Естествознание как отрасль научного познания

1. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ КАК ОТРАСЛЬ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ.

Естествознание - это раздел на­уки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Предмет естествознания — факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача учено­го — обобщить эти факты и создать теоретическую мо­дель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Следует различать факты опыта, эмпирические обобщения и теории, которые формулируют законы на­уки. Явления, например тяготение, непосредственно да­ны в опыте; законы науки, например закон всемирного тяготения, — варианты объяснения явлений. Факты на­уки, будучи установленными, сохраняют свое постоянное значение; законы могут быть изменены в ходе развития науки, как, скажем, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности. Значение чувств и разума в процессе нахождения ис­тины — сложный философский вопрос. В науке признает­ся истиной то положение, которое подтверждается вос­производимым опытом. Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку. Не в том смысле, что каждое частное утвержде­ние должно обязательно эмпирически проверяться, а в том, что опыт в конечном счете является решающим аргу­ментом принятия данной теории. Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т.е. истину, пригодную и прини­маемую всеми людьми. Поэтому оно традиционно рас­сматривалось в качестве эталона научной объективности. Другой крупный комплекс наук — обществознание, — на­против, всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии общест­воведения наряду с объективными методами исследова­ния приобретают большое значение переживание изучае­мого события, субъективное отношение к нему и т.п.

От технических наук естествознание отличается наце­ленностью на познание, а не на помощь в преобразовании мира, а от математики тем, что исследует природные, а не знаковые системы.

Следует учитывать различие между естественными и техническими науками, с одной стороны, и фундамен­тальными и прикладными — с другой. Фундаментальные науки — физика, химия, астрономия — изучают базисные структуры мира, а прикладные занимаются применением результатов фундаментальных исследований для реше­ния как познавательных, так и социально-практических задач, В этом смысле все технические науки являются прикладными, но далеко не все прикладные науки отно­сятся к техническим. Такие науки, как физика металлов, физика полупроводников, являются естественными при­кладными дисциплинами, а металловедение, полупро­водниковая технология — техническими прикладными науками.

Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками в принципе нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, зани­мающих промежуточное положение или являющихся комплексными по своей сути. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая геогра­фия, на стыке естественных и технических — бионика, а комплексной дисциплиной, которая включает и естест­венные, и общественные, и технические разделы, являет­ся социальная экология.

2. ТЕОРИЯ ЕДИНОГО ПОЛЯ: ЭЛЕКТРОСЛАБОЕ, ВЕЛИКОЕ

ОБЪЕДИНЕНИЕ, УНИВЕРСАЛЬНОЕ ПОЛЕ.

Известны четыре основных физических взаимодейст­вия, которые определяют структуру нашего мира: силь­ные, слабые, электромагнитные и гравитационные.

I. Сильные взаимодействия происходят между адронами (от греч. «адрос» — сильный), к которым относятся барионы (греч. «барис» — тяжелый) — это нуклоны (протоны и нейтроны) и гипероны, и мезоны. Сильные взаимодейст­вия возможны только на малых расстояниях (радиус при­мерно 10"¹³ см).

Одно из проявлений сильных взаимодействий — ядер­ные силы. Сильные взаимодействия открыты Э. Резерфордом в 1911 г. одновременно с открытием атомного ядра (этими силами объясняется рассеяние а-частиц, проходя­щих через вещество). Согласно гипотезе Юкавы (1935 г.) сильные взаимодействия состоят в испускании промежу­точной частицы — переносчика ядерных сил. Это л-мезон, обнаруженный в 1947 г., с массой в 6 раз меньше массы ну­клона и найденные позже другие мезоны. Нуклоны окру­жены «облаками» мезонов.

Нуклоны могут приходить в возбужденные состоя­ния — барионные резонансы — и обмениваться при этом иными частицами. При столкновении барионов их обла­ка перекрываются и «возбуждаются», испуская частицы в направлении разлетающихся облаков. Из центральной области столкновения могут испускаться в различных направлениях более медленные вторичные частицы. Ядерные силы не зависят от заряда частиц. В сильных взаимодействиях величина заряда сохраняется.

II.  Электромагнитное взаимодействие в 100—1000 раз слабее сильного взаимодействия. При нем происходит ис­пускание и поглощение «частиц света» — фотонов.

III.Слабые взаимодействия слабее электромагнитного, но сильнее гравитационного. Радиус действия на два порядка меньше радиуса сильного взаимодействия. За счет слабого взаимодействия светит Солнце (протон превра­щается в нейтрон, позитрон и нейтрино). Испускаемое нейтрино обладает огромной проникающей способнос­тью — оно проходит через железную плиту толщиной миллиард км. При слабых взаимодействиях меняется за­ряд частиц.

Слабое взаимодействие представляет собой не кон­тактное взаимодействие — оно осуществляется путем об­мена промежуточными тяжелыми частицами — бозонами, аналогичными фотону. Бозон виртуален и нестабилен.

IV. Гравитационное взаимодействие во много раз сла­бее электромагнитного. «Спустя 100 лет после того, как Ньютон открыл закон тяготения, Кулон обнаружил такую же зависимость электрической силы от расстояния. Но закон Ньютона и закон Кулона существенно различаются в следующих двух отношениях. Гравитационное притяже­ние существует всегда, в то время как электрические силы существуют только в том случае, если тела обладают элек­трическими зарядами. В законе тяготения имеется только притяжение, а электрические силы могут как притягивать, так и отталкивать» (Эйнштейн А., Инфельд Л. Цит. соч. С. 65).

Одна из главных задач современной физики — создать общую теорию поля и физических взаимоотношений. Но действительное развитие науки далеко не всегда совпада­ет с планируемым.

Новый диалог с природой возникает и в результате изучения механизмов эволюции неживых систем в новой науке — синергетике. «Установившееся в результате ее (науки — А. Г.) успехов, ставшее для европейцев традици­онным видение мира — взгляд со стороны. Человек ставит опыты, ищет объяснение их результатам, но сам себя час­тью изучаемой природы не считает. Он — вне ее, выше. Теперь же начинают изучать природу изнутри, учитывать и наше личное присутствие во Вселенной, принимать во внимание наши чувства и эмоции» (Пригожий И. Краткий миг торжества).