Kjemi- vitenskapen om strukturen, egenskapene til stoffer, deres transformasjoner og medfølgende fenomener.
Oppgaver:
1. Studie av materiens struktur, utvikling av teori om struktur og egenskaper til molekyler og materialer. Det er viktig å etablere en sammenheng mellom struktur og ulike egenskaper til stoffer og på denne bakgrunn konstruere teorier om et stoffs reaktivitet, kinetikk og mekanisme for kjemiske reaksjoner og katalytiske fenomener.
2. Gjennomføring av målrettet syntese av nye stoffer med spesifiserte egenskaper. Her er det også viktig å finne nye reaksjoner og katalysatorer for mer effektiv syntese av allerede kjente og industrielt viktige forbindelser.
3. Kjemiens tradisjonelle oppgave har fått spesiell betydning. Det er assosiert både med en økning i antall kjemiske objekter og egenskaper som studeres, og med behovet for å bestemme og redusere konsekvensene av menneskelig påvirkning på naturen.
Kjemi er en generell teoretisk disiplin. Den er designet for å gi studentene en moderne vitenskapelig forståelse av materie som en av typene bevegelig materie, om måter, mekanismer og metoder for å omdanne noen stoffer til andre. Kunnskap om grunnleggende kjemiske lover, beherskelse av kjemiske beregningsteknikker, forståelse av mulighetene som kjemi gir ved hjelp av andre spesialister som arbeider i dets individuelle og smale felt, gjør det betydelig raskere å oppnå ønsket resultat innen ulike felt av ingeniør- og vitenskapelig virksomhet.
Kjemisk industri er en av de viktigste næringene i vårt land. De kjemiske forbindelsene, ulike sammensetningene og materialene den produserer brukes overalt: innen maskinteknikk, metallurgi, landbruk, konstruksjon, elektrisk og elektronisk industri, kommunikasjon, transport, romteknologi, medisin, hverdagsliv, etc. De viktigste utviklingsretningene for moderne kjemisk industri er: produksjon av nye forbindelser og materialer og øke effektiviteten til eksisterende industri.
Ved en medisinsk skole studerer studentene generell, bioorganisk, biologisk kjemi, samt klinisk biokjemi. Studentenes kunnskap om komplekset av kjemiske vitenskaper i deres kontinuitet og sammenkobling gir større mulighet, større rom for forskning og praktisk bruk av ulike fenomener, egenskaper og mønstre, og bidrar til personlig utvikling.
Spesifikke trekk ved å studere kjemiske disipliner ved et medisinsk universitet er:
· gjensidig avhengighet mellom målene for kjemisk og medisinsk utdanning;
· universalitet og fundamentalitet av disse kursene;
· det særegne ved å konstruere innholdet deres avhengig av arten og de generelle målene for legens opplæring og hans spesialisering;
· enheten i studiet av kjemiske objekter på mikro- og makronivå med avsløring av forskjellige former for deres kjemiske organisasjon som et enkelt system og de forskjellige funksjonene det viser (kjemiske, biologiske, biokjemiske, fysiologiske, etc.) avhengig av deres natur, miljø og forhold;
· avhengighet av koblingen av kjemisk kunnskap og ferdigheter med virkelighet og praksis, inkludert medisinsk praksis, i systemet "samfunn - natur - produksjon - menneske", på grunn av kjemiens ubegrensede muligheter for å lage syntetiske materialer og deres betydning i medisin , utviklingen av nanokjemi, så vel som i å løse miljømessige og mange andre globale problemer for menneskeheten.
1. Forholdet mellom metabolske prosesser og energi i kroppen
Livsprosesser på jorden bestemmes i stor grad av akkumulering av solenergi i næringsstoffer - proteiner, fett, karbohydrater og de påfølgende transformasjonene av disse stoffene i levende organismer med frigjøring av energi. Forståelsen av forholdet mellom kjemiske transformasjoner og energiprosesser i kroppen ble realisert spesielt tydelig etter verk av A. Lavoisier (1743-1794) og P. Laplace (1749-1827). De viste ved direkte kalorimetriske målinger at energien som frigjøres i livets prosess bestemmes av oksidasjon av mat ved luftoksygen inhalert av dyr.
Metabolisme og energi er et sett med prosesser for transformasjon av stoffer og energi som skjer i levende organismer, og utveksling av stoffer og energi mellom organismen og miljøet. Metabolisme av stoffer og energi er grunnlaget for organismenes liv og er en av de viktigste spesifikke egenskapene til levende materie, som skiller levende fra ikke-levende. Metabolisme, eller metabolisme, som sikres av svært kompleks regulering på forskjellige nivåer, involverer mange enzymsystemer. Under stoffskifteprosessen omdannes stoffer som kommer inn i kroppen til vevets egne stoffer og til sluttprodukter som skilles ut fra kroppen. Under disse transformasjonene frigjøres og absorberes energi.
Med utviklingen i XIX-XX århundrer. termodynamikk - vitenskapen om interkonvertering av varme og energi - ble det mulig å kvantitativt beregne transformasjonen av energi i biokjemiske reaksjoner og forutsi deres retning.
Energiutveksling kan utføres ved å overføre varme eller utføre arbeid. Levende organismer er imidlertid ikke i likevekt med miljøet og kan derfor kalles åpne systemer uten likevekt. Men når det observeres over en viss tidsperiode, er det ingen synlige endringer i den kjemiske sammensetningen av kroppen. Men dette betyr ikke at de kjemiske stoffene som utgjør kroppen ikke gjennomgår noen transformasjoner. Tvert imot, de fornyes stadig og ganske intensivt, noe som kan bedømmes av hastigheten med hvilken stabile isotoper og radionuklider introdusert i cellen som en del av enklere forløperstoffer blir inkorporert i komplekse stoffer i kroppen.
Det er én ting mellom metabolisme og energimetabolisme grunnleggende forskjell. Jorden mister eller vinner ikke noen nevneverdig mengde materie. Materie i biosfæren utveksles i en lukket syklus osv. brukt gjentatte ganger. Energiutveksling utføres annerledes. Det sirkulerer ikke i en lukket syklus, men er delvis spredt ut i det ytre rom. Derfor, for å opprettholde livet på jorden, er en konstant strøm av energi fra solen nødvendig. Om 1 år, ca 10 21 avføring solenergi. Selv om det bare representerer 0,02 % av den totale energien til Solen, er det umåtelig mer enn energien som brukes av alle menneskeskapte maskiner. Mengden stoff som deltar i sirkulasjonen er like stor.
2. Kjemisk termodynamikk som teoretisk grunnlag for bioenergi. Emne og metoder for kjemisk termodynamikk
Kjemisk termodynamikk studerer overganger av kjemisk energi til andre former - termisk, elektrisk, etc., etablerer de kvantitative lovene for disse overgangene, samt retningen og grensene for den spontane forekomsten av kjemiske reaksjoner under gitte forhold.
Den termodynamiske metoden er basert på en rekke strenge konsepter: "system", "systemets tilstand", "systemets indre energi", "systemets tilstandsfunksjon".
Gjenstandå studere termodynamikk er et system
Det samme systemet kan være i forskjellige tilstander. Hver tilstand av systemet er preget av et visst sett med verdier av termodynamiske parametere. Termodynamiske parametere inkluderer temperatur, trykk, tetthet, konsentrasjon osv. En endring i minst én termodynamisk parameter fører til en endring i tilstanden til systemet som helhet. Den termodynamiske tilstanden til et system kalles likevekt hvis den er preget av konstanthet av termodynamiske parametere på alle punkter i systemet og ikke endres spontant (uten arbeid).
Kjemisk termodynamikk studerer et system i to likevektstilstander (endelig og initial) og bestemmer på dette grunnlag muligheten (eller umuligheten) for en spontan prosess under gitte forhold i en spesifisert retning.
Termodynamikk studier gjensidige transformasjoner av ulike typer energi knyttet til overføring av energi mellom kropper i form av varme og arbeid. Termodynamikk er basert på to grunnleggende lover, kalt termodynamikkens første og andre lov. Studieemne i termodynamikk er energi og lovene for gjensidige transformasjoner av energiformer under kjemiske reaksjoner, prosesser for oppløsning, fordampning, krystallisering.
Kjemisk termodynamikk er en gren av fysisk kjemi som studerer prosessene for interaksjon av stoffer ved hjelp av termodynamiske metoder.
Hovedretningene for kjemisk termodynamikk er:
Klassisk kjemisk termodynamikk, som studerer termodynamisk likevekt generelt.
Termokjemi, som studerer de termiske effektene som følger med kjemiske reaksjoner.
Løsningsteorien, som modellerer de termodynamiske egenskapene til et stoff basert på ideer om molekylstrukturen og data om intermolekylær interaksjon.
Kjemisk termodynamikk er nært knyttet til slike grener av kjemi som analytisk kjemi; elektrokjemi; kolloid kjemi; adsorpsjon og kromatografi.
Utviklingen av kjemisk termodynamikk foregikk samtidig på to måter: termokjemisk og termodynamisk.
Fremveksten av termokjemi som en uavhengig vitenskap bør betraktes som oppdagelsen av Herman Ivanovich Hess, professor ved St. Petersburg University, av forholdet mellom de termiske effektene av kjemiske reaksjoner - Hess' lover.
3. Termodynamiske systemer: isolerte, lukkede, åpne, homogene, heterogene. Fasebegrepet.
System- dette er en samling av interagerende stoffer, mentalt eller faktisk isolert fra miljøet (reagensrør, autoklav).
Kjemisk termodynamikk vurderer overganger fra en tilstand til en annen, mens noen kan endre seg eller forbli konstante. alternativer:
· isobarisk- ved konstant trykk;
· isokorisk– ved konstant volum;
· isotermisk- ved konstant temperatur;
· isobarisk - isotermisk– ved konstant trykk og temperatur osv.
De termodynamiske egenskapene til et system kan uttrykkes ved hjelp av flere systemtilstandsfunksjoner, kalt karakteristiske funksjoner: indre energiU , entalpi H , entropi S , Gibbs energi G , Helmholtz energi F . Karakteristiske funksjoner har én funksjon: de er ikke avhengige av metoden (veien) for å oppnå en gitt tilstand i systemet. Verdien deres bestemmes av parametrene til systemet (trykk, temperatur, etc.) og avhenger av mengden eller massen av stoffet, så det er vanlig å henvise dem til en mol av stoffet.
I henhold til metoden for å overføre energi, materie og informasjon mellom det aktuelle systemet og miljøet klassifiseres termodynamiske systemer:
1. Lukket (isolert) system- dette er et system der det ikke er utveksling av energi, materie (inkludert stråling) eller informasjon med eksterne kropper.
2. Lukket system- et system der det kun er utveksling med energi.
3. Adiabatisk isolert system - Dette er et system der det er en utveksling av energi kun i form av varme.
4. Åpent system er et system som utveksler energi, materie og informasjon.
Systemklassifisering:
1) hvis varme- og masseoverføring er mulig: isolert, lukket, åpen. Et isolert system utveksler verken materie eller energi med miljøet. Et lukket system utveksler energi med omgivelsene, men utveksler ikke materie. Et åpent system utveksler både materie og energi med omgivelsene. Konseptet med et isolert system brukes i fysisk kjemi som et teoretisk.
2) etter indre struktur og egenskaper: homogen og heterogen. Et system kalles homogent hvis det ikke er overflater i det som deler systemet i deler som er forskjellige i egenskaper eller kjemisk sammensetning. Eksempler på homogene systemer er vandige løsninger av syrer, baser og salter; gassblandinger; individuelle rene stoffer. Heterogene systemer inneholder naturlige overflater i dem. Eksempler på heterogene systemer er systemer som består av stoffer som er forskjellige i deres aggregeringstilstand: et metall og en syre, en gass og et fast stoff, to væsker som er uløselige i hverandre.
Fase- dette er en homogen del av et heterogent system, med samme sammensetning, fysiske og kjemiske egenskaper, atskilt fra andre deler av systemet av en overflate, ved å passere gjennom hvilken egenskapene til systemet endres brått. Fasene er faste, flytende og gassformige. Et homogent system består alltid av en fase, en heterogen - av flere. Basert på antall faser klassifiseres systemer i enfase, tofase, trefase osv.
5. Termodynamikkens første lov. Indre energi. Isobariske og isokoriske termiske effekter .
Termodynamikkens første lov- en av termodynamikkens tre grunnleggende lover, representerer loven om bevaring av energi for termodynamiske systemer.
Termodynamikkens første lov ble formulert på midten av 1800-tallet som et resultat av arbeidet til den tyske vitenskapsmannen J. R. Mayer, den engelske fysikeren J. P. Joule og den tyske fysikeren G. Helmholtz.
I følge termodynamikkens første lov kan et termodynamisk system gjennomgå fungerer kun på grunn av dens indre energi eller eksterne energikilder .
Termodynamikkens første lov er ofte formulert som umuligheten av eksistensen av en evighetsmaskin av den første typen, som ville gjøre arbeid uten å trekke energi fra noen kilde. En prosess som skjer ved en konstant temperatur kalles isotermisk, ved konstant trykk - isobarisk, ved konstant volum – isokorisk. Hvis systemet under en prosess er isolert fra det ytre miljøet på en slik måte at varmeveksling med omgivelsene er utelukket, kalles prosessen adiabatisk.
Systemets indre energi. Når et system går over fra en tilstand til en annen, endres noen av dets egenskaper, spesielt intern energi U.
Den indre energien til et system er dets totale energi, som består av kinetiske og potensielle energier til molekyler, atomer, atomkjerner og elektroner. Intern energi inkluderer energien til translasjons-, rotasjons- og vibrasjonsbevegelser, så vel som potensiell energi på grunn av tiltreknings- og frastøtningskreftene som virker mellom molekyler, atomer og intraatomære partikler. Den inkluderer ikke den potensielle energien til systemets posisjon i rommet og den kinetiske energien til systemets bevegelse som helhet.
Intern energi er en termodynamisk funksjon av systemets tilstand. Dette betyr at når systemet befinner seg i en gitt tilstand, får dets indre energi en viss verdi som ligger i denne tilstanden.
∆U = U 2 - U 1
hvor U 1 og U 2 er den indre energien til systemet V henholdsvis slutt- og starttilstand.
Termodynamikkens første lov. Hvis et system utveksler termisk energi Q og mekanisk energi (arbeid) A med det ytre miljøet, og samtidig går over fra tilstand 1 til tilstand 2, er mengden energi som frigjøres eller absorberes av systemet av varmeformer Q eller arbeid A er lik den totale energien til systemet under overgangen fra en tilstand til en annen og registreres.
I den antikke verden ble naturvitenskapene kalt på gresk fysikk, derav det moderne navnet på den grunnleggende naturvitenskapen - fysikk. Fysikk ble forstått som en persons kunnskap om verden rundt seg. I Europa ble vitenskapelig kunnskap vanligvis kalt naturfilosofi, siden de ble dannet i en tid da filosofi ble ansett som hovedvitenskapen; i Tyskland på 1800-tallet. Naturfilosofi var navnet som ble gitt til alle naturvitenskapene som helhet.
I den moderne verden forstås naturvitenskap som enten eller: a) en enhetlig vitenskap om naturen som helhet; b) hele naturvitenskapen. Uansett er faget for studiet av naturvitenskap naturen, forstått som verden rundt mennesket og mennesket selv også.
Naturvitenskap inkluderer fysikk, kjemi, biologi, kosmologi, astronomi, geografi, geologi, psykologi (ikke helt) og de såkalte grensesnittvitenskapene – astrofysikk, biofysikk, biokjemi osv. og anvendte vitenskaper – geografi, geokjemi, paleontologi m.m.
I utgangspunktet sto naturvitenskapen overfor oppgaven å forstå omverdenen og dens objektive lover. I antikken ble dette gjort av matematikk og filosofi, senere av matematikk, kjemi og fysikk, og etter inndelingen av vitenskapelig kunnskap i snevrere vitenskaper - av alle de ovennevnte og de smalere som ikke er oppført.
Relativt sett ble naturvitenskapen oppfordret til å løse en rekke mysterier eller såkalte evige spørsmål: om verdens og menneskets opprinnelse, om nivåene i verdens struktur, om forvandlingen av døde til levende og , omvendt, om vektoren av tidsretningen, om muligheten for ekstremt langdistansereiser i rommet, etc. På hvert stadium av kunnskapsutviklingen viste det seg at problemene bare delvis ble løst. Og hvert nytt stadium av kunnskap brakte løsningen nærmere, men jeg klarte fortsatt ikke å løse problemene.
I moderne naturvitenskap forstås et sett med oppgaver som kunnskap om de objektive naturlovene og fremme av deres praktiske bruk i menneskets interesse, mens den praktiske verdien av den ervervede kunnskapen viser seg å være en avgjørende faktor, som avgjør finansieringsspørsmål: lovende vitenskapsgrener får god finansiering, lite lovende utvikler seg langsommere på grunn av svak finansiering.
2. Sammenheng mellom naturvitenskap
Alle fenomener i verden er forbundet med hverandre, derfor er nære forbindelser mellom naturvitenskapene naturlige. Enhver levende og livløs gjenstand i omverdenen kan beskrives matematisk (størrelse, vekt, volum, forholdet mellom disse kategoriene), fysisk (egenskapene til stoffet, væsken, gassen den består av), kjemisk (egenskapene til de kjemiske prosessene). som forekommer i den og reaksjonene til objektets substans ) og så videre.
Med andre ord, gjenstander fra omverdenen, enten de er levende eller livløse, adlyder eksistenslovene til denne verden oppdaget av mennesket - fysiske, matematiske, kjemiske, biologiske, etc. I lang tid var det et forenklet syn på kompleks levende objekter og fenomener; anvende de samme lovene som eksisterer i den livløse naturen, siden forskere kunne forstå og beskrive prosesser i levende organismer bare fra et mekanistisk synspunkt.
Det var et forenklet, men for den tid ganske vitenskapelig, syn; vi ringer ham reduksjonistisk.
I moderne vitenskapelig kunnskap er det tvert imot en annen tilnærming - hel eller helhetlig. I komplekse gjenstander og fenomener gjelder alle naturlovene som er kjent for mennesket, men de virker ikke separat, men i syntese, og derfor gir det ingen mening å betrakte dem isolert fra hverandre. Reduserer tilnærmingen bestemte bruken av den analytiske metoden, det vil si at den antok dekomponeringen av et komplekst objekt i de minste komponentene, holistisk involverer studiet av et objekt som helheten av alle dets komponenter, noe som krever å studere på et mye mer komplekst nivå alle eksisterende forbindelser. Det viste seg at selv for å studere livløs materie er det ikke nok å stole på de kjente lovene i fysikk og kjemi, men det er nødvendig å lage nye teorier som vurderer slike objekter fra et nytt synspunkt. Som et resultat ble ikke kjente lover opphevet, men nye teorier åpnet nye kunnskapshorisonter og bidro til fødselen av nye grener av naturvitenskapen (for eksempel kvantefysikk).
3. Inndeling av naturvitenskap i grunnleggende og anvendt
Naturvitenskap kan deles inn i grunnleggende og anvendt. Anvendt vitenskap løse en viss sosial orden, det vil si at deres eksistens er rettet mot å oppfylle en oppgave fra samfunnet som er etterspurt på et gitt stadium av dets utvikling. Grunnfag de oppfyller ingen ordre, de er opptatt av å skaffe seg kunnskap om verden, siden det er deres direkte ansvar å skaffe seg slik kunnskap.
De kalles grunnleggende fordi de er grunnlaget som anvendt vitenskap og vitenskapelig og teknisk forskning (eller teknologier) bygges på. I samfunnet er det alltid en skeptisk holdning til grunnleggende forskning, og dette er forståelig: de gir ikke de nødvendige utbyttene umiddelbart, siden de er i forkant av utviklingen av anvendte vitenskaper som eksisterer i samfunnet, og denne forsinkelsen i "nytten" er vanligvis uttrykt i tiår, og noen ganger århundrer. Keplers oppdagelse av lovene for forholdet mellom bane av kosmiske kropper og deres masse ga ingen fordel for samtidsvitenskapen, men med utviklingen av astronomi, og deretter romforskning, ble det relevant.
Grunnleggende oppdagelser over tid blir grunnlaget for etableringen av nye vitenskaper eller grener av eksisterende vitenskaper og bidrar til menneskehetens vitenskapelige og teknologiske fremgang. Anvendte vitenskaper er fast forbundet med utviklingen av slik kunnskap; de forårsaker den raske utviklingen av nye teknologier.
Teknologier i snever forstand forstås vanligvis som kunnskapsmengden om metodene og midlene for å gjennomføre produksjonsprosesser, samt de teknologiske prosessene i seg selv, der det skjer en kvalitativ endring i det bearbeidede objektet; i vid forstand er dette måter å nå de mål som samfunnet har satt, bestemt av kunnskapstilstand og sosial effektivitet.
I hverdagen refererer teknologi til tekniske enheter (en enda snevrere betydning av ordet). Men på noen måte er teknologi levert av anvendt vitenskap, og anvendt vitenskap leveres av grunnleggende vitenskap. Og du kan bygge et tre-nivå diagram av relasjoner: de kommanderende høydene vil bli okkupert av grunnleggende vitenskaper, anvendt vitenskap vil være i etasjen under, og teknologier som ikke kan eksistere uten vitenskaper vil være i bunnen.
4. Naturvitenskap og humanitære kulturer
Den opprinnelige kunnskapen om verden var ikke delt inn i naturvitenskap og kunst; i Hellas studerte naturfilosofi verden i sin helhet, uten å prøve å skille det materielle fra det åndelige eller det åndelige fra det materielle. Denne prosessen med å dele kunnskap i to deler begynte i middelalderens Europa (om enn sakte) og nådde sitt høydepunkt i moderne tid, da de sosiale revolusjonene som fant sted førte til de industrielle revolusjonene og verdien av vitenskapelig kunnskap økte, siden den og bare det bidro til fremgang.
Åndelig kultur (kunst, litteratur, religion, moral, mytologi) kunne ikke bidra til materiell fremgang. Teknologifinansierere var ikke interessert i det. En annen årsak var at den humanitære kulturen var mettet med religion og ikke bidro til utviklingen av naturvitenskapelig kunnskap (snarere hindret den). I rask utvikling begynte naturvitenskapene veldig raskt å isolere flere og flere nye grener i seg selv, og ble selvstendige vitenskaper. Den eneste forbindelsen som hindret dem i å falle fra hverandre i isolerte og selvstendige vitenskaper var filosofi.
Filosofi var en humanitær vitenskap per definisjon, men grunnleggende for de naturlige disiplinene. Med tiden ble vitenskapene mindre og mindre filosofi og flere og flere beregninger og anvendte elementer. Hvis universets lover i middelalderen ble studert med det globale målet å forstå verdensordenen gitt til mennesker av Gud for å forbedre mennesket for livet i verden bygget av Gud, så forlot den humanitære komponenten i senere tider den naturlige vitenskaper, begynte de å utvinne «ren» kunnskap og oppdage «rene» lover, basert på to prinsipper: å svare på spørsmålet «hvordan det fungerer» og å gi råd «hvordan man kan bruke det for menneskehetens fremgang».
Det var en oppdeling av den tenkende delen av menneskeheten i humanister og vitenskapsmenn. Forskere begynte å forakte humanistiske forskere for deres manglende evne til å bruke matematiske apparater, og humanistiske forskere begynte å se forskere som "crackere" som ikke hadde noe menneskelig igjen i seg. Prosessen nådde sitt høydepunkt i andre halvdel av 1900-tallet. Men så ble det klart at menneskeheten hadde gått inn i en økologisk krise, og humanitær kunnskap var nødvendig som et element for naturvitenskapens normale funksjon.
5. Stadier av naturvitenskapelig kunnskap om naturen
Historien om utviklingen av vitenskapelig kunnskap er en lang og kompleks prosess som kan deles inn i flere stadier.
Første etappe dekker perioden fra naturfilosofiens fødsel frem til 1400-tallet. I løpet av denne perioden utviklet vitenskapelig kunnskap seg synkret, det vil si udifferensiert. Naturfilosofi representerte verden som en helhet; filosofi var vitenskapens dronning. De viktigste metodene for naturfilosofi var observasjon og spekulasjon. Gradvis, rundt 1200-tallet, begynte høyspesialiserte kunnskapsområder å dukke opp fra naturfilosofien - matematikk, fysikk, kjemi osv. På 1400-tallet. disse kunnskapsområdene tok form i spesifikke vitenskaper.
Andre fase – fra XV til XVIII århundrer. Analyse, et forsøk på å dele verden i mindre og mindre komponentdeler og studere dem, kom i forgrunnen i vitenskapens metoder. Hovedproblemet i denne tiden var søket etter verdens ontologiske grunnlag, strukturert fra urkaos. Den stadig finere inndelingen av verden i deler førte også til en finere inndeling av naturfilosofien i separate vitenskaper, og de i enda mindre. (Fra en enkelt filosofisk alkymi ble kjemivitenskapen dannet, som deretter delte seg i uorganisk og organisk, fysisk og analytisk, etc.)
På det andre stadiet dukket det opp en ny vitenskapsmetode - eksperiment. Kunnskap ble tilegnet hovedsakelig empirisk, det vil si gjennom eksperimentering. Men oppmerksomheten ble ikke rettet mot fenomener, men til objekter (objekter), på grunn av hvilke naturen ble oppfattet i statiske forhold, og ikke i endring.
Tredje trinn dekker det 19.–20. århundre. Det var en periode med rask vekst av vitenskapelig kunnskap, rask og kort vitenskapelig fremgang. I løpet av denne perioden fikk menneskeheten mer kunnskap enn i hele vitenskapens historie. Denne perioden kalles vanligvis syntetisk, siden hovedprinsippet for denne tiden er syntese.
Siden slutten av 1900-tallet. vitenskapen har flyttet til en ny integrert-differensialtrinn . Dette forklarer fremveksten av universelle teorier som kombinerer data fra ulike vitenskaper med en veldig sterk humanitær komponent. Hovedmetoden er kombinasjon av syntese og eksperiment.
6. Dannelse av et vitenskapelig bilde av verden
Det vitenskapelige synet på verden har, akkurat som vitenskapen selv, gått gjennom flere utviklingsstadier. Først seiret det mekanistisk bilde av verden, styrt av regelen: hvis det er fysiske lover i verden, kan de brukes på ethvert objekt i verden og alle dens fenomener. Det kunne ikke være noen ulykker i dette verdensbildet; verden sto fast på prinsippene for klassisk mekanikk og adlød lovene til klassisk mekanikk.
Et mekanistisk syn på verden utviklet seg i den religiøse bevissthetens epoke, selv blant vitenskapsmenn selv: de fant grunnlaget for verden i Gud, mekanikkens lover ble oppfattet som skaperens lover, verden ble bare betraktet som et makrokosmos , bevegelse - som mekanisk bevegelse ble alle mekaniske prosesser bestemt av prinsippet om kompleks determinisme, som i vitenskapen betyr en nøyaktig og entydig bestemmelse av tilstanden til ethvert mekanisk system.
Bildet av verden i den tiden så ut som en perfekt og presis mekanisme, som en klokke. I dette verdensbildet var det ingen fri vilje, det var skjebne, det var ingen valgfrihet, det var determinisme. Dette var Laplaces verden.
Dette bildet av verden har endret seg elektromagnetisk, som ikke var basert på makrokosmos, men på feltet og egenskapene til felt som nettopp ble oppdaget av mennesket - magnetisk, elektrisk, gravitasjon. Dette var Maxwells og Faradays verden. Han ble erstattet av bilde av kvanteverdenen, som betraktet de minste komponentene - en mikroverden med partikkelhastigheter nær lysets hastighet, og gigantiske romobjekter - en megaverden med enorme masser. Dette bildet var gjenstand for relativistisk teori. Dette var Einsteins, Heisenbergs, Bohrs verden. Siden slutten av 1900-tallet. et moderne bilde av verden har dukket opp - informasjonsmessig, synergisk, bygget på grunnlag av selvorganiserende systemer (både levende og livløs natur) og sannsynlighetsteorien. Dette er verden til Stephen Hawking og Bill Gates, verden av romfolder og kunstig intelligens. Teknologi og informasjon bestemmer alt i denne verden.
7. Globale naturvitenskapelige revolusjoner
Et særtrekk ved utviklingen av naturvitenskapen er at den, etter å ha utviklet seg i lang tid evolusjonært innenfor rammen av naturfilosofien, deretter utviklet seg gjennom skarpe revolusjonære endringer - naturvitenskapelige revolusjoner. De er preget av følgende egenskaper: 1) avkrefte og forkaste gamle ideer som hindrer fremgang; 2) forbedring av den tekniske basen med en rask utvidelse av kunnskap om verden og fremveksten av nye ideer; 3) fremveksten av nye teorier, konsepter, prinsipper, vitenskapslover (som kan forklare fakta som er uforklarlige fra gamle teoriers synspunkt) og deres raske anerkjennelse som grunnleggende. Revolusjonære konsekvenser kan komme fra både aktivitetene til én vitenskapsmann og aktivitetene til et team av forskere eller hele samfunnet som helhet.
Revolusjoner innen naturvitenskap kan relatere seg til en av tre typer:
1) global– påvirker ikke bare ett fenomen eller kunnskapsområde, men hele vår kunnskap om verden, og danner enten nye vitenskapsgrener eller nye vitenskaper, og noen ganger fullstendig snu samfunnets idé om verdens struktur og skape en annen tankegang og andre retningslinjer;
2) lokale– påvirke ett kunnskapsområde, en grunnleggende vitenskap, hvor den grunnleggende ideen endres radikalt, og øker den grunnleggende kunnskapen om denne industrien, men samtidig uten å påvirke ikke bare det grunnleggende, men også fakta i det nærliggende området til kunnskap (for eksempel slettet Darwins teori biologiens aksiom om uforanderligheten til arter av levende vesener, men påvirket ikke på noen måte fysikk, kjemi eller matematikk);
3) privat– gjelder individuelle ikke-levedyktige, men utbredte teorier og begreper innen et eller annet kunnskapsfelt – de kollapser under press av fakta, men gamle teorier som ikke motsier nye fakta forblir og utvikler seg fruktbart. Nye ideer kan ikke bare gi opphav til en ny teori, men også til en ny vitenskapsgren. Den grunnleggende ideen i den avviser ikke de gamle grunnfestede teoriene, men skaper en så revolusjonerende at den ikke finner plass ved siden av de gamle og blir grunnlaget for en ny vitenskapelig gren.
8. Kosmologi og naturvitenskapelige revolusjoner
Rivingen av den gamle visjonen om verden i naturvitenskapen har alltid vært nært forbundet med kosmologisk og astronomisk kunnskap. Kosmologi, som behandlet spørsmål om opprinnelsen til verden og mennesket i den, var basert på eksisterende myter og religiøse ideer om mennesker. Himmelen inntok en ledende plass i deres verdensbilde, siden alle religioner erklærte at det var stedet der gudene bor, og de synlige stjernene ble ansett som inkarnasjonene til disse gudene. Kosmologi og astronomi er fortsatt nært forbundet, selv om vitenskapelig kunnskap ble kvitt gudene og sluttet å betrakte rommet som deres habitat.
Menneskets første kosmologiske system var toposentrisk, det vil si hvem som anså livets hovedopprinnelsessted for å være bosetningen der myten om livets opprinnelse, mennesket og en eller annen lokal gud ble født. Det toposentriske systemet plasserte sentrum for livets opprinnelse på planeten. Verden var flat.
Med utvidelsen av kultur- og handelsforbindelser var det for mange steder og guder til at et toposentrisk opplegg kunne eksistere. Dukket opp geosentrisk system (Anaximander, Aristoteles og Ptolemaios), som vurderte spørsmålet om livets opprinnelse i et globalt, planetarisk volum og plasserte jorden i sentrum av planetsystemet kjent for mennesket. Som et resultat Aristotelisk revolusjon verden ble sfærisk, og solen kretset rundt jorden.
erstattet geosentrisk heliosentrisk et system der Jorden ble gitt en vanlig plass blant andre planeter, og Solen, som ligger i sentrum av solsystemet, ble erklært kilden til liv. Det var Kopernsk revolusjon. Ideene til Copernicus bidro til å bli kvitt religionens dogmatisme og fremveksten av vitenskap i sin moderne form (klassisk mekanikk, vitenskapelige verk av Kepler, Galileo, Newton).
En samtidig av Copernicus, G. Bruno, la frem en idé som ikke ble verdsatt på hans tid polysentrisme– det vil si pluraliteten av verdener. Flere århundrer senere ble denne ideen nedfelt i verkene til Einstein og relativistisk teori (relativitetsteori), en kosmologisk modell av et homogent og isotropisk univers og kvantefysikk dukket opp.
Verden står på randen av en ny global revolusjon innen naturvitenskapen; en teori må fødes som forbinder den generelle relativitetsteorien med materiens struktur.
9. Nivåer av vitenskapelig kunnskap
Moderne naturvitenskap opererer på to nivåer av vitenskapelig kunnskap – empirisk og teoretisk.
Det empiriske kunnskapsnivået betyr eksperimentell innhenting av faktamateriale. Empirisk erkjennelse inkluderer sensorisk-visuelle metoder og erkjennelsesmetoder (systematisk observasjon, sammenligning, analogi, etc.), som bringer mange fakta som krever bearbeiding og systematisering (generalisering). På empirisk kunnskapsstadiet blir fakta registrert, beskrevet i detalj og systematisert. For å få fakta, utføres eksperimenter ved hjelp av opptaksinstrumenter.
Selv om observasjon involverer en person som bruker sine fem sanser, stoler ikke forskere på en persons umiddelbare følelser og fornemmelser, og for nøyaktighet bruker de instrumenter som ikke er i stand til å gjøre feil. Men en person er fortsatt til stede som en observatør; objektiviteten til det empiriske nivået er ikke i stand til å slå av den subjektive faktoren - observatøren. Eksperimenter er preget av metoder for kontroll og krysssjekking av data.
Det teoretiske kunnskapsnivået betyr bearbeide empiriske resultater og lage teorier som kan forklare dataene. Det er på dette nivået at formuleringen av mønstre og lover oppdaget av forskere skjer, og ikke bare repeterende sekvenser eller isolerte egenskaper til noen fenomener eller objekter. En vitenskapsmanns oppgave er å finne, forklare og vitenskapelig underbygge mønstre i materiale innhentet empirisk, og på denne bakgrunn skape et klart og sammenhengende system for verdensorden. Det teoretiske kunnskapsnivået har to varianter: abstrakte grunnleggende teorier (som ligger borte fra eksisterende virkelighet) og teorier rettet mot spesifikke områder av praktisk kunnskap.
Empirisk og teoretisk kunnskap er forbundet med hverandre og det ene eksisterer ikke uten det andre: eksperimenter utføres basert på eksisterende teorier; teorier er konstruert basert på det eksperimentelle materialet som er oppnådd. Hvis det ikke samsvarer med eksisterende teorier, så er det enten unøyaktig eller krever opprettelse av en ny teori.
10. Generelle vitenskapelige metoder for erkjennelse: analyse, syntese, generalisering, abstraksjon, induksjon, deduksjon
Generelle vitenskapelige metoder for erkjennelse inkluderer analyse, syntese, generalisering, abstraksjon, induksjon, deduksjon, analogi, modellering, historisk metode, klassifisering.
Analyse- mental eller reell dekomponering av en gjenstand til dens minste deler. Syntese -å kombinere elementene studert som et resultat av analyse til en enkelt helhet. Analyse og syntese brukes som komplementære metoder. I hjertet av denne måten å vite på er ønsket om å ta noe fra hverandre for å forstå hvorfor og hvordan det fungerer, og sette det sammen igjen for å sikre at det fungerer nettopp fordi det har en studert struktur.
Generalisering- en tenkeprosess som består i overgangen fra individet til helheten, fra det spesielle til det generelle (i prinsippene for formell logikk: Kai er en mann, alle mennesker er dødelige, Kai er dødelige).
Abstraksjon - en tenkeprosess som innebærer å legge til visse endringer i objektet som studeres eller utelukke visse egenskaper ved objekter som ikke anses som vesentlige fra vurdering. Abstraksjoner er begreper som f.eks
(i fysikk) et materiell punkt som har masse, men som mangler andre kvaliteter, en uendelig rett linje (i matematikk), etc. Induksjon- en tenkeprosess som består i å utlede en generell posisjon fra observasjonen av en rekke spesielle individuelle fakta. Induksjon kan være fullstendig eller ufullstendig. Full induksjon innebærer observasjon av hele settet med objekter, hvorfra generelle konklusjoner følger, men i eksperimenter brukes det ufullstendig induksjon, som lager en konklusjon om et sett med objekter basert på studiet av en del av objektene. Ufullstendig induksjon antar at lignende objekter utenfor de eksperimentelle parentesene har de samme egenskapene som de som er studert, og dette tillater bruk av eksperimentelle data for teoretisk begrunnelse. Ufullstendig induksjon kalles vanligvis vitenskapelig. Fradrag- en tenkeprosess som innebærer å gjennomføre analytiske resonnementer fra det generelle til det spesifikke. Fradrag er basert på en generalisering, men utført fra visse innledende generelle bestemmelser, ansett som udiskutable, til et bestemt tilfelle for å oppnå en virkelig korrekt konklusjon. Den deduktive metoden er mest utbredt i matematikk.
Tittel
Innhold
3
6
8
4 Testoppgave
12
Bibliografi
13
1 Samspill mellom naturvitenskap. Vitenskapelig metode
Et av mønstrene for utvikling av naturvitenskap er samspillet mellom naturvitenskap, sammenkoblingen av alle grener av naturvitenskap. Vitenskap er derfor en helhet.- De viktigste måtene for samhandling er følgende:
- studere ett emne samtidig av flere vitenskaper(f.eks. menneskelige studier);
bruken av en vitenskap av kunnskap oppnådd av andre vitenskaper, for eksempel er fysikkens prestasjoner nært knyttet til utviklingen av astronomi, kjemi, mineralogi, matematikk og bruk kunnskapen oppnådd av disse vitenskapene;
bruke metodene til en vitenskap for å studere objekter og prosesser i en annen. En rent fysisk metode, metoden "merkede atomer", er mye brukt i biologi, botanikk, medisin, etc. Elektronmikroskopet brukes ikke bare i fysikk: det er også nødvendig for studiet av virus. Fenomenet paramagnetisk resonans brukes i mange grener av vitenskapen. I mange levende gjenstander inneholder naturen rent fysiske verktøy, for eksempel har en klapperslange et organ som er i stand til å oppfatte infrarød stråling og oppdage temperaturendringer på en tusendel av en grad; flaggermusen har en ultrasonisk lokalisator som lar den navigere i verdensrommet og ikke støte inn i veggene i hulene der den vanligvis bor; mus, fugler og mange dyr fanger opp infrasoniske bølger som forplanter seg før et jordskjelv, noe som får dem til å forlate det farlige området; petrel, tvert imot, oppfatter bølger med lave, infralydfrekvenser, "flyr stolt" over havets vidde, etc.;
interaksjon gjennom teknologi og produksjon, utføres der data fra flere vitenskaper brukes, for eksempel innen instrumentteknikk, skipsbygging, romfart, automasjon, militær industri, etc.;
interaksjon gjennom studiet av de generelle egenskapene til ulike typer materie, Et slående eksempel på dette er kybernetikk - vitenskapen om kontroll i komplekse dynamiske systemer av enhver art (teknisk, biologisk, økonomisk, sosial, administrativ, etc.) som bruker tilbakemelding. Ledelsesprosessen i dem utføres i samsvar med den tildelte oppgaven og skjer til ledelsesmålet er oppnådd.
Metoder for erkjennelse
(i henhold til gyldighetsgrad)
Statistisk Probabilistisk Induktiv Deduktiv
Metoder for erkjennelse
(ved kommunikasjonsmekanismer)
- Analytisk - Modellering
- Syntetisk - Generalisering
- Idealisering - Typologisering
- Logisk - Klassifikasjoner
Vitenskapens utvikling har sine egne lover. Fra observasjon av omverdenen fødes en antakelse om prosessens og fenomeners natur og sammenhenger; en teori er bygget fra fakta og plausible antakelser; en teori testes ved eksperiment, og når den er bekreftet, fortsetter den å utvikle seg, og testes igjen utallige ganger. Dette utviklingsforløpet er essensen av den vitenskapelige metoden; den lar deg skille feil fra vitenskapelig sannhet, sjekke forutsetninger og unngå feil. Det må man alltid huske på eksperiment er teoriens øverste dommer(sannhetskriterium).
2 Feltstrukturer - et kontinuumskonsept for naturbeskrivelse
Et av de viktigste og mest betydningsfulle spørsmålene innen både filosofi og naturvitenskap er materiens problem. Ideer om materiens struktur kommer til uttrykk i kampen mellom to begreper: diskontinuitet (diskretitet) - et korpuskulært begrep, og kontinuitet (kontinuitet) - et kontinuerlig begrep.Etablert på begynnelsen av 1800-tallet. ideer om materiens struktur var ensidige og gjorde det ikke mulig å forklare en rekke eksperimentelle faktorer. Utviklet av M. Faraday og J. Maxwell på 1800-tallet. Teorien om det elektromagnetiske feltet viste at det anerkjente konseptet ikke kan være det eneste som forklarer materiens struktur. I sine arbeider viste M. Faraday og J. Maxwell at feltet er en uavhengig fysisk virkelighet.
I vitenskapen var det derfor en viss revaluering av de grunnleggende prinsippene, som et resultat av at langdistansehandlingen underbygget av I. Newton ble erstattet av kortdistansehandling, og i stedet for ideen om diskrethet, ble ideen om kontinuitet ble fremsatt, som ble uttrykt i elektromagnetiske felt.
Hele situasjonen i vitenskapen på begynnelsen av 1900-tallet. Den utviklet seg på en slik måte at ideene om materiens diskrethet og kontinuitet fikk sitt klare uttrykk i to typer materie: substans og felt, forskjellen mellom disse ble tydelig registrert på nivå med mikroverdenfenomener. Imidlertid videreutviklingen av vitenskapen på 20-tallet. viste at slik motstand er svært betinget.
Således, i det moderne naturvitenskapelige bildet av verden, er ideen om to typer materie fast forankret - substans og felt, selv om det i de siste årene har dukket opp en hypotese hvor noen forfattere legger til en tredje type - fysisk vakuum. Forskjellene mellom materie og felt er ganske enkelt løst bare på nivået av makrokosmos, samtidig blir grensen mellom disse typene gjennomsiktig på nivået av mikroobjekter.
3 Generelle trekk ved verdens evolusjonsprosess. Læren til V.I. Vernadsky om biosfæren
Sentralt i dette konseptet er begrepet levende materie, som V.I. Vernadsky definerer det som en samling av levende organismer. I tillegg til planter og dyr har V.I. Vernadsky inkluderer her menneskeheten, hvis innflytelse på geokjemiske prosesser skiller seg fra påvirkningen fra andre levende vesener, for det første i dens intensitet, som øker med løpet av geologisk tid; for det andre av innvirkningen menneskelig aktivitet har på resten av levende materie.Denne påvirkningen gjenspeiles først og fremst i etableringen av en rekke nye arter av dyrkede planter og husdyr. Slike arter fantes ikke før, og uten menneskelig hjelp dør de eller blir til ville raser. Derfor betrakter Vernadsky det geokjemiske arbeidet med levende materie i den uløselige forbindelsen mellom dyre-, planterikene og den kulturelle menneskeheten som arbeidet til en enkelt helhet.
I følge V.I. Vernadsky, tidligere la de ikke vekt på to viktige faktorer som karakteriserer levende kropper og produktene av deres vitale aktivitet:
– Pasteurs oppdagelse av overvekten av optisk aktive forbindelser assosiert med dissymmetrien i den romlige strukturen til molekyler som et særtrekk ved levende kropper;
– levende organismers bidrag til biosfærens energi og deres innflytelse på livløse kropper. Tross alt inkluderer biosfæren ikke bare levende materie, men også forskjellige livløse kropper, som V.I. Vernadsky kaller inerte (atmosfæren, bergarter, mineraler, etc.), samt bioinerte legemer dannet fra heterogene levende og inerte legemer (jord, overflatevann, etc.). Selv om levende materie utgjør en ubetydelig del av biosfæren etter volum og vekt, spiller den en stor rolle i geologiske prosesser knyttet til endringer i planetens utseende.
Siden levende materie er en definerende komponent av biosfæren, kan det hevdes at den bare kan eksistere og utvikle seg innenfor rammen av et integrert system av biosfæren. Det er ingen tilfeldighet at V.I. Vernadsky mener at levende organismer er en funksjon av biosfæren og er nært forbundet materielt og energetisk med den, og er en enorm geologisk kraft som bestemmer den.
Det første grunnlaget for eksistensen av biosfæren og de biogeokjemiske prosessene som skjer i den, er den astronomiske posisjonen til planeten vår og først av alt dens avstand fra solen og helningen av jordaksen til ekliptikken, eller til planet til jordens bane.
Den avgjørende forskjellen mellom levende materie og inert materie er følgende:
– endringer og prosesser i levende stoffer skjer mye raskere enn i inerte kropper. Derfor, for å karakterisere endringer i levende materie, brukes begrepet historisk tid, og i inerte kropper - geologisk tid. Til sammenligning bemerker vi at et sekund av geologisk tid tilsvarer omtrent hundre tusen år med historisk tid;
– I løpet av geologisk tid øker kraften til levende stoffer og dens innvirkning på biosfærens inerte stoff. Denne innvirkningen, påpeker V.I. Vernadsky, manifesterer seg først og fremst "i den kontinuerlige biogene strømmen av atomer fra levende materie inn i biosfærens inerte materie og tilbake";
– kun i levende stoffer skjer kvalitative endringer i organismer i løpet av geologisk tid. Prosessen og mekanismene for disse endringene ble først forklart i teorien om arters opprinnelse gjennom naturlig utvalg av Charles Darwin (1859);
– levende organismer endrer seg avhengig av endringer i miljøet, tilpasser seg det, og ifølge Darwins teori er det den gradvise akkumuleringen av slike endringer som tjener som kilden til evolusjon.
I OG. Vernadsky antyder at levende materie også kan ha sin egen evolusjonsprosess, manifestert i endringer i løpet av geologisk tid, uavhengig av endringer i miljøet.
For å bekrefte tanken sin, viser han til den kontinuerlige veksten av sentralnervesystemet til dyr og dets betydning i biosfæren, så vel som til den spesielle organiseringen av selve biosfæren. Etter hans mening, i en forenklet modell, kan denne organisasjonen uttrykkes på en slik måte at ikke et eneste punkt i biosfæren "faller på samme sted, på samme punkt i biosfæren som det noen gang har vært i før." I moderne termer kan dette fenomenet beskrives som irreversibiliteten til endringer som er iboende i enhver evolusjons- og utviklingsprosess.
Den kontinuerlige evolusjonsprosessen, ledsaget av fremveksten av nye arter av organismer, påvirker hele biosfæren som helhet, inkludert naturlige bioinerte kropper, for eksempel jordsmonn, grunn- og undergrunnsvann, etc. Dette bekreftes av det faktum at jordsmonnet og elvene i Devonian er helt forskjellige fra tertiæren og spesielt vår tid. Dermed sprer utviklingen av arter seg gradvis og sprer seg til hele biosfæren.
Til tross for noen motsetninger, representerer Vernadskys doktrine om biosfæren et nytt stort skritt i å forstå ikke bare levende natur, men også dens uløselige forbindelse med menneskehetens historiske aktiviteter.
Generelt er den vitenskapelige tilnærmingen foreslått av V.I. Vernadsky til studiet av alle naturfenomener i biosfæren - området hvor levende organismer finnes - sannsynligvis riktig. Spørsmålet om biosfærens pågående (eller fullførte) overgang til en ny tilstand, noosfæren, er imidlertid et filosofisk spørsmål, og derfor kan det ikke gis et strengt, entydig svar på det.
Vernadskys ideer var langt foran den tiden han arbeidet. Dette gjelder fullt ut læren om biosfæren og dens overgang til noosfæren. Først nå, under forhold med ekstraordinær forverring av globale problemer i vår tid, blir Vernadskys profetiske ord om behovet for å tenke og handle i det planetariske - biosfære - aspektet tydelige. Først nå smuldrer illusjonene om teknokratisme og erobringen av naturen sammen og den essensielle enheten i biosfæren og menneskeheten blir tydelig. Skjebnen til planeten vår og menneskehetens skjebne er én skjebne.
4 Testoppgave
1. A2. B, G
3. B
4. B
5 B
Bibliografi
- Guseinov_ Concepts of modern natural science Lærebok 6. utg. 2007.
etc.................
Allerede i antikkens tid var det en grunnleggende forbindelse mellom naturvitenskap og filosofi, siden de er sfærer for rasjonell og demonstrativ åndelig aktivitet rettet mot å oppnå sannhet, som i sin klassiske forståelse er en form for koordinering av tanke med virkelighet. Fra andre halvdel av 1800-tallet. forholdet mellom filosofi og naturvitenskap og vitenskap som sådan blir tvetydig, og gir opphav til ekstreme posisjoner i tolkningen av deres forhold. Denne problemstillingen krever klargjøring av de grunnleggende begrepene, som reflekterer både forskjeller og likheter mellom filosofi og naturvitenskap. Det er minst to store forskjeller mellom filosofi og vitenskap.
For det første gjelder forskjellen fagområdet. Enhver vitenskap omhandler et fast fagområde og formulerer ikke universelle eksistenslover. Fysikken avslører lovene for fysisk virkelighet, kjemi - kjemisk, biologi - biologisk, etc. Fysiske lover er derfor veldig indirekte relatert til den mentale sfæren, og lovene for mentalt liv er på sin side ikke anvendelige for sfæren av fysiske interaksjoner . Filosofiens vurderinger er universelle. For filosofi avslører de metafysiske lovene i hele verden. Hvis en filosofisk skole avslår oppgaven med å konstruere universelle verdensordninger, så må den gi en universell forklaring på dette.
For det andre ligger forskjellen i verdiorientering. Vitenskap abstraherer fra problemer knyttet til verdier, siden den søker sannhet som det som finnes i tingene selv, og svarer først og fremst på spørsmålene "hvorfor?", "hvordan?" og "hvorfra?", det vil si at den unngår å stille metafysiske spørsmål "hvorfor?" og for hva?". Men i filosofi kan verdikomponenten i kunnskap ikke elimineres. Filosofi hevder å løse tilværelsens evige problemer. Den er rettet mot å søke etter sannhet, som ikke bare forstås som en form for koordinering av tanke med væren. Filosofi er fokusert på kunnskap og bekreftelse av verdier som former for koordinering av å være med menneskelig tanke.
I tillegg til forskjellene er det et vesentlig forhold mellom vitenskap og filosofi. Filosofi er en teoretisk bevissthet, derfor streber den selv etter å være en vitenskap. På mange måter oppfyller filosofi generelle vitenskapelige kriterier. Filosofi fungerer som en meta-disiplin som utforsker kombinasjonen av komponenter i ulike former for kunnskap og forståelse av væren. I religion er altså øyeblikket for verdi og tro grunnleggende, og rasjonaliteten viker i bakgrunnen. I naturvitenskapene er tvert imot hovedsaken rasjonalitet, uttrykt i form av vitenskaplighet, og verdiaspekter er sekundære. I filosofi utføres en kombinasjon av rasjonelle og verdimessige aspekter, siden filosofen prøver å rasjonelt underbygge dette eller det verdisystemet og utvikle rasjonelle konstruksjoner og bevis, med utgangspunkt i generelle verdiideer.
Filosofi er en integrerende utdanning; den kombinerer organisk-teoretiske og verdi-ideologiske komponenter. Filosofiens hovedmål er en helhetlig forståelse av verden og mennesket. Dette bestemmer sammenkoblingen av den filosofiske søken etter både de grunnleggende prinsippene for eksistens og meningen med et individs liv. Derfor, på den ene siden, streber filosofiske systemer alltid etter å skape et universelt bilde av tilværelsen. På den annen side er filosofisk kunnskap organisert på en slik måte at de sentrale spørsmålene er ideologiske. Grunnleggende for filosofi er problemene med å bestemme ontologiske, epistemologiske, logiske, metodiske, aksiologiske, praxeologiske grunnlag. I strukturen til vitenskapelig kunnskap fungerer disse fundamentene som grunnleggende og utgjør en vesentlig del av det metateoretiske nivået. La oss merke oss at naturvitenskapelige teorier inneholder ulike filosofiske grunnlag, som bestemmer originaliteten til disse teoriene og gjenspeiler forfatterens filosofiske posisjon. I denne forbindelse oppstår spørsmålet om forholdet mellom filosofi og naturvitenskap. Det er ulike tolkninger av forholdet mellom vitenskap og filosofi. Løsningen på spørsmålet om forholdet mellom filosofi og spesialvitenskap kan reduseres til to hovedmodeller: 1) til absolutisering av ett av disse aspektene – den metafysiske tilnærmingen; 2) til forholdet, samhandling mellom begge sider - en dialektisk tilnærming.
Det er minst to ytterpunkter i den absolutterende tilnærmingen: For det første forsøk fra spekulativ naturfilosofi på å konstruere universelle bilder av verden uten å stole på vitenskapelige data; for det andre positivismens oppfordringer om å forlate metafysiske spørsmål og utelukkende fokusere på å generalisere vitenskapens positive fakta. Å overvinne disse ytterpunktene er mulig, på den ene siden, med oppmerksomhet fra spesifikke vitenskaper til universelle filosofiske modeller og skjemaer, og på den annen side med filosofer som tar hensyn til de teoretiske og eksperimentelle resultatene oppnådd i moderne vitenskapelig forskning.
Spørsmålet om forholdet mellom filosofi og vitenskap ble løst ikke bare metafysisk ensidig, men også dialektisk. Det mest karakteristiske her er de dialektisk-idealistiske ideene til F. Schelling og G. Hegel, den dialektisk-materialistiske teoritilnærmingen til F. Engels og den antiinteraksjonistiske tilnærmingen.
På 30-tallet XX århundre Det var en økning i historiografisk forskning, som førte til fremveksten av eksternalistiske og internalistiske konsepter om vitenskapens tilblivelse. Før vi skisserer forskjellen mellom disse retningene, bemerker vi at både de eksternalistiske og internalistiske konseptene om vitenskapens tilblivelse er basert på forståelsen av vitenskap som et unikt fenomen i kulturhistorien, som dukker opp under overgangen fra middelalderen til middelalderen. Modern Age, og den vitenskapelige metoden som en måte å oppfatte virkeligheten på, som er dannet under påvirkning av ulike faktorer (dvs. ikke naturlig, ikke direkte gitt til en person, slik positivistene trodde).
Det skal bemerkes at denne økningen på 30-tallet. XX århundre ble forårsaket i 1931 av rapporten fra den sovjetiske vitenskapsmannen B. M. Gessen på den andre internasjonale kongressen for vitenskapshistorikere i London, dedikert til spørsmålet om de sosioøkonomiske røttene til I. Newtons mekanikk. B. M. Hessens anvendelse av den dialektiske metoden på dette problemet vakte stor interesse blant vitenskapsmenn, noe som førte til fremveksten av en eksternalistisk bevegelse, hvis leder var den engelske fysikeren og vitenskapsmannen D. Bernal (1901 - 1971). D. Bernal, E. Zilzel, R. Merton, J. Nydam, A. Crombie, G. Gerlak, S. Lilly og andre så sin oppgave i å identifisere sammenhenger mellom sosioøkonomiske endringer i samfunnets liv og utviklingen av vitenskapen som er assosiert med nedbryting av sosiale barrierer mellom aktivitetene til de øvre lagene av håndverkere og universitetsforskere i epoken med fødselen og utviklingen av kapitalismen, innflytelsen fra protestantisk etikk, etc.
I motsetning til det eksternalistiske konseptet om vitenskapens tilblivelse, oppstår et internalistisk, eller immanent, konsept. Så,
A. Koyre, J. Price, R. Hall, J. Randell, J. Agassi mener at utviklingen av vitenskap ikke skjer på grunn av ytre påvirkninger, fra sosial virkelighet, men som et resultat av dens interne evolusjon, den kreative spenningen av selve vitenskapelige tenkning.
T. Kuhn (1922 - 1995) tar i sitt verk «The Structure of Scientific Revolutions» en løsrevet posisjon i forhold til internalisme og eksternalisme og gir dem en original vurdering. Dermed mener T. Kuhn at eksternalistisk historieskriving er nødvendig når man studerer den innledende utviklingen av vitenskap, bestemt av samfunnets sosiale behov. For å studere en moden vitenskap er en intern historieskrivning nødvendig. Dermed demonstrerer T. Kuhn et synspunkt som overvinner ensidigheten til internalisme og eksternalisme, siden de, med en viss autonomi, utfyller hverandre. T. Kuhn presenterte utviklingen av vitenskapen som en historisk endring av paradigmer. Et paradigme er et formativt prinsipp i en bestemt epoke i utviklingen av vitenskap.
Prinsippet om historisitet gjorde det mulig for den amerikanske filosofen T. Kuhn å presentere utviklingen av vitenskapen som en historisk endring av paradigmer. Et paradigme er en "modell", et sett med universelt anerkjente vitenskapelige prestasjoner som bestemmer i en gitt epoke modellen for å stille vitenskapelige problemer og deres løsning. Innholdet i konseptet "vitenskapelig paradigme" inkluderer et sett med forutsetninger som bestemmer en spesifikk studie, anerkjent på dette stadiet av utviklingen av vitenskap og assosiert med en generell filosofisk orientering. Dermed er et paradigme et mønster for å skape nye teorier i samsvar med aksepterte vitenskapelige konvensjoner på et bestemt tidspunkt.
Innenfor rammene av paradigmer formuleres de generelle grunnbestemmelsene som brukes i teorien, og idealene om forklaring og organisering av vitenskapelig kunnskap fastsettes. Paradigmer opererer innenfor rammene av vitenskapelige programmer, og vitenskapelige programmer bestemmes av rammen av den kulturelle og historiske helheten. Den kulturelle og historiske konteksten bestemmer verdien av et bestemt problem, metoden for å løse det, og statens og samfunnets stilling i forhold til vitenskapsfolks aktiviteter. Det er stadier i utviklingen av naturvitenskap som er knyttet til restrukturering av forskningsstrategier og vitenskapens grunnlag. Disse stadiene kalles vitenskapelige revolusjoner.
Forskning på vitenskapsfilosofi tyder på at det har vært tre globale vitenskapelige revolusjoner. Hvis vi forbinder dem med navnene på vitenskapsmenn hvis arbeid er grunnleggende i disse revolusjonene, så er dette de aristoteliske, newtonske og einsteinske revolusjonene.
En rekke forskere som anser det 17. århundre for å være begynnelsen på vitenskapelig kunnskap om verden, skiller to revolusjoner: den første er vitenskapelig, assosiert med verkene til N. Copernicus, R. Descartes, I. Kepler, G. Galileo, I. Newton, den andre er vitenskapelig og teknisk XX århundre, assosiert med verkene til A. Einstein, M. Planck, N. Bohr, E. Rutherford, N. Wiener og fremveksten av atomenergi, genetikk, kybernetikk og astronautikk.
Omstruktureringen av vitenskapens grunnlag, som skjer under vitenskapelige revolusjoner, fører til en endring i typene av vitenskapelig rasjonalitet. Og selv om begrepet "historisk type rasjonalitet" er en abstrakt idealisering, identifiserer historikere og vitenskapsfilosofer fortsatt flere slike typer. En av hovedklassifiseringene er inndelingen av vitenskap i klassiske, ikke-klassiske og post-ikke-klassiske typer. V. S. Stepin karakteriserer dem som følger:
- 1. Den klassiske typen vitenskapelig rasjonalitet, som fokuserer oppmerksomheten på objektet, streber i teoretisk forklaring og beskrivelse for å eliminere alt som er relatert til emnet, midlene og operasjonene til dets aktivitet.
- 2. Den ikke-klassiske typen vitenskapelig rasjonalitet tar hensyn til sammenhengene mellom kunnskap om objektet og arten av virkemidlene og operasjonene til aktiviteten. Forklaringen av disse sammenhengene anses som betingelser for en objektivt sann beskrivelse og forklaring av verden. Men sammenhengene mellom intravitenskapelige og sosiale verdier og mål er fortsatt ikke gjenstand for vitenskapelig refleksjon.
- 3. Den post-ikke-klassiske typen vitenskapelig rasjonalitet utvider refleksjonsfeltet over aktivitet. Det tar hensyn til sammenhengen mellom den ervervede kunnskapen om et objekt, ikke bare med egenskapene til midlene og operasjonene til aktiviteten, men også med verdi-målstrukturer. Dessuten er sammenhengen mellom intravitenskapelige mål og ekstravitenskapelige, sosiale verdier og mål eksplisitt.
- Se: Kuhn T. Structure of scientific revolutions. M.: ACT Publishing House LLC, 2001.
- Se: Stepin V.S. Teoretisk kunnskap. M.: Fremskritt-tradisjon, 2000.P. 633-634.
Naturvitenskapen, det vil si naturvitenskap, er tradisjonelt delt inn i så mer eller mindre uavhengige seksjoner som fysikk, kjemi, biologi og psykologi.
Fysikk omhandler ikke bare alle slags materielle legemer, men med materie generelt. Kjemi - med alle slags såkalte substansielle stoffer, dvs. med ulike stoffer eller stoffer. Biologi - med alle slags levende organismer.
Ingen vitenskapelig disiplin er begrenset til innsamling av observerte fakta. Vitenskapens oppgave er ikke bare å beskrive, men å forklare, og dette er ikke noe annet enn å finne avhengigheter som gjør at ett sett fenomener, ofte svært brede, kan utledes på grunnlag av teori fra et annet, vanligvis smalere sett med fenomener.
«Dialektisk logikk, i motsetning til den gamle, rent formelle logikken», sier Engels, «nøyer seg ikke med å liste opp og uten noen sammenheng side om side å sette tenkningens bevegelsesformer... Den utleder tvert imot disse. danner den ene fra den andre, etablerer mellom dem et forhold av underordning, ikke koordinering; det utvikler høyere former fra lavere."
Klassifiseringen av vitenskaper foreslått av F. Engels oppfylte nettopp disse kravene. Etter å ha etablert posisjonen der hver form for bevegelse av materie tilsvarer sin egen spesifikke "form for bevegelse av tenkning", dvs. en gren av vitenskapen, fant F. Engels ut at både mellom formene for bevegelse av materie og mellom deres refleksjon i menneskets hode – vitenskapsgrener – det er underordningsforhold. Han uttrykte disse forholdene i form av et hierarki av naturvitenskap: Biologi, kjemi, fysikk.
Og for å understreke at denne hierarkiske forbindelsen mellom naturvitenskapene bestemmer deres enhet, det vil si integriteten til all naturvitenskap som ett system, tydde F. Engels til slike definisjoner av grener av naturvitenskapen som indikerer opprinnelsen til høyere former fra lavere, "den ene fra den andre." . Han kalte fysikk «molekylenes mekanikk», kjemien «atomenes fysikk» og biologien «kjemien til proteiner». Samtidig bemerket F. Engels at denne typen teknikk ikke har noe å gjøre med et mekanistisk forsøk på å redusere en form til en annen, at dette kun er en demonstrasjon av den dialektiske sammenhengen mellom ulike nivåer av både materiell organisering og dens kunnskap, og samtidig er dette en demonstrasjon hopper fra et diskret nivå av vitenskapelig kunnskap til et annet og de kvalitative forskjellene mellom disse nivåene.
Imidlertid bør man huske på den betingede (relative) gyldigheten av enhver inndeling av naturvitenskap i individuelle naturvitenskapelige disipliner og dens ubetingede (grunnleggende) integritet. Dette er bevist av den systematiske fremveksten av tverrfaglige problemer og tilsvarende syntetiske fag (som fysisk kjemi eller kjemisk fysikk, biofysikk, biokjemi, fysiokjemisk biologi).
Under dannelsen av generelle - naturfilosofiske - ideer om naturen, ble den i utgangspunktet oppfattet som noe grunnleggende helhetlig, enhetlig, eller i alle fall på en eller annen måte knyttet sammen. Men med den nødvendige detaljeringen av spesifikk kunnskap om naturen, ble de formet til, så å si, uavhengige avdelinger av naturvitenskap, først og fremst de grunnleggende, nemlig som fysikk, kjemi, biologi. Imidlertid skulle dette analytiske stadiet av forskning på naturen, assosiert med detaljering av naturvitenskap og dens inndeling i separate deler, til slutt erstattes eller suppleres, som faktisk skjedde, av et stadium av deres syntese som var motsatt i naturen. Den synlige differensieringen av naturvitenskap, eller sammen med den, følges nødvendigvis av dens vesentlige integrasjon, reelle generalisering og grunnleggende fordypning.
Trender innen forening eller integrering av naturvitenskapelig kunnskap begynte å dukke opp for veldig lenge siden. Tilbake i 1747-1752 underbygget Mikhail Vasilyevich Lomonosov behovet for å involvere fysikk for å forklare kjemiske fenomener og skapte på dette grunnlaget, som han selv sa det, "den teoretiske delen av kjemi", og kalte det fysisk kjemi. Siden den gang har et bredt utvalg av alternativer for å kombinere fysisk og kjemisk kunnskap dukket opp (som fører til slike vitenskaper som kjemisk kinetikk, termokjemi, kjemisk termodynamikk, elektrokjemi, radiokjemi, fotokjemi, plasmakjemi, kvantekjemi). I dag kan all kjemi kalles fysisk, fordi slike vitenskaper, som kalles «generell kjemi» og «fysisk kjemi», har samme emne og samme forskningsmetoder. Men "kjemisk fysikk" dukket også opp, som noen ganger kalles høyenergikjemi eller kjemien til ekstreme (langt fra normale) tilstander.
På den ene siden (utad) er en slik forening diktert av umuligheten av å forklare kjemiske fenomener med "rent kjemiske" midler, og derfor av behovet for å henvende seg til fysikk for å få hjelp. På den annen side (internt) er denne foreningen ikke annet enn en manifestasjon av naturens grunnleggende enhet, som ikke kjenner noen absolutt skarp inndeling i kategorier og ulike vitenskaper.
På samme måte var det en gang behov for å syntetisere biologisk og kjemisk kunnskap. I forrige århundre ble fysiologisk kjemi og deretter biokjemi kjent. Og mer nylig har en ny syntetisk vitenskap, fysisk-kjemisk biologi, dukket opp og blitt viden kjent, til og med fasjonabel. Den hevder i hovedsak å være noe mer, men intet mindre, enn "teoretisk biologi." For for å forklare de mest komplekse fenomenene som oppstår i en levende organisme, er det ingen andre måter enn å bruke kunnskap fra kjemi og fysikk. Tross alt er selv den enkleste levende organismen en mekanisk enhet, et termodynamisk system og en kjemisk reaktor med flerretningsstrømmer av materialmasser, varme og elektriske impulser. Og samtidig er det verken det ene eller det andre separat, fordi en levende organisme er en enkelt helhet.
Samtidig snakker vi i prinsippet ikke bare og ikke så mye om reduksjon, dvs. om å redusere all biologi ganske enkelt til én ren kjemi, og all kjemi rett og slett til én ren fysikk, men om den faktiske gjensidig gjennomtrenging av alle tre av disse grunnleggende naturvitenskapene inn i hverandre venn, men med den dominerende utviklingen av naturvitenskapen nettopp i retning fra fysikk til kjemi og biologi.
For tiden, generelt sett, er det ikke et eneste område innen naturvitenskapelig forskning som utelukkende vil forholde seg til fysikk, kjemi eller biologi i en ren isolert tilstand. Biologi er basert på kjemi og, sammen med den eller direkte, som kjemien selv, på fysikk. De er gjennomsyret av naturlovene som er felles for dem.
Dermed kan hele studiet av naturen i dag visuelt representeres som et enormt nettverk bestående av grener og noder som forbinder mange grener av fysiske, kjemiske og biologiske vitenskaper.
konsept moderne naturhistorisk vitenskap