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.

Создание в наши дни рентгеновских телеско­пов и вывод их в космическое пространство на борту орби­тальной станции (рентгеновские телескопы могут работать только за пределами земной атмосферы) позволило прово­дить наблюдения за такими объектами вселенной (напри­мер, пульсары и квазары), которые никаким другим путем изучать было бы невозможно. А создание в XVII веке оп­тического микроскопа и гораздо позднее, уже в XX веке — электронного микроскопа позволило исследователям наблю­дать удивительный мир микрообъектов и микроявлений.

Особенностью современного естествознания является повышение роли так называемых косвенных наблюдений. Например, объекты и явления, изучаемые ядерной физикой, не могут прямо наблюдаться ни с помощью органов чувств человека, ни с помощью самых совершенных приборов. То, что ученые наблюдают в процессе эмпирических исследо­ваний в атомной физике, — это не сами микрообъекты, а только результаты их воздействия на определенные объек­ты, являющиеся техническими средствами исследования.

Например, при изучении свойств заряженных частиц с по­мощью камеры Вильсона эти частицы воспринимаются исследователем косвенно — по таким видимым их прояв­лениям, как образование треков, состящих из множества капелек жидкости. Косвенные наблюдения обязательно ос­новываются на некоторых теоретических положениях, уста­навливающих определенную связь (

обычно, в виде матема­тически выраженной функциональной зависимости) между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми явлениями. Подчерки­вая роль теории в процессе таких наблюдений, А. Эйнштейн в разговоре с В. Гейзенбергом заметил: «Можно ли наблю­дать данное явление или нет — зависит от вашей теории. Именно теория должна установить, что можно наблюдать, а что нельзя» [24].

Вообще любые научные наблюдения, хотя они опираются в первую очередь на работу органов чувств, требуют в то же время участия и теоретического мышле­ния. Исследователь, опираясь на свои знания, опыт, должен осознать чувственные восприятия и выразить их (описать) либо в понятиях обычного языка, либо — более строго и со­кращенно — в определенных научных терминах, в каких-то графиках, таблицах, рисунках и т. п.

Наблюдения могут нередко играть важную эвристи­ческую роль в научном познании. В процессе наблюдений могут быть открыты совершенно новые явления, позволя­ющие обосновать ту или иную научную гипотезу. Например, участтники длительных экспедиций в космос на орби­тальной станции «Салют-6» вели наблюдения Мирового океана, т. к. над ним и даже в его глубинах формируется погода планеты.

В результате этих наблюдений были об­наружены так называемые синоптические вихри. После­дние представляют собой специфические образования в оке­ане, размеры и цвет которых бывают различными. Некото­рые из них имеют зеленоватую окраску, что характеризует подъем глубинных вод к поверхности, другие отличаются голубой окраской — здесь вода с поверхности уходит в глу­бину.

Эти наблюдения позволили подтвердить гипотезу ака­демика Г. И. Марчука, согласно которой в Мировом океане есть энергоактивные зоны, являющиеся своеобразными «ге­нераторами погоды». Именно над такими аномалиями и на­чинается формирование циклонов [25]. Для получения каких-то выводов об исследуемом явлении, для обнаружения чего-то существенного в нем зачастую требуется проведение весьма большого количества наблюдений.

Например, для получения даже краткосрочного (до 7-10 суток) прогноза погоды необходимо проводить огромное число наблюдений за различными метеорологическими параметрами атмосфе­ры. Такие наблюдения в современном мире осуществляют свыше 10 тысяч метеорологических станций, получающих необходимые данные в районе земной поверхности, и около 800 станций радиозондирования, собирающих данные во всей толще атмосферы.

К этому надо добавить метеорологичес­кую информацию, которая является результатом наблюде­ний, проводимых с оснащенных специальной аппаратурой морских судов и самолетов, беспилотных метеорологичес­ких спутников Земли и пилотируемых орбитальных стан­ций. Весь этот обширный комплекс технических средств обеспечивает глобальные наблюдения за состоянием ат­мосферы, поверхности суши и океана с целью изучения тех физических процессов, которые определяют аномалии по­годы на нашей планете.

Из всего вышесказанного следу­ет, что наблюдение является весьма важным методом эм­пирического познания, обеспечивающим сбор информации об окружающем мире. Эксперимент Эксперимент — более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он предполагает ак­тивное, целенаправленное и строго контролируемое воздей­ствие исследователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных его сторон, свойств, связей.

При этом экспериментатор может преобразовывать исследуемый объект, создавать искусственные условия его изучения, вме­шиваться в естественное течение процессов. Эксперимент включает в себя такие методы эмпири­ческого исследования, как наблюдение и измерение. В то же время он обладает рядом важных, присущих только ему особенностей: 1.  Эксперимент позволяет изучать объект в «очищен­ном» виде, т. е.

устранять всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования. (Например, проведение некоторых экспериментов требует специально оборудованных помещений, защищенных от внешних элект­ромагнитных воздействий на изучаемый объект.) 2.   В ходе эксперимента объект может быть поставлен в некоторые искусственные, в частности, экстремальные условия, например, изучаться при сверхнизких температу­рах, при чрезвычайно высоких давлениях, в вакууме, при огромных напряженностях электромагнитного поля и т. п.

В таких искусственно созданных условиях удается обна­ружить удивительные, иногда неожиданные свойства объек­тов и благодаря этому глубже понять их сущность. Очень интересными и многообещающими являются в этом плане космические эксперименты, позволяющие изучать объек­ты и явления в таких особых, необычных условиях (неве­сомость, глубокий вакуум)