Основные этапы развития естествознания

Прошло три стадии в развитии естествознания. В конце 20го века оно вступило в четвёртую. Этими этапами являются:

1. древнегреческая натурфилософия;

2. средневековое естествознание;

3. классическое естествознание Нового времени;

4. современное естествознание 20го века.

На первой стадии происходит накопление прикладной информации о природе, способах использования её сил и тел, непосредственное созерцание природы как нерасчленённого целого.

Особенностью данного этапа является пренебрежение частностями при общем охвате картины природы. Для периода Позднего Средневековья и Нового времени характерно добавление к процессу накопления знаний, теоретическое осмысление причин, особенностей изменений в природе и т.д. Появляются первые концепции объяснений изменений в природе.

В этот период Позднего Средневековья и Нового времени методики и теории объединяются в естествознание как целостную науку о природе. Итогом развития является создание целостной картины мира.

Древнегреческая натурфилософия.

Знания, которые накапливали древние люди, не были научными, т.к. не были систематизированными, они имели форму практического опыта.

Античная наука появилась в виде научных программ, в которых определялась цель- изучение процесса превращения Хаоса в Космос.

Первыми крупными представителями натурфилософии были Гераклит и Диоген. В своих утверждениях они руководствовались идеей о единстве сущего, о происхождении вещей из природного первоначала – воды, огня, воздуха. Они говорили о всеобщей одушевлённости материи.

Древние греки считали, что единственным инструментом познания может быть человеческий разум, тем самым, отвергая эмпирический способ познания.

Древнегреческая натурфилософия отличается вкладом в её развитие математики (Пифагор 580-500 гг. д.н.э.). Он считал, что Земля шарообразна, и вращается ещё и вокруг своей оси. Пифагорейцы в дальнейшем считали, что Земля и остальные светила движутся вокруг «центрального огня», и эти движения происходят по окружностям.

Так же важная черта понимания Пифагора – учение о числе. Он считал число основой Вселенной, говорил, что мир состоит из 5 элементов: земли, огня, воздуха, воды и эфира. Он связывал эти элементы с 5 видами правильных многогранников.

В 5-4- вв в Др. Греции возникает аналитическое учение, основателем которого был Демокрит (460-370 гг. д.н.э.). В основе этого учения лежит представление о мельчайших неделимых частицах материи – атомах. Все тела состоят из атомов. Атомы вечны и неизменны. А составляющие их тела изменчивы и преходящие. Атомы различают по форме и величине. Источником жизни, по Демокриту, являются круглые гладкие атомы, обладающие высокой подвижностью. Они движутся в пустоте по прямой линии.

Атомистические представления Демокрита были развиты Эпикур (341-270 гг. д.н.э.). Он ввёл ещё одну характеристику атомов – вес.

Считается, что высшее своё развитие древнегреческая натурфилософия получила в работах Аристотеля (384-322 гг. д.н.э.). Им были систематизированы и объединены все известные ему знания о мире. Его основными работами были: «Физика», «О небе», «О происхождении животных» и др. Он считал, что в основе бытия лежит первоматерия, она вечна и не может не из чего возникнуть. Её кол-во в природе неизменно, она способна лишь к превращениям. Возникновение тел, происходящее в результате происхождения окружающего мира, входит в понятие движения Аристотель сформулировал также понятие механики (скорость, сила и т.д.).

Космология Аристотеля носила геоцентрический характер. Она основывалась на том, что в центре мира – Земля. Она имеет форму шара и окружена водой, воздухом и огнём. За ними находятся сферы небесных светил.

После работ Аристотеля научное знание полностью отделилось от философии. Произошла дифференциация научного знания, выделились: математика, физика, география, основы мед.наук и др.

Одним из крупнейших учёных был Евклид. В своём труде «Начала» он привёл в систему все математические достижения своего времени; созданный им метод аксиом позволил ему создать геометрию, до сих пор носящую его имя.

Этот период натурфилософии характеризуется важными достижениями в механике. Учёным этого периода был Архимед (287-212 гг. д.н.э.). Он решил ряд задач по вычислению площадей поверхности, объёмов, ввёл понятие «центр тяжести», математическое понятие законов рычага, заложенные основы гидростатики.

Широкую известность получил «Закон Архимеда». Научные его труды нашли своё применение в практике – устройство для подъёма воды на большие высоты, системы рычагов, блоков для поднятия тяжести и др. Под его руководством были созданы системы для метательных действий.

Развитие науки в Средние века.

С конца 5 века в Европе началось Средневековье. Средние века отличаются резким усилением влияния церкви. В этот период возникает противоречие между наукой и богословием. Господствующее направление мысли было оторвано от реальной действительности. Поэтому в средневековой картине мира не было объективного закона. Мыслители искали связи не между явлениями, а между явлением и Богом. Предпочтение отдавалось религии, а не науке. Эта тенденция привлекла к таким формам развития науки, как патристика и схоластика.

Патристика – философское учение, утверждавшее несовместимость античной натурфилософии и религиозной веры. Одним из сторонников патристики был Аврелий Августин. Он связывал разум с душой, исключая из процесса познания тело. Он противопоставлял опыту и наблюдению откровение, которое, имея божественный характер, может быть источником истинного знания.

Схоластика стремилась дать теоретическое обоснование религиозному мировоззрению. Основными задачами схоластов были защита и систематизация религиозных догматов. Представитель – Фома Аквинский – утверждал, что человеку присущи 2 формы познания – чувство и интеллект. На основе чувственного опыта с помощью интеллекта человек абстрагирует в сознании «умопостигательные образы».

Схоластика и патристика имеют определённые различия: в патристике любое знание – результат откровения и принимается на веру. В схоластике наблюдается определённое отступление от этого тезиса и в некотором смысле – возвращение в натурфилософии.

Европейская наука переживала период упадка до 12 века, а на Востоке был прогресс науки. В истории науки известны такие арабские учёные, как Мухаммед Альбаттами (850-929гг – астроном), Ибн Юнас (950-1009гг - тригонометр), Ибн Рушд (1126-1198гг – философ, естествоиспытатель), Мухаммед Аль Хорезми (десятичная система счисления). Арабы достигли успеха в астрономии, математике, медицине, географии, логике, философии и т.д.

В этот период на Востоке развивается архитектура, арабы ввели в употребление цифры.

Средневековье не является эпохой только регресса и застолья. В недрах культуры развивается астрология, алхимия, магия и т.д. Они подготовили фундамент для астрономии и химии.

В этот период начинается математизация физики. В 11 веке страны Европы пришли в соприкосновение с арабами и их цивилизацией.

Естествознание эпохи Возрождения.

С 16го века характер научного прогресса меняется. В развитии науки появляются переломные периоды – кризисы. Их называют «научными революциями».

Первая научная революция – 15-16 вв – переход от Средневековья к новому времени – эпохе Возрождения. Её характерные черты:

1) восстановление интереса к античности;

2) начинает формироваться экспериментальное естествознание; начинается процесс дифференциации наук; интенсивно развивается механика, астрономия, появляется магнитный компас, совершенствуются географические карты, глобусы, появляются первые хим.лекарства; Иоганн Гуттенберг изобрёл книгопечатание;

3) возникновение идей гуманизма; основой мировоззрения является Бог, но затем возникает интерес к человеку как к личности.

Важный человек – Леонардо Да Винчи (1452-1519) – был убеждён, что познание идёт от частных опытов к научному обобщению. По его мнению, опят – критерий знания. Им был заложен период экспериментального естествознания.

Отправной точкой первой научной революции стало появление гуманистического учения – Н.Коперник (1473 – 1543). В 1543 году вышел его труд «Об обращении небесных сфер». По его мнению, в центре космоса – Солнце, вокруг которого вращаются планеты. Он считал, что, вращаясь вокруг Солнца, Земля вращается ещё вокруг своей оси.

Одним из его сторонников был Джордано Бруно (1548 - 1600). Он предложил новую полицентрическую картину мира. По его мнению, Вселенная вечна во времени, бесконечна в пространстве, вокруг бесконечного количества звёзд вращается много планет, которые могут быть заселены существами.

Естествознание Нового времени.

Эпоха Нового времени охватывает 300 лет – от 17 до 19 века. В этом периоде особую роль сыграл 17 век – это вторая научная революция. У истоков стояли Галилей, Ньютон, Кеплер.

17 век – период создания классической механики и экспериментального естествознания. Особенности механического естествознания были заложены Галилеем (1554 - 1642). Он сосредоточил основное внимание физики на: пространстве, времени, скорости, ускорении, силе, импульсе, тяготении и др. Используя построенные им же микроскопы, он установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. У Юпитера он нашёл 4 спутника. Он первым поставил задачу получения количественного описания физических явлений. Он впервые использовал математические формулировки для описания физических законов. Он повторял, что знания берутся из наблюдений. Важнейшей его заслугой было установление того факта, что все механические явления протекают одинакого во всех системах отсчёта, которые движутся равномерно и прямолинейно (инерциальные системы отсчёта). Это положение является принципом относительности Галилея. Им были заложены основы современной физики.

Одной из крупнейших фигур был Иоганн Кеплер (1571 – 1630). Он внёс большой вклад в развитие астрономии и математики, разработал теорию солнечных и лунных затмений, уточнил величину расстояния между Землёй и Солнцем и т.д. Но главная его заслуга – открытие трёх законов движения планет. Его открытия проложили путь законам всемирного тяготения Ньютона.

Законы Кеплера:

1) Планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которого находится Солнце. Каждая планета движется по своему эллипсу. А Солнце – основной фокус сразу всех планет.

2) Второй закон устанавливает скорость движения планет по траектории: «Площади кривоугольных треугольников, образуемых за одинаковое время отрезками, соединяющими планету с Солнцем, равны между собой». Постоянной является для планеты её секторная скорость, а не линейная.

3) Третий закон связан с расстоянием от Солнца, до планет.

Т(во второй)=КВ(в третьей),

Где Т – период обращения планеты вокруг Солнца,

Д – среднее расстояние от Солнца,

К – величина, постоянная для всех.

Зная расстояние и период, можно найти величину К.

Законы Кеплера справедливы для всех небесных тел и доказывают целостность солнечной системы. Эти законы являются подтверждением гелиоцентрического учения Коперника. Но Кеплер в своей теории не выявил причины движения планет.