Современные естественные науки и человек. Что такое естествознание

Естественные науки имеют дело с материей, энергией, их взаимосвязью и преобразованием, а также с объективно поддающимися измерению явлениями.

В древности этой наукой занимались философы. Позднее основу этого учения развили естествоиспытатели прошлого как Паскаль, Ньютон, Ломоносов, Пирогов. Они развили естествознание.

Естественные науки отличаются от гуманитарных наличием эксперимента, состоящего в активном взаимодействии с изучаемым объектом.

Гуманитарные знания изучают деятельность человека в области духовной, умственной, культурной и общественной. Существует суждение, что гуманитарные науки изучают самого изучающего в отличие от естественных.

Основные естественные знания

К основным естественным знаниям относятся:

Физические науки:

физика,
инженерные,
о материалах,
химия;

биология,
медицина;

география,
экология,
климатология,
почвоведение,
антропология.

Есть два других вида: формальные, социальные и гуманитарные науки.

Химия, биология, науки о земле, астрономия, физика являются частью этих знаний. Есть также пересекающиеся дисциплины, такие как биофизика, учитывающая различные аспекты нескольких предметов.

До XVII века эти дисциплины часто упоминались как «натуральная философия» в связи с отсутствием экспериментов и процедур, используемых сегодня.

Химия

Многое из того, что определяет современную цивилизацию приходит от достижения в области знаний и технологии, вызванные естественной наукой химией. Например, современное производство в достаточных объемах продовольствия невозможно без процесса Габера - Боша, который был разработан во время первой мировой войны. Этот химический процесс позволяет создавать аммиачное удобрение из атмосферного азота, вместо того чтобы полагаться на биологически фиксированный источник азота, например коровий навоз, значительно увеличивая плодородие почв и как следствие количество продовольствия.

В пределах этих широких категорий химии в бесчисленных областях знаний, многие из которых имеют важное влияние на повседневную жизнь. Химики улучшают многие продукты, от пищи, которую мы едим до одежды, которую мы носим и материалов из которых мы строим наши дома. Химия помогает защитить нашу окружающую среду и ищет новые источники энергии.

Биология и медицина

Благодаря достижениям в области биологии, особенно в XX веке, врачи смогли использовать различные лекарства для лечения многих заболеваний, которые были ранее с большим смертельным исходом. Путем проведения исследований в области биологии и медицины бедствия XIX века, например, чума и оспа, значительно взяты под контроль. Смертность младенцев и матерей в промышленно развитых странах резко сократилась. Биологические генетики даже поняли индивидуальный код в пределах каждого человека.

Наука о земле

Наука изучающая получение и практическое применение знаний о земле позволила человечеству извлекать огромное количество минералов и нефти из земной коры, для работы двигателей современной цивилизации и промышленности. Палеонтология, знания о земле, обеспечивает окно в далекое прошлое, даже дальше чем люди существовали. Путем открытия в геологии и аналогичная информация в области естественных наук ученые способны лучше понять историю планеты и предсказывать изменения, которые могут произойти в будущем.

Астрономия и физика

Во многих отношениях, физика — это наука, которая лежит в основе как естественных наук и предлагает некоторые из самых неожиданных открытий XX века. Среди наиболее заметных из них было открытие, что материя и энергия являются постоянными и просто переход от одного состояния к другому.

Физика — это естественная наука, основанная на опытах, измерениях и математическом анализе с целью нахождения количественных физических законов для всего, от наномира до солнечных систем и галактик макрокосмоса.

На основе исследований путем наблюдения и экспериментов исследуются физические законы и теории, которые объясняют функционирование естественных сил как гравитация, электромагнетизм или ядерные взаимодействия. Открытие новых законов естественной науки физики вкладывает в существующую базу теоретические знания и может также использоваться для практических приложений, таких как развитие оборудования, электронных устройств, ядерных реакторов и т.д.

Благодаря астрономии ученые обнаружили огромное количество информации о Вселенной. В предыдущие столетия считалось, что вся Вселенная была просто Млечный путь. Серия дебатов и наблюдений в XX века показала, что Вселенная буквально в миллионы раз больше, чем представлялось ранее.

Различные виды наук

Работы философов и естествоиспытателей прошлого и последовавшая научная революция помогли создать современную базу знаний.

Естественные науки часто называют «жесткой наукой» из-за интенсивного использования объективных данных и количественных методов, которые полагаются на цифры и математику. В противоположность этому социальные знания, как психология, социология и антропология, больше полагаются на качественные оценки или алфавитно-цифровые данные и склонны иметь меньше конкретных выводов. Формальные виды знаний, включая математику и статистику, имеют сильно количественный характер и обычно не включают изучение природных явлений или экспериментов.

Сегодня актуальные проблемы развития гуманитарных и естественных наук имеют много параметров на решение задач бытия человека и общества в мире, они дали .

В истории науки до XIX века не выделялись естественные и гуманитарные направления, а предпочтение ученые до этого времени отдавали естествознанию, то есть изучению , существующих объективно. В XIX в университетах начинается разделение наук: гуманитарные дисциплины, отвечающие за изучение культурной, общественной, духовной, нравственной и других видов деятельности человека, выделяются в отдельную область. А все остальное попадает под понятие естествознания, название которого происходит от латинского «сущность».

История естественных наук началась около трех тысяч лет назад, но отдельных дисциплин тогда не существовало – всеми областями знания занимались философы. Только ко времени развития мореплавания началось разделение наук: появилась и астрономия, эти области были необходимы во время путешествий. По мере развития техники в самостоятельные разделы выделились и .

К изучению естественных наук применяется принцип философского натурализма: это значит, что законы природы нужно исследовать, не смешивая их с законами человека и исключая действие человеческой воли. Естествознание имеет две основные цели: первая – исследовать и систематизировать данные о мире, а вторая – использовать полученные знания в практических целях для покорения природы.

Виды естественных наук

Существуют базовые , которые существуют в качестве самостоятельных областей довольно давно. Это физика, химия, география, астрономия, геология. Но часто сферы их исследований пересекаются, формируя на стыках новые науки – биохимию, геофизику, геохимию, астрофизику и другие.

Физика – одна из важнейших естественных наук, ее современное развитие началось с классической теории гравитации Ньютона. Фарадей, Максвелл и Ом продолжили развитие этой науки, а к XX в области физики, когда стало известно, что ньютоновская механика является ограниченной и несовершенной.

Химия начала развиваться на основе алхимии, ее современная история начинается с 1661 года, когда вышла Бойля «Химик-скептик». Биология появилась только в XIX веке, когда наконец было установлено различие между живой и неживой материей. География образовалась во времена поисков новых земель и развития мореплавания, а геология выделилась в отдельную область благодаря Леонардо да Винчи.

Выдающийся мыслитель 18 века Э.Кант писал: «Две вещи наполняют душу всегда новым и более сильным удивлением, чем чаще мы размышляем о них – это звездное небо надо мной и моральный закон во мне». В этом образном высказывании Кант обозначил 2 сферы научного познания: природу и общество.

Говоря о естествознании заметим, что это совокупность большого числа разнообразных наук, изучающих закономерность естественных явлений.

Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т. е. истину, пригодную и принимаемую всеми людьми. Поэтому оно традиционно рассматривалось в качестве эталона научной объективности. Другой крупный комплекс наук-обществознание - напротив, всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии обществоведения наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему и т. п.

На рубеже тысячелетий цивилизация замкнула очередной цикл спирали развития. В научном мире получило прочное место мировоззрение единства и целостности Природы и Человека, что в античном мире и не подвергалось сомнениям. Точнее даже не совсем так: Человек вплотную подошел к пониманию того, что он всего лишь органическая часть природы, а не ее царь.

В пределах фундаментальных наук об этом уже никто и не спорит. А как же прикладные науки? Почему в экономических науках до сих пор не обращаются к природным законам, а предпочитают «вариться в собственном соку», выводя закономерности, а то и целые законы экономической науки?

В подавляющем большинстве экономических исследований наблюдается пренебрежение (или простое невладение) математическими методами и моделями. В результате научно-исследовательские работы часто сводятся к констатации некоторых явлений в прошлом и попыткам экстраполяции закономерностей их роста и развития в будущее, совершенно не касаясь первопричины самих явлений.

В общепринятом понимании законом в науке является то, что может быть описано функциональной зависимостью, а закономерность, проявляющаяся при большом числе наблюдений, статистической.

В сущности открытые естественными науками так называемые законы являются моделями. Но моделями являются и всякого рода закономерности из области экономики. Первые относятся к детерминистическим, вторые вероятностным моделям. Статистические модели отнюдь не прерогатива экономических наук, многие явления в природе также описываются вероятностными зависимостями.

Единственно, что мы можем здесь отметить: в экономике нет детерминистических моделей. Вместо законов здесь имеют место только закономерности, описываемые статистическими моделями.

В каждой сфере, а равно и прикладной науке, относящейся к этой сфере, имеют место свои специфические методы научных исследований, найденные в результате исследований повторяющиеся явления, сформулированные в закономерности. Все это нормально до тех пор, пока нет противопоставления и непризнания возможного проявления общеприродных законов.

Все встанет на место, если мы в действительности примем, что социум является органической частью Природы, пусть и высшей ступенью развития материи. Следовательно, все, что происходит в социальной, а равно и экономической сфере, должно подчиняться природным законам. Естественно, увидеть это не так просто, оставаясь при этом в пределах своей прикладной науки.

Количество законов природы, сформулированных в естественных науках к настоящему времени, весьма велико.

Эмпирические законы являются наиболее многочисленным классом. Они формулируются в результате обобщения результатов экспериментальных наблюдений и измерений. Часто эти законы записываются в виде аналитических выражений, носящих достаточно простой, но приближенный характер. Область применимости этих законов оказывается достаточно узкой. При желании увеличить точность или расширить область применимости математические формулы, описывающие такие законы, существенно усложняются. Примерами эмпирических законов могут служить закон Гука (при небольших деформациях тел возникают силы, примерно пропорциональные величине деформации), закон валентности (в большинстве случаев атомы объединяются в химические соединения согласно их валентности, определяемым положением в Периодической таблице элементов), некоторые частные законы наследственности (например сибирские коты с голубыми глазами обычно от рождения глухи). На ранних этапах развития естественных наук в основном шло по пути накопления подобных законов. Со временем их количество возросло настолько, что возник вопрос о нахождении новых законов, позволяющих описать эмпирические в более компактной форме.

Фундаментальные законы представляют собой весьма абстрактные формулировки, непосредственно не являющиеся следствием экспериментов. Обычно фундаментальные законы «угадываются», а не выводятся из эмпирических. Количество таких законов весьма ограничено (например классическая механика содержит в себе лишь 4 фундаментальных закона: законы Ньютона и закон Всемирного тяготения). Многочисленные эмпирические законы являются следствиями (иногда вовсе не очевидными) фундаментальных. Критерием истинности последних является соответствие конкретных следствий экспериментальным наблюдениям. Все известные на сегодняшний день фундаментальные законы описываются достаточно простыми и изящными математическими выражениями, «не ухудшающимися» при уточнениях. Несмотря на кажущийся абсолютный характер, область применимости фундаментальных законов так же ограничена. Эта ограниченность не связана с математическими неточностями, а имеет более фундаментальный характер: при выходе из области применимости фундаментального законы начинают терять смысл сами понятия, используемые в формулировках.

Ограниченность применимости фундаментальных законов естественно приводит к вопросу о существовании еще более общих законов. Таковыми являются законы сохранения. Имеющийся опыт развития естествознания показывает, что законы сохранения не теряют своего смысла при замене одной системы фундаментальных законов другой. Это свойство теперь используется как эвристический принцип, позволяющий априорно отбирать «жизнеспособные» фундаментальные законы при построении новых теорий. В большинстве случаев законы сохранения не способны дать столь полного описания явлений, какое дают фундаментальные законы, а лишь накладывают определенные запреты на реализацию тех или иных состояний при эволюции системы.

Закономерности естествознания присущи всякой науке с учетом специфики изучаемого им (естествознанием) предмета. Это:

1. Обусловленность в конечном счете практикой (практика-критерий истины).

2. Относительная самостоятельность, которая проявляется в том, что практическое решение возникающих задач может быть осуществлено лишь по достижении определенных ступеней процесса познания природы, который осуществляется от явлений к сущности и от менее глубокой сущности к более глубокой (от простого к сложному).

3. Преемственность в развитии идей и принципов естествознания, теорий и понятий, методов и приемов исследования, неразрывность всего познания природы.

4. Постепенность развития естествознания, при чередовании периодов относительно спокойного эволюционного развития и резкой революционной логики теоретических основ естествознания, всей системы понятий и принципов естествознания, всей естественнонаучной картины мира.

5. Взаимодействие наук, взаимосвязанность всех отраслей естествознания, когда один предмет изучается одновременно многими науками, а метод одной науки применяется к изучению предметов других наук.

6. Противоречивость развития естествознания, доходящего до раскола на, казалось бы, несовместимые между собой концепциями, причем на смену борющимся между собой концепциям в порядке разрешения их конфликта приходит принципиально новая концепция, охватывающая предмет в целом, диалектически.

7. Повторяемость идей, концепций, представлений, с постоянными возвратами к пройденному, но на более высокой ступени отсюда сравнение с движением по спирали.

Необходимым условием развития естествознания является свобода критики, беспрепятственное обсуждение любых спорных неясных вопросов, открытое столкновение мнений с целью выяснения истины, путем свободных дискуссий, способствующих творческому решению возникающих проблем.

Аспекты естествознания носят строго объективный характер, определяемый либо самим предметом познания, либо методом его познания, который по своему содержанию адекватен предмету. Отсюда два главных аспекта (или разреза) естествознания: предметный и методологический.

v Предметный соответствующий последовательной связи объектов природы, например, их развитию и переходам одних в другие;

v Методологический аспект, соответствующий последовательным ступеням, которые проходит познание при изучении данного предмета - от его явлений к его сущности, от внешней стороны к внутренней.

Соответственно все естествознание может быть разделено, согласно первому аспекту, на неорганическое, имеющее своим предметом формы движения неживой природы (механические, физические, химические и др.) и на органическое, предмет которого составляют явления жизни, т.к. вся природа делится на неживую и живую.

Структура естествознания определяется его аспектами. Взаимная связь отраслей естествознания отражает общий ход развития всей природы от более простых низких ступеней и форм до наивысших и сложнейших. Раздвоение природы на неживую и живую, которое зарождается в пределах химии, поскольку химические соединения дифференцируются на неорганические и органические, можно представить следующим образом: физика, химия 1) неорганическая (путь к неживой природе), 1.1) геология. 2) органическая (путь к живой природе), 2.2) биология.

Такое раздвоение подготовляется на атомном уровне структурной организации материи, далее из молекул образуются агрегаты (это м.б. газообразные, капельножидкие, твёрдые аморфные и твёрдые кристаллические), составляющие основу различных сфер Земли.

С другой стороны, как мы знаем, постепенное усложнение молекул углеродистых соединений приводит к образованию биополимеров (белков, нуклеиновых кислот) которые составляют основу живой природы. Т.о. физика, химия геология и биология относятся к числу фундаментальных отраслей современного естествознания и образуют стержень классификации наук.

В основу приведённого (раздвоенного) ряда наук положен принцип развития природы.

В естествознании также множество переходных, промежуточных или междисциплинарных отраслей, что свидетельствует об отсутствии резких границ между науками, об их взаимопроникновении (например, физика химия биология биохимия).

В структуре естествознания оба аспекта предметный и методологический переплетаются внутри каждой отрасли естествознания

При абстрагировании от вещественной природы движущегося тела к рассмотрению его движения лишь со стороны перемещения его в пространстве под действием внешних сил из физики выделяется механика точки и системы точек Дальнейшее абстрагирование не только от вещественного содержания, но и от фактора времени приводит к математике от математики через математическую логику в ходе дальнейшего абстрагирования осуществляется переход к логике.

Т.О. если продолжить ряд наук влево от физики, то здесь образуется участок, который характеризует движение мышления от конкретного (физика) ко всё более абстрактному кончая логикой: логика - математика - механика - физика.

Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т.е. истину, пригодную и принимаемую всеми людьми. Поэтому оно традиционно рассматривалось в качестве эталона научной объективности. Другой крупный комплекс наук-обществознание - напротив, всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии обществоведения наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему и т.п.

Количество законов природы, сформулированных в естественных науках к настоящему времени, весьма велико.

Примерами эмпирических законов могут служить закон Гука (при небольших деформациях тел возникают силы, примерно пропорциональные величине деформации), закон валентности (в большинстве случаев атомы объединяются в химические соединения согласно их валентности, определяемым положением в Периодической таблице элементов), некоторые частные законы наследственности (например сибирские коты с голубыми глазами обычно от рождения глухи). На ранних этапах развития естественных наук в основном шло по пути накопления подобных законов. Со временем их количество возросло настолько, что возник вопрос о нахождении новых законов, позволяющих описать эмпирические в более компактной форме.

Несмотря на кажущийся абсолютный характер, область применимости фундаментальных законов так же ограничена. Эта ограниченность не связана с математическими неточностями, а имеет более фундаментальный характер: при выходе из области применимости фундаментального законы начинают терять смысл сами понятия, используемые в формулировках.

науки изучающие свойства природы и естественных образований. Применение терминов естественные, технические, фундаментальные и т.п. к областям деятельности человека достаточно условно, так как в каждой из них есть фундаментальная составляющая (изучающая проблемы на границе нашего знания и незнания), прикладная составляющая (изучающая проблемы применения полученных знаний в практической деятельности), естественнонаучная компонента (изучающая проблемы, возникающие или существующие независимо от нашего желания). Эти термины, если можно так выразиться, диатропичны, т.е. описывают только ядро - наиболее характерную черту или составляющую предмета.

Отличное определение

Неполное определение ↓

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

получившее права гражданства с 18 в. название для совокупности всех наук, занимающихся исследованием природы. Первые исследователи природы (натурфилософы) включали, каждый по-своему, всю природу в круг своей мыслительной деятельности. Прогрессирующее развитие естественных наук и их углубление в исследование привело к расчленению, еще и теперь не закончившемуся, единой науки о природе на отдельные ее отрасли - в зависимости от предмета исследования или по принципу разделения труда. Своим авторитетом естественные науки обязаны, с одной стороны, научной точности и последовательности, а с другой - своему практическому значению как средству покорения природы. Главные сферы естественных наук - материя, жизнь, человек, Земля, Вселенная - позволяют сгруппировать их следующим образом: 1) физика, химия, физическая химия; 2) биология, ботаника, зоология; 3) анатомия, физиология, учение о происхождении и развитии, учение о наследственности; 4) геология, минералогия, палеонтология, метеорология, география (физическая); 5) астрономия вместе с астрофизикой и астрохимией. Математика, по мнению ряда натурфилософов, не относится к естественным наукам, но является решающим инструментом их мышления. Кроме того, среди естественных наук, в зависимости от метода, существует следующее различие: описательные науки довольствуются исследованием фактических данных и их связей, которые они обобщают в правила и законы; точные естественные науки облекают факты и связи в математическую форму; однако это различие проводится непоследовательно. Чистая наука о природе ограничивается научным исследованием, прикладная наука (медицина, сельское и лесное хозяйство и вообще техника) использует его для освоения и преобразования природы. Рядом с науками о природе стоят науки о духе, и те и др. философия объединяет в единую науку, они выступают как частные науки; ср. Физическая картина мира.