Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представляет собой курс естествознания, который мо­жет быть использован в системе высшего гуманитарного и среднего общего образования.

Кун причислял, например, аристотелевскую динамику, птолемеевскую астрономию, ньютоновскую механику и т. д. Систе­ма науки развивается в рамках той или иной парадигмы. Смена парадигмы обычно приводит к изменению трактовки известных фактов, теорий, методов. Например, наблюдае­мый факт движения Солнца по небосводу поддается несколь­ким интерпретациям, в том числе и существовавшей ранее — гелиоцентрической.

Момент перехода от одного способа объяснения (тео­рии) к другому объяснению, приводящий к смене парадиг­мы, есть научная революция. Множество теорий, в сово­купности описывающих известный человеку природный мир, синтезируются в единую научную картину мира, целост­ную систему представлений об общих принципах и законах устройства мироздания. О радикальном перевороте (рево­люции)

в области науки можно говорить лишь в том случае, когда налицо изменение не только отдельных принципов, методов или теорий, но непременно всей научной картины мира. Научная картина мира представляет собой обобщен­ное, системное образование, поэтому ее радикальное изме­нение нельзя свести к отдельному, пусть даже крупнейшему научному открытию. Последнее, однако, также может при­вести к научной революции, если благодаря ему возникнет цепная реакция, которая приведет к серии научных откры­тий, которые и составят новую научную картину мира.

В этом процессе наиболее важны открытия в фундаментальных науках, в частности в физике и космологии. В истории раз­вития науки вообще и естествознания, в частности, обычно выделяют три научных революции. Если их обозначить име­нами ученых, сыгравших в этом наиболее заметную роль, то три глобальные научные революции могут именоваться: коперниковской, ньютоновской и эйнштейновской.

Длительный процесс становления современного есте­ствознания начался с первых двух глобальных научных ре­волюций, происходивших в XVI -XVII вв. и создавших прин­ципиально новые по сравнению с античностью и средневе­ковьем представления о мире. Первая научная революция произошла в XVI -XVII вв. Она связана с радикальным изменением миропонимания, ко­торое явилось следствием появления гелиоцентрического уче­ния великого польского астронома Николая Коперника (1473-1543).

На основе большого числа астрономических наблюде­ний и расчетов Коперник создал новую систему. Результаты своих исследований Коперник изложил в труде «Об обраще­ниях небесных сфер». Коперник утверждал, что Земля не яв­ляется центром мироздания и что «Солнце, как бы восседая на Царском престоле, управляет вращающимся около него семейством светил» [11].

Это являлось концом старой аристотелевско-птолемеевской геоцентрической системы мира, первой в истории человечества научной революцией. Гелио­центрическая система мира Коперника рождала принци­пиально новое миропонимание, которое исходило из того, что Земля одна из планет, движущихся вокруг Солнца по круго­вым орбитам. Совершая обращение вокруг Солнца, Земля од­новременно вращается вокруг собственной оси, чем и объяс­няется смена дня и ночи, видимое нами движение звездного неба.

Но гелиоцентрическая система мира, предложенная Ко­перником, не сводилась только к перестановке предполагае­мого центра вселенной. Включив Землю в число небесных тел, которым свойственно круговое движение, Коперник выс­казал очень важную мысль о движении как естественном свой­стве небесных и земных объектов, подчиненном некоторым общим закономерностям единой механики.

Коперник показал ограниченность чувственного познания, неспособного отли­чать то, что нам представляется, от того, что в действитель­ности имеет место (визуально нам кажется, что Солнце «хо­дит» вокруг Земли). Он продемонстрировал слабость принципа объяснения окружающего мира только на основе непосред­ственного наблюдения и указал на важность для науки теоре­тических обобщений.

А рациональное сочетание теоретичес­ких и эмпирических методов явлется основой научного мето­да — основного инструмента современной науки. Современная наука своим рождением обязана второй на­учной революции (XVII век). У ее истоков стояли такие выдающиеся ученые, как Галилей, Кеплер, Ньютон, заложившие основы механического естествознания. Дальнейшие этапы раз­вития науки, о которых пойдет речь ниже связаны с качествен­ным изменением представлений о материальном мире.

Особенности первого этапа развития науки Первой в истории науки физической картиной мира явля­ется — механическая. Её основа была заложена Галилео Га­лилеем (1564-1642). Он не просто обосновал гелиоцентричес­кую систему Н. Коперника и открыл закон инерции, а раз­работал методологию нового способа описания природы — научно-теоретического. Суть его заключалась в том, что вы­делялись только некоторые физические и геометрические ха­рактеристики, которые становились предметом научного ис­следования.

Фактически Галилей обосновал подходы к моде­лированию сложных систем. Галилей писал: «Никогда я не стану от внешних тел требовать чего-либо иного, чем вели­чина, фигура, количество и более или менее быстрого движе­ния для того, чтобы объяснить возникновение вкуса, запаха и звука» [15]. Выделение отдельных характеристик объекта по­зволяло строить теоретические модели и проверять их в ус­ловиях научного эксперимента.

Эта методологическая кон­цепция естествознания, впервые сформулированная Галиле­ем в труде «Пробирные весы», оказала решающее влияние на становление классического естествознания. В учении Галилео Галилея были заложены основы но­вого механического естествознания, намечены пути к ре­шению «проблемы движения» — одной из сложнейших про­блем для человечества [10].

До Галилея общепринятым в науке считалось понимание движения, выработанное Арис­тотелем и сводившееся к следующему принципу: тело дви­жется только при наличии внешнего на него воздействия, и если это воздействие прекращается, тело останавливается. Галилей показал, что этот принцип Аристотеля (хотя и со­гласуется с нашим повседневным опытом) является оши­бочным.