Chimie- știința structurii, proprietăților substanțelor, transformările lor și fenomenele însoțitoare.
Sarcini:
1. Studiul structurii materiei, dezvoltarea teoriei structurii și proprietăților moleculelor și materialelor. Este important să se stabilească o legătură între structura și diferitele proprietăți ale substanțelor și, pe această bază, să se construiască teorii privind reactivitatea unei substanțe, cinetica și mecanismul reacțiilor chimice și fenomenelor catalitice.
2. Implementarea sintezei țintite de noi substanțe cu proprietăți specificate. Aici este, de asemenea, important să găsim noi reacții și catalizatori pentru o sinteză mai eficientă a compușilor deja cunoscuți și importanți din punct de vedere industrial.
3. Sarcina tradițională a chimiei a căpătat o semnificație deosebită. Este asociat atât cu o creștere a numărului de obiecte și proprietăți chimice studiate, cât și cu necesitatea de a determina și reduce consecințele impactului uman asupra naturii.
Chimia este o disciplină teoretică generală. Este conceput pentru a oferi studenților o înțelegere științifică modernă a materiei ca unul dintre tipurile de materie în mișcare, despre modalitățile, mecanismele și metodele de transformare a unor substanțe în altele. Cunoașterea legilor chimice de bază, stăpânirea tehnicilor de calcul chimic, înțelegerea oportunităților oferite de chimie cu ajutorul altor specialiști care lucrează în domeniile sale individuale și înguste accelerează semnificativ obținerea rezultatului dorit în diverse domenii ale activității inginerești și științifice.
Industria chimică este una dintre cele mai importante industrii din țara noastră. Compușii chimici, diverse compoziții și materiale pe care le produce sunt utilizați peste tot: în inginerie mecanică, metalurgie, agricultură, construcții, industrii electrice și electronice, comunicații, transporturi, tehnologie spațială, medicină, viața de zi cu zi etc. Principalele direcții de dezvoltare ale industria chimică modernă sunt: producerea de noi compuși și materiale și creșterea eficienței industriilor existente.
La o școală de medicină, studenții studiază chimia generală, bioorganică, biologică, precum și biochimia clinică. Cunoștințele studenților cu privire la complexul de științe chimice în continuitatea și interconectarea lor oferă o oportunitate mai mare, un domeniu mai mare de cercetare și utilizare practică a diferitelor fenomene, proprietăți și modele și contribuie la dezvoltarea personală.
Caracteristicile specifice ale studierii disciplinelor chimice la o universitate medicală sunt:
· interdependența între scopurile educației chimice și medicale;
· universalitatea și fundamentalitatea acestor cursuri;
· particularitatea construcției conținutului acestora în funcție de natura și obiectivele generale ale pregătirii și specializării medicului;
· unitatea studiului obiectelor chimice la nivel micro și macro cu dezvăluirea diferitelor forme ale organizării lor chimice ca un singur sistem și a diferitelor funcții pe care le prezintă (chimic, biologic, biochimic, fiziologic etc.) în funcție de acestea. natura, mediul si conditiile;
· dependența de legătura dintre cunoștințele și deprinderile chimice cu realitatea și practica, inclusiv practica medicală, în sistemul „societate – natură – producție – om”, datorită posibilităților nelimitate ale chimiei în crearea materialelor sintetice și a importanței acestora în medicină. , dezvoltarea nanochimiei, precum și în rezolvarea problemelor de mediu și a multor alte probleme globale ale umanității.
1. Relația dintre procesele metabolice și energia din organism
Procesele de viață pe Pământ sunt determinate în mare măsură de acumularea energiei solare în substanțe biogene - proteine, grăsimi, carbohidrați și transformările ulterioare ale acestor substanțe în organismele vii cu eliberarea de energie. Înțelegerea relației dintre transformările chimice și procesele energetice din organism a fost realizată mai ales clar după lucrări de A. Lavoisier (1743-1794) și P. Laplace (1749-1827). Ei au arătat prin măsurători calorimetrice directe că energia eliberată în procesul vieții este determinată de oxidarea alimentelor cu oxigenul aerului inhalat de animale.
Metabolismul și energia este un ansamblu de procese de transformare a substanțelor și energiei care au loc în organismele vii și schimbul de substanțe și energie între organism și mediu. Metabolismul substanțelor și energiei stă la baza activității de viață a organismelor și este una dintre cele mai importante caracteristici specifice ale materiei vii, care deosebește viața de nevii. Metabolismul sau metabolismul, care este asigurat de o reglare extrem de complexă la diferite niveluri, implică multe sisteme enzimatice. În timpul procesului metabolic, substanțele care intră în organism sunt transformate în substanțe proprii ale țesuturilor și în produse finale excretate din organism. În timpul acestor transformări, energia este eliberată și absorbită.
Odată cu dezvoltarea în secolele XIX-XX. termodinamica - știința interconversiei căldurii și energiei - a devenit posibil să se calculeze cantitativ transformarea energiei în reacții biochimice și să se prezică direcția acestora.
Schimbul de energie poate fi realizat prin transferul de căldură sau prin muncă. Cu toate acestea, organismele vii nu sunt în echilibru cu mediul lor și, prin urmare, pot fi numite sisteme deschise neechilibrate. Cu toate acestea, atunci când este observată pe o anumită perioadă de timp, nu există modificări vizibile în compoziția chimică a corpului. Dar asta nu înseamnă că substanțele chimice care alcătuiesc organismul nu suferă nicio transformare. Dimpotrivă, ele sunt reînnoite în mod constant și destul de intens, așa cum se poate aprecia după viteza cu care izotopii stabili și radionuclizii introduși în celulă ca parte a unor substanțe precursoare mai simple sunt încorporați în substanțe complexe ale corpului.
Există un lucru între metabolism și metabolismul energetic diferenta fundamentala. Pământul nu pierde și nu câștigă nicio cantitate apreciabilă de materie. Materia din biosferă este schimbată într-un ciclu închis etc. folosit în mod repetat. Schimbul de energie se realizează diferit. Nu circulă într-un ciclu închis, ci este parțial dispersat în spațiul exterior. Prin urmare, pentru a menține viața pe Pământ, este necesar un flux constant de energie de la Soare. Peste 1 an, aproximativ 10 21 fecale energie solară. Deși reprezintă doar 0,02% din energia totală a Soarelui, este incomensurabil mai mult decât energia folosită de toate mașinile create de om. Cantitatea de substanță care participă la circulație este la fel de mare.
2. Termodinamica chimică ca bază teoretică a bioenergiei. Subiectul și metodele termodinamicii chimice
Termodinamica chimica studiază tranzițiile energiei chimice în alte forme - termice, electrice etc., stabilește legile cantitative ale acestor tranziții, precum și direcția și limitele apariției spontane a reacțiilor chimice în condiții date.
Metoda termodinamică se bazează pe o serie de concepte stricte: „sistem”, „starea sistemului”, „energia internă a sistemului”, „funcția de stare a sistemului”.
Obiect studiul în termodinamică este un sistem
Același sistem poate fi în stări diferite. Fiecare stare a sistemului este caracterizată de un anumit set de valori ale parametrilor termodinamici. Parametrii termodinamici includ temperatura, presiunea, densitatea, concentrația etc. O modificare a cel puțin unui parametru termodinamic duce la o schimbare a stării sistemului în ansamblu. Starea termodinamică a unui sistem se numește echilibru dacă este caracterizată prin constanța parametrilor termodinamici în toate punctele sistemului și nu se modifică spontan (fără cheltuiala de muncă).
Termodinamica chimică studiază un sistem în două stări de echilibru (finală și inițială) și pe această bază determină posibilitatea (sau imposibilitatea) unui proces spontan în condiții date într-o direcție specificată.
Termodinamica studii transformări reciproce ale diferitelor tipuri de energie asociate cu transferul de energie între corpuri sub formă de căldură și muncă. Termodinamica se bazează pe două legi de bază, numite prima și a doua lege a termodinamicii. Subiect de studiuîn termodinamică este energia și legile transformărilor reciproce ale formelor de energie în timpul reacțiilor chimice, proceselor de dizolvare, evaporare, cristalizare.
Termodinamica chimică este o ramură a chimiei fizice care studiază procesele de interacțiune a substanțelor folosind metode termodinamice.
Principalele direcții ale termodinamicii chimice sunt:
Termodinamica chimică clasică, care studiază echilibrul termodinamic în general.
Termochimia, care studiază efectele termice care însoțesc reacțiile chimice.
Teoria soluțiilor, care modelează proprietățile termodinamice ale unei substanțe pe baza ideilor despre structura moleculară și a datelor despre interacțiunile intermoleculare.
Termodinamica chimică este strâns legată de ramuri ale chimiei precum chimia analitică; electrochimie; chimia coloidală; adsorbție și cromatografie.
Dezvoltarea termodinamicii chimice a decurs simultan în două moduri: termochimic și termodinamic.
Apariția termochimiei ca știință independentă ar trebui considerată descoperirea de către Herman Ivanovich Hess, profesor la Universitatea din Sankt Petersburg, a relației dintre efectele termice ale reacțiilor chimice -- legile lui Hess.
3. Sisteme termodinamice: izolate, închise, deschise, omogene, eterogene. Conceptul de fază.
Sistem- aceasta este o colecție de substanțe care interacționează, izolate mental sau efectiv de mediu (eprubetă, autoclavă).
Termodinamica chimică ia în considerare tranzițiile de la o stare la alta, în timp ce unele se pot schimba sau rămân constante. parametrii:
· izobaric– la presiune constantă;
· izocoric– la volum constant;
· izotermic- la temperatura constanta;
· izobaric - izotermic– la presiune și temperatură constantă etc.
Proprietățile termodinamice ale unui sistem pot fi exprimate folosind mai multe funcțiile de stare a sistemului, numit functii caracteristice: energie internăU , entalpie H , entropie S , Energia Gibbs G , Energia Helmholtz F . Funcțiile caracteristice au o singură caracteristică: nu depind de metoda (calea) de realizare a unei stări date a sistemului. Valoarea lor este determinată de parametrii sistemului (presiune, temperatură etc.) și depinde de cantitatea sau masa substanței, prin urmare se obișnuiește să le raportăm la un mol de substanță.
După metoda de transfer de energie, materie și informațieîntre sistemul luat în considerare și mediu, sistemele termodinamice sunt clasificate:
1. Sistem închis (izolat).- acesta este un sistem în care nu există schimb de energie, materie (inclusiv radiații) sau informații cu corpurile externe.
2. Sistem inchis- un sistem în care există un schimb doar cu energie.
3. Sistem izolat adiabatic - Acesta este un sistem în care există un schimb de energie doar sub formă de căldură.
4. Sistem deschis este un sistem care face schimb de energie, materie și informații.
Clasificarea sistemului:
1) dacă transferul de căldură și masă este posibil: izolat, închis, deschis. Un sistem izolat nu face schimb de materie sau energie cu mediul. Un sistem închis face schimb de energie cu mediul, dar nu face schimb de materie. Un sistem deschis schimbă atât materie cât și energie cu mediul său. Conceptul de sistem izolat este folosit în chimia fizică ca unul teoretic.
2) după structura internă și proprietăți: omogen și eterogen. Un sistem se numește omogen dacă nu există suprafețe în interiorul său care să împartă sistemul în părți care diferă în proprietăți sau compoziție chimică. Exemple de sisteme omogene sunt soluțiile apoase de acizi, baze și săruri; amestecuri de gaze; substanțe pure individuale. Sistemele eterogene conțin suprafețe naturale în interiorul lor. Exemple de sisteme eterogene sunt sistemele formate din substanțe care diferă în starea lor de agregare: un metal și un acid, un gaz și un solid, două lichide insolubile unul în celălalt.
Fază- este o parte omogenă a unui sistem eterogen, având aceeași compoziție, proprietăți fizice și chimice, separată de alte părți ale sistemului printr-o suprafață, la trecerea prin care proprietățile sistemului se modifică brusc. Fazele sunt solide, lichide și gazoase. Un sistem omogen constă întotdeauna dintr-o fază, una eterogenă - din mai multe. În funcție de numărul de faze, sistemele sunt clasificate în monofazate, bifazate, trifazate etc.
5.Prima lege a termodinamicii. Energia internă. Efecte termice izobarice și izocorice .
Prima lege a termodinamicii- una dintre cele trei legi de bază ale termodinamicii, reprezintă legea conservării energiei pentru sistemele termodinamice.
Prima lege a termodinamicii a fost formulată la mijlocul secolului al XIX-lea ca urmare a lucrării omului de știință german J. R. Mayer, fizicianului englez J. P. Joule și fizicianului german G. Helmholtz.
Conform primei legi a termodinamicii, un sistem termodinamic poate suferi funcționează numai datorită energiei sale interne sau oricăror surse externe de energie .
Prima lege a termodinamicii este adesea formulată ca imposibilitatea existenței unei mașini cu mișcare perpetuă de primul fel, care ar lucra fără a extrage energie din nicio sursă. Un proces care are loc la o temperatură constantă se numește izotermic, la presiune constantă - izobaric, la volum constant - izocoric. Dacă în timpul unui proces sistemul este izolat de mediul extern în așa fel încât schimbul de căldură cu mediul să fie exclus, procesul se numește adiabatic.
Energia internă a sistemului. Când un sistem trece de la o stare la alta, unele dintre proprietățile sale se schimbă, în special energia internă U.
Energia internă a unui sistem este energia sa totală, care constă din energiile cinetice și potențiale ale moleculelor, atomilor, nucleelor atomice și electronilor. Energia internă include energia mișcărilor de translație, rotație și vibrație, precum și energia potențială datorată forțelor de atracție și repulsie care acționează între molecule, atomi și particule intra-atomice. Nu include energia potențială a poziției sistemului în spațiu și energia cinetică a mișcării sistemului în ansamblu.
Energia internă este o funcție termodinamică a stării sistemului. Aceasta înseamnă că ori de câte ori sistemul se află într-o stare dată, energia sa internă capătă o anumită valoare inerentă acestei stări.
∆U = U 2 - U 1
unde U 1 și U 2 sunt energia internă a sistemului V stările finale și, respectiv, inițiale.
Prima lege a termodinamicii. Dacă un sistem schimbă energie termică Q și energie mecanică (muncă) A cu mediul extern și, în același timp, trece de la starea 1 la starea 2, cantitatea de energie care este eliberată sau absorbită de sistemul de forme de căldură Q sau munca A este egală cu energia totală a sistemului în timpul trecerii de la o stare la alta și se înregistrează.
În lumea antică, științele naturii erau numite în greacă fizică, de unde și denumirea modernă a științei fundamentale a naturii - fizica. Fizica a fost înțeleasă ca cunoașterea unei persoane despre lumea din jurul său. În Europa, cunoașterea științifică era de obicei numită filozofia naturală, întrucât s-au format într-o epocă în care filosofia era considerată principala știință; în Germania în secolul al XIX-lea. Filosofia naturii a fost numele dat tuturor științelor naturale în ansamblu.
În lumea modernă, știința naturii este înțeleasă fie ca: a) o știință unificată despre natura în ansamblu; b) ansamblul stiintelor naturii. În orice caz, subiectul de studiu al științelor naturii este natura, înțeleasă ca lumea din jurul omului, inclusiv omul însuși.
Științele naturii includ fizică, chimie, biologie, cosmologie, astronomie, geografie, geologie, psihologie (nu complet) și așa-numitele științe de interfață - astrofizică, biofizică, biochimie etc. și științe aplicate - geografie, geochimie, paleontologie etc.
Inițial, știința naturii s-a confruntat cu sarcina de a înțelege lumea înconjurătoare și legile sale obiective. În cele mai vechi timpuri, acest lucru a fost făcut de matematică și filozofie, mai târziu de matematică, chimie și fizică și după împărțirea cunoștințelor științifice în științe mai restrânse - prin toate cele de mai sus și cele mai restrânse care nu sunt enumerate.
Relativ vorbind, știința naturii a fost chemată să rezolve o serie de mistere sau așa-numite întrebări eterne: despre originea lumii și a omului, despre nivelurile structurii lumii, despre transformarea morților în vii și , dimpotrivă, despre vectorul direcției timpului, despre posibilitatea călătoriei pe distanțe extrem de mari în spațiu etc. La fiecare etapă a dezvoltării cunoașterii, s-a dovedit că problemele au fost doar parțial rezolvate. Și fiecare nouă etapă de cunoaștere aducea soluția mai aproape, dar tot nu puteam rezolva problemele.
În știința naturii moderne, un set de sarcini este înțeles ca cunoașterea legilor obiective ale naturii și promovarea utilizării lor practice în interesul omului, în timp ce valoarea practică a cunoștințelor dobândite se dovedește a fi un factor decisiv, care determină probleme de finanțare: ramurile promițătoare ale științei primesc finanțare bună, cele nepromițătoare se dezvoltă mai lent din cauza finanțării slabe.
2. Interrelaţionarea ştiinţelor naturii
Toate fenomenele din lume sunt legate între ele, prin urmare legăturile strânse între științele naturii sunt naturale. Orice obiect viu și neînsuflețit al lumii înconjurătoare poate fi descris matematic (dimensiune, greutate, volum, relația dintre aceste categorii), fizic (proprietăți ale substanței, lichid, gaz din care constă), chimic (proprietăți ale proceselor chimice). care apar în el și reacțiile substanței obiectului ) etc.
Cu alte cuvinte, obiectele lumii înconjurătoare, fie ele vii sau neînsuflețite, respectă legile existenței acestei lumi descoperite de om - fizice, matematice, chimice, biologice etc. Multă vreme, a existat o viziune simplificată a complexului. obiectele și fenomenele vii aplică aceleași legi care există în natura neînsuflețită, deoarece oamenii de știință ar putea înțelege și descrie procesele din organismele vii doar din punct de vedere mecanic.
Era o viziune simplificată, deși pentru acea vreme destul de științifică; îl numim reducţionist.
În cunoștințele științifice moderne, dimpotrivă, există o abordare diferită - întreg sau holistic. În obiectele și fenomenele complexe se aplică toate legile naturii cunoscute de om, dar ele nu acționează separat, ci în sinteză și, prin urmare, nu are sens să le considerăm izolate unele de altele. Reducerea abordarea a determinat utilizarea metodei analitice, adică a presupus descompunerea unui obiect complex în cele mai mici componente, holistică presupune studiul unui obiect ca totalitate a tuturor componentelor sale, ceea ce presupune studierea la un nivel mult mai complex a tuturor conexiunilor existente. S-a dovedit că chiar și pentru a studia materia neînsuflețită nu este suficient să te bazezi pe legile cunoscute ale fizicii și chimiei, ci este necesar să creăm noi teorii care să ia în considerare astfel de obiecte dintr-un nou punct de vedere. Drept urmare, legi binecunoscute nu au fost abrogate, dar noi teorii au deschis noi orizonturi de cunoaștere și au contribuit la nașterea unor noi ramuri ale științelor naturale (de exemplu, fizica cuantică).
3. Împărțirea științelor naturii în fundamentale și aplicate
Științele naturii pot fi împărțite în fundamentale și aplicate. Științe Aplicate rezolva o anumită ordine socială, adică existența lor vizează îndeplinirea unei sarcini din partea societății care este solicitată într-un anumit stadiu al dezvoltării sale. Științe de bază nu îndeplinesc nicio comandă, sunt ocupați să obțină cunoștințe despre lume, deoarece obținerea unor astfel de cunoștințe este responsabilitatea lor directă.
Ele sunt numite fundamentale pentru că sunt fundamentul pe care se construiesc științele aplicate și cercetarea (sau tehnologiile) științifice și tehnice. În societate, există întotdeauna o atitudine sceptică față de cercetarea fundamentală, iar acest lucru este de înțeles: nu aduc imediat dividendele necesare, deoarece sunt înaintea dezvoltării științelor aplicate existente în societate, iar această întârziere a „utilității” este de obicei exprimată în decenii și uneori secole. Descoperirea lui Kepler a legilor relației dintre orbita corpurilor cosmice și masa lor nu a adus niciun beneficiu științei contemporane, dar odată cu dezvoltarea astronomiei și apoi a cercetării spațiale, a devenit relevantă.
Descoperirile fundamentale de-a lungul timpului devin baza pentru crearea de noi științe sau ramuri ale științelor existente și contribuie la progresul științific și tehnologic al omenirii. Științele aplicate sunt strâns legate de progresul acestor cunoștințe, ele provoacă dezvoltarea rapidă a noilor tehnologii.
Tehnologiile în sens restrâns sunt de obicei înțelese ca ansamblu de cunoștințe despre metodele și mijloacele de realizare a proceselor de producție, precum și procesele tehnologice în sine, în care are loc o schimbare calitativă a obiectului prelucrat; in sens larg, acestea sunt modalitati de realizare a scopurilor stabilite de societate, determinate de starea cunoasterii si eficienta sociala.
În viața de zi cu zi, tehnologia se referă la dispozitive tehnice (un sens și mai restrâns al cuvântului). Dar, în orice sens, tehnologia este oferită de științele aplicate, iar științele aplicate sunt furnizate de științele de bază. Și puteți construi o diagramă de relații pe trei niveluri: înălțimile comandante vor fi ocupate de științe fundamentale, științele aplicate vor fi la etajul de mai jos, iar tehnologiile care nu pot exista fără științe vor fi în partea de jos.
4. Științe naturale și culturi umanitare
Cunoașterea originală a lumii nu a fost împărțită în științe naturale și artă în Grecia, filosofia naturală a studiat lumea în întregime, fără a încerca să separe materialul de spiritual sau spiritualul de material. Acest proces de împărțire a cunoștințelor în două părți a început în Europa medievală (deși încet) și a atins apogeul în epoca modernă, când revoluțiile sociale care au avut loc au dus la revoluțiile industriale și valoarea cunoștințelor științifice a crescut, deoarece aceasta și numai că a contribuit la progres.
Cultura spirituală (artă, literatură, religie, morală, mitologie) nu putea contribui la progresul material. Finanțatorii de tehnologie nu erau interesați de asta. Un alt motiv a fost că cultura umanitară era saturată de religie și nu a ajutat la dezvoltarea cunoștințelor științelor naturale (mai degrabă, a împiedicat-o). Dezvoltându-se rapid, științele naturii au început foarte repede să izoleze în sine din ce în ce mai multe ramuri noi, devenind științe independente. Singura legătură care i-a împiedicat să se destrame în științe izolate și de sine stătătoare a fost filosofia.
Filosofia a fost o știință umanitară prin definiție, dar de bază pentru disciplinele naturale. În timp, științele au devenit din ce în ce mai puține filozofie și din ce în ce mai multe calcule și elemente aplicate. Dacă în Evul Mediu legile universului erau studiate cu scopul global de a înțelege ordinea mondială dată oamenilor de către Dumnezeu pentru a îmbunătăți omul pentru viața în lumea construită de Dumnezeu, atunci în vremurile de mai târziu componenta umanitară a părăsit natura naturală. științe, au început să mine cunoștințele „pure” și să descopere legi „pure”, bazate pe două principii: să răspundă la întrebarea „cum funcționează” și să dea sfaturi „cum să le folosești pentru progresul omenirii”.
A existat o împărțire a părții gânditoare a umanității în umaniști și oameni de știință. Oamenii de știință au început să-i disprețuiască pe oamenii de știință pentru incapacitatea lor de a folosi aparatura matematică, iar oamenii de știință au început să-i vadă pe oameni de știință drept „biscuiți” care nu mai aveau nimic uman în ei. Procesul a atins apogeul în a doua jumătate a secolului XX. Dar atunci a devenit clar că omenirea intrase într-o criză ecologică, iar cunoștințele umanitare erau necesare ca element pentru funcționarea normală a științelor naturii.
5. Etape ale cunoașterii științifice naturale a naturii
Istoria dezvoltării cunoștințelor științifice este un proces lung și complex care poate fi împărțit în mai multe etape.
Prima etapă acoperă perioada de la nașterea filosofiei naturale până în secolul al XV-lea. În această perioadă, cunoștințele științifice s-au dezvoltat sincretic, adică nediferențiat. Filosofia naturală a reprezentat lumea ca un întreg unic; filozofia era regina științelor. Principalele metode ale filosofiei naturale au fost observația și speculația. Treptat, în jurul secolului al XIII-lea, din filosofia naturii au început să apară domenii de cunoaștere foarte specializate - matematică, fizică, chimie etc. În secolul al XV-lea. aceste domenii de cunoaștere s-au conturat în științe specifice.
Etapa a doua – din secolele XV până în secolele XVIII. Analiza, o încercare de a împărți lumea în părți componente din ce în ce mai mici și de a le studia, a ajuns în prim-plan în metodele științei. Problema principală a acestui timp a fost căutarea bazei ontologice a lumii, structurată din haosul primordial. Împărțirea din ce în ce mai fină a lumii în părți a provocat și o împărțire mai fină a filosofiei naturale în științe separate, iar acestea în altele și mai mici. (Dintr-o singură alchimie filozofică s-a format știința chimiei, care apoi s-a împărțit în anorganic și organic, fizic și analitic etc.)
În a doua etapă, a apărut o nouă metodă de știință - experiment. Cunoștințele au fost dobândite mai ales empiric, adică prin experimentare. Dar atenția a fost îndreptată nu asupra fenomenelor, ci asupra obiectelor (obiectelor), datorită cărora natura era percepută în condiții statice, și nu în schimbare.
A treia etapă acoperă secolele XIX-XX. A fost o perioadă de creștere rapidă a cunoștințelor științifice, de progres științific rapid și scurt. În această perioadă, omenirea a dobândit mai multe cunoștințe decât în întreaga istorie a științei. Această perioadă este de obicei numită sintetică, deoarece principiul principal al acestui timp este sinteză.
De la sfârşitul secolului al XX-lea. știința s-a mutat într-un nou etapă integral-diferențială . Așa se explică apariția teoriilor universale care combină date din diverse științe cu o componentă umanitară foarte puternică. Metoda principală este combinație de sinteză și experiment.
6. Formarea unui tablou științific al lumii
Viziunea științifică asupra lumii, la fel ca știința însăși, a trecut prin mai multe etape de dezvoltare. La început a prevalat imagine mecanicistă a lumii, ghidat de regula: dacă există legi fizice în lume, atunci ele pot fi aplicate oricărui obiect din lume și oricărui fenomen al acesteia. Nu puteau exista accidente în această imagine a lumii, lumea a stat ferm pe principiile mecanicii clasice și a respectat legile mecanicii clasice.
O viziune mecanicistă asupra lumii s-a dezvoltat în epoca conștiinței religioase, chiar și printre oamenii de știință înșiși: ei au găsit baza lumii în Dumnezeu, legile mecanicii au fost percepute ca legile Creatorului, lumea a fost considerată doar ca un macrocosmos. , mișcare - ca mișcare mecanică, toate procesele mecanice au fost determinate de principiul determinismului complex, care în știință înseamnă o determinare precisă și fără ambiguitate a stării oricărui sistem mecanic.
Imaginea lumii din acea epocă arăta ca un mecanism perfect și precis, ca un ceas. În această imagine a lumii nu exista liber arbitru, exista soartă, nu exista libertate de alegere, exista determinism. Aceasta era lumea lui Laplace.
Această imagine a lumii s-a schimbat electromagnetic, care se baza nu pe macrocosmos, ci pe câmpul și proprietățile câmpurilor tocmai descoperite de om - magnetice, electrice, gravitaționale. Aceasta era lumea lui Maxwell și Faraday. El a fost înlocuit de imaginea lumii cuantice, care considerau cele mai mici componente - o microlume cu viteze ale particulelor apropiate de viteza luminii și obiecte spațiale gigantice - o megalume cu mase uriașe. Această imagine a fost supusă teoriei relativiste. Aceasta era lumea lui Einstein, Heisenberg, Bohr. De la sfârşitul secolului al XX-lea. a apărut o imagine modernă a lumii - informațional, sinergetic, construit pe baza sistemelor de auto-organizare (atât natura vie, cât și a naturii neînsuflețite) și a teoriei probabilității. Aceasta este lumea lui Stephen Hawking și Bill Gates, lumea pliurilor spațiului și a inteligenței artificiale. Tehnologia și informația decid totul în această lume.
7. Revoluții globale ale științelor naturale
O trăsătură distinctivă a dezvoltării științei naturii este aceea că, dezvoltată o lungă perioadă de timp evolutiv în cadrul filosofiei naturale, s-a dezvoltat apoi prin schimbări revoluționare abrupte - revoluțiile științelor naturale. Ele se caracterizează prin următoarele trăsături: 1) dezmințirea și eliminarea ideilor vechi care împiedică progresul; 2) îmbunătățirea bazei tehnice cu extinderea rapidă a cunoștințelor despre lume și apariția de noi idei; 3) apariția unor noi teorii, concepte, principii, legi ale științei (care pot explica fapte inexplicabile din punctul de vedere al vechilor teorii) și recunoașterea lor rapidă ca fundamentale. Consecințele revoluționare pot proveni atât din activitățile unui om de știință, cât și din activitățile unei echipe de oameni de știință sau ale întregii societăți în ansamblu.
Revoluțiile din domeniul științelor naturale se pot raporta la unul dintre trei tipuri:
1) globală- afectează nu doar un fenomen sau un domeniu de cunoaștere, ci întreaga noastră cunoaștere despre lume, formând fie noi ramuri ale științei, fie noi științe și, uneori, transformând complet ideea societății despre structura lumii și creând o altă modul de gândire și alte linii directoare;
2) local– afectează un domeniu de cunoaștere, o știință fundamentală, în care ideea fundamentală este schimbată radical, schimbând cunoștințele de bază ale acestei industrii, dar în același timp fără a afecta nu numai fundamentele, ci și faptele din zona vecină a cunoștințe (de exemplu, teoria lui Darwin a șters axioma biologiei despre imuabilitatea speciilor de ființe vii, dar nu a afectat în niciun fel fizica, chimia sau matematica);
3) privat– privesc teorii și concepte individuale neviabile, dar răspândite într-un anumit domeniu al cunoașterii – se prăbușesc sub presiunea faptelor, dar vechile teorii care nu contrazic faptele noi rămân și se dezvoltă fructuos. Noile idei pot da naștere nu numai unei noi teorii, ci și unei noi ramuri a științei. Ideea fundamentală din ea nu respinge vechile teorii fundamentate, ci creează una atât de revoluționară încât nu își găsește un loc lângă cele vechi și devine baza unei noi ramuri științifice.
8. Cosmologie și revoluții ale științelor naturale
Demolarea vechii viziuni asupra lumii în știința naturii a fost întotdeauna strâns legată de cunoștințele cosmologice și astronomice. Cosmologia, care se ocupă de întrebările despre originea lumii și a omului în ea, se baza pe miturile și ideile religioase existente ale oamenilor. Cerul a ocupat un loc de frunte în viziunea lor asupra lumii, deoarece toate religiile au declarat că este locul în care trăiesc zeii, iar stelele vizibile erau considerate încarnările acestor zei. Cosmologia și astronomia sunt încă strâns legate, deși cunoștințele științifice au scăpat de zei și au încetat să mai considere spațiul habitatul lor.
Primul sistem cosmologic al omului a fost topocentric, adică care considera că principalul loc de origine al vieții este așezarea unde s-a născut mitul despre originea vieții, a omului și a vreunui zeu local. Sistemul topocentric a plasat centrul originii vieții pe planetă. Lumea era plată.
Odată cu extinderea legăturilor culturale și comerciale, au existat prea multe locuri și zei pentru a exista o schemă topocentrică. A apărut geocentric sistem (Anaximandru, Aristotel și Ptolemeu), care a luat în considerare problema originii vieții într-un volum global, planetar și a plasat Pământul în centrul sistemului planetar cunoscut de om. Ca urmare revoluție aristotelică lumea a devenit sferică, iar Soarele s-a învârtit în jurul Pământului.
înlocuit geocentric heliocentric un sistem în care Pământului i s-a dat un loc obișnuit printre alte planete, iar Soarele, situat în centrul sistemului solar, a fost declarat sursa vieții. Era revoluția coperniană. Ideile lui Copernic au contribuit la scăparea de dogmatismul religiei și la apariția științei în forma sa modernă (mecanica clasică, lucrări științifice ale lui Kepler, Galileo, Newton).
Un contemporan al lui Copernic, G. Bruno, a prezentat o idee care nu era apreciată la vremea lui policentrism- adică pluralitatea lumilor. Câteva secole mai târziu, această idee a fost întruchipată în lucrările lui Einstein și a apărut teoria relativistă (teoria relativității), un model cosmologic al unui Univers omogen și izotrop și fizica cuantică.
Lumea se află în pragul unei noi revoluții globale în științele naturii trebuie să se nască o teorie care să lege teoria generală a relativității cu structura materiei.
9. Niveluri de cunoștințe științifice
Știința naturală modernă operează la două niveluri de cunoaștere științifică – empiric și teoretic.
Nivelul empiric al cunoaşterii înseamnă obţinerea experimentală a materialului faptic. Cogniția empirică include metode și metode senzorio-vizuale de cunoaștere (observare sistematică, comparație, analogie etc.), care aduc multe fapte care necesită prelucrare și sistematizare (generalizare). În stadiul cunoașterii empirice, faptele sunt înregistrate, descrise în detaliu și sistematizate. Pentru a obține fapte, experimentele sunt efectuate folosind instrumente de înregistrare.
Deși observația implică o persoană care își folosește cele cinci simțuri, oamenii de știință nu au încredere în sentimentele și senzațiile imediate ale unei persoane și, pentru acuratețe, folosesc instrumente care sunt incapabile să facă greșeli. Dar o persoană este încă prezentă ca observator, obiectivitatea nivelului empiric nu este capabilă să dezactiveze factorul subiectiv - observatorul. Experimentele sunt caracterizate prin metode de verificare și verificare încrucișată a datelor.
Nivelul teoretic de cunoaștere înseamnă prelucrarea rezultatelor empirice și crearea de teorii care pot explica datele. La acest nivel are loc formularea modelelor și legilor descoperite de oamenii de știință, și nu doar repetarea secvențelor sau proprietăților izolate ale unor fenomene sau obiecte. Sarcina unui om de știință este să găsească, să explice și să fundamenteze științific modele în materialul obținut empiric și să creeze pe această bază un sistem clar și coerent de ordine mondială. Nivelul teoretic de cunoaștere are două varietăți: teorii fundamentale abstracte (care se află departe de realitatea existentă) și teorii care vizează domenii specifice de cunoaștere practică.
Cunoștințele empirice și teoretice sunt legate între ele și una nu există fără cealaltă: experimentele se desfășoară pe baza teoriilor existente; teoriile sunt construite pe baza materialului experimental obținut. Dacă nu corespunde teoriilor existente, atunci este fie inexact, fie necesită crearea unei noi teorii.
10. Metode științifice generale de cunoaștere: analiză, sinteză, generalizare, abstractizare, inducție, deducție
Metodele științifice generale de cunoaștere includ analiza, sinteza, generalizarea, abstracția, inducția, deducția, analogia, modelarea, metoda istorică, clasificarea.
Analiză- descompunerea mentală sau reală a unui obiect în părțile sale cele mai mici. Sinteza - combinând elementele studiate ca urmare a analizei într-un singur întreg. Analiza și sinteza sunt utilizate ca metode complementare. La baza acestui mod de cunoaștere se află dorința de a dezasambla ceva pentru a înțelege de ce și cum funcționează și de a-l pune din nou împreună pentru a ne asigura că funcționează tocmai pentru că are o structură studiată.
Generalizare- un proces de gândire constând într-o trecere de la individ la întreg, de la particular la general (în principiile logicii formale: Kai este om, toți oamenii sunt muritori, Kai este muritor).
Abstracție - un proces de gândire care implică adăugarea anumitor modificări obiectului studiat sau excluderea din considerare a anumitor proprietăți ale obiectelor care nu sunt considerate semnificative. Abstracțiile sunt concepte precum
(în fizică) un punct material care are masă, dar lipsit de alte calități, o dreaptă infinită (la matematică) etc. Inducţie- un proces de gândire constând în deducerea unei poziții generale din observarea unui număr de fapte individuale particulare. Inducția poate fi completă sau incompletă. Inductie completa presupune observarea întregului set de obiecte, din care rezultă concluzii generale, dar în experimente se folosește inducție incompletă, care face o concluzie despre un set de obiecte pe baza studiului unei părți a obiectelor. Inducția incompletă presupune că obiectele similare din afara parantezelor experimentale au aceleași proprietăți ca cele studiate, iar acest lucru permite utilizarea datelor experimentale pentru justificarea teoretică. De obicei se numește inducție incompletă ştiinţific. Deducere- un proces de gândire care presupune conducerea raționamentului analitic de la general la specific. Deducerea se bazează pe o generalizare, dar efectuată de la anumite prevederi generale inițiale, considerate incontestabile, la un caz anume pentru a obține o concluzie cu adevărat corectă. Metoda deductivă este cea mai răspândită în matematică.
Titlu
Conţinut
3
6
8
4 Sarcina de testare
12
Referințe
13
1 Interacțiunea științelor naturii. Metoda stiintifica
Unul dintre modelele de dezvoltare ale științelor naturale este interacțiunea științelor naturale, interconectarea tuturor ramurilor științelor naturale. Prin urmare, știința este un întreg unic.- Principalele moduri de interacțiune sunt următoarele:
- studiind un subiect simultan de mai multe științe(de exemplu, studii umane);
utilizarea de către o știință a cunoștințelor obținute de alte științe, de exemplu, realizările fizicii sunt strâns legate de dezvoltarea astronomiei, chimiei, mineralogiei, matematicii și folosesc cunoștințele obținute de aceste științe;
folosind metodele unei științe pentru a studia obiectele și procesele alteia. O metodă pur fizică, metoda „atomilor etichetați”, este utilizată pe scară largă în biologie, botanică, medicină etc. Microscopul electronic este folosit nu numai în fizică: este necesar și pentru studiul virusurilor. Fenomenul rezonanței paramagnetice este folosit în multe ramuri ale științei. În multe obiecte vii, natura conține instrumente pur fizice, de exemplu, un șarpe cu clopoței are un organ capabil să perceapă radiația infraroșie și să detecteze schimbări de temperatură de o miime de grad; liliacul are un localizator cu ultrasunete care îi permite să navigheze în spațiu și să nu se lovească de pereții peșterilor în care locuiește de obicei; șoarecii, păsările și multe animale captează undele infrasonice care se propagă înaintea unui cutremur, ceea ce îi determină să părăsească zona periculoasă; petrelul, dimpotrivă, percepând valuri de frecvențe joase, infrasonice, „zboară mândru” peste întinderea mării etc.;
interacțiune prin tehnologie și producție, efectuate acolo unde se folosesc date din mai multe științe, de exemplu, în ingineria instrumentelor, construcțiile navale, spațiul, automatizarea, industria militară etc.;
interacțiune prin studiul proprietăților generale ale diferitelor tipuri de materie, Un exemplu izbitor în acest sens este cibernetica - știința controlului în sisteme dinamice complexe de orice natură (tehnice, biologice, economice, sociale, administrative etc.) care utilizează feedback. Procesul de management în ele se desfășoară în conformitate cu sarcina atribuită și are loc până la atingerea obiectivului de management.
Metode de cunoaștere
(după gradul de valabilitate)
Probabilistică Statistică Inductivă Deductivă
Metode de cunoaștere
(prin mecanisme de comunicare)
- Analitic - Modelare
- Sintetic - Generalizare
- Idealizare - Tipologizare
- Logice - Clasificări
Dezvoltarea științei are propriile sale legi. Din observarea lumii înconjurătoare se naște o presupunere despre natura și conexiunile proceselor și fenomenelor; o teorie este construită din fapte și presupuneri plauzibile; o teorie este testată prin experiment, iar odată confirmată, ea continuă să se dezvolte, fiind testată din nou de nenumărate ori. Acest curs de dezvoltare este esența metodei științifice; vă permite să distingeți eroarea de adevărul științific, să verificați ipotezele și să evitați greșelile. Trebuie amintit întotdeauna că experimentul este judecătorul suprem al teoriei(criteriul adevărului).
2 Structuri de câmp - un concept continuum pentru descrierea naturii
Una dintre cele mai importante și semnificative probleme atât ale filosofiei, cât și ale științelor naturii este problema materiei. Ideile despre structura materiei își găsesc expresia în lupta dintre două concepte: discontinuitatea (discretitatea) - un concept corpuscular și continuitatea (continuitatea) - un concept continuu.Înființată la începutul secolului al XIX-lea. ideile despre structura materiei erau unilaterale și nu făceau posibilă explicarea unui număr de factori experimentali. Dezvoltat de M. Faraday și J. Maxwell în secolul al XIX-lea. Teoria câmpului electromagnetic a arătat că conceptul recunoscut nu poate fi singurul care explică structura materiei. În lucrările lor, M. Faraday și J. Maxwell au arătat că câmpul este o realitate fizică independentă.
Astfel, în știință a avut loc o anumită reevaluare a principiilor fundamentale, în urma căreia acțiunea pe rază lungă fundamentată de I. Newton a fost înlocuită cu acțiunea pe rază scurtă, iar în locul ideii de discreție, ideea de a fost propusă continuitatea, care a fost exprimată în câmpuri electromagnetice.
Întreaga situație în știință la începutul secolului al XX-lea. S-a dezvoltat în așa fel încât ideile despre discretitatea și continuitatea materiei și-au primit expresia clară în două tipuri de materie: substanță și câmp, diferența dintre care a fost consemnată clar la nivelul fenomenelor microlumilor. Cu toate acestea, dezvoltarea ulterioară a științei în anii 20. a arătat că o astfel de opoziție este foarte condiționată.
Astfel, în tabloul modern al științelor naturale a lumii, ideea a două tipuri de materie este ferm înrădăcinată - substanță și câmp, deși în ultimii ani a apărut o ipoteză conform căreia unii autori adaugă un al treilea tip - vidul fizic. Diferențele dintre materie și câmp se fixează destul de ușor doar la nivelul macrocosmosului, în același timp, granița dintre aceste tipuri devine transparentă la nivelul microobiectelor.
3 Caracteristici generale ale procesului evolutiv mondial. Doctrina lui V.I Vernadsky despre biosferă
Central pentru acest concept este conceptul de materie vie, pe care V.I. Vernadsky îl definește ca o colecție de organisme vii. Pe lângă plante și animale, V.I. Vernadsky include aici umanitatea, a cărei influență asupra proceselor geochimice diferă de influența altor ființe vii, în primul rând, prin intensitatea ei, care crește odată cu cursul timpului geologic; în al doilea rând, prin impactul pe care activitatea umană îl are asupra restului materiei vii.Acest impact se reflectă în primul rând în crearea a numeroase specii noi de plante cultivate și animale domestice. Astfel de specii nu existau înainte și, fără ajutorul uman, fie mor, fie se transformă în rase sălbatice. Prin urmare, Vernadsky consideră munca geochimică a materiei vii în legătura inextricabilă dintre regnurile animale, vegetale și umanitatea culturală ca fiind opera unui întreg unic.
Potrivit lui V.I. Vernadsky, în trecut, ei nu au acordat importanță celor doi factori importanți care caracterizează corpurile vii și produsele activității lor vitale:
– Descoperirea lui Pasteur a predominanței compușilor optic activi asociați cu disimetria structurii spațiale a moleculelor ca trăsătură distinctivă a corpurilor vii;
– contribuția organismelor vii la energia biosferei și influența lor asupra corpurilor neînsuflețite. La urma urmei, biosfera include nu numai materia vie, ci și diverse corpuri neînsuflețite, pe care V.I. Vernadsky numește inerte (atmosfera, roci, minerale etc.), precum și corpuri bioinerte formate din corpuri vii și inerte eterogene (soluri, ape de suprafață etc.). Deși materia vie constituie o parte nesemnificativă a biosferei ca volum și greutate, ea joacă un rol major în procesele geologice asociate cu schimbările în aspectul planetei noastre.
Întrucât materia vie este o componentă determinantă a biosferei, se poate susține că ea poate exista și se poate dezvolta numai în cadrul unui sistem integral al biosferei. Nu întâmplător V.I. Vernadsky crede că organismele vii sunt o funcție a biosferei și sunt strâns legate material și energetic cu aceasta și sunt o forță geologică uriașă care o determină.
Baza inițială a existenței biosferei și a proceselor biogeochimice care au loc în ea este poziția astronomică a planetei noastre și, în primul rând, distanța acesteia față de Soare și înclinarea axei pământului către ecliptică, sau către planul orbita pământului.
Diferența decisivă între materia vie și materia inertă este următoarea:
– schimbările și procesele în materia vie au loc mult mai repede decât în corpurile inerte. Prin urmare, pentru a caracteriza schimbările din materia vie, se folosește conceptul de timp istoric, iar în corpurile inerte - timpul geologic. Pentru comparație, observăm că o secundă de timp geologic corespunde cu aproximativ o sută de mii de ani de timp istoric;
– de-a lungul timpului geologic, puterea materiei vii și impactul acesteia asupra materiei inerte a biosferei crește. Acest impact, subliniază V.I. Vernadsky, se manifestă în primul rând „în fluxul biogen continuu al atomilor din materia vie în materia inertă a biosferei și înapoi”;
– numai în materia vie se produc modificări calitative ale organismelor de-a lungul timpului geologic. Procesul și mecanismele acestor schimbări au fost explicate pentru prima dată în teoria originii speciilor prin selecție naturală de Charles Darwin (1859);
– organismele vii se schimbă în funcție de schimbările din mediu, se adaptează la acesta și, conform teoriei lui Darwin, acumularea treptată a unor astfel de schimbări este cea care servește drept sursă a evoluției.
V.I. Vernadsky sugerează că materia vie poate avea și un proces propriu de evoluție, manifestat prin modificări odată cu cursul timpului geologic, indiferent de schimbările din mediu.
Pentru a-și confirma gândul, el se referă la creșterea continuă a sistemului nervos central al animalelor și la importanța acestuia în biosferă, precum și la organizarea specială a biosferei în sine. În opinia sa, într-un model simplificat, această organizare poate fi exprimată în așa fel încât niciun punct din biosferă „să nu cadă în același loc, în același punct al biosferei în care a mai fost vreodată”. În termeni moderni, acest fenomen poate fi descris ca ireversibilitatea schimbărilor care sunt inerente oricărui proces de evoluție și dezvoltare.
Procesul continuu de evoluție, însoțit de apariția de noi specii de organisme, afectează întreaga biosferă în ansamblu, inclusiv corpurile naturale bioinerte, de exemplu, solurile, apele subterane și subterane etc. Acest lucru este confirmat de faptul că solurile și râurile Devonianului sunt complet diferite de cele din Terțiar și, mai ales, de epoca noastră. Astfel, evoluția speciilor se răspândește treptat și se extinde în întreaga biosferă.
În ciuda unor contradicții, doctrina lui Vernadsky asupra biosferei reprezintă un nou pas major în înțelegerea nu numai a naturii vii, ci și a conexiunii sale inextricabile cu activitățile istorice ale omenirii.
În general, abordarea științifică propusă de V.I Vernadsky pentru studiul tuturor fenomenelor naturale din biosferă – zona în care se găsesc organismele vii – este probabil corectă. Cu toate acestea, întrebarea privind tranziția în curs (sau finalizată) a biosferei într-o nouă stare, noosfera, este o întrebare filozofică și, prin urmare, nu i se poate da un răspuns strict, fără ambiguitate.
Ideile lui Vernadsky erau cu mult înaintea timpului în care a lucrat. Acest lucru se aplică pe deplin doctrinei biosferei și trecerii acesteia la noosferă. Abia acum, în condiții de agravare extraordinară a problemelor globale ale timpului nostru, devin clare cuvintele profetice ale lui Vernadsky despre nevoia de a gândi și a acționa în aspectul planetar - biosferă. Abia acum iluziile tehnocratismului și cucerirea naturii se prăbușesc și unitatea esențială a biosferei și umanității devine clară. Soarta planetei noastre și soarta umanității sunt un singur destin.
4 Sarcina de testare
1. A2. B, G
3. B
4. B
5. B
Referințe
- Guseinov_ Concepte ale științelor naturii moderne Manualul Ed. a VI-a. 2007.
etc.............
Deja în epoca Antichității, a existat o legătură fundamentală între științele naturii și filozofie, deoarece acestea sunt sfere de activitate spirituală rațională și demonstrativă care vizează atingerea adevărului, care în înțelegerea sa clasică este o formă de coordonare a gândirii cu realitatea. Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea. relația dintre filozofie și știința naturii și știința ca atare devine ambiguă, dând naștere unor poziții extreme în interpretarea relației lor. Această problemă necesită clarificarea conceptelor de bază, care reflectă atât diferențele, cât și asemănările dintre filozofie și știința naturii. Există cel puțin două diferențe majore între filozofie și știință.
În primul rând, diferența se referă la domeniul subiectului. Orice știință se ocupă de un domeniu fix și nu formulează legi universale ale existenței. Fizica dezvăluie legile realității fizice, chimia - chimică, biologia - biologică etc. Astfel, legile fizice sunt foarte indirect legate de sfera mentală, iar legile vieții mentale, la rândul lor, nu sunt aplicabile sferei interacțiunilor fizice. . Judecățile filozofiei sunt universale. Căci filosofia dezvăluie legile metafizice ale lumii întregi. Dacă vreo școală filozofică refuză sarcina de a construi scheme universale ale lumii, atunci trebuie să ofere o explicație universală pentru aceasta.
În al doilea rând, diferența constă în orientarea valorii. Știința face abstracție de problemele asociate cu valorile, deoarece caută adevărul ca ceea ce există în lucrurile în sine, răspunzând în primul rând la întrebările „de ce?”, „cum?” și „de unde?”, adică evită să pună întrebări metafizice „de ce?” și „pentru ce?”. Cu toate acestea, în filosofie componenta valorică a cunoașterii nu poate fi eliminată. Filosofia pretinde că rezolvă problemele eterne ale existenței. Ea vizează căutarea adevărului, care este înțeles nu numai ca o formă de coordonare a gândirii cu ființa. Filosofia se concentrează pe cunoașterea și afirmarea valorilor ca forme de coordonare a ființei cu gândirea umană.
Pe lângă diferențe, există o relație esențială între știință și filozofie. Filosofia este o conștiință teoretică, prin urmare ea însăși se străduiește să fie o știință. În multe privințe, filosofia îndeplinește criteriile științifice generale. Filosofia acționează ca o meta-disciplină care explorează combinația de componente în diferite forme de cunoaștere și înțelegere a ființei. Astfel, în religie, momentul valorii și al credinței este fundamental, iar raționalitatea trece pe fundal. În științele naturii, dimpotrivă, principalul lucru este raționalitatea, exprimată sub forma științificității, iar aspectele valorice sunt secundare. În filosofie, se realizează o combinație de aspecte raționale și valorice, deoarece filosoful încearcă să justifice rațional cutare sau cutare sistem de valori și să dezvolte construcții și dovezi raționale, pornind de la ideile valorice generale.
Filosofia este o educație integrativă, ea îmbină organic componente rațional-teoretice și valori-ideologice. Scopul principal al filosofiei este o înțelegere holistică a lumii și a omului. Aceasta determină interconectarea căutării filozofice atât pentru principiile fundamentale ale existenței, cât și pentru sensul vieții unui individ. Prin urmare, pe de o parte, sistemele filozofice se străduiesc întotdeauna să creeze o imagine universală a existenței. Pe de altă parte, cunoștințele filozofice sunt organizate în așa fel încât problemele cheie să fie ideologice. Fundamentale pentru filozofie sunt problemele determinării fundamentelor ontologice, epistemologice, logice, metodologice, axiologice, praxeologice. În structura cunoștințelor științifice, aceste fundații acționează ca elemente de bază și constituie o parte esențială a nivelului meta-teoretic. Să remarcăm că teoriile științelor naturii conțin diverse fundamente filosofice, ceea ce determină originalitatea acestor teorii și reflectă poziția filozofică a autorului. În acest sens, se pune întrebarea despre relația dintre filozofie și științele naturii. Există diferite interpretări ale relației dintre știință și filozofie. Soluția la întrebarea relației dintre filozofie și științe speciale poate fi redusă la două modele principale: 1) la absolutizarea unuia dintre aceste aspecte - abordarea metafizică; 2) la relația, interacțiunea ambelor părți - o abordare dialectică.
Există cel puțin două extreme în abordarea absolutizantă: în primul rând, încercările filozofiei naturale speculative de a construi imagini universale ale lumii fără a se baza pe date științifice; în al doilea rând, apelurile pozitivismului de a abandona problematica metafizică și de a se concentra exclusiv pe generalizarea faptelor pozitive ale științei. Depășirea acestor extreme este posibilă, pe de o parte, cu atenția științelor specifice asupra modelelor și schemelor filozofice universale, iar pe de altă parte, cu filozofii luând în considerare rezultatele teoretice și experimentale obținute în cercetarea științifică modernă.
Problema relației dintre filozofie și știință a fost rezolvată nu numai metafizic unilateral, ci și dialectic. Cele mai caracteristice aici sunt ideile dialectico-idealiste ale lui F. Schelling și G. Hegel, abordarea teoriei dialectico-materialiste a lui F. Engels și abordarea anti-interacționistă.
În anii 30 secolul XX A avut loc o creștere a cercetării istoriografice, care a dus la apariția conceptelor externaliste și internaliste ale genezei științei. Înainte de a contura diferența dintre aceste direcții, observăm că atât conceptele externaliste, cât și cele internaliste ale genezei științei se bazează pe înțelegerea științei ca fenomen unic în istoria culturii, care apare în timpul trecerii de la Evul Mediu la Epoca modernă și metoda științifică ca mod de a percepe realitatea, care se formează sub influența diverșilor factori (adică, nu naturali, nu direct dat unei persoane, așa cum credeau pozitiviștii).
Trebuie remarcat faptul că această creștere în anii 30. secolul XX a fost cauzată în 1931 de raportul omului de știință sovietic B. M. Gessen la cel de-al doilea Congres internațional al istoricilor științei de la Londra, dedicat problemei rădăcinilor socio-economice ale mecanicii lui I. Newton. Aplicarea de către B. M. Hessen a metodei dialectice la această problemă a trezit un mare interes în rândul oamenilor de știință, ceea ce a dus la apariția unei mișcări externaliste, al cărei lider a fost fizicianul și savantul englez D. Bernal (1901 - 1971). D. Bernal, E. Zilzel, R. Merton, J. Nydam, A. Crombie, G. Gerlak, S. Lilly și alții și-au văzut sarcina în identificarea legăturilor dintre schimbările socio-economice din viața societății și dezvoltarea științei care sunt asociate cu ruperea barierelor sociale dintre activitățile straturilor superioare ale artizanilor și oamenilor de știință din universitatea în epoca nașterii și dezvoltării capitalismului, influența eticii protestante etc.
Spre deosebire de conceptul externalist al genezei științei, apare un concept internist sau imanent. Aşa,
A. Koyre, J. Price, R. Hall, J. Randell, J. Agassi consideră că dezvoltarea științei nu are loc datorită influențelor externe, din realitatea socială, ci ca urmare a evoluției sale interne, a tensiunii creatoare a gândirea științifică însăși.
T. Kuhn (1922 - 1995) în lucrarea sa „Structura revoluțiilor științifice” ia o poziție detașată în raport cu internalismul și externalismul și le oferă o evaluare originală. Astfel, T. Kuhn consideră că istoriografia externalistă este necesară atunci când se studiază dezvoltarea inițială a științei, determinată de nevoile sociale ale societății. Pentru a studia o știință matură, este necesară o istoriografie internă. Astfel, T. Kuhn demonstrează un punct de vedere care depășește unilateralitatea internalismului și externalismului, întrucât ele, având o anumită autonomie, se completează reciproc. T. Kuhn a prezentat dezvoltarea științei ca o schimbare istorică a paradigmelor. O paradigmă este un principiu formativ într-o anumită eră în dezvoltarea științei.
Principiul istoricității i-a permis filosofului american T. Kuhn să prezinte dezvoltarea științei ca o schimbare istorică a paradigmelor. O paradigmă este un „model”, un set de realizări științifice universal recunoscute care determină într-o epocă dată modelul de a pune probleme științifice și soluția lor. Conținutul conceptului „paradigma științifică” include un set de premise care determină un studiu specific, recunoscut în acest stadiu al dezvoltării științei și asociat cu o orientare filozofică generală. Astfel, o paradigmă este un model de creare de noi teorii în conformitate cu convențiile științifice acceptate la un moment dat.
În cadrul paradigmelor se formulează prevederile generale de bază utilizate în teorie și se determină idealurile de explicare și organizare a cunoștințelor științifice. Paradigmele operează în cadrul programelor științifice, iar programele științifice sunt determinate de cadrul întregului cultural și istoric. Contextul cultural și istoric determină valoarea unei anumite probleme, metoda de rezolvare a acesteia și poziția statului și a societății în raport cu activitățile oamenilor de știință. Există etape în dezvoltarea științelor naturii care sunt asociate cu restructurarea strategiilor de cercetare și a fundamentelor științei. Aceste etape se numesc revoluții științifice.
Cercetările asupra filozofiei științei sugerează că au existat trei revoluții științifice globale. Dacă le asociem cu numele oamenilor de știință ale căror lucrări sunt fundamentale în aceste revoluții, atunci acestea sunt revoluțiile aristoteliene, newtoniene și einsteiniene.
O serie de oameni de știință care consideră că secolul al XVII-lea este începutul cunoașterii științifice a lumii disting două revoluții: prima este științifică, asociată cu lucrările lui N. Copernic, R. Descartes, I. Kepler, G. Galileo, I. . Newton, al doilea este științific și tehnic secolul XX, asociat cu lucrările lui A. Einstein, M. Planck, N. Bohr, E. Rutherford, N. Wiener și apariția energiei atomice, genetică, cibernetică și astronautică.
Restructurarea fundamentelor științei care are loc în timpul revoluțiilor științifice duce la o schimbare a tipurilor de raționalitate științifică. Și, deși conceptul de „tip istoric de raționalitate” este o idealizare abstractă, istoricii și filozofii științei încă identifică câteva astfel de tipuri. Una dintre clasificările principale este împărțirea științei în tipuri clasice, non-clasice și post-non-clasice. V. S. Stepin le caracterizează astfel:
- 1. Tipul clasic de raționalitate științifică, concentrând atenția asupra obiectului, se străduiește în explicarea și descrierea teoretică să elimine tot ceea ce se referă la subiect, mijloacele și operațiunile activității acestuia.
- 2. Raționalitatea științifică de tip neclasic ține cont de legăturile dintre cunoștințele despre obiect și natura mijloacelor și operațiunilor activității. Explicarea acestor conexiuni este considerată ca fiind condiții pentru o descriere și o explicație obiectiv adevărată a lumii. Dar conexiunile dintre valorile și scopurile intraștiințifice și sociale nu sunt încă subiect de reflecție științifică.
- 3. Tipul post-nonclasic al raționalității științifice extinde câmpul de reflecție asupra activității. Se ține cont de corelarea cunoștințelor dobândite despre un obiect nu numai cu caracteristicile mijloacelor și operațiunilor activității, ci și cu structurile valoare-scop. Mai mult, legătura dintre scopurile intraștiințifice și valorile și scopurile extraștiințifice, sociale este explicită.
- Vezi: Kuhn T. Structura revoluţiilor ştiinţifice. M.: Editura ACT SRL, 2001.
- Vezi: Stepin V.S. Cunoștințe teoretice. M.: Progres-Tradiție, 2000.P. 633-634.
Știința naturii, adică știința naturii, este împărțită în mod tradițional în secțiuni mai mult sau mai puțin independente precum fizica, chimia, biologia și psihologia.
Fizica se ocupă nu numai de tot felul de corpuri materiale, ci și de materie în general. Chimie - cu tot felul de așa-numita materie substanțială, adică cu diverse substanțe sau substanțe. Biologie - cu tot felul de organisme vii.
Nicio disciplină științifică nu se limitează doar la colectarea faptelor observate. Sarcina științei nu este doar de a descrie, ci de a explica, iar aceasta nu este altceva decât găsirea de dependențe care să permită ca un set de fenomene, adesea foarte larg, să fie derivat pe baza teoriei dintr-un alt set de fenomene, de obicei mai restrâns.
„Logica dialectică, spre deosebire de logica veche, pur formală”, spune Engels, „nu se mulțumește să enumere și să pună una lângă alta, fără nicio legătură, formele mișcării gândirii... Ea, dimpotrivă, deduce acestea. formează una din cealaltă, stabilește între ele o relație de subordonare, nu de coordonare, dezvoltă forme superioare din cele inferioare.”
Clasificarea științelor propusă de F. Engels a îndeplinit tocmai aceste cerințe. După ce a stabilit poziția conform căreia fiecărei forme de mișcare a materiei corespunde propriei „forme de mișcare a gândirii” specifice, adică o ramură a științei, F. Engels a aflat că atât între formele de mișcare a materiei, cât și între formele lor. reflectare în capul uman - ramuri ale științei, există relații de subordonare. El a exprimat aceste relații sub forma unei ierarhii a științelor naturii: Biologie, Chimie, Fizică.
Și pentru a sublinia că această legătură ierarhică dintre științele naturii determină unitatea lor, adică integritatea tuturor științelor naturale ca un sistem, F. Engels a recurs la astfel de definiții ale ramurilor științelor naturii care indică originea formelor superioare din cele mai mici, „unul din celălalt”. El a numit fizica „mecanica moleculelor”, chimia „fizica atomilor”, iar biologia „chimia proteinelor”. În același timp, F. Engels a remarcat că acest tip de tehnică nu are nimic de-a face cu o încercare mecanicistă de a reduce o formă la alta, că aceasta este doar o demonstrație a conexiunii dialectice dintre diferitele niveluri atât ale organizării materiale, cât și ale cunoștințelor sale, și în același timp aceasta este o demonstrație de salturi de la un nivel discret de cunoștințe științifice la altul și diferențele calitative dintre aceste niveluri.
Cu toate acestea, ar trebui să ținem cont de validitatea condiționată (relativă) a oricăror diviziuni ale științelor naturale în discipline individuale de științe naturale și de integritatea ei necondiționată (fundamentală). Acest lucru este dovedit de apariția sistematică a problemelor interdisciplinare și a subiectelor sintetice corespunzătoare (cum ar fi chimia fizică sau fizica chimică, biofizica, biochimia, biologia fizico-chimică).
În timpul formării ideilor generale - natural-filosofice - despre Natură, ea a fost inițial percepută ca ceva fundamental holistic, unificat sau, în orice caz, conectat într-un fel. Dar cu detalierea necesară a cunoștințelor specifice despre Natură, ele s-au format, parcă, în diviziuni independente ale științelor naturale, în primul rând cele de bază, și anume precum fizica, chimia, biologia. Cu toate acestea, această etapă analitică a cercetării naturii, asociată cu detalierea științei naturii și împărțirea ei în părți separate, a trebuit în cele din urmă să fie înlocuită sau completată, așa cum sa întâmplat de fapt, printr-o etapă a sintezei lor care era opusă în natură. Diferențierea vizibilă a științei naturii, sau odată cu aceasta, este urmată în mod necesar de integrarea ei esențială, generalizarea reală și aprofundarea fundamentală.
Tendințele de unificare sau integrare a cunoștințelor din științe naturale au început să apară cu foarte mult timp în urmă. În 1747-1752, Mihail Vasilyevich Lomonosov a fundamentat necesitatea implicării fizicii pentru a explica fenomenele chimice și a creat pe această bază, așa cum a spus el însuși, „partea teoretică a chimiei”, numind-o chimie fizică. De atunci, au apărut o mare varietate de opțiuni pentru combinarea cunoștințelor fizice și chimice (care duc la științe precum cinetica chimică, termochimia, termodinamica chimică, electrochimia, radiochimia, fotochimia, chimia plasmei, chimia cuantică). Astăzi, toată chimia poate fi numită fizică, deoarece astfel de științe, numite „chimie generală” și „chimie fizică”, au același subiect și aceleași metode de cercetare. Dar a apărut și „fizica chimică”, care uneori se numește chimie de înaltă energie sau chimia stărilor extreme (departe de normal).
Pe de o parte (în exterior), o astfel de unificare este dictată de imposibilitatea explicării fenomenelor chimice prin mijloace „pur chimice” și, prin urmare, de necesitatea de a apela la fizică pentru ajutor. Pe de altă parte (intern), această unificare nu este altceva decât o manifestare a unității fundamentale a Naturii, care nu cunoaște nicio împărțire absolut ascuțită în categorii și științe diferite.
În același mod, la un moment dat a fost nevoie de a sintetiza cunoștințele biologice și chimice. În secolul trecut, chimia fiziologică și apoi biochimia au devenit cunoscute. Și mai recent, o nouă știință sintetică, biologia fizico-chimică, a apărut și a devenit cunoscută pe scară largă, chiar la modă. În esență, pretinde că este nimic mai mult și nimic mai puțin decât „biologie teoretică”. Pentru că pentru a explica cele mai complexe fenomene care au loc într-un organism viu, nu există alte modalități decât utilizarea cunoștințelor din chimie și fizică. La urma urmei, chiar și cel mai simplu organism viu este o unitate mecanică, un sistem termodinamic și un reactor chimic cu fluxuri multidirecționale de mase materiale, căldură și impulsuri electrice. Și, în același timp, nu este nici una, nici alta separat, pentru că un organism viu este un singur întreg.
În același timp, în principiu, vorbim nu numai și nu atât de mult despre reducere, adică despre reducerea întregii biologii pur și simplu la o chimie pură și a întregii chimie la o singură fizică pură, ci despre întrepătrunderea efectivă a tuturor celor trei. aceste științe naturale de bază în reciproc prieten, deși cu dezvoltarea predominantă a științelor naturale tocmai în direcția de la fizică la chimie și biologie.
În prezent, în general, nu există un singur domeniu de cercetare în științe naturale care să se refere exclusiv la fizică, chimie sau biologie într-o stare pură izolată. Biologia se bazează pe chimie și, împreună cu ea sau direct, ca și chimia însăși, pe fizică. Sunt pătrunși de legile Naturii comune lor.
Astfel, întregul studiu al Naturii de astăzi poate fi reprezentat vizual ca o rețea imensă formată din ramuri și noduri care leagă numeroase ramuri ale științelor fizice, chimice și biologice.
concept știința istoriei naturale moderne