Шпоры по КСЕ3 / РАЗНОЕ / что такое естествознание. Что такое естествознание определение


определение и содержание понятия. Задачи естествознания

Концепции современного естествознанияЛекция 1. Тема: Введение в дисциплину.

1. Естествознание: определение и содержание понятия. Задачи естествознания2. Взаимосвязь естественных наук. Редукционизм и холизм3. Фундаментальная и прикладная наука. Технологии4. Тезис о двух культурах 

Контрольные вопросыЛитература 

Текст вводных замечанийк разделу

1. Естествознание. Определение и содержание понятия. Задачи естествознания

Слово «естествознание» (<естество – природа) означает знание о природе, или природоведение. В латинском языке слову “природа” соответствует слово natura, поэтому  в немецком языке, ставшем в 17-19 вв. языком науки, все о природе стали называться "Naturwissenchaft”.  На этой же основе появился и термин «натурфилософия» – общая философия природы. В древнегреческом языке слову природа очень близко слово «физис» («фюзис»).

Первоначально все знание о природе действительно относилось к физике (в древности – «физиология»). Так Аристотель (III в. до н.э.) называл своих предшественников «физиками» или физиологами. Физика, таким образом, стала основой всех наук о природе.

В настоящее время имеются два определения естествознания.

1. Естествознание – наука о природе, как о единой целостности.2. Естествознание – совокупность наук о природе, взятое как единое целое.

Первое определение говорит об одной единой науке о природе, подчеркивая единство природы, ее нерасчлененность. Второе говорит о естествознании как о совокупности , т.е. множестве наук, изучающих природу, хотя в нем и содержится фраза, что это множество следует рассматривать как единое целое. 

К естественным наукам относят физику, химию, биологию, космологию, астрономию, географию, геологию и частично психологию. Кроме того, существует множество наук, возникших на стыке названных (астрофизика, физическая химия, биофизика и т.д).

Целью естествознания, в конечном счете, является попытка решения так называемых «мировых загадок», сформулированных еще в конце 19-го века Э. Геккелем [1] и Э.Г. Дюбуа-Реймоном [2]. Вот эти загадки, две из которых относятся к физике, две – к биологии и три – к психологии (см. рис.1):

Естествознание, развиваясь приближается к решению этих загадок, но возникают новые вопросы, и процесс познания бесконечен. Действительно, наши знания можно сравнить с расширяющейся сферой. Чем шире сфера, тем больше точек ее соприкосновения с неизвестным.  Увеличение сферы знания приводит к появлению новых, нерешенных проблем.

Задачей естествознания является познание объективных законов природы и содействие их практическому использованию в интересах человека. Естественнонаучное знание создается в результате обобщения наблюдений, получаемых и накапливаемых в процессе практической деятельности людей, и само является теоретической основой их деятельности.

К началу документа

2. Взаимосвязь естественных наук. Редукционизм и холизм.

Все исследования природы сегодня можно наглядно представить в виде большой сети, состоящей из ветвей и узлов. Эта сеть связывает многочисленные ответвления физических, химических и биологических наук, включая науки синтетические, возникшие на стыке основных направлений (биохимия, биофизика и др.).

Даже исследуя простейший организм, мы должны учитывать, что это и механический агрегат, и термодинамическая система, и химический реактор с разнонаправленными потоками масс, тепла, электрических импульсов; это, в то же время, и некая «электрическая машина», генерирующая и поглощающая электромагнитное излучение. И, в то же время, это  - ни то и ни другое, это – единое целое. 

Современное естествознание характеризуется взаимопроникновением естественных наук друг в друга, но в нем есть и определенная упорядоченность, иерархичность [3]. 

В середине 19-го века немецкий химик Кекуле составил иерархическую последовательность наук по степени возрастания их сложности (а точнее, по степени сложности объектов и явлений, которые они изучают).

Такая иерархия естественных наук позволяла как бы «выводить» одну науку из другой. Так физику (правильнее было бы – часть физики, молекулярно-кинетическую теорию) называли механикой молекул, химию, физикой атомов, биологию – химией белков или белковых тел. Эта схема достаточно условна. Но она позволяет пояснить одну из проблем науки – проблему редукционизма.

Редукционизм (<лат. reductio уменьшение) определяется как господство аналитического подхода, направляющего мышление на поиск простейших, далее неразложимых элементов. Редукционизм в науке – это стремление описать более сложные явления языком науки, описывающей менее сложные явления или класс явлений  (например, сведение биологии  к механике и т.п.). Разновидностью редукционизма является физикализм – попытка объяснения всего многообразия мира на языке физики.

Редукционизм неизбежен при анализе сложных объектов и явлений.  Однако здесь надо хорошо осознать следующее. Нельзя рассматривать жизнедеятельность организма, сводя все к физике или химии. Но важно знать, что законы физики и химии справедливы и должны выполняться и для биологических объектов. Нельзя рассматривать поведение человека в обществе только как биологического существа, на важно знать, что корни многих человеческих действий лежат в глубоком доисторическом прошлом и являются результатом работы генетических программ, унаследованных от животных предков.

В настоящее время достигнуто понимание необходимости целостного, холистического (<англ. whole целый) взгляда на мир. Холизм [4], или интегратизм можно рассматривать как противоположность редукционизма, как присущее современной науке стремление создать действительно обобщенное, интегрированное знание о природе.

К началу документа

3. Фундаментальные и прикладные науки. Технологии

Установившееся понимание фундаментальной и прикладной науки состоит в следующем.

Проблемы, которые ставятся перед учеными извне, называются прикладными. Прикладные науки, таким образом, имеют своей целью осуществление практического применения добытого знания.

Проблемы, возникающие внутри самой науки, называются фундаментальными. Таким образом, фундаментальная наука направлена на получение самого знания о мире как такового. Собственно, именно фундаментальные исследования направлены в той или иной мере на решение мировых  загадок. 

Не следует, слово «фундаментальный» смешивать здесь со словом «большой», «важный». Прикладное исследование может иметь очень большое значение как для практической деятельности, так и для самой науки, в то время как фундаментальное исследование может оказаться пустяковым. Здесь очень важно предвидеть, какое значение результаты фундаментального  исследования могут иметь в будущем. Так еще в середине 19-го века исследования по электромагнетизму (фундаментальные исследования) считались весьма интересными, но не имеющими никакого практического значения. (При распределении средств на научные исследования руководители, экономисты должны, бесспорно, ориентироваться в определенной мере в современном естествознании, чтобы принять правильное решение).

Технология. Прикладная наука тесно связана с технологией. Можно привести два определения технологии: в узком и широком смысле. "Технология - совокупность знаний о способах и  средствах  проведения производственных  процессов,  напр.  технология  металлов,   химическая   технология, технология строительных работ, биотехнология и т.п., а  также  сами технологические  процессы,  при  которых   происходит качественное изменение обрабатываемого объекта".

В широком, философском  смысле технология – это обусловленные состоянием знаний и общественной эффективностью способы достижения  целей, поставленных обществом". Это определение - достаточно емкое, оно позволяет охватить и биоконструирование, и образование (образовательные технологии),  и  т.п.  Эти "способы" могут меняться от цивилизации к цивилизации, от эпохи к эпохе. (Надо иметь в виду, что в зарубежной литературе «технология» часто понимается как синоним «техники» вообще).

К началу документа

4. Тезис о двух культурах. 

В результате своей деятельности создает совокупность материальных и духовных ценностей, т.е. культуру. Мир материальных ценностей (техника, технология) образуют материальную культуру. Наука, искусство, литература, религия, мораль, мифология относятся к духовной культуре. В процессе познания окружающего мира и самого человека формируются различные науки. Естественные науки – науки о природе – формируют естественно-научную культуру, гуманитарные – художественную (гуманитарную культуру). 

На начальных стадиях познания (мифология, натурфилософия) оба этих вида наук и культур не разделялись. Однако постепенно каждая из них разрабатывала свои принципы и подходы. Разделению этих культур способствовали и  разные цели: естественные науки стремились изучить природу и покорить ее; гуманитарные своей целью ставили изучение человека и его мира.  

Считается, что методы естественных и гуманитарных наук также преимущественно различны: рациональный в естественных и эмоциональный (интуитивный, образный) в гуманитарных. Справедливости ради надо заметить, что резкой границы здесь нет, поскольку элементы интуиции, образного мышления являются неотъемлемыми элементами естественнонаучного постижения мира, а в гуманитарных науках, особенно в таких как история, экономика, социология, нельзя обойтись без рационального, логического метода.   В античную эпоху преобладало единое, нерасчлененное знание о мире (натурфилософия). Не существовало проблемы разделения естественных и гуманитарных наук и в эпоху средневековья (хотя в то время уже начался процесс дифференциации научного знания, выделение самостоятельных наук). Тем не менее, для средневекового человека Природа представляла собой мир вещей, за которыми надо стремиться видеть символы Бога, т.е. познание мира было прежде всего познанием божественной мудрости. Познание было направлено не столько на выявление объективных свойств явлений окружающего мира, сколько на осмысление их символических значений, т.е. их отношения к божеству  [2].

В эпоху Нового времени (17-18 вв) началось исключительно быстрое развитие естествознания, сопровождавшееся процессом дифференциации наук. Успехи естествознания были настолько велики, что в обществе возникло представление об их всесильности. Мнения и возражения представителей гуманитарного направления зачастую игнорировались. Рациональный, логический метод познания мира стал определяющим. Позже наметился своего рода раскол между гуманитарной и естественнонаучной культурой.

Одной из самых известных книг на эту тему явилась публицистически острая работа английского ученого и писателя Чарльза Перси Сноу «Две культуры и научная революция», появившаяся в 60-е годы. В ней автор констатирует раскол между гуманитарной и естественнонаучной культурами на две части, являющих собой как бы два полюса, две «галактики». Сноу пишет «…На одном полюсе – художественная интеллигенция, на другом – ученые, и, как наиболее яркие представители этой группы – физики. Их разделяет стена непонимания и иногда (особенно среди молодежи) антипатии и вражды, но главное, конечно, непонимания. У них странное, извращенное понимание друг о друге. Они настолько по-разному относятся к одним и тем же вещам, что не могут найти общий язык даже в области чувств». *   В нашей стране это противоречие никогда не принимало такого антагонистического характера, тем не менее в 60-е – 70-е годы оно нашло отражения в многочисленных дискуссиях между «физиками» и «лириками» (о моральной стороне медико-биологических исследований на человеке и на животных, о мировоззренческой сущности некоторых открытий и т.п.).

Часто можно услышать, что техника и точные науки отрицательно влияют на мораль. Можно услышать, что открытие  атомной  энергии  и  выход человека в космос - преждевременны. Утверждают, будто технология  сама  по себе ведет к деградации культуры, наносит ущерб  творчеству  и  производит лишь культурную дешевку. В наши дни успехи биологии породили бурные дискуссии о допустимости  исследовательских работ по клонированию высших животных и человека, в которых проблема науки и технологии рассматривается с точки зрения этики и религиозной морали [4]. 

Известный писатель и философ С. Лем в своей книге «Сумма технологии» опровергает эти взгляды, утверждая, что технологию следует  признать  "орудием  достижения  различных  целей,  выбор  которых зависит от уровня развития  цивилизации,  общественного  строя  и  которые подлежат моральным оценкам. Технология дает  средства и орудия; хороший или дурной способ их употребления - это наша заслуга или наша вина" [4].

Так, экологический кризис, поставивший человечество на грань катастрофы, вызван не столько научно-техническим прогрессом, сколько недостаточным распространением в обществе научных знаний и культуры в общем смысле этого слова. Поэтому  сейчас много внимания уделяется гуманитарному образованию, гуманизации общества. Для человека одинаково важны и современные знания, и соответствующие им ответственность и мораль.

С другой стороны, влияние науки на все сферы жизни стремительно растет. Мы должны признать, что на нашу жизнь, на судьбы цивилизации, в конечном счете, открытия ученых и технические достижения, с ними связанные, повлияли гораздо больше, чем все политические деятели прошлого. В то же время  уровень естественнонаучного образования большинства людей остается невысоким. Плохо или неверно усвоенная научная информация делает людей восприимчивыми к антинаучным идеям, мистике, суевериям. Но современному уровню цивилизации может соответствовать только "«человек культуры", причем здесь имеется в виду культура единая: как гуманитарная, так и естественнонаучная. Этим и объясняется введение в учебные планы гуманитарных специальностей дисциплины «Концепции современного естествознания». В дальнейшем мы будем рассматривать научные картины мира, проблемы, теории и гипотезы конкретных наук в русле глобального эволюционизма – идеи, пронизывающей современное естествознание и являющейся общей для всего материального мира.

К началу документа

Контрольные вопросы

1. Предмет и задачи естествознания? Как и когда оно возникло? Какие   науки можно отнести к естествознанию?2. О каких «мировых загадках», составляющих предмет исследований в естественных науках, говорили Э. Геккель и Э.Г. Дюбуа-Реймон?3. Поясните выражение «две культуры».4. В чем проявляются сходство и различие методов гуманитарных и естественных наук?5. Чем характеризуются развитие естествознания в эпоху Нового Времени? Какой период охватывает эта эпоха?6. Поясните слово «технология».7. С чем связано отрицательное отношение к современной науке и технологиям?8. Что такое фундаментальные и прикладные науки?9. Что такое редукционизм и холизм в естествознании?

Литература

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - Новосибирск: ЮКЭА, 1997. – 834 с.2. Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. – М.:   ИМПЭ, 1998.3. Концепции современного естествознания /Под ред. С.И. Самыгина. - Ростов н/Д:  Феникс, 1999. – 576 с.4. Лем С. Сумма технологий. – М. Мир, 1968. – 311 с.5. Волков Г.Н. Три лика культуры. - М.: Молодая гвардия, 1986. – 335 с.

[1] Геккель, Эрнст (1834-1919) – немецкий биолог-эволюционист, представитель естественнонаучного материализма, сторонник и пропагандист учения Ч.Дарвина. Предложил первое «родословное дерево» живого мира.

[2] Дюбуа-Реймон, Эмиль Генрих – немецкий физиолог, основатель научной школы, философ. Основоположник электрофизиологии; установил ряд закономерностей, характеризующих электрические явления в мышцах и нервах. Автор молекулярной теории биопотенциалов, представитель механистического материализма и агностицизма.

[3] Иерархия (<гр. hierarchia < hieros священный + archē власть) - расположение частей или элементов целого в порядке от высшего к низшему.

[4] Холизм (<англ. holism <гр. holos -целое) – философское направление, рассматривающее природу как иерархию «целостностей», понимаемых как духовное единство; в современном естествознании – целостный взгляд на природу, стремление к построению единой научной картины мира.

* цитируется в соответствии с [3], с.11.

refleader.ru

Естествознание — Википедия

Естествозна́ние — совокупность знаний о природных объектах, явлениях и процессах[1]. Естествознание возникло до образования отдельных естественных наук. Оно активно развивалось в XVII—XIX веках. Учёных, занимавшихся естествознанием или накоплением первичных знаний о природе, называли естествоиспытателями.

В историческом контексте объединение понятий естествознание и естественные науки недопустимо, так как в период развития естествознания отдельные естественные науки ещё не сформировались.

С точки зрения современной науки, естествознание — область науки, включающая совокупность естественных наук, взятых как целое[2].

К естественным наукам относят разделы науки, отвечающие за изучение природных (естественных — от «естество», природа) явлений, в отличие от гуманитарных и социальных наук, изучающих человеческое общество.

История естествознания

Естествознание появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, химию, биологию, географию и астрономию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а также астрономии, необходимой для навигации, а с развитием техники — развитие физики, химии.

Происхождение естественных наук связано с применением философского натурализма к научным исследованиям. Принципы натурализма требуют изучать и использовать законы природы, не привнося в них законы, вводимые человеком, то есть исключая произвол человеческой воли.

В период позднего средневековья (XIV—XV века) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественнонаучной картины мира и складываются предпосылки для создания нового естествознания, новой физики, новой астрономии, возникновения научной биологии. Такой пересмотр базируется, с одной стороны, на усилении критического отношения к аристотелизму, а с другой стороны, на трудностях в разрешении тех противоречий, с которыми столкнулась схоластика в логической, рациональной интерпретации основных религиозных положений и догматов.

Одно из главных противоречий, попытки разрешения которого толкали средневековую схоластическую мысль на «разрушение» старой естественнонаучной картины мира, состояло в следующем: как совместить аристотелевскую идею замкнутого космоса с христианской идеей бесконечности божественного всемогущества? Ссылки на всемогущество Бога служили у средневековых схоластов основанием для отказа от ряда ключевых аристотелевских представлений и выработки качественно новых образов и представлений, которые впоследствии способствовали формированию предпосылок новой механистической картины мира. К таким качественно новым представлениям и образам могут быть отнесены следующие:

  • допущение существования пустоты, но пока не абстрактной, а лишь как нематериальной пространственности, пронизанной божественностью (поскольку Бог не только всемогущ, но и вездесущ, как считали схоласты).
  • изменяется отношение к проблеме бесконечности природы. Бесконечность природы всё чаще рассматривается как позитивное, допустимое и очень желательное (с точки зрения религиозных ценностей) начало. Такое начало как бы проявляло такую атрибутивную характеристику Бога как его всемогущественность.
  • как следствие образа бесконечного пространства возникает и представление о бесконечном прямолинейном движении.
  • возникает идея о возможности существования бесконечно большого тела. Образ пространственной бесконечности постепенно перерастает в образ вещественно-телесной бесконечности. При этом рассуждали примерно так: «Бог может создать всё, в чём не содержится противоречия; в допущении бесконечно большого тела противоречия нет; значит, Бог может его создать».
  • всё чаще допускалось существование среди движений небесных тел не только идеальных (равномерных, по окружности), соизмеримых между собой, но и несоизмеримых. Иррациональность переносилась из земного мира в надлунный, божественный мир. В этом перенесении усматривали признаки творящей силы Бога: Бог способен творить новое повсюду и всегда. На этом пути снималось принципиальное аристотелевское различие мира небесного и мира земного и закладывались предпосылки интеграции физики, астрономии и математики.

Качественные сдвиги произошли как в кинематике, так и в динамике. В кинематике средневековые схоласты вводят понятия «средняя скорость» и «мгновенная скорость», «равноускоренное движение» (они его называли униформно-дифформное). Они определяют мгновенную скорость в данный момент как скорость, с какой стало бы двигаться тело, если бы с этого момента времени его движение стало равномерным. И, кроме того, постепенно вызревает понятие ускорения.

В эпоху позднего средневековья получила значительное развитие динамическая «теория импетуса», которая была мостом, соединявшим динамику Аристотеля с динамикой Галилея. Жан Буридан (XIV век) объяснял с точки зрения теории импетуса падение тел. Он считал, что при падении тел тяжесть запечатлевает в падающем теле «импетус», поэтому и скорость его всё время возрастает. Величина импетуса, по его мнению, определяется и скоростью, сообщённой телу, и «качеством материи» этого тела. Импетус расходуется в процессе движения для преодоления трения, и когда импетус растрачивается, тело останавливается.

Аристотель считал главным параметром для любого момента движения расстояние до конечной точки, а не расстояние от начальной точки движения. Благодаря теории импетуса внимание исследовательской мысли постепенно переносилось на расстояние движущегося тела от начала движения: тело, падающее под действием импетуса, накапливает его всё больше и больше по мере того, как оно отдаляется от исходного пункта. На этом пути складывались предпосылки для перехода от понятия импетуса к понятию инерции. Всё это постепенно готовило возникновение динамики Галилея.

Отрезок времени примерно от даты публикации работы Николая Коперника «Об обращениях небесных сфер» (De Revolutionibus), то есть с 1543 г., до деятельности Исаака Ньютона, сочинение которого «Математические начала натуральной философии» было опубликовано в 1687 году, обычно называют периодом «научной революции»[3].

До этого истинным и имеющим всеобщую силу считалось знание, полученное чистой логикой. Основным методом познания была дедукция. Знание же, идущее из наблюдения, считалось частичным, не имеющим всеобщей действительности. Индуктивный метод — заключение об общем по частным наблюдениям — приживался лишь очень постепенно[4]. Начиная же с Коперника главным методом научного исследования стало наблюдение за природой и проведение экспериментов. Сегодня это называется «эмпирический метод». Для нас сейчас он естественен, но признан он был только в XVII веке, а распространился лишь в XVIII веке[5].

Теоретическое обоснование новой научной методики принадлежит Фрэнсису Бэкону, обосновавшему в своём «Новом органоне» переход от традиционного дедуктивного подхода (от общего — умозрительного предположения или авторитетного суждения — к частному, то есть к факту) к подходу индуктивному (от частного — эмпирического факта — к общему, то есть к закономерности). Появление систем Декарта и особенно Ньютона — последняя была целиком построена на экспериментальном знании — знаменовали окончательный разрыв «пуповины», которая связывала нарождающуюся науку Нового времени с антично-средневековой традицией. Опубликование в 1687 году «Математических начал натуральной философии» стало кульминацией научной революции и породило в Западной Европе беспрецедентный всплеск интереса к научным публикациям. Среди других деятелей науки этого периода выдающийся вклад в научную революцию внесли также Браге, Кеплер, Галлей, Браун, Гоббс, Гарвей, Бойль, Гук, Гюйгенс, Лейбниц, Паскаль.

Школы естествознания

Школы естествознания XVIII—XIX веков делились по вопросу о соотношении ныне действующих сил природы (в основном геологические и биологические факторы) с силами прошлого:

Они отличались по роду (факторам), энергии (силе) и скорости (темпам) действующих раньше и теперь сил. У них разное отношение к принципу однообразия, непрерывности и суммирования мелких отклонений в течение длительного времени[6].

Дальнейшие направления развития естествознания

Фундаментальные науки, возникшие из естествознания: физика, химия, биология, астрономия, география, геология. Затем на стыках этих наук появились такие науки, как геофизика, астрофизика, биофизика, биохимия, физическая химия, химическая физика, геохимия, метеорология, климатология, почвоведение. Кроме того, образовались прикладные науки[en], такие как агрохимия, экология, химическая технология, горное дело и пр.

Математику объединяют с логикой в комплекс формальных наук и не включают в естественные науки, поскольку их методология существенно отличается от методологии естественных наук. По той же причине к естественным наукам вряд ли может быть отнесена большая часть современной информатики. Исследования, посвящённые обработке информации в природе, мозге и обществе, выделяются в специальный раздел естественной информатики[7][8][9][10][11][12].

Естествознание в школе

В 1920х-1940х годах естествознание было отдельным предметом в средней школе в СССР. Затем предмет переименовали в природоведение.

См. также

Примечания

  1. ↑ Естествознание // Казахстан. Национальная энциклопедия. — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. II. — ISBN 9965-9746-3-2.
  2. ↑ Естествознание / Кедров Б. М. // Евклид — Ибсен. — М. : Советская энциклопедия, 1972. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 9).
  3. ↑ Антисери Д., Реале Дж. Западная философия от истоков до наших дней. Научная революция
  4. ↑ Meyer, Annette: Die Epoche der Aufklärung, 2010, стр. 32, 157.
  5. ↑ Meyer (2010), стр. 31-32.
  6. ↑ Равикович А. И. Развитие основных теоретических направлений в геологии 19 века. М.: Наука, 1969. 248 с. (Труды Геологического института АН СССР; Вып. 189).
  7. ↑ West Churchman C. Elements of Logic and Formal Science. — New York: J. B. Lippincott Co., 1940.
  8. ↑ Franklin J. The formal sciences discover the philosophers' stone. // Studies in History and Philosophy of Science. — 1994. — Vol. 25. — №. 4. — P. 513—533.
  9. ↑ Leacock S. Elements of Political Science. — Houghton Mifflin Co., 1906. — 417 p.
  10. ↑ Stigum B. P. Toward a Formal Science of Economics. — MIT Press, 1990.
  11. ↑ Tomalin M. Linguistics and the Formal Sciences. — Cambridge University Press, 2006.
  12. ↑ Вайсбанд И. 5000 лет информатики. — М. Чёрная белка, 2010

Литература

  • Естествознание: словарь-справочник / авторы-составители: Ю. В. Егоров, Л. Н. Аркавенко, О. А. Осипова, Екатеринбург: издательский дом «Сократ», 2004
  • Концепции и гипотезы естествознания: учебное пособие / С. В. Слинкин, Э. Ф. Садыкова, Тобольск, 2006, 289 с. — ISBN 5-85944-200-9Шаблон:Сомнительный источник
  • Фолта Я., Новы Л. История естествознания в датах: Хронологический обзор = Jaroslav Folta, Luboš Nový. Dejiny prirodných vied v dátach. Chronologický prehlad. - Bratislava, Smena,1981 / Пер. со словац. к.х.н. З. Е. Гельмана; Предисл. и общ. ред. д.х.н. А. Н. Шамина. — М.: Прогресс, 1987. — 496 с. — 23 000 экз. (в пер.)
  • Гайдук Г. В. Доклассическое естествознание Восточной Европы конца XV - середины XVIII веков. — Минск: ФУАинформ, 2010. — 416, [30] с. — 400 экз. — ISBN 978-985-6868-45-3. (в пер.)
  • Естествознание // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

wikipedia.green

Естествознание как наука

ПРЕДМЕТ И СТРУКТУРА ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Термин «естествознание» происходит от соединения слов латинского происхождения «естество», то есть природа, и «знание». Таким образом, дословное толкование термина - знание о природе.

Естествознание в современном понимании – наука, представляющая собой комплекс наук о природе, взятых в их взаимосвязи. При этом под природой понимается все сущее, весь мир в многообразии его форм.

Естествознание - комплекс наук о природе

Естествознаниев современном понимании – совокупность наук о природе, взятых в их взаимосвязи.

Однако данное определение не отражает в полной мере сущность естествознания, поскольку природа выступает как единое целое. Это единство не раскрывается ни одной частной наукой, ни всей их суммой. Множество специальных естественнонаучных дисциплин своим содержанием не исчерпывает всего, что мы подразумеваем под природой: природа глубже и богаче всех имеющихся теорий.

Понятие «природа» трактуется по-разному.

В самом широком смысле под природой понимается все сущее, весь мир в многообразии его форм. Природа в этом значении стоит в одном ряду с понятиями материи, Вселенной.

Наиболее употребительно толкование понятия «природа» как совокупности естественных условий существования человеческого общества. В данной трактовке характеризуется место и роль природы в системе исторически меняющихся отношения к ней человека и общества.

В более узком смысле под природой понимают объект науки, а точнее – совокупный объект естествознания.

Современное естествознание развивает новые подходы к пониманию природы как единого целого. Это выражается в представлениях о развитии природы, о различных формах движения материи и разных структурных уровнях организации природы, в расширяющемся представлении о типах причинных связей. Например, с созданием теории относительности существенно видоизменились взгляды на пространственно-временную организацию объектов природы, развитие современной космологии обогащает представления о направлении естественных процессов, прогресс экологии привел к пониманию глубоких принципов целостности природы как единой системы

В настоящее время под естествознанием понимается точное естествознание, то есть такое знание о природе, которое базируется на научном эксперименте, характеризуется развитой теоретической формой и математическим оформлением.

Для развития специальных наук необходимо общее знание природы, комплексное осмысление её объектов и явлений. Для получения таких общих представлений каждая историческая эпоха вырабатывает соответствующую естественнонаучную картину мира.

Структура современного естествознания

Современное естествознаниепредставляет собой раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Совокупный объект естествознания– природа.

Предмет естествознания– факты и явления природы, которые воспринимаются нашими органами чувств непосредственно или опосредованно, с помощью приборов.

Задача учёного состоит в том, чтобы выявить эти факты, обобщить их и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Например, явление тяготения – конкретный факт, установленный посредством опыта; закон всемирного тяготения – вариант объяснения данного явления. При этом эмпирические факты и обобщения, будучи установленными, сохраняют свое первоначальное значение. Законы могут быть изменены в ходе развития науки. Так, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности.

Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускатьэмпирическую проверку. Это означает, что истиной в науке признается то положение, которое подтверждается воспроизводимым опытом. Таким образом, опыт является решающим аргументом принятия той или иной теории.

Современное естествознание представляет собой сложный комплекс наук о природе. Оно включает в себя такие науки как биология, физика, химия, астрономия, география, экология и др.

Естественные науки различаются предметом своего изучения. Например, предметом изучения биологии являются живые организмы, химии - вещества и их превращения. Астрономия изучает небесные тела, география – особую (географическую) оболочку Земли, экология – взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой.

Каждая естественная наука сама является комплексом наук, возникших на разных этапах развития естествознания. Так, в состав биологии входят ботаника, зоология, микробиология, генетика, цитология и др. науки. При этом предметом изучения ботаники являются растения, зоологии – животные, микробиологии – микроорганизмы. Генетика изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов, цитология – живую клетку.

Химия также подразделяется на ряд более узких наук, например: органическая химия, неорганическая химия, аналитическая химия. К географическим наукам относят геологию, землеведение, геоморфологию, климатологию, физическую географию.

Дифференциация наук привела к выделению еще более мелких областей научного знания.

К примеру, биологическая наука зоология включает в себя орнитологию, энтомологию, герпетологию, этологию, ихтиологию и т.д. Орнитология – наука, изучающая птиц, энтомология – насекомых, герпетология – пресмыкающихся. Этология – наука о поведении животных, ихтиология изучает рыб.

Область химии – органическая химия подразделяется на химию полимеров, нефтехимию и др. науки. В состав неорганической химии входят, например, химия металлов, химия галогенов, координационная химия.

Современная тенденция развития естествознания такова, что одновременно с дифференциацией научного знания идут противоположные процессы – соединение отдельных областей знания, создание синтетических научных дисциплин. При этом важно, что объединение научных дисциплин происходит как внутри различных областей естествознания, так и между ними. Так, в химической науке на стыке органической химии с неорганической и биохимией возникли химия металлоорганических соединений и биоорганическая химия соответственно. Примерами межнаучных синтетических дисциплин в естествознании могут служить такие дисциплины как физическая химия, химическая физика, биохимия, биофизика, физико-химическая биология.

Однако современный этап развития естествознания – интегральное естествознание - характеризуется не столько продолжающимися процессами синтеза двух-трех смежных наук, сколько масштабным объединением разных дисциплин и направлений научных исследований, причем тенденция к масштабной интеграции научного знания неуклонно возрастает.

В естествознании различают науки фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки – физика, химия, астрономия – изучают базисные структуры мира, а прикладные занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально-практических задач. Например, физика металлов, физика полупроводников являются теоретическими прикладными дисциплинами, а металловедение, полупроводниковая технология – практическими прикладными науками.

Таким образом, познание законов природы и построение на этой основе картины мира – непосредственная, ближайшая цель естествознания. Содействие практическому использованию этих законов – конечная задача.

От общественных и технических наук естествознание отличается по предмету, целям и методологии исследования.

При этом естествознание рассматривается как эталон научной объективности, поскольку эта область знания раскрывает общезначимые истины, принимаемые всеми людьми. К примеру, другой крупный комплекс наук – обществознание – всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии обществознания наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему.

Естествознание имеет существенные методологические отличия и от технических наук, обусловленные тем, что целью естествознания является познание природы, а целью технических наук – решение практических вопросов, связанных с преобразованием мира.

Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками на современном уровне их развития нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, занимающих промежуточное положение или являющихся комплексными. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических – бионика. Комплексной дисциплиной, которая включает и естественные, и общественные, и технические разделы, является социальная экология.

Таким образом, современное естествознание представляет собой обширный развивающийся комплекс наук о природе, характеризующийся одновременно идущими процессами научной дифференциации и создания синтетических дисциплин и ориентированный на интеграцию научных знаний.

Естествознание является основой для формирования научной картины мира.

Под научной картиной мира понимают целостную систему представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающую в результате обобщения основных естественнонаучных теорий.

Научная картина мира находится в постоянном развитии. В ходе научных революций в ней осуществляются качественные преобразования, старая картина мира сменяется новой. Каждая историческая эпоха формирует свою научную картину мира.

3

studfiles.net

Введение

Фундаментальная подготовка современного специалиста уже немыслима без ознакомления его с историей и современным состоянием естественнонаучного познания. Именно курс «Концепции современного естествознания» дает широкую панораму и истории естествознания, и общих элементов современной естественнонаучной картины мира, формирующихся в естествознании.

Изучение курса «Концепции современного естествознания» способствует выработке у студентов установок и ценностей рационалистического отношения к миру, природе, обществу, человеку.

Курс «Концепции современного естествознания» имеет следующие основные цели и задачи:

- понимание специфики гуманитарного и естественнонаучного типов познавательной деятельности, необходимости их глубокого внутреннего согласования;

- формирование ясного представления о содержании современных физической, астрономической и биологической картин мира как о системе фундаментальных знаний об основаниях целостности и многообразия природы;

- осознание содержания современных глобальных экологических проблем в их связи с основными законами естествознания;

- формирование представлений о принципах универсального эволюционизма и синергетики;

- ознакомление с методологией естественнонаучного познания, принципами теоретического моделирования объекта в естествознании

.

1. Естествознание. Определение и содержание понятия. Задачи естествознания

Слово «естествознание» («естество» – природа) означает знание о природе, или природоведение. В латинском языке слову “природа” соответствует слово natura, поэтому  в немецком языке, ставшем в 17-19 вв. языком науки, все о природе стали называться "Naturwissenchaft”.  На этой же основе появился и термин «натурфилософия» – общая философия природы. В древнегреческом языке слову природа очень близко слово «физис» («фюзис»).

Первоначально все знание о природе действительно относилось к физике (в древности – «физиология»). Физика, таким образом, стала основой всех наук о природе.

В настоящее время имеются два определения естествознания.

1. Естествознание – наука о природе, как о единой целостности.

2. Естествознание – совокупность наук о природе, взятое как единое целое.

Первое определение говорит об одной единой науке о природе, подчеркивая единство природы, ее нерасчлененность. Второе говорит о естествознании как о совокупности, т.е. множестве наук, изучающих природу, хотя в нем и содержится фраза, что это множество следует рассматривать как единое целое.

К естественным наукам относят физику, химию, биологию, космологию, астрономию, географию, геологию и частично психологию. Кроме того, существует множество наук, возникших на стыке названных (астрофизика, физическая химия, биофизика и т.д.).

Задачей естествознания является познание объективных законов природы и содействие их практическому использованию в интересах человека. Естественнонаучное знание создается в результате обобщения наблюдений, получаемых и накапливаемых в процессе практической деятельности людей, и само является теоретической основой их деятельности.

Современное естествознание характеризуется взаимопроникновением естественных наук друг в друга, но в нем есть и определенная упорядоченность, иерархичность.

В середине 19-го века немецкий химик Кекуле составил иерархическую последовательность наук по степени возрастания их сложности (а точнее, по степени сложности объектов и явлений, которые они изучают).

Рис.1. Лестница Кекуле

Такая иерархия естественных наук позволяла как бы «выводить» одну науку из другой. Так физику (правильнее было бы – часть физики, молекулярно-кинетическую теорию) называли механикой молекул, химию, физикой атомов, биологию – химией белков или белковых тел. Эта схема достаточно условна. Но она позволяет пояснить одну из проблем науки – проблему редукционизма.

Редукционизм в науке – это стремление описать более сложные явления языком науки, описывающей менее сложные явления или класс явлений  (например, сведение биологии  к механике и т.п.). Разновидностью редукционизма является физикализм – попытка объяснения всего многообразия мира на языке физики.

Редукционизм неизбежен при анализе сложных объектов и явлений.  Однако здесь надо хорошо осознать следующее. Нельзя рассматривать жизнедеятельность организма, сводя все к физике или химии. Но важно знать, что законы физики и химии справедливы и должны выполняться и для биологических объектов. Нельзя рассматривать поведение человека в обществе только как биологического существа, нам важно знать, что корни многих человеческих действий лежат в глубоком доисторическом прошлом и являются результатом работы генетических программ, унаследованных от животных предков.

В настоящее время достигнуто понимание необходимости целостного, холистического (от англ. whole -целый) взгляда на мир. Холизм, или интегратизм можно рассматривать как противоположность редукционизма, как присущее современной науке стремление создать действительно обобщенное, интегрированное знание о природе.

studfiles.net

естествознание - это... Что такое естествознание?

        ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ — совокупность наук о природных, или естественных, процессах и явлениях. Как таковое противостоит исследованию и конструированию искусственных процессов и систем, с одной стороны, и учениям о сверхъестественном — с другой. Начало естественных наук принято вести от Аристотеля. По определению Аристотеля, «природа, или естество, в первичном и собственном смысле есть сущность, а именно сущность того, что имеет начало в себе самом как таковом». При этом «природа двояка: она есть форма и материя», т.е. объединяет в себе пассивное и активное начала, неопределенность всеобщего субстрата и определенность субстанции, всеобщность и индивидуацию. Природа есть одновременно и множество процессов, и их единство. Эта провозглашенная максима Е., однако, ни в трудах Аристотеля, ни в работах иных античных мыслителей в полной мере реализована не была. Античное Е. распадалось на две практически несвязанные составляющие. Во-первых, шел сбор сведений по отраслям (ботаника, биология, агрономия, география, психология и пр.) и их систематизация. Эти работы демонстрировали тонкую наблюдательность, но не обобщенность или глубину. Во-вторых, развивались умозрительные теории типа «Физики» Аристотеля. Несколько особняком стояли теория Птолемея в астрономии и статика в механике. В целом же исследования природы носили разрозненный характер и не выходили за пределы концептуально-понятийной спекуляции.         Е. заново переживает период становления в эпоху формирования ранней науки в Новое время (16—17 вв.). Подготовительная работа начинается несколько ранее, в 14—15 вв., когда осваивались сочинения арабских ученых и их переводы греческих писателей, к которым прибавлялись материалы, полученные во время великих географических экспедиций и добываемые цеховыми мастерами. С самого начала складывающееся Е. имело ряд особенностей по сравнению с античным. В роли метанауки для него выступает теология, задающая единство научному познанию. Природа в новом понимании — это «тварный мир», созданный совершеннейшим творцом — Богом — и обладающий в силу этого единством, совершенством, гармонией. Ему присущи два рода свойств — интеллигибельные, постигаемые умозрительно, и зримые, чувственно-воспринимаемые. Опорой в познании интеллигибельного, сущностного содержания природы является математика. Постигая сущность природы, исследователь постигает мудрость Творца. Такова была наука Н. Коперника, Г. Галилея, Тихо да Браге, И. Кеплера и др.

        В 17 в. начинают закладываться основы классической стадии Е. Роль парадигмы переходит в это время к первой собственно научной, машинно-механистической картине мира, уподоблявшей природу машине, идеальному часовому механизму, запущенному в действие «великим Часовщиком». Вся природа составляет единый механизм. Описание природы строго подчиняется так называемому «принципу Коперника»; мы не должны, не имея на то оснований, предполагать, что занимаем превилигированное положение во Вселенной; иначе говоря, наша часть мира — рядовая, ничем не выделяющаяся среди других компонента природы, своего рода универсальное «пробное тело». Е. строится по нормам теории «Божественного Взора», т.е. предполагается, что существует объективная абсолютная истина, и она достижима с любой степенью приближения. Требования религии («индивидуальное спасение») удовлетворяются принятием наряду с материальной субстанцией субстанции идеальной (пантеизм либо дуализм).

        В 1 8 — 1 9 вв. складывается классическое Е., для которого важен принцип вечности и неизменности законов природы, их объективное существование, соответствие законов мышления (логики) законам природы, признание человека частью природы. Закономерность природы выражается во всеобщем детерминизме, согласно которому всякое состояние в вселенной есть причина последующего ее состояния и следствие предыдущего. Всякое различие между земной и небесной механиками снято. Утверждается индуктивный, экспериментальный характер всех наук. Формируется единая научная обобщенная картина мира, опирающаяся на принципы механицизма, но уже не утверждающая машиноподобности всех процессов природы. В этой картине мира теологический довесок в виде Бога становится ненужной исследователю гипотезой. В эту же эпоху возникает и ряд впервые проявляющих себя тенденций. Во-первых, развертывается процесс дифференциации наук о природе, к концу 19 в. начинающий тревожить исследователей опасностью утраты единства наукой (В. Уэвелл). Происходит разграничение физико-химических наук, далеко ушедших вперед по пути математизации, и «естественных» наук — биологии, геологии, географии и пр.,— имевших относительно низкий уровень математизации. Во-вторых, обнаруживается ограниченность механики как эталона и нормы научного описания. В-третьих, в представления о природе проникает учение о развитии. Изменчивость начинает рассматриваться как фундаментальное свойство природы.

        Эти черты Е., приобретенные к концу 19 в., получают дальнейшее развитие в 20 в. Наступает закат механицизма. Распространение в естественных науках вероятно-статистических законов обусловливает кризис «лапласовского» детерминизма. На смену «принципу Коперника» приходит антропный принцип, утверждающий реальную бесконечность мира и отрицающий типичность нашей части мира для Вселенной в ее реальной бесконечности. Тем самым отрицается существование единой, вечной и неизменной природы. Е. (наука об естественных процессах) смыкается с наукой об искусственных системах (технические науки), так что одни дополняют другие. Прежнее резкое разграничение объекта и субъекта уступает место доказательству их взаимозависимости и взаимодействия.

        ВТ. Иванов

        Е. — вся совокупность наук о природе, рассматриваемых в их взаимной связи, единстве и целостности. Е. в этом смысле проделало большой и сложный путь исторического развития от первых натурфилософских учений о природе как едином Космосе древних греков до ее (природы) аналитического расчленения на десятки и сотни предметных областей частных (специальных) естественных наук Нового и Новейшего времени и до последующего воссоздания целостной картины природы как единого в своей основе, эволюционирующего Космоса на базе синтетических и интеграционных процессов в Е. 20 в. Вопросы о выявлении подлинной внутренней связи между всеми частными естественными науками (и прежде всего, между такими главнейшими разделами Е., как физика, химия, биология и психология), об их классификации, о возможности (или невозможности) создания их системы на принципах координации и субординации и пр. — являются важнейшими вопросами современной философии науки. И надо сказать, что, несмотря на наличие в литературе целого ряда интереснейших разработок по этим вопросам, в целом они далеки не только от сколько-нибудь общезначимого решения, но и от ясности. По своему содержанию и методам изучения природных явлений Е. может быть подразделено на эмпирическое (описательное) и теоретическое; по формам своего влияния на практическую деятельность людей — на фундаментальное и прикладное; по типам своих познавательных установок — на аналитическое и синтетическое и т.д. Глубокие изменения, которые произошли в естественнонаучной картине мира в 20 в., изменение самих способов познания природы (в том числе, человека как ее части) и принципов субординации внутри единого поля естественных наук дали основания уже в наше время для выделения таких этапов в развитии Е., как классическое, неклассическое и постнеклассическое Е. Основания и критерии их выделения предлагаются разные. В частности, таким основанием может быть исходное понимание отношения субъекта и объекта научно-познавательной деятельности. Все классическое Е. исходило из презумпции возможности (и необходимости) их полного и абсолютного различения. Природа как объект познания характеризуется с этой точки зрения набором различных внутренне присущих ей свойств и законов, познать которые человек может, лишь полностью отвлекаясь от особенностей самого процесса познания. Однако в 20 в. от этой презумпции пришлось отказаться уже в физике (в теории относительности и особенно в квантовой механике), а тем более при научном изучении душевной жизни человека в психологии (психоанализ, гуманистическая психология). Еще больше необходимость учета субъективного, человеческого фактора при научном изучении природы стала проступать в тех разделах современного Е., которые имеют дело со сложными и сверхсложными системными образованиями, в которые и сам человек

        входит на правах лишь части их органической целостности (напр., экология). Развитие Е. к концу 20 в. поставило много новых философских проблем, без глубокого изучения которых сегодня невозможно высветить перспективу устойчивого и гармоничного развития человечества в его единстве с природой.

        В.Г. Борзенков

Энциклопедия эпистемологии и философии науки. М.: «Канон+», РООИ «Реабилитация». И.Т. Касавин. 2009.

epistemology_of_science.academic.ru

Естествознание - это... Что такое Естествознание?

Иллюстрация к статье «Естествознание» из Cyclopaedia 1728 года.

Естествозна́ние — область науки, изучающая совокупность естественных наук, взятых как целое.[1]

Естествознание появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, биологию, географию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а с развитием техники — развитие физики, химии.

Предмет и цели

Подразделения

История

Когда возникла наука установить нельзя. Принято считать, что это произошло с изобретением письменности. Но есть данные, что люди обладали астрономическими знаниями ещё до изобретения письменности. Таким примером является сооружение, которое назвали Стоухенджем. Высокого уровня достигла наука в древней Греции. Там развивались логические науки (логика, математика), Гуманитарные науки (социология, история). Естествознание было представлено в основном астрономией. Аристотель и Архимед занимались и другими естественнонаучными дисциплинами, например, физикой. С крушением Римской Империи произошёл упадок европейской культуры и науки. В первом тысячелетии нашей эры центр научной мысли переместился на восток (Китай, арабский халифат). В Европе единственно грамотными людьми остались священнослужители. Но они не ставили своей целью развитие естествознания.

Естествознание в эпоху средневековья

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 февраля 2012.

В средневековом сознании доминировали ценностно-эмоциональные отношения к миру над познавательно-рациональными. Именно поэтому точкой отсчёта в духовном освоении мира выступали ценностные противоположности — добро и зло, небесное и земное, божественное и человеческое, святое и грешное и др. Вещь, попавшая в сферу отражения, воспроизводилась прежде всего с точки зрения её полезности для человека, а не в её объективных связях. Аналогичным образом человек характеризовался прежде всего не его объективными чертами (деловитостью, активностью, способностями), а через сословно-иерархические ценности: престиж — авторитет — власть и др.

Стержнем средневекового сознания выступало религиозное мировоззрение, в котором истолкование всех явлений природы и общества, их оценка, а также регламентация поведения человека обосновываются ссылкой на сверхъестественные силы. Представление о сверхъестественных силах было порождено как практическим бессилием человека перед природой (неразвитость производительных сил, сельскохозяйственный и ремесленный характер производства), так и стихийным характером социально-классовых процессов, процессов общения (социальный гнёт, социальная несправедливость, непредсказуемость жизненных ситуаций и др.).

Выделяя себя из природы, но ещё не противопоставляя себя ей полностью, средневековый человек и не формулирует своего отношения к природе как самостоятельной сущности. В качестве такого определяющего отношения для него существует другое отношение — к Богу, а отношение к природе вторично и производно от отношения к Богу. Знание природы подчинено «чувству Божества». Природа рассматривается им как сфера, созданная, творимая и поддерживаемая всемогущим и всевидящим Божеством, абсолютно зависящая от него, своими предметами, их поведением реализующая его волю во всем (в том числе и в отношении воздействия на людей, их судьбу, социальный статус, жизнь и смерть). Природа — проводник воздействия на людей Божьей воли, вплоть до того, что она есть и средство их наказания.

Для средневекового человека природа — это мир вещей, за которыми надо стремиться видеть лишь символы Бога. Поэтому и познавательный аспект средневекового сознания был направлен не на выявление объективных свойств предметов зримого мира, а на осмысление их символических значений, то есть их отношения к Божеству. Познавательная деятельность была по преимуществу толковательной, оценочной, опиралась на иерархизированную и субординированную систему ценностей, ценностное сознание.

Таким образом, средневековое сознание не ориентировано на выявление объективных закономерностей природы. Его главная функция — сохранение ценностного равновесия человека и мира, субъекта и объекта.

К концу XII — началу XIII веков наметился «исторический рывок» средневековой Западной Европы, в основе которого лежало развитие производительных сил (как в сельском хозяйстве, так и в ремесле). Происходит целая «технологическая революция» в агротехнике — появляется тяжёлый колёсный плуг, боронование, совершенствуется упряжь тягловых животных, что позволяет в 3—4 раза увеличить нагрузки, появляется трёхпольная система земледелия, совершенствуется земельно-хозяйственная кооперация, осваиваются новые источники энергии — сила воды и ветра, распространяются водяные и ветряные мельницы и др. Изобретение кривошипа и маховика механизирует многие ручные операции. Рационализируется организация хозяйственной деятельности (особенно в монастырях). Избыточное производство сельскохозяйственной продукции стимулирует развитие торговли, ремесленного производства. Нарастает тенденция урбанизации. Складываются центры мировой торговли (Венеция, Генуя), «миры-экономики». Формируется дух уважительного отношения к физическому труду, к деятельности изобретателей, инженеров: дух изобретательности и предприимчивости все в большей степени пронизывает культурную атмосферу общества. Превращение физического труда в ценность, в достойное занятие открывает путь к его рационализации. Тяжесть физического труда осознаётся как нечто нежелательное; формируется представление о необходимости поисков путей его облегчения и высвобождения свободного времени.

Появление университетов

В этих условиях происходит и подъём духовной жизни. Одним из наиболее ярких его выражений явилось возникновение новых образовательных учреждений — университетов. Ещё в XII веке возник университет в Болонье. 1200 год считается годом основания Парижского университета.

В XIII веке появляется много университетов в других городах Западной Европы: в Неаполе (1224), в Тулузе (1229) и др.

В XIV веке появляются университеты в Священной Римской империи: Пражский (1349), Венский (1365), Гейдельбергский (1385) и др.

В жизни университетов в концентрированной форме отражались и воспроизводились духовные традиции средневековой культуры. Среди них в первую очередь — особое отношение к знанию. Знание не рассматривалось как главная цель духовной деятельности; оно трактовалось как некоторый её побочный продукт. Удвоение мира в сознании на земной, грешный, бренный и небесный, божественный, возвышенный, идеальный — предполагало постановку вопроса о возможности приобщения к миру «по ту его сторону». Способом такого приобщения считались не знания, а вера (в том числе и формы чувственно-эмоциональной экзальтации, связывавшие человека с божественной первосущностью). Поэтому вере здесь отдаётся предпочтение перед знанием.

В период позднего средневековья (XIV—XV века) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественнонаучной картины мира и складываются предпосылки для создания нового естествознания, новой физики, новой астрономии, возникновения научной биологии. Такой пересмотр базируется, с одной стороны, на усилении критического отношения к аристотелизму, а с другой стороны, на трудностях в разрешении тех противоречий, с которыми столкнулась схоластика в логической, рациональной интерпретации основных религиозных положений и догматов.

Одно из главных противоречий, попытки разрешения которого толкали средневековую схоластическую мысль на «разрушение» старой естественнонаучной картины мира, состояло в следующем: как совместить аристотелевскую идею замкнутого космоса с христианской идеей бесконечности божественного всемогущества? Ссылки на всемогущество Бога служили у средневековых схоластов основанием для отказа от ряда ключевых аристотелевских представлений и выработки качественно новых образов и представлений, которые впоследствии способствовали формированию предпосылок новой механистической картины мира. К таким качественно новым представлениям и образам могут быть отнесены следующие.

  • 1) допущение существования пустоты, но пока не абстрактной, а лишь как нематериальной пространственности, пронизанной божественностью (поскольку Бог не только всемогущ, но и вездесущ, как считали схоласты).
  • 2) изменяется отношение к проблеме бесконечности природы. Бесконечность природы все чаще рассматривается как позитивное, допустимое и очень желательное (с точки зрения религиозных ценностей) начало. Такое начало как бы проявляло такую атрибутивную характеристику Бога как его всемогущественность.
  • 3) как следствие образа бесконечного пространства возникает и представление о бесконечном прямолинейном движении.
  • 4) возникает идея о возможности существования бесконечно большого тела. Образ пространственной бесконечности постепенно перерастает в образ вещественно-телесной бесконечности. При этом рассуждали примерно так: «Бог может создать всё, в чём не содержится противоречия; в допущении бесконечно большого тела противоречия нет; значит, Бог может его создать».
  • 5) всё чаще допускалось существование среди движений небесных тел не только идеальных (равномерных, по окружности), соизмеримых между собой, но и несоизмеримых. Иррациональность переносилась из земного мира в надлунный, божественный мир. В этом перенесении усматривали признаки творящей силы Бога: Бог способен творить новое повсюду и всегда. На этом пути снималось принципиальное аристотелевское различие мира небесного и мира земного и закладывались предпосылки интеграции физики, астрономии и математики.

Качественные сдвиги происходят как в кинематике, так и в динамике. В кинематике средневековые схоласты вводят понятия «средняя скорость» и «мгновенная скорость», «равноускоренное движение» (они его называли униформно-дифформное). Они определяют мгновенную скорость в данный момент как скорость, с какой стало бы двигаться тело, если бы с этого момента времени его движение стало равномерным. И, кроме того, постепенно вызревает понятие ускорения.

В эпоху позднего средневековья получила значительное развитие динамическая «теория импетуса», которая была мостом, соединявшим динамику Аристотеля с динамикой Галилея. Жан Буридан (XIV век) объяснял с точки зрения теории импетуса падение тел. Он считал, что при падении тел тяжесть запечатлевает в падающем теле «импетус», поэтому и скорость его все время возрастает. Величина импетуса, по его мнению, определяется и скоростью, сообщенной телу, и «качеством материи» этого тела. Импетус расходуется в процессе движения для преодоления трения, и когда импетус растрачивается, тело останавливается.

Аристотель считал главным параметром для любого момента движения расстояние до конечной точки, а не расстояние от начальной точки движения. Благодаря теории импетуса внимание исследовательской мысли постепенно переносилось на расстояние движущегося тела от начала движения: тело, падающее под действием импетуса, накапливает его все больше и больше по мере того, как оно отдаляется от исходного пункта. На этом пути складывались предпосылки для перехода от понятия импетуса к понятию инерции. Всё это постепенно готовило возникновение динамики Галилея.

См. также

Примечания

Литература

  • Фолта Я., Новы Л. История естествознания в датах: Хронологический обзор = Jaroslav Folta, Luboš Nový. Dejiny prirodných vied v dátach. Chronologický prehlad. - Bratislava, Smena,1981 / Пер. со словац. к.х.н. З. Е. Гельмана; Предисл. и общ. ред. д.х.н. А. Н. Шамина. — М.: Прогресс, 1987. — 496 с. — 23 000 экз. (в пер.)
  • Гайдук Г. В. Доклассическое естествознание Восточной Европы конца XV - середины XVIII веков. — Минск: ФУАинформ, 2010. — 416, [30] с. — 400 экз. — ISBN 978-985-6868-45-3 (в пер.)

Ссылки

dic.academic.ru

что такое естествознание

Что такое естествознание?

Естествознание - это изучение вселенной с точки зрения рационального подхода через законы природы. Словом "естествознание", или "естественные науки" обозначют совокупность наук о природе, отличающихся от социальных наук, изучающих человеческое поведение, а также от формальных наук. Традиционно к естественным наукам относят астрономию, биологию, химию, физику и науки о Земле.

Естествознание затрагивает вопросы не только собственно естественно-научные, но и гуманитарные, потому что в нем освещаются пути познания Человеком Природы. т. е. пути развития науки. А изучение этих путей составляет предмет философии (как науки о мышлении и познании) и социологии (как науки о развитии человеческого общества) или психо¬логии (как науки о человеческом интеллекте).

Естествознание является до известной степени основой всякого знания—и естественно-научного, и технического, и гуманитарного. Поэтому он имеет особое значение для меня, вступающего а третье тысячелетие, ибо ведущей тенденцией развития современной цивилизации в ближайшем будущем становятся ингеграцнонные (объединительные) процессы. Процессы, получив¬шие названия {{Великого единения}} или «Высокого соприкоснове¬ния» самых разнообразных научных и (философских идей в рам¬ках возрождающегося гуманизма. Человеческое общество вступило в век господства микроэлектроники, информатики и биотехнологии, которые в корне преобразуют промышленное и сельскохозяйственное производство

Слово «естествознание» представляет собой сочетание двух слов — «естество» («природа») и «знание». Оно может быть заменено менее употребительным словом-синонимом «природоведение», которое происходит от общеславянского термина «веды» или «веда» - наука, знание. Мы и до сих пор говорим «ведать» в смысле знать. Но в настоящее время под естествознанием понимается прежде всего так называемое точное естествознание, т.е. уже вполне оформленное - часто в математических формулах - «точное» знание о всем, что действительно есть (или, по крайней мере, возможно) во Вселенной, а «природоведение» (подобно пресловутому «обществоведению» или «науковедению») обычно невольно ассоциируется с какими-то еще аморфными представлениями о предмете своего «ведения».

Имея в виду рациональность перехода от натурфилософии к математически точному естествознанию, В.И. Вернадский отмечал одинаковую существенность и взаимную дополнительность двух основных и воистину универсальных математических методов—количественного (арифметического или алгебраического) и качественного (геометрического), т. е. интегрального (внешнего) и дифференциального (внутреннего): «Одно и то же природное явление может быть независимо охвачено обоими этими направлениями творческой математической мысли».

Отдавая должное философии и сознавая «огромное значение математики для естествознания», он все-таки полагал, что «в основе естествознания лежат только научные эмпирические факты и научные эмпирические обобщения»: «Все основные научные эмпирические понятия при логическом анализе приводят к иррациональному остатку...

Никогда ни одно научно изучаемое явление, ни один научный эмпирический факт и ни одно научное эмпирическое обобщение не может быть выражено до конца, без остатка, в словесных образах, в логических построениях—в понятиях—в тех формах, в пределах которых только и идет работа философской мысли, их синтезирующая, их анализирующая. В предметах исследования науки всегда остается неразлагаемый рационалистически остаток—иногда большой,—который влияет на эмпирическое научное изучение, остаток, исчезающий нацело из идеальных построений философии, космогонии или математики и математической физики. Глубокая мысль, в яркой красивой форме выраженная Ф. И. Тютчевым— „Мысль изреченная есть ложь", всегда сознательно или бессознательно чувствуется испытателем природы и всяким научным исследователем, когда он в своей научной работе сталкивается с противоречиями между эмпирическими научными обобщениями и отвлеченными построениями философии или когда факты заставляют его менять и уточнять (обычно осложнять, а часто резко упрощать) свои гипотезы, особенно часто—неизбежно ограниченные математические выражения природных явлений».

Поэтому Вернадский считал необходимым исходить прежде всего или в конечном счете именно из ключевых научных эмпирических фактов или соответствующих ключевых научных эмпирических обобщений (типа открытой Менделеевым Периодической системы химических элементов—«одного из величайших эмпирических обобщений.

Всегда остающийся в предметах исследования науки неразлагаемый рационалистически остаток, т. е. иррациональный остаток, к которому приводят все основные научные эмпирические понятия при логическом анализе, означает, что мы должны принимать во внимание наряду с безусловно необходимыми— достоверными—фактами, характерными для вполне детерминистической классической механики, и факты вероятностные, лежащие в основе надлежащей квантовой механики (с ее соответствующей вероятностной интерпретацией и с характерным для нее принципом неопределенности), а также факты веры, с которыми имеют дело не только все религии, но и атеизм, поскольку «основанные па философских заключениях» «атеистические представления,—как справедливо заметил Вернадский,—по существу тоже предмет веры».

Чуть ли не все подвергая сомнению, Вернадский замечает: «Но это не касается эмпирических обобщений, которые в основе своей существенно отличны от научных теорий и научных гипотез, с которыми они обычно смешиваются».

При этом он считал принципиально необходимым и возмож¬ным стремиться к предельно полному охвату природных явлений и самой Природы в целом.

Однако в пределе, охватывая в целом Природу, Вселенную, материю (со всеми присущими ей атрибутами, вплоть до Жизни и Разума, в том числе Высшего Разума—с бесконечными потенциальными возможностями), мы по крайней мере в принципе можем и должны получить—и действительно получаем!—не только искомое воистину универсальное (предельно полное) ключевое научное эмпирическое обобщение в виде вполне детерминированных взаимосвязанных периодических систем всевозможных (так называемых эталонных и производных) фундаментальных структурных элементов материи на всех четырех возможных последовательных основных уровнях ее естественной самоорганизации—физическом, химическом, биологическом и психологическом (т. е. на самом деле величайшее атомистическое научное эмпирическое обобщение менделеевского типа), но и адекватное ему столь же универсальное ключевое научное теоретическое обобщение в виде совершенно однотипных по своей симметрии и, соответственно, непосредственно однозначно дедуктивно определяемых по надлежащей математической ин¬дукции вполне детерминированных взаимосвязанных периодических систем всевозможных равномерно квантованных собственных значений всех возможных универсальных характеристик рассматриваемых элементов.

Непосредственной целью естествознания является описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения, на основе открываемых ею законов. Философия всегда в той или иной степени выполняла по отношению к естествознанию функции методологии познания и мировоззренческой интерпретации ее результатов.

Философию объединяет с естествознанием также и стремление к теоретической форме построения знания, к логической доказательности своих выводов. Европейская традиция, восходящая к античности, высоко ценившая единство разума и нравственности, вместе с тем прочно связывала философию с наукой. Еще греческие мыслители придавали большое значение подлинному знанию и компетентности в отличии от менее научного, а порой и просто легковесного мнения. Такое различие имеет принципиальный характер для многих форм человеческой деятельности, в том числе и для философии. Так чем же являются результаты интеллектуальных усилий философов: надежным знанием или только мнением, пробой сил, своего рода игрой ума? Каковы гарантии истинности философских обобщений, обоснований, прогнозов? Вправе ли философия притязать на статус науки или же такие притязания беспочвенны? Попробуем ответить на эти вопросы обратившись к истории. Первую попытку обрисовать круг задач философии, перед лицом существующих и только начинающих формироваться конкретных наук, в свое время предпринял Аристотель. В отличии от частных наук, каждая из которых занята исследованием своей области явлений, он определил философию как учение о первопричинах, первопринципах, самых общих началах бытия. Ее теоретическая мощь представилась Аристотелю несоизмеримой с возможностями частных наук и вызывала его восхищение. Он назвал эту область знания 'госпожой наук', считая что другие науки, как рабыни, не могут сказать ей и слова против. В размышлениях Аристотеля отражено характерное для его эпохи резкое расхождение философской мысли и специальных дисциплин по уровню их теоретической зрелости. Такая ситуация сохранялась в течении многих веков. Подход Аристотеля надежно утвердился в сознании философов титулами 'королева наук' и 'наука наук'.

В Древней Греции философия зародилась в качестве всеобъемлющей науки - само слово 'философия' означает 'наука'. Эта наука была направлена на все, что вообще было способно или казалось способным стать объектом познания. Будучи сначала единой и нераздельной наукой, философия, при дифференцированном состоянии отдельных наук, становилась отчасти органом, соединяющим результаты деятельности всех остальных наук и одно общее познание, отчасти проводником нравственной и религиозной жизни.

В 19-20 веках, на новом этапе развития знаний, зазвучали противоположные суждения о величии естествознания и неполноценности философии. В это время возникло и приобрело влияние философское течение позитивизма, поставившего под сомнение познавательные возможности философии, ее научность, одним словом развенчивающее 'королеву наук' в 'служанки'. В позитивизме был сформирован вывод о том, что философия это суррогат науки, имеющий право на существование в те периоды, когда еще не сложилось зрелое научное познание. На стадиях же развитой науки познавательные притязания философии объявляются несостоятельными. Провозглашается, что зрелая наука - сама себе философия, что именно ей посильно брать на себя и успешно решать запутанные философские вопросы, будоражившие умы в течении столетий.

Ко всему прочему отличием философского знания от других является то, что философия - единственная из наук объясняет, что такое бытие, какова его природа, соотношение материального и духовного в бытие.

Посмотрим как наука и философия взаимодействуют между собой.

Научно-философское мировоззрение выполняет познавательных функций, родственных функциям науки. Наряду с такими важными функциями как обобщение, интеграция, синтез всевозможных знаний, открытие наиболее общих закономерностей, связей, взаимодействий основных подсистем бытия, о которых уже шла речь, теоретическая масштабность, логичность философского разума позволяют ему осуществлять также функции прогноза, формирования гипотез об общих принципах, тенденциях развития, а также первичных гипотез о природе конкретных явлений, еще не проработанных специально-научными методами.

На основе общих принципов рационального понимания философская мысль группирует житейские, практические наблюдения различных явлений, формирует общие предположения о их природе и возможных способах познания. Используя опыт понимания, накопленный в иных областях познания, практики, она создает философские 'эскизы' тех или иных природных или общественных реалий, подготавливая их последующую конкретно-научную проработку. При этом осуществляется умозрительное продумывание принципиально допустимого, логически и теоретически возможного. Философия выполняет функцию интеллектуальной разведки, которая также служит и для заполнения познавательных пробелов, постоянно возникающих в связи с неполной, разной степенью изученности тех или иных явлений, наличием 'белых пятен' познавательной картины мира. Конечно, в конкретном научном плане предстоит заполнить специалистам-ученым, иной общей системе миропонимания. Философия же заполняет их силой логического мышления.

Специалисты, изучающие всевозможные конкретные явления, нуждаются в общих, целостных представлениях о мире, о принципах его устройства, общих закономерностях и т.д. Однако сами она таких представлений не вырабатывают - в конкретных науках используется универсальный мыслительный инструментарий(категории, принципы, различные методы познания), но ученые специально не занимаются разработкой, систематизацией, осмыслением познавательных приемов, средств. Общемировоззренческие и теоретико-познавательные основания науки изучаются, отрабатываются и формируются в сфере философии.

2. ВИДЫ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ. ИХ ОСОБЕННОСТИ.

В 1916 году Коссель и Льюис независимо друг от друга выдвинули теории химической связи. Оба объяснили образование химической связи стремлением атомов отдать, получить или разделить с другими атомами электроны, что бы приобрести устойчивую электронную конфигурацию типа конфигурации благородных газов.

Нам известно, что атомы могут соединяться друг с другом с образованием как простых, так и сложных веществ. При этом образуются различного типа химические связи: ионная, ковалентная (неполярная и полярная), металлическая и водородная. Одно из наиболее существенных свойств атомов элементов, определяющих, какая связь образуется между ними – ионная или ковалентная, - это электроотрицательность, т.е. способность атомов в соединении притягивать к себе электроны.

Условную количественную оценку электроотрицательности дает шкала относительных электроотрицательностей.

В периодах наблюдается общая тенденция роста электроотрицательности элементов, а в группах – их падения. Элементы по электроотрицательностям располагают в ряд, на основании которого можно сравнить электроотрицательности элементов, находящихся в разных периодах.

Вид химической связи зависит от того, насколько велика разность значений электроотрицательностей соединяющихся атомов элементов. Чем больше отличаются по электроотрицательности атомы элементов, образующих связь, тем химическая связь полярнее. Провести резкую границу между типами химических связей нельзя. В большинстве соединений вид химической связи оказывается промежуточным; например, сильнополярная ковалентная химическая связь близка к ионной связи. В зависимости от того, к какому из предельных случаев ближе по своему характеру химическая связь, ее относят либо к ионной, либо к ковалентной полярной связи.

Фаянс сформулировал два правила для предсказания степени ионного или ковалентного характера связи между двумя атомами:

1. Связь будет преимущественно ионной если заряды образующихся ионов невелики. Например, хлорид натрия, вероятно, будет ионным поскольку заряды Na+ и Cl- равны +1 и –1, в то время как связь алюминия, вероятно, будет ковалентной, так как заряд Al3+ велик.

2. Связь будет преимущественно ионной, если радиус катиона велик (например, у щелочных металлов), а радиус аниона мал (например у легких галогенов).

Ионная связь.

Ионная связь образуется при взаимодействии атомов, которые резко отличаются друг от друга по электроотрицательности. Например, типичные металлы литий(Li), натрий(Na), калий(K), кальций (Ca), стронций(Sr), барий(Ba) образуют ионную связь с типичными неметаллами, в основном с галогенами.

Кроме галогенидов щелочных металлов, ионная связь также образуется в таких соединениях, как щелочи и соли. Например, в гидроксиде натрия(NaOH) и сульфате натрия(Na2SO4) ионные связи существуют только между атомами натрия и кислорода (остальные связи – ковалентные полярные).

Между положительно заряженным ионом натрия и отрицательно заряженным фторид –ионом действует сила электростатического притяжения. В следствии притяжения возникает химическая связь. Связь такого типа называют ионной или электровалентной связью.

Магний и алюминий должны потерять два и три электрона, чтобы приобрести конфигурацию неона.

Кислород для завершения октета электронов должен приобрести два электрона.

Образованные этими катионами (положительными ионами) и анионами (отрицательными ионами) соединения представляют собой вещества не несущие электрического заряда. Их называют ионными или электровалентными соединениями.

Ковалентная связь

Ионная связь – не единственный тип химической связи. В молекуле СL2 мы встречаемся с новым типом связи. Льюис предположил, что в такой связи каждый из двух атомов хлора делится одним из своих внешних электронов – такие электроны называются валентными – с другим атомом хлора.

Для перекрывания атомных орбиталей два атома должны подойти друг к другу как можно ближе. Общая пара электронов и образует ковалентную связь. Эти электроны занимают одну и ту же орбиталь, а их спины направлены в противоположные стороны. Связь в молекуле Cl2 можно изобразить различными способами. Подсчет электронов вести легче, если электроны одного атома изображать крестиками, а другого – кружками или точками, хотя, конечно, двух типов (или вообще – различных) электронов не существует. В результате образования общей пары электронов каждый из атомов хлора «приобретает» восемь электронов в свою внешнюю оболочку: теперь он имеет «завершенный октет». Общие пары электронов образуются, когда наполовину заполненные атомные орбитали соседних атомов перекрываются между собой.

Ковалентные связи очень важны в соединениях углерода. Имея четыре валентных электрона, атом углерода может приобрести полный октет, если он предоставит эти электроны для образования общих электронных пар с четырьмя атомами водорода.

В молекуле диоксида углерода СО2 атом углерода делит по два электрона с каждым из двух атомов кислорода, так что каждый из трех атомов получает полный октет валентных электронов. Так как каждая общая пара электронов соответствует ковалентной связи, две общих электронных пары между углеродом и кислородом образуют двойную связь. Пары электронов на атомах кислорода, не разделенные с другими атомами называют не поделенными электронными парами.

В молекуле азота N2 атому азота для приобретения октета электронов необходимо поделиться тремя из пяти имеющихся у него электронов с другим атомом азота.

Многие ковалентные соединения в твердом состоянии представляют собой совокупность отдельных молекул. Внутримолекулярные связи (то есть связи между атомами в молекуле) прочны. Межмолекулярные силы (то есть силы притяжения между молекулами за счет диполь –дипольных и других взаимодействий) заметно слабее и их легко преодолеть. В результате молекулы получают возможность двигаться независимо друг от друга – вещество переходит в жидкое состояние. Такие ковалентные соединения имеют низкие температуры плавления, многие из них при комнатной температуре являются жидкостями или газами. Температура кипения их низка по той же самой причине: силы притяжения между молекулами очень слабы.

Другие ковалентные вещества не состоят из отдельных молекул. Они представляют собой макромолекулярные структуры, объединенные ковалентными связями. Например, алмаз, нитрид бора, оксид кремния и карбид кремния. Сильные ковалентные связи, объединяющие макромолекулы, служат причиной высоких (даже более высоких, чем у большинства ионных кристаллов) температур плавления этих соединений и делают их нелетучими (то есть такие соединения имеют высокие температуры кипения).

Термин ковалентная связь используется для описания как неполярных связей, которые в значительной степени полярны.

Ковалентная неполярная связь.

При взаимодействии атомов с одинаковой электроотрицательностью образуются молекулы с ковалентной неполярной связью. Такая связь существует в молекулах следующих простых веществ: h3, F2, Cl2, O2, N2. Химические связи в этих газах образованы посредством общих электронных пар, т.е. при перекрывании соответствующих электронных облаков, обусловленном электронно-ядерным взаимодействием, которые осуществляет при сближении атомов.

Составляя электронные формулы веществ, следует помнить, что каждая общая электронная пара – это условное изображение повышенной электронной плотности, возникающей в результате перекрывания соответствующих электронных облаков.

Ковалентная полярная связь.

Такие связи, как C-Cl и C-О, называют полярными ковалентными связями.,

При взаимодействии атомов, значение электроотрицательностей которых отличаются, но не резко, происходит смещение общей электронной пары к более электроотрицательному атому. Это наиболее распространенный тип химической связи, которой встречается как в неорганических, так и органических соединениях.

К ковалентным связям в полной мере относятся и те связи, которые образованы по донорно-акцепторному механизму, например в ионах гидроксония и амония.

Металлическая связь.

Связь, которая образуется в результате взаимодействия относительно свободных электронов с ионами металлов, называются металлической связью. Этот тип связи характерен для простых веществ- металлов.

Сущность процесса образования металлической связи состоит в следующем: атомы металлов легко отдают валентные электроны и превращаются в положительные заряженные ионы. Относительно свободные электроны, оторвавшиеся от атома, перемещаются между положительными ионами металлов. Между ними возникает металлическая связь, т. е. Электроны как бы цементируют положительные ионы кристаллической решетки металлов.

Водородная связь.

Связь, которая образуется между атомов водорода одной молекулы и атомом сильно электроотрицательного элемента (O, N, F) другой молекулы, называется водородной связью.

Может возникнуть вопрос: почему именно водород образует такую специфическую химическую связь?

Это объясняется тем, что атомный радиус водорода очень мал. Кроме того, при смещении или полной отдаче своего единственного электрона водород приобретает сравнительно высокий положительный заряд, за счет которого водород одной молекулы взаимодействует с атомами электроотрицательных элементов, имеющих частичный отрицательный заряд, выходящий в состав других молекул (HF, h3O, Nh4).

Рассмотрим некоторые примеры. Обычно мы изображаем состав воды химической формулой h3O. Однако это не совсем точно. Правильнее было бы состав воды обозначать формулой (h3O)n, где n = 2,3,4 и т. д. Это объясняется тем, что отдельные молекулы воды связаны между собой посредством водородных связей.

Водородную связь принято обозначать точками. Она гораздо более слабая, чем ионная или ковалентная связь, но более сильная, чем обычное межмолекулярное взаимодействие.

Наличие водородных связей объясняет увеличения объема воды при понижении температуры. Это связано с тем, что при понижении температуры происходит укрепление молекул и поэтому уменьшается плотность их «упаковки».

При изучении органической химии возникал и такой вопрос: почему температуры кипения спиртов гораздо выше, чем соответствующих углеводородов? Объясняется это тем, что между молекулами спиртов тоже образуются водородные связи.

Повышение температуры кипения спиртов происходит также вследствие укрупнения их молекул.

Водородная связь характерна и для многих других органических соединений (фенолов, карбоновых кислот и др.). Из курсов органической химии и общей биологии вам известно, что наличием водородной связи объясняется вторичная структура белков, строение двойной спирали ДНК, т. е. явление комплиментарности.

3. ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ

Законы естествознания постулируются на основании наблюдаемых опытных фактов. Сначала идет процесс накопления знаний в определенной области. Эти результаты анализируются и делается некоторое предположение. Это предположение не выводится из других законов. Оно возникает само по себе на основании опыта. Сделанное умозаключение, сформулированное в виде математической формулы, становится частью гипотезы. Если последующие опыты подтверждают правильность этого предположения, оно становится законом.

Понятие поля в применении к электрическому и магнитному полям было введено в 30-х годах 19-го века М. Фарадеем. Концепция поля была возрождением теории близкодействия, основоположником которой был Р.Декарт. Согласно его концепции близкодействия, взаимодействующие тела создают в каждой точке окружающего их пространства особое состояние - поле, которое проявляется в силовом воздействии на другие тела, в эти поля помещенные. Экспериментально было показано, что взаимодействие электрически заряженных тел осуществляется не мгновенно. Перемещение одной заряженной частицы приводит к изменению сил, действующих на другую заряженную частицу не в тот же момент, а спустя некоторое время. В разделяющем частицы пространстве происходит некоторый процесс, который распространяется с конечной, хотя и очень большой скоростью. Был сделан вывод, что имеется посредник, осуществляющий взаимодействие между заряженными частицами. Этот посредник был назван электромагнитным полем. Каждая заряженная частица создает вокруг себя электромагнитное поле, действующее на другие заряженные частицы. Скорость распространения электромагнитных волн не превышает 108 м/с. Таким образом, возникласкорости их распространения в вакууме, равной 3 новая концепция - концепция близкодействия. Согласно этой концепции, взаимодействие телами осуществляется посредством тех или иных полей, непрерывно распределенных в пространстве. Всемирное тяготение, например, осуществляется за счет гравитационных полей. Взаимодействие тел передается не мгновенно, а через некоторый промежуток времени. Скорость передачи взаимодействия ограничена скоростью света в вакууме.

Самым важным в учении об электричестве Фарадей считал явление индукции: «Среди различного рода проявлений, по признакам которых принято подразделять электричество, нет, я полагаю, ни одного, которое превосходило бы или хотя бы было сравнимо с эффектом получившим имя индукции. Она играет наибольшую роль во всех электрических явлениях, участвуя, по видимому, в любом из них, и, действительно, носит характер первейшего существенного и основного начала. Изучение индукции является настолько важным, что без более глубокого понимания её природы нельзя, мне кажется, значительно продвинуться вперед. Каким же иным путем можно надеяться понять ту гармонию или даже единство действий, которое, несомненно, управляет возбуждением электричества с помощью трения, химических реакций, тепла, магнитного влияния, испарения и даже живого организма».

Если менять поток индукции магнитного поля ФН, проходящего через проводник, то в проводнике возникает ЭДС, которую принято называть ЭДС индукции. Математическая формулировка его такова:

ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения потока индукции магнитного поля, взятой с обратным знаком. С другой стороны, ЭДС равна циркуляции вектора напряженности электрического поля и мы можем написать:

Закон электромагнитной индукции не говорит о том, за счет чего меняется поток индукции магнитного поля. Он может меняться как за счет величины магнитного поля, так и за счет изменения площадки, через которую проходит магнитный поток.

studfiles.net