции живой природы по данным палеонтологии
Место человека в системе животного мира. Доказательства животного происхождения человека
Качественное своеобразие человека как биосоциальной существа
Данные палеонтологии и антропологии о происхождении человека
Концепции В. И. Вернадского о биосфере
Основные требования к условиям, которые обеспечивают возникновение и развитие жизни
Основные этапы химической эволюции, предшествовавших абиогенеза
Возникновение пробионты и биологических мембран
Основные этапы эволюции живой природы
Основные характеристики биосферы
Возникновение атмосферы и гидросферы
Основные характеристики атмосферы
Влияние атмосферы на радиационный баланс Земли
Взаимодействие океана и атмосферы
Развитие и становление человека
Возникновение учения о ноосфере
Основные положения учения о ноосфере Э. Леруа и Тайяра де Шардена.
Концепция ноосферы Вернадского
Условия, необходимые для становления и существования ноосферы
Процесс познания всегда начинается с рассмотрения конкретных предметов и явлений, их внешних признаков, свойств, связей, которые человек воспринимает с помощью органов чувств. Только в результате изучения чувственно-конкретного человек приходит к каким-то обобщенных представлений, понятий, тех или иных теоретических положений, то есть до научных абстракций. Формирование этих абстракций связано со сложным процессом мышления, имеет способность к абстрагированию.
В процессе абстрагирования происходит переход (восхождение) от чувственно воспринимаемых конкретных объектов (со всеми их свойствами, сторонами и т.д.) к абстрактным представлениям о них, воспроизведенных в мышлении. Абстрагирования, таким образом, заключается в мысленном пренебрежении какими менее существенными свойствами, признаками, связями исследуемого объекта с одновременным выделением, формированием одной или нескольких существенных признаков, свойств, связей этого объекта. Результат, полученный в процессе абстрагирования, называют абстракцией (или используют термин "абстрактное" - в отличие от "конкретного").
В научном познании широко применяются, например, абстракции отождествления и изолирующие абстракции. Абстракция отождествления представляет собой понятие, которое является результатом отождествления некоторого множества предметов (при этом отвлекаются от целого ряда индивидуальных свойств, признаков данных предметов) и объединения их в особую группу. Примером может быть группировка всего разнообразия растений и животных, которые существуют на нашей планете, в особые виды, роды, семейства и т.д. Изолирующая абстракция является результатом выделения определенных свойств, признаков, взаимосвязей, неразрывно связанных с предметами материального мира, в самостоятельные сущности ("устойчивость", "растворимость", "электропроводность" и т.п.).
Переход от чувственно-конкретного к абстрактному всегда связан с упрощением действительности. Вместе с тем, восходя от чувственно-конкретного к абстрактному, теоретического, исследователь имеет возможность глубже понять изучаемый объект, осознать его сущность.
Конечно, в истории науки имели место и ложные, ошибочные абстракции, которые не отражали, по сути, ничего в объективном мире (эфир, теплород, жизненная сила, электрическая жидкость и т.п.). Использование подобных «мертвых абстракций" создавало лишь видимость объяснения явлений, наблюдавшихся. На самом деле никакого углубленного познания в этом случае не происходило.
Развитие естествознания привел к открытию новых настоящих признаков, свойств, связей объектов и явлений материального мира. Необходимым условием прогресса познания стало создание по-настоящему научных, а не "призрачных" абстракций, что позволило глубже познать сущность исследуемых явлений. Процесс перехода от чувственно-эмпирических, наглядных представлений об исследуемых явлениях к формированию определенных абстрактных, теоретических конструкций, отражающих сущность этих явлений лежит в основе развития любой науки.
Это хорошо прослеживается на примере развития учения об электричестве, в частности прогресса в познании электромагнитных явлений. Вторая половина 19 века началась без особых успехов в теоретическом осмыслении сферы разнообразных явлений, связанных с электричеством. Ф. Энгельс, отмечая "всюдисушисть электричества", что проявляется в разнообразных природных процессах, указывал в то же время на то, что "она является именно той формой движения, по сущности которой еще очень много не понятно". "В учении об электричестве, - писал он, - мы имеем перед собой ... какое неуверенное блуждания в темноте, не связанные друг с другом исследования и много опытов отдельных ученых, которые атакуют неизвестную область вразброд, как орда кочевых наездников".
Понадобился огромный теоретический талант Максвелла, который, опираясь на фарадеивськи чувственно-наглядные, эмпирические представления об электромагнитных явлениях, создал свою теорию электромагнитного поля. Максвелл дал идеям Фарадея теоретической совершенства, ввел точное понятие "электромагнитного поля", сформулировал математические законы этого поля.
Поскольку конкретное (то есть реальные объекты, процессы материального мира) представляет собой совокупность множества свойств, признаков, внутренних и внешних связей и отношений, его невозможно познать во всем его разнообразии, оставаясь на этапе чувственного познания, ограничиваясь ним. Поэтому и возникает потребность в теоретическом осмыслении конкретного, то есть в восхождении от чувственно-конкретного к абстрактному.
Но формирование научных абстракций, общих теоретических положений не является конечной целью познания, а представляет собой только средство для более глубокого, разностороннего познания конкретного. Поэтому необходимо дальнейшее движение (восхождение) познания от достигнутого абстрактного опять же к конкретному. Полученное на этом этапе знания о конкретном будет качественно иным по сравнению с тем, с чего начинался процесс чувственного познания. Иными словами, конкретное в начале процесса познания (чувственно-конкретное, что является его исходным моментом) и конкретное, что достигается в конце познавательного процесса (его называют логически-конкретным, подчеркивая роль абстрактного мышления в его понимании), коренным образом отличаться друг от друга.
Логически-конкретное - это конкретное во всем богатстве его содержания, теоретически воспроизведено в мышлении исследователя. Оно включает в себя уже не только чувственно воспринято, но и что-то скрытое, недоступное чувственному восприятию, то существенное, закономерное, понятное только благодаря теоретическому мышлению, определенным абстракциям.
Например, понимание электромагнитных явлений (конкретного) после появления знаменитых уравнений Максвелла существенно расширилось и обогатилось. С его математических абстракций следовали важные выводы, касающиеся конкретных проявлений электромагнитного поля. Эти выводы свидетельствовали, что любое изменение со временем электрического поля приводит к появлению поля магнитного и, наоборот; реально существуют электромагнитные волны (впоследствии экспериментально открыты Герцем) что скорость распространения их в пустоте такая же, как и скорость распространения в ней света (отсюда следовало, что свет имеет электромагнитную природу) что электромагнитная волна переносит определенную энергию; что при столкновении с препятствием эта волна должна оказывать на нее давление (впервые измерил русский физик П. Н. Лебедев, установив, что он совпадает с теоретическим значением, которое установил Максвелл) и т.д.
Новые научные данные существенно пошатнули прежнюю механистическую картину мира, фундамент которой заложил еще И. Ньютон. Представления об окружающем мире изменились. Они стали более разнообразными и гораздо богаче по содержанию.
Рассмотренное выше восхождения от абстрактного к конкретному характеризует общую направленность научно-теоретического познания, имеет целью переход от менее содержательного к более содержательному знания. Иначе говоря, исследователь получает в итоге целостную картину изучаемого объекта во всем богатстве его содержания.
Умственная деятельность исследователя в процессе научного познания предполагает особый вид абстрагирования, который называют идеализацией. Идеализация представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целью исследования.
В результате таких изменений могут быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, признаки, связи объектов. Так, широко распространенной в механике идеализацией, что называется материальной точки, следует понимать тело, размерами которого можно пренебречь. Такой абстрактный объект удобен при описании его движения. Причем подобная абстракция является приемлемой в процессе исследования любых реальных объектов - от молекул и атомов при рассмотрении многих задач статистической физики и к планетам Солнечной системы при изучении, например, их движения вокруг Солнца.
Изменения объекта в процессе идеализации могут происходить также путем предоставления ему особых свойств, которых в реальной действительности не существует. Примером такого вида идеализации в физике может быть абстракция, известная под названием абсолютно черного тела. Такое тело наделяется несуществующей в природе свойством поглощать абсолютно всю лучистую энергию, поступающую на его поверхность, ничего не отражая. Спектр излучения абсолютно черного тела является идеальным случаем, так как на него никак не влияет природа вещества излучателя или состояние его поверхности. А если можно теоретически описать спектральное распределение плотности энергии излучения для идеального случая, то можно кое-что узнать и о процессе излучения в целом.
Указанная идеализация сыграла важную роль в прогрессе научного познания в области физики, потому что помогла выявить ошибочность некоторых представлений, существовавших во второй половине 19 века. Эти представления в случае исследования абсолютно черного тела приводили к парадоксальной ситуации.
Физики начали работать над проблемой излучения абсолютно черного тела в конце прошлого века. Начав с предположений, основанные на законах классической термодинамики и оптики, они попытались вывести формулу энергетического спектра излучения. Эти попытки потерпели неудачу, потому что с ними был связан вывод, известный под названием "ультрафиолетовой катастрофы". По теории следовало, что абсолютно черное тело, нагретое до высоких температур, должно излучать бесконечно большое количество энергии на высоких частотах, то есть в ультрафиолетовой части спектра и за ее пределами ... В случае абсолютно черного тела теория предсказывала катастрофу, однако прогноз не оправдался.
Проблемой расчета количества энергии, которую излучает идеальный излучатель - абсолютно черное тело, - серьезно занялся Макс Планк. Он работал над этой проблемой долгих четыре года. Наконец, в 1900 году ему удалось найти решение в виде формулы, правильно описывала спектральное распределение энергии излучения абсолютно черного тела. Так работа с идеализированным объектом помогла заложить основы квантовой теории, ознаменовала радикальный переворот в науке.
Целесообразность использования идеализации определяют такие обстоятельства.
Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда реальные объекты, которые следует исследовать, достаточно сложные по имеющихся средств теоретического (в частности математического) анализа, а по идеализированного случае можно, использовав эти средства, построить и развить теорию, которая при определенных условиях эффективно описывать свойства и поведение этих реальных объектов. Последнее, по сути, и свидетельствует о целесообразности идеализации и отделяет ее от бесплодной фантазии.
Во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют сущность процессов, протекающих в нем. Сложный объект предстает как бы в "очищенном" виде "что облегчает его изучение.
На эту гносеологическую возможность идеализации обратил внимание Ф. Энгельс, который подтвердил ее, приведя в пример исследования Сади Карно: "Он изучил паровую машину, проанализировал ее работу, обнаружил, что основной процесс не выступает в ней в чистом виде, а затемненный всякого рода побочными процессами, устранил эти несущественные для главного процесса побочные обстоятельства и сконструировал идеальную паровую машину (или газовую машину), которую, однако, так же нельзя построить, как нельзя, например, провести геометрическую линию или геометрическую плоскость, но которая оказывает, во своему, такие же услуги, как эти математические абстракции. Она представляет процесс, который рассматривается в чистом, независимом, неискаженном виде ".
В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда признаки, свойства, связи исследуемого объекта, которые изымаются из рассмотрения, не влияют в рамках данного исследования на его сущность. Выше уже упоминалось, например, о том, что абстракция материальной точки позволяет в некоторых случаях представлять самые разнообразные объекты от молекул или атомов до гигантских космических объектов. При этом правильный выбор допустимости подобной идеализации играет очень большую роль. Если в ряде случаев, возможно, и целесообразно рассматривать атомы в виде материальных точек, то такая идеализация становится недопустимой, когда речь идет об изучении структуры атома. Точно так же можно считать материальной точкой нашу планету, рассматривая ее вращения вокруг Солнца, но отнюдь не в том случае, когда речь идет о ее собственном суточное вращение.