Научные революции

Министерство  образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Кафедра информатики и информационных технологий

Реферат

на тему: Научные революции.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Выполнил: ст.гр.

Проверил: пр., д.т.н.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Магнитогорск 2010.

Научные революции 

  Первая  научная революция: становление классического  естествознания, создание общей системы  механики, введение Ньютоном понятия  «системы», замена статичной  картины мира его  динамическим представлением. ô Вторая научная революция: дисциплинарная организация классического естествознания, распространение идей эволюционизма. ô Третья научная революция: становление неклассического естествознания. ô Четвёртая научная революция: мир как система исторически эволюционирующих, нелинейных, самоорганизующихся систем. 

  Термин  «научная революция» - это классическое понятие для обозначения периода, охватывающего XVI и XVII века, со времени публикации «Об обращении небесных сфер» Коперника (1543) до выхода в свет «Математических начал натуральной философии» Ньютона (1687). Астрономия Коперника и физическое экспериментирование, с одной стороны, и аналитическая геометрия, дифференциальное и интегральное исчисление - с другой, привели к замене мнений Аристотеля и донаучного анимизма - механистическим пониманием законов природы¹. Но эпоха научных революций не ограничивается этим периодом. После XVII века происходит ещё несколько переворотов, существенно изменивших облик научного естествознания. Поэтому я применяю термин «научная революция» и к этим событиям.

Первая  научная революция (XVII век). Г. Галилей

  Основным  достижением физических исследований XVII в., подводящим итог развитию опытного естествознания и окончательно сокрушившим  аристотелевскую физическую парадигму (млдель), явилось завершение создания общей системы механики, которая была в состоянии дать объяснение движению небесных светил на основе явлений, наблюдаемых на Земле.

  И в эпоху античности, и в XVII веке признавалась важность изучения движения небесных светил. Но если для древних  греков данная проблема имела больше философское значение, то для XVII века, преобладающим был аспект практический. Развитие мореплавания обусловливало  необходимость выработки более  точных астрономических таблиц для  целей навигации по сравнению  с теми, которые требовались для  астрологических целей. Основной задачей  было определение долготы, столь  нужной астрономам и мореплавателям. Для решения этой важной практической проблемы и создавались первые государственные  обсерватории (в 1672 г. Парижская, в 1675 г. Гринвичская).

  По  сути своей это была задача определения  абсолютного времени, дававшего  при сравнении с местным временем интервал, который и можно было перевести в долготу. Определить это время можно было с помощью  наблюдения движений Луны среди звезд, то есть часов, «закрепленных на небе», а также с помощью точных часов, поставленных по абсолютному времени  и находящихся у наблюдателя. Для первого случая были необходимы очень точные таблицы для предсказания положения небесных светил, а для  второго - абсолютно точные и надежные часовые механизмы.

  На  рубеже XVII в. и в его первой половине развертывается деятельность Г. Галилея – одного из основателей современного естествознания. Ему принадлежат доказательство вращения Земли, открытие принципа относительности движения и закона инерции, законов падения тел и их движения по наклонной плоскости, законов сложения движений и поведения математического маятника. Он же изобрел телескоп и с его помощью исследовал ландшафт Луны, обнаружил спутники Юпитера, пятна на Солнце и фазы Венеры.

  В процессе развития галилеевской механики Ньютон введет понятие «состояние системы». Первоначально оно было использовано для простейших механических систем. (В дальнейшем понятие состояния обнаружило свою фундаментальную роль и стало применяться в других физических концепциях в качестве одного из основных.) Состояние механической системы в классической механике полностью определяется импульсами и координатами всех тел, образующих данную систему. Если известны координаты и импульсы в данный момент времени, то можно однозначно установить значения координат и импульсов в любой последующий момент времени, а также вычислить значения других механических величин - энергии, момента количества движения и т. д.

  Для утверждения своей концепции  Ньютону было необходимо разрушить  старую, аристотелевскую картину  мира. Вместо сфер, которые управлялись  перводвигателем, он ввел механизм, действующий на основе естественного закона, не требовавшего постоянного использования силы и допускавшего божественное вмешательство лишь для своего создания и приведения в движение. Это был компромисс науки и религии. С представлением, в соответствии с которым для поддержания движения нужна сила, было покончено. Место статистического представления мира заняло динамическое его представление. Уступки религии в вопросе о первотолчке были связаны не только с социальными причинами, но и с характером его понимания природы, которую он считал неэволюционирующей, инертной, косной субстанцией.

  Поскольку вечные законы природы дают возможность  объяснять только повторяемость  неизменных, неэволюционирующих тел, то первый толчок был в такой картине мира просто необходим. Ньютон, как и Аристотель, понимали физику как общую теорию природы. Но если Ньютон теорию природы строил на математических и экспериментальных началах, то Аристотель исключал их из сферы познания. Экспериментально-математический метод познания открыл перед физикой и вообще перед естествознанием колоссальные перспективы. Ньютон, заложив основы теоретического фундамента классической физики, открыл путь к ее дальнейшему развитию.

  Научная революция XVII века привела к становлению  классического естествознания, основные методологические установки которого были выражены следующим образом:

1. Объективность и предметность научного знания была возможной только при исключении из описания и объяснения всего, что относилось к субъекту и процедурам познания. Это означало возможность проведения как абсолютно «чистого» эксперимента, так и получения абсолютного знания.
2. Как следствие предполагалось возможным определить вытекающие из опыта онтологические принципы и построение истинной картины природы.
3. Процедура объяснения сводилась к поиску механистических причин и субстанций - носителей сил.
4. Механистическая картина природы рассматривалась как тождественная физической картине реальности, которая, в свою очередь, рассматривалась как общенаучная картина мира.
5. Объекты рассматривались как простые механические системы, действующие в соответствии с детерминистическими принципами. Такой подход к изучаемому способствовал возникновению таких категорий как «вещь», «процесс», «часть», «целое», «причинность», «пространство», «время». 
   

Вторая  научная революция

(кон. XVIII в.- нач. XIX века). И. Ньютон

  С конца XVIII века до начала XIX в. можно  констатировать второй революционный  процесс в естествознании, который  как бы логически завершает окончательное  становление классического естествознания. Итогом этой революции становится дисциплинарная организация классической науки. Этот процесс сопровождается следующими фактами:

1. Статичность объяснительных схем классического естествознания разрушается, благодаря эволюционным идеям, пришедшим из области биологии, геологии, палеонтологии.
2. Механистическая картина природы перестаёт приравниваться к общенаучной картине мира.

  На  основе соотношения разных методов, синтеза знаний формируются и развиваются разные направления классического естествознания и их стиль мышления.

  Результатом развития классической механики явилось  создание единой механистической картины  мира. В её рамках все качественное многообразие мира объяснялось различиями в движении тел, подчиняющимся законам  ньютоновской механики. Согласно механистической картине мира, если физическое явление мира можно было объяснить на основе законов механики, то такое объяснение признавалось научным. Механика Ньютона, таким образом, стала основой механистической картины мира, господствовавшей вплоть до научной революции на рубеже XIX и XX столетий.

  Механика  Ньютона, в отличие от прежних  механических концепций, решала любую  задачу, связанную с движением  в любой точке пространства при  известных фактах, обусловливающих  это движение, а также обратную задачу определения величины и направления  действия этих факторов в любой точке  при известных элементах движения. Благодаря этому механика Ньютона  могла использоваться в качестве метода количественного анализа  механического движения. Любые физические явления могли изучаться как  движение в чисто феноменологическом плане, независимо от вызывающих их факторов. Законы ньютоновской механики связывали силу не с движением, а с изменением движения. Это позволило отказаться от традиционных представлений о том, что для поддержания движения нужна сила, и отвести трению, которое делало силу необходимой в действующих механизмах для поддержания движения, второстепенную роль.

  Установив динамический взгляд на мир вместо традиционного статического взгляда, Ньютон свою динамику сделал основой  теоретической физики. Хотя Ньютон проявлял осторожность в механических истолкованиях природных явлений, тем не менее, он считал желательным  выведение из начал механики остальных  явлений природы. Дальнейшее развитие физики стало осуществляться в направлении  дальнейшей разработки аппарата механики применительно к решению конкретных задач, по мере решения которых механистическая  картина мира укреплялась. 
 

2.4.3. Третья научная революция (кон. XIX в.- сер. XX века)

  Третья  глобальная научная революция была связана со становлением нового, неклассического  естествознания. Она охватывает период с конца XIX до середины XX столетия. В  эту эпоху происходит своеобразная цепная реакция революционных перемен  в различных областях знания:

• В физике это выразилось в открытии делимости атома, становлении релятивистской и квантовой теорий.
• В космологии были сформированы модели нестационарной эволюционирующей Вселенной.
• В химии возникла квантовая химия, фактически стёршая грань между физикой и химией.
• Одним из главных событий в биологии стало становление генетики.
• Возникли новые научные направления, например, такие как кибернетика и теория систем.

  В процессе всех этих революционных преобразований формировались идеалы и нормы  новой, неклассической науки. Они характеризовались  пониманием относительной истинности теорий и картины природы, выработанной на том или ином этапе развития естествознания. В противовес идеалу единственно истинной теории, «фотографирующей»  исследуемые объекты, допускается  истинность нескольких отличающихся друг от друга конкретных теоретических  описаний одной и той же реальности, поскольку в каждом из них может  содержаться момент объективно-истинного  знания.

  В связи с этим принимаются такие  типы объяснения и описания, которые  в явном виде содержат ссылки на средства и операции познавательной деятельности. Наиболее ярким образцом такого подхода были идеалы и нормы  объяснения, описания и доказательности  знаний, утвердившиеся в квантово-релятивистской физике. В классической физике идеал  объяснения и описания предполагал  характеристику объекта «самого  по себе», без указания на средства его исследования. В квантово-релятивистской физике в качестве необходимого условия  объективности объяснения и описания выдвигается требование четкой фиксации особенностей средств наблюдения, которые  взаимодействуют с объектом.

  Новая система познавательных идеалов  и норм обеспечивала значительное расширение поля исследуемых объектов, открывая пути к освоению сложных саморегулирующихся систем. В отличие от механических систем такие объекты характеризуются  уровневой организацией, наличием относительно автономных и вариабельных подсистем, массовым стохастическим взаимодействием  их элементов, существованием управляющего уровня и обратных связей, обеспечивающих целостность системы.

  Именно  включение таких объектов в процесс  научного исследования вызвало резкие перестройки в картинах реальности ведущих областей естествознания. Процессы интеграции этих картин и развитие общенаучной картины мира стали  осуществляться на базе представлений  о природе как сложной динамической системе. Этому способствовало открытие специфики законов микро-, макро- и мега-мира в физике и космологии, интенсивное исследование механизмов наследственности в тесной связи  с изучением надорганизменных уровней организации жизни, обнаружение кибернетикой общих законов управления и обратной связи. Тем самым создавались предпосылки для построения целостной картины природы, в которой прослеживалась иерархическая организованность Вселенной как сложного динамического единства. Картины реальности, вырабатываемые в отдельных науках, на этом этапе еще сохраняли свою самостоятельность, но каждая из них участвовала в формировании представлений, которые затем включались в общенаучную картину мира. Последняя, в свою очередь, рассматривалась не как точный и окончательный портрет природы, а как постоянно уточняемая и развивающаяся система относительно истинного знания о мире.