Основные этапы исторического развития естествознания

Дальневосточная Академия государственной службы

заочное отделение

Контрольная работа

по дисциплине: «Концепции современного естествознания»

Тема: Основные этапы исторического развития естествознания.

Хабаровск, 2001 г.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

1.1. Древнегреческий период.

1.2. Эллинистический период.

1.3. Древнеримский период античной натурфилософии.

1.4. Вклад Арабского мира в развитие естествознания.

5. Естествознание в средневековой Европе.

1.6. Этап, называемый «научной революцией».

Глава 2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА, КАК МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 3. РЕВОЛЮЦИИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованной литературы.

«Движение науки нужно сравнивать не с перестройкой какого-нибудь города, где старые здания немилосердно разрушаются, чтобы дать место новым постройкам, но с непрерывной эволюцией зоологических видов, которые беспрестанно развиваются и в конце концов становятся неузнаваемыми для простого глаза, но в которых опытный глаз всегда откроет следы предшествующей работы прошлых веков» [1] ВВЕДЕНИЕ

 

Концепция современного естествознания – новый предмет в системе высшего образования. Насколько же нужно знать современную науку человеку, который скорее всего, никогда сам не будет работать в ней?

Ответом на этот вопрос могут служить строчки из введения к новому учебнику по «Концепции современного естествознания»: «В наши дни ни один человек не может считаться образованным, если он не проявляет интереса к естественным наукам… Дело в том, что наука – это не только собрание фактов об электричестве и т.п. Это одно из наиболее важных духовных движений наших дней.

Наука – это не только совокупность знаний. Науке можно учить, как увлекательнейшей части человеческой истории – как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой. Преподаваемая… как часть истории «естественной философии» и истории проблем и идей, она могла бы стать основой нового свободного университетского образования, целью которого было бы готовить, по крайней мере, людей, которые могли бы отличить шарлатана от специалиста»[2]

Итак, естествознание — неотъемлемая и важная часть духовной культуры человечества. Знание его современных фундаменталь­ных научных положений, мировоззренческих и методологичес­ких выводов является необходимым элементом общекультур­ной подготовки специалистов в любой области деятельности. Поэтому, изучение естественных наук – важный фактор для подготовки современных образованных специалистов.

Изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков – потому что именно там закладывались ее основы.

Историю развития естествознания можно проследить с VI в. до н.э. Начиная с эпохи Коперника история естествознания рас­сматривается в свете научных революций, связанных с выявлени­ем фундаментальных принципов природы.

Этапов выделяют иногда три-четыре, иногда бо­лее десяти. Переходы от этапа к этапу и от одной научной революции к другой не похожи на триумфальное шествие человеческой мысли. Основные направления ее развития возникали в результате перебора многих «окольных путей», отступлений, «периодов топ­тания на месте».

 

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Самыми древними науками можно считать астрономию, гео­метрию и медицину, созданные жрецами Египта и Междуречья. Большие успехи в данных направлениях были достигнуты также в Древнем Китае и Древней Индии. Следует отметить определенные взаимосвязи, существовавшие между этими регионами Древнего Востока. Астрономия и медицина не представляли собой в те вре­мена отдельных наук, а были прочно вплетены в ткань философс­ко-религиозной мысли. Математика начала развиваться для нужд астрономии, но именно математика, по мнению ряда ученых, яв­ляется единственной наукой, сформировавшейся в Древнем Мире.

Формирование наук осуществлялось очень медленно. «Принято считать, что к середине XVIII в. сформировались только четыре науки: механика, физика, математика и астрономия. Великие системы биологии, как и первые основные законы химии, пришлись на конец XVIII — начало XIX в., основные идеи геологии находи­лись в то время в стадии формирования»[3].

 

1.1. Древнегреческий период.

 

Естественнонаучные знания Древнего Востока проникли в Древнюю Грецию в VI в. до н.э. и обрели ста­тус науки как определенной системы знаний. Эта наука называ­лась натурфилософией (от лат. natura — природа). Натурфилософы были одновременно и философами, и учеными. Они воспринима­ли природу во всей ее полноте и были исследователями в различ­ных областях знания. Эта стадия развития науки характеризуется концептуальным хаосом, проявлением которого и стала конку­ренция различных воззрений на природу. Во всех трудах древнегре­ческих ученых естественнонаучные идеи тонко вплетены в фило­софскую нить их мысли.

В VI в. до н.э. в древнегреческом городе Милете возникла первая научная школа, известная прежде всего не своими достижениями, а своими исканиями. Основной проблемой этой школы была про­блема первоначала всех вещей: из чего состоят все вещи и окружа­ющий мир? Предлагались разные варианты того, что считать пер­воосновой всех вещей: огонь (Гераклит), вода (Фалес), воздух (Анак-симен), апейрон (Анаксимандр). Следует особо подчеркнуть, что эти первоосновы не сводились просто к огню, воздуху или воде. На­пример, Фалес понимал под «водой» текучую субстанцию, охва­тывающую все существующее в природе. Обычная вода входит в это обобщенное понятие как один из элементов.

Другое научное сообщество рассматриваемого периода, пифа­горейцы, в качестве первоначала мира — взамен воды, воздуха или огня — ввели понятие числа. Они также отмечали связь между законами музыки и числами. Согласно их учению, «элементы чи­сел должны быть элементами вещей». Пифагор (582—500 гг. до н.э.) был не только известным математиком и астрономом, но и ду­ховным лидером своих учеников и многих ученых того времени. Пифагорейцы проповедовали тип жизни в по­исках истины, научное познание, которое, как они считали, и есть высшее очищение - очище­ние души от тела. Следует отметить, что пифагорейские числа не соответствуют современным абстрактным представлениям о них. Пифагорейское число тянуло за собой длинный «шлейф» физи­ческих, геометрических и даже мистических понятий.

Исследование первоосновы вещей вслед за учеными милетской школы были продолжены Демокритом (ок. 460-370 гг. до н.э.) и его учителем Левкиппом, которые ввели понятие атома. Новое учение, атомистика, утверждало, что все в мире состоит из ато­мов — неделимых, неизменных, неразрушимых, движущихся, не­возникающих, вечных, мельчайших частиц. Учение об атоме явилось гениальной догадкой, которая намного опередила свое время и служила источником вдохновения для многих его последователей.

Самой яркой фигурой античной науки того периода был вели­чайший ученый и философ Аристотель (384-322 гг. до н.э.), авто­ритет которого был незыблемым более полутора тысяч лет. Аристотель в совершенстве освоил учение своего учителя Платона, но не повторил его путь, а пошел дальше, выбрав свое собственное направление в научном поиске. Если для Платона было характерно состояние вечного по­иска без конкретной окончательной позиции, то научный дух Ари­стотеля вел его к синтезу и систематизации, к постановке про­блем и дифференциации методов. Он наметил магистральные пути развития метафизики, физики, психологии, логики, а также эти­ки, эстетики, политики.

Сочинения Аристотеля разнообразны по тематике, многочис­ленны по объему и значительны по влиянию, которое они оказа­ли на дальнейшее развитие различных наук. Среди его естествен­но-научных работ следует выделить прежде всего «Категории», «Об истолковании», «Физика», «О небе», «Метеорологика», «Мета­физика», «История животных», «О частях животных», «О пере­движении животных», трактаты по логике. Во многих из этих книг Аристотель продемонстрировал всесторонние и глубокие по тому времени знания.

Аристотель разделял все науки на три больших раздела: науки теоретические и практические, которые добывают знания ради достижения морального совершенствования, а также науки про­дуктивные, цель которых — производство определенных объектов. Формальная логика, созданная Аристотелем, просуществовала в предложенной им форме вплоть до конца XIX в.

Зарождение медицины как самостоятельного научного знания связано с именем Гиппократа (460—370 гг. до н.э.), который при­дал ей статус науки и создал эффективно действующий метод, преемственно связанный с ионийской философией природы. За этим методом стояли усилия древних философов дать естествен­ное объяснение каждому явлению, найти его причину и цепочку следствий, веру в возможность понять все тайны мира. Медицинс­кие труды Гиппократа многочисленны и разнообразны. Основной его тезис: медицина должна развиваться на основе точного мето­да, систематического и организованного описания различных за­болеваний.

 

1.2. Эллинистический период.

Первой из эллинистических школ была школа Эпикура (341—270 гг. до н.э.). Эпикур делил филосо­фию на три части: логику, физику и этику. Эпикурейская физи­ка — это целостный взгляд на реальность. Эпикур развил идеи атомистики, заложенные Левкиппом и Демокритом. В его школе было показано, что атомы различаются весом и формой, а их раз­нообразие не бесконечно. Для объяснения причины движения ато­мов Эпикур ввел понятие первоначального толчка (первотолчка).

С 332 г. до н.э. началось сооружение города Александрии, кото­рый стал основным научным центром эллинистической эпохи, центром притяжения ученых всего средиземноморского региона.

В Александрии был создан знаменитый Музей, где были собраны необходимые инструменты для научных исследований: биологи­ческих, медицинских, астрономических. К Музею была присоеди­нена Библиотека, которая вмещала в себя всю греческую литера­туру, литературу Египта и многих других стран. Объем этой Биб­лиотеки достигал 11,7 тыс. книг, в ней нашла отражение культура всего античного мира.

В первой половине III в. до н.э. в Музее велись серьезные меди­цинские исследования. Герофил и Эрасистрат продвинули анато­мию и физиологию, оперируя при помощи скальпеля. Герофилу медицина обязана многими открытиями. Например, он доказал, что центральным органом живого организма является мозг, а не сердце, как думали ранее. Он изучил разновидности пульса и его диагностическое значение.

В эллинистический период начали составляться труды, объе­динявшие все знания в какой-либо области. Так, например, одно­му из крупнейших математиков того периода Евклиду принадле­жит знаменитый труд «Начала», где собраны воедино все дости­жения математической мысли. Опираясь на аристотелевскую логику, он создал метод аксиом, на основе которого построил все здание геометрии. По сути аксиомы есть фундаментальные утверждения интуитивного характера. Часто в виде аргументации Евклид ис­пользовал метод «приведения к абсурду».

Выдающимся ученым эллинистического периода был матема­тик-теоретик Архимед (287—212 гг. до н.э.). Он был автором многих остроумных инженерных изобретений. Его баллистические орудия и зажигательные стекла использовались при обороне Сиракуз. Среди множества работ особое значение имеют следующие: «О сфере и цилиндре», «Об измерении круга», «О спиралях», «О квадратуре параболы», «О равновесии плоскости», «О плавающих телах». Архи­мед заложил основы статики и гидростатики.

Систематизатором географических знаний был друг Архимеда Эрастофен. Исторической заслугой Эрастофена яви­лось применение математики к географии для составления первой карты с меридианами и параллелями.

Следует отметить, что в рассматриваемый период завершили свое формирование основополагающие элементы наиболее древних наук — математики (прежде всего геометрии), астрономии и медицины. Кроме того, началось формирование отдельных есте­ственных наук, методами которых могут считаться наблюдение и измерение. Все эти науки создавались жрецами Египта, волхвами и магами Междуречья, мудрецами Древней Индии и Древнего Китая. Натурфилософы Древней Греции были теснейшим образом связаны с этими жрецами, а многие являлись их непосредствен­ными учениками. Все науки того времени были тесно вплетены в философско-религиозную мысль и по существу считались знанием элиты (религиозной или философской) древнего общества[4].

1.3. Древнеримский период античной натурфилософии.

В 30-х гг. до н.э. новым научным центром становится Рим со своими интересами и своим духовным климатом, ориентированным на практичность и результативность. Закончился период расцвета великой эллинис­тической науки. Новая эпоха может быть представлена работами Птолемея в астрономии и Галена в медицине.

Птолемей жил, возможно, в 100-170 гг. н.э. Особое место сре­ди его работ занимает «Великое построение» (в арабском перево­де — «Альмагест»), которая является итогом всех астрономических знаний того времени. Эта работа посвящена математическому опи­санию картины мира (полученной от Аристотеля), в которой Солн­це, Луна и 5 планет, известных к тому времени, вращаются вокруг Земли. Из всех наук Птолемей отдает предпочтение математике ввиду ее строгости и доказательности. Мастерское владение математическими расчетами в области астрономии совмещалось у Птолемея с убеж­дением, что звезды влияют на жизнь человека. Геоцентрическая картина мира, обоснованная им математически, служила основой мировоззрения ученых вплоть до опубликования труда Н.Копер­ника «Об обращении небесных сфер».

Наука античного мира обязана Галену (130-200 гг.?) система­тизацией знания в области медицины. Он обобщил анатомические исследования, полученные медиками александрийского Музея; ос­мыслил элементы зоологии и биологии, воспринятые от Аристо­теля; теорию элементов, качеств и жидкостей системы Гиппокра­та. К этому можно добавить его телеологическую концепцию.

 

1.4. Вклад Арабского мира в развитие естествознания.

В эпоху Средних веков возросло влияние церкви на все сферы жизни общества. Европейская наука переживала кризис вплоть до XII-XIII вв. В это время эстафету движения научной мысли Древ­него Мира и античности перехватил Арабский мир, сохранив для человечества выдающиеся труды ученых тех времен. Ф. Шиллер писал, что арабы как губка впитали в себя мудрость античности, а затем передали его Европе, перешедшей из эпохи варварства в эпоху Возрождения[5].

Ислам, объединив всех арабов, позволил им потом в течение двух-трех поколений создать огромную импе­рию, в которую помимо Аравийского полуострова вошли многие страны Ближнего Востока, Средней Азии, Северной Африки, половина Пиренейского полуострова. Развитие исламской государ­ственности в VIII—XII вв. оказало благотворное влияние на обще­мировую культуру. К Х в. сформировались наиболее крупные куль­турные центры Арабского мира: Багдад и Кордова. В этих городах было много общественных библиотек, книжных магазинов, суще­ствовала мода и на личные библиотеки.

Арабский мир дал человечеству много выдающихся ученых и организаторов науки. Так, например, Мухаммед, прозванный аль-Хорезми (первая половина IX в.) был выдающимся астрономом и одним из создателей алгебры; Бируни (973-1048) — выдающийся астроном, историк, географ, минералог; Омар Хайям (1201— 1274) — философ и ученый, более известный как поэт; Улугбек (XV в.) — великий астроном и организатор науки, один из на­следников Тимура, а также Джемшид, Али Кушчи и многие дру­гие ученые.

Аль-Хорезми значительно улучшил таблицы движения планет и усовершенствовал астролябию — прибор для определения поло­жения небесных светил. Бируни со всей решительностью утверж­дал, что Земля имеет шарообразную форму, и значительно уточ­нил длину ее окружности. Он также допускал вращение Земли вокруг Солнца. Омар Хайям утверждал, что Вселенная существует вечно, а Земля и другие небесные тела движутся в бесконечном пространстве.

 

5. Естествознание в средневековой Европе.

В то же самое время в Европе читали, главным образом, Библию, предавались рыцарским турнирам, войнам, походам. Была распространена куртуазная лите­ратура, посвященная прекрасным дамам и рыцарской любви. Толь­ко единицы имели склонность к философии и серьезной литературе времен античности.

Однако естествознание развивалось и в средневековой Европе, причем его развитие шло по самым разным путям. Особо необходимо упомянуть поиски алхимиков и влияние университетов, ко­торые были чисто европейским порождением. Огромное число от­крытий в алхимии было сделано косвенно. Недостижимая цель (философский камень, человеческое бессмертие) требовала конк­ретных шагов, и, благодаря глубоким знаниям и скрупулезности в исследованиях, алхимики открыли новые законы, вещества, хи­мические элементы.

С XIII в. в Европе начинают появляться университеты. Самыми первыми были университеты в Болонье и Париже. Благодаря уни­верситетам возникло сословие ученых и преподавателей христиан­ской религии, которое можно считать фундаментом сословия ин­теллектуалов.

1.6. Этап, называемый «научной революцией».

Периодом «научной революции» иногда называют время между 1543 и 1687 гг.

Первая дата соответствует публикации Н. Копер­ником работы «Об обращениях небесных сфер»; вторая — И. Нью­тоном «Математические начала натуральной философии».

Все на­чалось с астрономической революции Коперника, Тихо Браге, Кеплера, Галилея, которая разрушила космологию Аристотеля — Птолемея, просуществовавшую около полутора тысяч лет.

Þ  Копер­ник поместил в центр мира не Землю, а Солнце;

Þ  Тихо Браге — идейный противник Коперника — движущей си­лой, приводящей планеты в движение, считал магне­тическую силу Солнца, идею материального круга (сферы) заменил совре­менной идеей орбиты, ввел в практику наблюдение пла­нет во время их движения по небу;

Þ  Кеплер, ученик Браге, осуществил наиболее полную обработку результатов наблюдений своего учителя: вместо круговых орбит ввел эллип­тические он количественно опи­сал характер движения планет по этим орбитам;

Þ  Галилей показал ошибочность различения физики земной и физики небесной, доказывая, что Луна имеет ту же природу, что и Земля, и формируя принцип инерции. Обосновал автономию научного мышления и две но­вые отрасли науки: статику и динамику. Он «подвел фундамент» под выдающиеся обобщения Ньютона, которые мы рассмотрим далее.

Þ  Данный ряд ученых завершает Ньютон, который в своей теории гравитации объеди­нил физику Галилея и физику Кеплера.

В течение этого периода изменился не только образ мира. Из­менились и представления о человеке, о науке, об ученом, о научном поиске и научных институтах, об отношениях между наукой и обществом, между наукой и философией, между научным знани­ем и религиозной верой. Выделим во всем этом следующие основ­ные моменты.

1. Земля, по Копернику, — не центр Вселенной, созданной Богом, а небесное тело, как и другие. Но если Земля — обычное небесное тело, то не может ли быть так, что люди обитают и на других планетах?

2. Наука становится не привилегией отдельного мага или про­свещенного астролога, не комментарием к мыслям авторитета (Ари­стотеля), который все сказал. Теперь наука — исследование и рас­крытие мира природы, ее основу теперь составляет эксперимент. Появилась необходимость в специальном строгом языке.