Для чего нужны естественные науки
Для чего необходимы естественнонаучные знания современному, культурному человеку?
Прекрасный вопрос. На него есть точный и короткий ответ.
Такие знания являются единственным источником из которого человек может извлечь смысл своей жизни, а значит понять свою роль в общем эволюционном процессе развития Вселенной в целом и попытаться ей соответствовать.
Это развитие было длительным и очень постепенным. Шаг за шагом живые существа вырабатывали у себя рецепторы, совершенствуя непрерывно свои способности к получению информации об окружающей среде, тренируясь в умении перерабатывать эту информацию. Сегодня, хорошо натренировавшись, человек достиг нового качества: он умеет сам создавать то, чего не было до него во Вселенной, например пиццу, автомобиль Тойота или впадать в глубокий философический маразм.
Кроме этого (внимание!) он научился заниматься познанием ради самого познания (абстрактно, без прямой пользы для организма). Зачем? Какая цель? Конечно не затем, чтобы лучше питаться, размножаться и развлекаться. Эти побочные эффекты всего лишь инструмент, которым эволюция поощряет или наказывает человечество в его движении по пути эволюции, но не сама цель существования.
Только изучая прошлое эволюции природы (получая подробные знания о живой и неживой природе, которые дают нам естественные науки) можно извлечь понимание своей роли в настоящем и далее более осознанно двигаться к неизбежному будущему.
У естественнонаучных знаний есть второе уникальное качество: они дают единое для всего человечества понимание своей природы.
Такое единое понимание имеет все шансы наконец объединить человечество и преодолеть барьеры, которые его разделяют: религии (фантазии о способах достижения счастья), языки (манеру произношения слов), границы государств (охраняемые территории с пищей), раскраску организмов.
Значение естествознания в современном мире
Просмотр содержимого документа
«Значение естествознания в современном мире»
ЗНАЧЕНИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ
Магистрант Агапова С.А., д. ф.-м.н., профессор Бобылев Ю.В.
Тульский государственный педагогический университет имени Л.Н.Толстого
Естественнонаучные достижения – это одна из важных частей человеческой культуры. Знание и понимание современных теорий, основных концепций естествознания формирует адекватное отношение к окружающему миру, научный метод мышления и т.д.
Наука и ее достижения твердо вошли в нашу жизнь, без них трудно представить существование современного человека. Они изменили структуру и содержание процессов в обществе. Наука и деятельность человека направлены на познание мира, преобразование и приспособление природы для удовлетворения потребностей социума. Изучение природы базируется на едином фундаменте дисциплин: физики, химии, биологии, и составляет предмет естествознания. Эти области естествознания изучают формы движения материи и также являются фундаментом и теоретической основой техники и медицины.
В последние годы в учебные планы высшего профессионального образования введен курс «Естествознание». Данный курс знакомит студента с общими представлениями, которые располагают наиболее важными данными различных наук о движении, мире и месте человека в нем. Студенты должны иметь представления о формах обучения, содержании, средствах и методах изучения естественнонаучного учебного материала.
Сегодня естествознание становится ближе к человеку, распространяет свои методы на гуманитарную сферу знаний и различные сферы деятельности, например экономику, искусство.
В своем развитии естествознание шло от непосредственного созерцания природы к воссозданию картин мира и синтезу наук, претерпевая разделение знаний и внутренний анализ дисциплин в отдельности.
Естественные науки играют огромную роль в развитии современного общества, и за последние сто лет пик достижений пришелся на физику. Она все время развивается, пополняет глубокими теориями и увеличивает способности человека. Физические концепции и принципы лежат в основе современной естественнонаучной картины мира и оказывают влияние на все стороны человеческой жизни. Это и промышленность, и культура, и политика.
В начале XX столетия изучение атомного и субатомного мира показало ограниченность идей классической механики. Это привело к переосмыслению и пересмотру основных понятий таких, как пространство, время, материя, пространство и др., т.е. всей картины мира.
Современное естествознание представляет собой сложный комплекс наук о природе. Естественные науки различаются предметом своего изучения. Например, предметом изучения биологии являются живые организмы, химии – вещества и их превращения, экология – взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. Каждая естественная наука сама является комплексом наук, возникших на разных этапах развития естествознания. В состав биологии входят ботаника, зоология, генетика и др. Предметами изучения этих наук являются различные явления, элементы, организмы. Например, в ботанике предметом изучения являются растения, зоологии – животные, микробиологии – микроорганизмы. Химия включает ряд более узких наук: органическая и неорганическая химия, аналитическая химия. К географическим наукам относят геологию, землеведение, климатологию, физическую географию. Дифференциация наук привела к выделению еще более мелких областей научного знания. К примеру, биологическая наука зоология включает в себя орнитологию, энтомологию, ихтиологию и т. д. Орнитология – наука, изучающая птиц; энтомология – насекомых; этология – наука о поведении животных.
В настоящее время появились новые научные дисциплины, изучающие окружающий мир и позволившие получать более конкретные знания. Например, астрофизика изучает физические процессы и явления солнца, планет, космоса; геофизика – внутреннего строения земли, петрофизика – горных пород с их структурой. Биофизика изучает физические процессы и явления в живых системах и влияние на них различных факторов. Исследования проводят в биоэнергетике, радиобиологии, фотобиологии и др. Химическая физика исследует электронное строение молекул и атомов.
Исследования в области электромагнетизма способствовали возникновению и дальнейшему развитию электроники, радио, телевидения, новейших технологий: лазера, ядерного реактора, микропроцессора, авиакосмической техники, ЭВМ.
Таким образом, современное естествознание представляет собой основу формирования научной картины мира и комплекс наук о природе, характеризующийся одновременно идущими процессами развития научной дифференциации и создания синтетических дисциплин, ориентированных на интеграцию научных знаний.
Исаков, А.Я. Основы современного естествознания. Часть 3. Естествознание нового времени. – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2012. – 336 с.
Михайлова, Л.А. Концепция современного естествознания: учебник для вузов. – Санкт-Петербург: Питер, 2008. – 336 с.
Сазанова, Т.В. Естествознание: учебное пособие. – Тюмень: ТюменГУ, 2013. – 288 с.
Цели и особенности
Наукой называется совокупность систематических действий, направленных на получение и организацию знаний о различных типах явлений, их объяснение. Основная задача естествознания — сформулировать законы, способные предсказать происходящее в окружающем мире. Отсюда вытекает стремление учёных исключить неопределённости, упрощая изучаемые явления. Основные признаки, которыми характеризуются естественные науки, можно представить следующим списком:
Развитие естественных наук тесно связано с технологическим прогрессом. Отсутствие тех или иных технических возможностей может быть непреодолимым препятствием для анализа природных явлений.
Например, без инструментов наблюдения, таких как телескоп и микроскоп, учёные не смогли бы провести важнейшие исследования в области астрономии и микробиологии.
Важно понимать, что знания об окружающем мире несовершенны и даже бывают довольно далеки от истины. Теории, на которых базируются естественные науки, представляют собой лишь объяснение какого-либо явления. В зависимости от того, в какой степени они согласуются с реальностью, определяется их качество.
Прогресс естествознания происходит благодаря улучшению наблюдений с помощью более точных инструментов и обогащению информационной базы для логических рассуждений.
История естествознания
Можно считать, что естествознание зародилось в дописьменных человеческих сообществах. Ещё в те времена люди, наблюдая за природой, создавали знания о поведении животных, полезности растений в качестве продуктов питания и лекарств. Эта информация передавалась из поколения в поколение.
Доаристотелева эпоха
Подобные примитивные познания уступили более систематизированным исследованиям и выводам приблизительно в месопотамских и древнеегипетских культурах. Там появляются первые письменные свидетельства о естественной философии.
Традиция научного исследования характерна также для Древнего Китая, где даосские алхимики и философы экспериментировали с эликсирами для продления жизни.
Богатое наследие оставили народы древней индийской культуры. Некоторые понимания ими природы отражены в Ведах. Этот набор священных текстов описывает концепцию постоянно расширяющейся и трансформирующейся Вселенной.
Древнегреческие мыслители приблизили естественную философию к дисциплине о причинно-следственных связях в природе с элементами мифологии между 600 и 400 г. до н. э.
Некоторые открытия и гипотезы учёных античного мира поражают своей современностью:
Аристотель по праву считается отцом науки благодаря тому, что первый осознал важность эмпирического знания. Он применял свои методы практически ко всему, от поэзии и политики до астрономии. Школу познания античного философа можно суммировать следующими принципами:
От философии к естествознанию
Труды Аристотеля и другая греческая натурфилософия достигли Европы приблизительно в середине XII века. Эти работы стали изучаться в новых университетах, несмотря на запреты церкви. В позднем Средневековье публикуются первые классификации наук на основе греческой и арабской философии, среди которых появилось в названиях естествознание.
Изобретение печатного станка в XV веке, микроскопа и телескопа коренным образом повлияло на эволюцию научных знаний об окружающем мире. Аристотелева философия отошла на второй план, уступив новым методам исследования. Природу учёные стали рассматривать как механизм, который для понимания следует разобрать на части. Одним из главных достижений научной революции XVII века стало повсеместное использование научного метода для изучения природы, что и сформировало базу естественных наук в том виде, в котором они существует в настоящее время.
Научный метод
Современные естественнонаучные дисциплины часто называют точными из-за интенсивного использования ими объективных количественных данных и опору на математику.
В отличие от них, общественные науки, такие как психология, социология и антропология, в большей степени полагаются на нечисловые оценки и, как правило, оперируют менее определёнными выводами. Формальные дисциплины, к которым относят математику и статистику, в более значительной степени оперируют количественными категориями, но, как правило, не включают в себя изучение природных явлений.
Основой всех естественных наук является научный метод — важнейший компонент современного естествознания, служащий фундаментом для анализа и объективной интерпретации исследований. Применение его предполагает цикл из формирования обоснованного предположения относительно эксперимента, изучения одной или группы переменных в качестве результата. Если предположение не соответствует выводам из опытов, оно исключается в пользу следующего.
Некоторые ключевые моменты, характерные для научного метода:
Любую отрасль естествознания, которая сформирована без научного метода, нельзя назвать наукой. Например, теологические идеи невозможно проверить независимыми наблюдателями с использованием воспроизводимых опытов.
Законы и теории
Бытует мнение, что если учёные находят доказательства, поддерживающие гипотезу, последняя становится теорией, а в случае, когда теория верна, на её основании пишется закон. Это не совсем так. На самом деле факты, гипотезы, теории и законы — лишь отдельные инструменты научного метода. Они могут развиваться, но это не означает, что они обязательно переходят в новое качество. Упрощённо разница между терминами выглядит так:
Кроме того, если какая-то закономерность становится законом, это не означает, что ситуация не изменится из-за будущих исследований. Использование определения закона у неспециалистов и учёных заметно отличается.
Научные законы не абсолютны, они могут иметь исключения, способны быть опровергнуты или получить развитие с течением времени.
Факты и законы работают на эмпирической, наблюдательной основе. Теории оперируют закономерностями на концептуальном уровне и зиждятся на логике, а не на наблюдениях. По аналогии с плохими и хорошими формальными объяснениями, теории также различаются по качеству. Наиболее важные критерии их оценки сводятся к следующему перечню:
С учётом того факта, что теории и наблюдения являются двумя столпами естествознания, научные исследования, соответственно, ведутся на двух уровнях: теоретическом и эмпирическом. Первый касается разработки абстрактных понятий о явлении и соотношениях между этими понятиями. Эмпирический уровень предполагает проверку концепций на достоверность действительным наблюдениям. Благодаря такому подходу теории совершенствуются в своём соответствии реальности.
Отрасли и дисциплины
Естествознание можно разделить на две большие группы: физические дисциплины и изучающие живые объекты. Их также можно классифицировать в зависимости от назначения. Так называемые чистые науки объясняют самые основные объекты и законы, их регулирующие.
Прикладные применяют фундаментальные теоретические знания для узких практических целей. Например, медицина ставит своей задачей излечение человеческих недугов на основе биологии.
Список естественных наук, которые считают основными, выглядит так:
Многие достижения, определяющие современную цивилизацию, есть результат знаний и технологий, порождённых исследованиями в области естественных наук.
Прогресс естествознания позволил человечеству победить неизлечимые в прошлом болезни, извлечь из недр Земли необходимые ресурсы, обеспечить население продуктами питания и совершить научно-техническую революцию.
Естественные науки — классификация и перечень дисциплин, предмет и объект изучения
Все науки можно разделить на две основные категории: социально-гуманитарные дисциплины и естествознание. Первые исследуют культуру и историю человечества, мысли, эмоции и коммуникации людей. Естественные науки — это дисциплины, ориентированные на постижение законов, управляющих природой. В понимании этой области знаний понятие природа включает в себя любые элементы Вселенной.
Цели и особенности
Наукой называется совокупность систематических действий, направленных на получение и организацию знаний о различных типах явлений, их объяснение. Основная задача естествознания — сформулировать законы, способные предсказать происходящее в окружающем мире. Отсюда вытекает стремление учёных исключить неопределённости, упрощая изучаемые явления. Основные признаки, которыми характеризуются естественные науки, можно представить следующим списком:
Развитие естественных наук тесно связано с технологическим прогрессом. Отсутствие тех или иных технических возможностей может быть непреодолимым препятствием для анализа природных явлений.
Например, без инструментов наблюдения, таких как телескоп и микроскоп, учёные не смогли бы провести важнейшие исследования в области астрономии и микробиологии.
Важно понимать, что знания об окружающем мире несовершенны и даже бывают довольно далеки от истины. Теории, на которых базируются естественные науки, представляют собой лишь объяснение какого-либо явления. В зависимости от того, в какой степени они согласуются с реальностью, определяется их качество.
Прогресс естествознания происходит благодаря улучшению наблюдений с помощью более точных инструментов и обогащению информационной базы для логических рассуждений.
История естествознания
Можно считать, что естествознание зародилось в дописьменных человеческих сообществах. Ещё в те времена люди, наблюдая за природой, создавали знания о поведении животных, полезности растений в качестве продуктов питания и лекарств. Эта информация передавалась из поколения в поколение.
Доаристотелева эпоха
Подобные примитивные познания уступили более систематизированным исследованиям и выводам приблизительно в месопотамских и древнеегипетских культурах. Там появляются первые письменные свидетельства о естественной философии.
Традиция научного исследования характерна также для Древнего Китая, где даосские алхимики и философы экспериментировали с эликсирами для продления жизни.
Богатое наследие оставили народы древней индийской культуры. Некоторые понимания ими природы отражены в Ведах. Этот набор священных текстов описывает концепцию постоянно расширяющейся и трансформирующейся Вселенной.
Древнегреческие мыслители приблизили естественную философию к дисциплине о причинно-следственных связях в природе с элементами мифологии между 600 и 400 г. до н. э.
Некоторые открытия и гипотезы учёных античного мира поражают своей современностью:
Аристотель по праву считается отцом науки благодаря тому, что первый осознал важность эмпирического знания. Он применял свои методы практически ко всему, от поэзии и политики до астрономии. Школу познания античного философа можно суммировать следующими принципами:
От философии к естествознанию
Труды Аристотеля и другая греческая натурфилософия достигли Европы приблизительно в середине XII века. Эти работы стали изучаться в новых университетах, несмотря на запреты церкви. В позднем Средневековье публикуются первые классификации наук на основе греческой и арабской философии, среди которых появилось в названиях естествознание.
Изобретение печатного станка в XV веке, микроскопа и телескопа коренным образом повлияло на эволюцию научных знаний об окружающем мире. Аристотелева философия отошла на второй план, уступив новым методам исследования. Природу учёные стали рассматривать как механизм, который для понимания следует разобрать на части. Одним из главных достижений научной революции XVII века стало повсеместное использование научного метода для изучения природы, что и сформировало базу естественных наук в том виде, в котором они существует в настоящее время.
Научный метод
Современные естественнонаучные дисциплины часто называют точными из-за интенсивного использования ими объективных количественных данных и опору на математику.
В отличие от них, общественные науки, такие как психология, социология и антропология, в большей степени полагаются на нечисловые оценки и, как правило, оперируют менее определёнными выводами. Формальные дисциплины, к которым относят математику и статистику, в более значительной степени оперируют количественными категориями, но, как правило, не включают в себя изучение природных явлений.
Основой всех естественных наук является научный метод — важнейший компонент современного естествознания, служащий фундаментом для анализа и объективной интерпретации исследований. Применение его предполагает цикл из формирования обоснованного предположения относительно эксперимента, изучения одной или группы переменных в качестве результата. Если предположение не соответствует выводам из опытов, оно исключается в пользу следующего.
Некоторые ключевые моменты, характерные для научного метода:
Любую отрасль естествознания, которая сформирована без научного метода, нельзя назвать наукой. Например, теологические идеи невозможно проверить независимыми наблюдателями с использованием воспроизводимых опытов.
Законы и теории
Бытует мнение, что если учёные находят доказательства, поддерживающие гипотезу, последняя становится теорией, а в случае, когда теория верна, на её основании пишется закон. Это не совсем так. На самом деле факты, гипотезы, теории и законы — лишь отдельные инструменты научного метода. Они могут развиваться, но это не означает, что они обязательно переходят в новое качество. Упрощённо разница между терминами выглядит так:
Кроме того, если какая-то закономерность становится законом, это не означает, что ситуация не изменится из-за будущих исследований. Использование определения закона у неспециалистов и учёных заметно отличается.
Научные законы не абсолютны, они могут иметь исключения, способны быть опровергнуты или получить развитие с течением времени.
Факты и законы работают на эмпирической, наблюдательной основе. Теории оперируют закономерностями на концептуальном уровне и зиждятся на логике, а не на наблюдениях. По аналогии с плохими и хорошими формальными объяснениями, теории также различаются по качеству. Наиболее важные критерии их оценки сводятся к следующему перечню:
С учётом того факта, что теории и наблюдения являются двумя столпами естествознания, научные исследования, соответственно, ведутся на двух уровнях: теоретическом и эмпирическом. Первый касается разработки абстрактных понятий о явлении и соотношениях между этими понятиями. Эмпирический уровень предполагает проверку концепций на достоверность действительным наблюдениям. Благодаря такому подходу теории совершенствуются в своём соответствии реальности.
Отрасли и дисциплины
Естествознание можно разделить на две большие группы: физические дисциплины и изучающие живые объекты. Их также можно классифицировать в зависимости от назначения. Так называемые чистые науки объясняют самые основные объекты и законы, их регулирующие.
Прикладные применяют фундаментальные теоретические знания для узких практических целей. Например, медицина ставит своей задачей излечение человеческих недугов на основе биологии.
Список естественных наук, которые считают основными, выглядит так:
Многие достижения, определяющие современную цивилизацию, есть результат знаний и технологий, порождённых исследованиями в области естественных наук.
Прогресс естествознания позволил человечеству победить неизлечимые в прошлом болезни, извлечь из недр Земли необходимые ресурсы, обеспечить население продуктами питания и совершить научно-техническую революцию.