Естествознание – это совокупность наук о явлениях и законах природы. Само слово «естествознание» образовано из двух слов: «естество» (природа) и «знание», что означает буквально знание природы. В настоящее время в области естествознания накоплен огромный научный материал, изложить который в одной учебной дисциплине не представляется возможным. В связи с этим ограничимся лишь рассмотрением концепций современного естествознания. Концепция (от лат. conceptio – понимание, система) – это определенный способ понимания, трактовки каких-либо явлений, основная точка зрения, руководящая идея для их освещения. Концептуальный подход позволяет с единых позиций интегрировать разрозненные знания о неживой и живой природе и человеческом обществе в целостную естественнонаучную картину мира. Он полезен не только для понимания истории развития естествознания, сути изучаемых им явлений и законов природы, но и для ознакомления с важнейшими достижениями естествознания.

Необходимо отдавать себе отчет в том, что современное естествознание как мультидисциплинарная наука вовсе не сводится к совокупности знаний, полученных в частных науках. Оно использует эти знания, но особым образом. Здесь подразумевается более высокий уровень интеграции, усиления, взаимопроникновения, чем при традиционном междисциплинарном синтезе, а именно мультидисциплинарный синтез, порождающий взаимопроникновение наук, взаимоусиление итогового познавательного результата. Дело в том, что современное естествознание – это мультидисциплинарная научная область знания, предназначенная для формирования умений и обладаний человека, являющегося часть естественной и искусственной природы. Этим обозначается его направленность на поиск единых, универсальных закономерностей природы, воплощенных в объединяющих идеях и представлениях, признаваемых во всех естественных науках. Поэтому для становления современного естествознания необходим очень высокий уровень развития частных наук. Сейчас еще нельзя сказать, что он достигнут, поэтому современное естествознание находится в стадии формирования своих фундаментальных парадигм (систем основополагающих представлений), объединяющей идеей, например, служит синергетическая парадигма фундаментальности.
Другая важнейшая особенность современного естествознания связана с тем, что осмысление накопленного знания невозможно без ᴎϲследования процедур его получения, т.е. знания истории науки и техники. Они принципиально влияют на результаты, формируя ту или иную стратегию научного мышления. Однако сейчас отметим, что на этом уровне современное (со-временное) естествознание интегрирует не только совокупные знания о природе, но и возвращает исследователя в новый диалог с природой на фундаментальном уровне без отторжения. Человек не противопоставляется миру природы, а рассматривается как его органическая часть.
В XX в. на основе неклассической стратегии естественнонаучного мышления зародилась новая неклассическая научная ментальность, главный смысл которой – отражение мира не в виде аддитивного множества объектов, явлений и типов, форм культур, а в виде сложной нелинейной, (мультидисциплинарной) системы взаимодействия частей и целого. Благодаря ей мир в нашем сознании обретает целостность, т. е. становится принципиально не делимым на отдельные фрагменты. Он наполняется внутренней гармонией вопреки внешне разрозненным и неоднозначным проявлениям. За многогранностью и многообразием объектов и процессов нашему пониманию открывается сложность открытого нелинейного мира.
В понимании всего сказанного выше заключается инновационная культура как специфика мышления современного образованного человека. Благодаря системе образования эти качества личности должны форᴍᴎҏоваться и воспроизводиться в последующих поколениях. Тем более огорчительно, что современная система образования фактически не выполняет этой мᴎϲсии, т.е. не формируем инновационной и интеллектуальной культуры в процессе обучения, воспитания и развития. Даже в наметившемся «болонском процессе» в двухступенчатом образовании бакалавр-магистр образуются лестница компетенций: знать, уметь, владеть, быть, как бы перевернув познание с ног на голову и отделив его, т.е. субъекта познания (человека) от объекта (природы). Древние люди по меткому выражению П. Флоренского понимали, что «прежде чем хотеть, нужно быть»: в единстве с природой и познавать, не отторгаясь от нее. Стало быть, что стоит такое образование, которое, по сути, подразумевает бытие после становления. По алгоритму И. Пригожина новый диалог человека и природы должен происходить «от бытия к становлению, от существующего к возникающему», т.е. постижение природы на фундаментальном уровне без отторжения. То есть целью постижения должно быть не владение, а обладание, присущее познающему субъекту на всех стадиях, поскольку «знание действительно становится силой, когда через владение ᴨҏиводит к самообладанию» (прим. ред.) Таким образом, лестница компетенций должна быть такой: быть, (если не будешь, то и не станешь), знать, уметь, обладать. Что может быть выше этого? Владеть (овладеть можно и силой) не обладая это временно, поскольку силу и власть можно потерять, а «обладать, владея» это нельзя потерять, отнять, купить и т.д., поскольку это является атрибутом, внутренней сущностью образованного интеллигентного человека.
Классическая ментальность более соответствует грубому повседневному опыту человека, а потому ее становление происходит без особых затруднений, как бы самопроизвольно. Несмотря на это, наше образование от школы до университета построено так, что львиная доля усилий (явных и неявных) тратится именно на ее усовершенствование. При этом для всего иного уже не остается времени, и большая часть студентов университетов оказывается обладателями преимущественно классического, а не синергетического стиля мышления. Резонно все же поставить вопрос: а так ли уж это опасно?
Нам думается, что опасно по следующим причинам. Во-первых, такая личность духовно обделена – она имеет представление лишь о части ᴍᴎҏа, потому что неклассическая его сторона навсегда скрыта от нее. Во-вторых, доминирование классического подхода в преподавании настраивает на восприятие природных и социальных процессов как некоего нарушения здравого смысла, как экзотического отступления от нормы, требующего для своего объяснения особых, специфических теорий. За подобными представлениями кроется не только общая научная малограмотность, которая не должна проявляться у образованного человека. Это чревато и профессиональной несостоятельностью, поскольку инновационная культура определяет успешность деятельности в любой сфере. В-третьих, подобные реакции к тому же вызывают и психологический дискомфорт – ведь встречаясь с неожиданными для классического мировоззрения фактами, человек испытывает эмоциональный и интеллектуальный стресс вместо того, чтобы воспринять их как естественное проявление неклассичности, нелинейности окружающего ᴍᴎҏа. КСЕ.
Наилучшим тренировочным полем для овладения неклассической стратегией мышления является процесс освоения знаний в естественнонаучной области.
Человеческое общество вступило в век господства принципиально новых, высоких технологий в различных сферах деятельности. И совершенно естественно, что новому, более высокому уровню цивилизации должна соответствовать новая, более высокая ступень развития человека и человеческого общества в целом в их взаимодействии с природой. Возникает задача целостного, гармонического развития духовных и материальных сил человека. А путь к ее решению – в единении и интеграции естественных и гуманитарных знаний, путь к единой (инновационной) культуре.
В процессе получения нового знания ᴎϲследователь всегда пользуется определенной методологией. Слово «методология» происходит от греческих слов «методос» (путь познания) – метод и «логос» – учение и означает учение о методах. В современном понимании методология – учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. Метод – это способ достижения какой-либо цели, включающий совокупность приемов практической или теоретической деятельности. Метод вооружает человека наиболее рациональными способами проведения ᴎϲследований и тем самым оптимизирует его деятельность. Один из основоположников научной методологии английский философ Ф. Бэкон (1561–1626) считал, что научный метод подобен фонарю, освещающему дорогу бредущему в темноте путнику.
Научный метод – это совокупность приемов или операций практической или теоретической деятельности.
Конкретные, частные, специальные приемы и способы ᴎϲследования в разных науках могут заметно отличаться друг от друга, но общий подход к познанию, т.е. метод исследования, остается в сущности тем же самым. В этом смысле частные приемы и методы познания, используемые в конкретных науках, можно охарактеризовать как тактику ᴎϲследования, а общие принципы и методы – как его стратегию.
Для анализа и оценки различных методов существует особое учение – методология.
Методология – это учение о принципах построения, формах и способах научного познания.
В методологии обычно выделяют общие методы исследования, используемые большинством наук на разных этапах познавательной деятельности.
Следует подчеркнуть, что методология тесно смыкается с так называемой формальной логикой, которая главное внимание направляет на выяснение структуры готового, оформившегося знания, на описание его формальных связей и элементов на языке символов и формул при отвлечении от конкретного содержания высказываний и умозаключений.
Метод – есть совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности. Каждый акт познавательного процесса включает в себя в той или иной степени как наглядно-чувственные, эмпирические, так и абстрактные, теоретические элементы. Каждый акт живого созерцания пронизан мыслью, опосредован понятиями, категориями.
Исторически путь естественно-научного познания окружающего ᴍᴎҏа начинался с живого созерцания – чувственного восприятия фактов на основе практики. От живого созерцания человек переходит к абстрактному мышлению, а от него – снова к практике, в которой он реализует свои мысли, выверяет их истинность. Идеи служат направляющей силой, но для своего воплощения они должны постоянно подтверждаться через наблюдения, эксперименты, т.е. посредством эмпирического познания. Эмпирическое и теоретическое познание – это единый процесс, характерный для любого естественно-научного ᴎϲследования на любой его стадии. На эмпирическом и теоретическом уровнях используется понятийный аппарат мышления – понятия, суждения, умозаключения.
Эмпирический уровень познания. Эмпирическое познание имеет дело с фактами и их описанием. Проследим кратко всю последовательность наблюдаемых действий.
Вся научная информация основана на наблюдениях и подвергается объективной проверке. Непосредственные наблюдения ограничиваются только ощущениями, полученными от пяти органов чувств (зрение, слух, обоняние, осязание, вкус). Эти данные можно проверить, поскольку наши органы чувств могут обманываться (зрительные и звуковые галлюцинации, различное восприятие тепла и холода, вкусовых ощущений, запахов в зависимости от условий и т.д.). На этих иллюзиях часто строятся фокусы. До того как наблюдения станут фактом, они должны быть проверены.
Ощущение – это простейшие чувственные образы, отражения, «копии» предметов. Целостный образ, отражающий непосредственно воздействующие на органы чувств предметы, их свойства и отношения, называется восприятием. Опыт восприятия каждого из органов чувств опосредует восприятие, осуществляемое с помощью других органов чувств. Решающую роль играет зрение. Способность мозга запечатлевать, сохранять воздействие или сигналы вешней среды и в нужный момент воспроизводить их называется памятью. Память играет очень важную познавательную роль в жизни человека. Психические явления, сменяющие друг друга и не связанные с предшествующими явлениями прежде, чем закрепиться в памяти, не могут остаться фактом сознания. В результате восприятия внешних воздействий и сохранения их во времени памятью возникают представления.
Представления – это образы тех объектов, которые когда-то воздействовали на органы чувств человека, а потом восстанавливаются по сохранившимся в мозгу следам и при отсутствии этих объектов. Ощущения и восприятия – начало возникновения сознательного отражения. Память закрепляет и сохраняет полученную информацию. В представлении уже теряется непосредственная чувственная данность объекта сознания. Представление – промежуточная ступень при переходе от ощущения к мысли.
Научный факт. Необходимое условие естественно-научного исследования состоит в установлении фактов. Эмпирическое познание поставляет науке факты, фиксируя при этом устойчивые связи, закономерности окружающего нас ᴍᴎҏа. Без теоретического осмысления невозможно целостное восприятие действительности, в рамках которого многообразные факты укладывались бы в некоторую единую систему.
Наблюдение – преднамеренное, планомерное восприятие, осуществляемое с целью выявить существенные свойства объекта познания. Наблюдение относится к активной форме деятельности, направленной на определенные объекты и предполагающей формулировку целей и задач.
Эксперимент – метод, или прием, ᴎϲследования, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в заранее определенные условия. Метод изменения условий, в которых находится исследуемый объект, – это основной метод эксперимента.
Мышление – высшая ступень познания. Хотя его источник – ощущения и восприятие, но оно выходит за их границы и позволяет форᴍᴎҏовать знания о таких объектах, свойствах и явлениях, которые не доступны органам чувств. Мышление – целенаправленное, опосредованное и обобщенное отражение в мозгу человека существенных свойств, причинных отношений и закономерных связей вещей. Основными формами мышления являются понятия, суждения и умозаключения.
Понятие – это мысль, в которой отражаются общие и существенные свойства объектов и явлений. Понятия не только отражают общее, но и группируют, классифицируют объекты в соответствии с их различиями. Понятия возникают и существуют в определенной связи, в виде суждений. Мыслить – значить судить о чем-либо, выявлять определенные связи и отношения между различными сторонами объекта или между объектами.
Суждение – форма мысли, в которой посредством связи понятий утверждается (или отрицается) что-либо о чем-либо. По отношению к действительности суждения оцениваются как истинные или ложные. К тому или иному суждению человек может прийти путем непосредственного наблюдения какого-либо факта или опосредованным путем – с помощью умозаключения.
Умозаключение представляет собой рассуждение, в ходе которого из одного или нескольких суждений, называемых предпосылками или посылками, выводится новое суждение (заключение или следствие), логически непосредственно вытекающее из посылок.
Главная задача теоретического мышления – ᴨҏивести полученные данные в стройную систему и создать из них научную картину ᴍᴎҏа, лишенную логического противоречия.
Важной формой теоретического мышления является гипотеза (предположение) – вид умозаключения о сущности еще недостаточно изученной области действительности. Гипотеза требует проверки и доказательства, после чего она приобретает характер теории – системы обобщенного знания, объясняющей те или иные стороны действительности.
Теоретический уровень познания. Отдельные наблюдения и эксперименты отвечают на строго конкретные вопросы. Затем из отдельных «кирпичиков» информации складывается целое здание – теория. Однако при построении теории, как правило, используются уже другие, более высокие уровни познания, так называемые методы теоретического познания: формализация, абстрагирование, индукция и дедукция, анализ и синтез, моделирование.
Одна из важных задач естественно-научного познания – обобщение всего известного об окружающем мире. Эксперимент и наблюдение дают огромное многообразие данных, порой не согласованных между собой и даже противоречивых. Главная задача теоретического мышления – ᴨҏивести полученные данные в стройную систему и создать из них научную картину мира, лишенную логического противоречия.
Важной формой теоретического мышления является гипотеза – предположение, исходящее из ряда фактов и допускающее существование объекта, его свойств, определенных отношений. Гипотеза – это вид умозаключения, пытающегося проникнуть в сущность еще недостаточно изученной области действительности. Гипотеза требует проверки и доказательства, после чего она приобретает характер теории – системы обобщенного знания, объяснения тех или иных сторон действительности.
Описание, объяснение и предвидение. Эмпирическое познание имеет дело с фактами и их описанием. При теоретическом анализе эмпирического материала логической обработке подвергается вся совокупность эмпирических данных, полученных различными путями и зафиксированных в различных источниках информации. В процессе теоретического мышления познание идет от фактов и их описания к интерпретации, объяснению их. Первым и необходимым условием объяснения фактов является их понимание, т.е. осмысление фактов в системе понятий данной науки. Понять явление означает – выяснить те особенности, благодаря которым оно играет определенную роль в составе целого, раскрыть суть, способ его возникновения.
В современном понимании методология – учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. В частности, методология естествознания – это учение о принципах построения, формах и способах естественно-научного познания. В естественно-научном ᴎϲследовании природы важен не только хороший метод, но и мастерство его применения.
Сравнение есть установление сходства и различия объектов.
Анализ представляет собой мысленное или реальное разложение объекта на составляющие его части. Когда путем анализа частности достаточно изучены, наступает следующая стадия познания – синтез – объединение в единое целое расчлененных анализом элементов. Анализ фиксирует в основном то специфическое, что отличает части друг от друга. Синтез вскрывает то общее, что связывает части в единое целое. Анализ и синтез – основные приемы мышления.
Абстрагирование – мысленное выделение какого-либо предмета, в отвлечении от его связей с другими предметами, какого-либо свойства предмета в отвлечении от других его свойств, какого-либо отношения предметов в отвлечении от самих предметов. Абстрагирование составляет необходимое условие возникновения и развития любой науки и человеческого познания вообще. Абстрагирование – это движение мысли вглубь предмета, выделение его существенных элементов.
Идеализация как специфический вид абстрагирования – это мыслительное образование абстрактных объектов, не существующих и не осуществимых в действительности, но для которых имеются прообразы в реальном ᴍᴎҏе. Идеализация – это процесс образования понятий, реальные прототипы которых могут быть указаны лишь с той или иной степенью приближения.
Под абстрактным понимается одностороннее, неполное отражение объекта в сознании. Конкретное – результат научного исследования, отражение объективной действительности в системе понятий и категорий, теоретически осмысленное единство многообразного в объекте ᴎϲследования. Методом теоретического познания объекта как целого является восхождение от абстрактного к конкретному.
Аналогией называется вероятное, правдоподобное заключение о сходстве двух предметов в каком-либо признаке на основании установленного их сходства в других признаках. Аналогии дают лишь вероятные заключения, они играют огромную роль в познании, так как ведут к образованию гипотез – научных догадок и предположений, которые в ходе последующего этапа исследований и доказательств могут превратиться в научные теории. Аналогия как метод чаще всего применяется в теории подобия, на которой основано моделирование.
В современной науке и технике все большее распространение получает метод моделирования, сущность которого заключается в воспроизведении свойств объекта познания на специально устроенном его аналоге – модели. Принцип моделирования составляет основу кибернетики. Моделирования стали применять в социологии, экономике и др.
В качестве метода естественно-научного ᴎϲследования индукцию можно определить как процесс выведения общего положения из наблюдения ряда частных единичных фактов.
Дедукция – это процесс аналитического рассуждения от общего к частному или менее общему. Началом (посылками) дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений, а концом – следствия из посылок, теорем. Если посылки дедукции истинны, то истинны и ее следствия. Дедукция – основное средство доказательства. Применение дедукции позволяет вывести из очевидных истин знания, которые уже не могут с непосредственной ясностью постигаться нашим умом, однако представляются в силу самого способа их получения вполне обоснованными и тем самым достоверными. Дедукция, проводящаяся по строгим правилам, не может ᴨҏиводить к заблуждениям.
Открытие – установление новых, ранее неизвестных закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания. За способностью как бы «внезапно» схватывать суть дела и чувствовать полную уверенность в правильности идеи по существу стоит накопленный опыт, приобретенные ранее знания и упорная работа ищущей мысли. При этом каждое новое открытие или изобретение подготовлено множеством предшествующих побед и заблуждений.
Одна из характерных особенностей творческой работы состоит в разрешении противоречий. Любое научное открытие или изобретение представляет собой создание нового, неизбежно связанного с отрицанием старого. В этом заключается диалектика развития мысли. Творческий процесс вполне логичен. Выстраивается логическая цепь операций, в которой одно звено закономерно следует за другим: постановка задачи, предвидение идеального конечного результата, отыскание противоречия, мешающего достижению цели, открытие причины противоречия и, наконец, разрешение противоречия.
Сила творческого воображения позволяет человеку взглянуть на примелькавшиеся вещи новыми глазами и различить в них черты, доселе никем не замеченные. Существенное значение в воспитании творческого воображения играет искусство.
В процессе научного открытия большую роль играет интуиция – способность постижения истины путем прямого ее усмотрения без обоснования с помощью доказательства. Многие ученые и художники считают, что самыми плодотворными в их творческом процессе являются моменты приливов вдохновения. После каких-то, может быть, очень долгих и мучительных исканий вдруг наступает удивительное чувство творческого порыва и ясности сознания. В этот момент человек работает быстро и сам чувствует, что делает хорошо, именно так, как нужно, как ему хотелось. Понятие интуиции сближает научное творчество с художественным.
Характерная черта научного мышления – доказательность. Истинность или ложность того или иного утверждения, как правило, не обладает прозрачной очевидностью. Во всяком доказательстве имеются: тезис, основания доказательства (аргументы) и способ доказательства. Тезисом называется положение, истинность или ложность которого выясняется посредством доказательства. Доказательство, посредством которого выясняется ложность, называется опровержением.
Все положения, на которые опирается доказательство и из которых необходимо следует истинность доказываемого тезиса, называются основаниями или аргументами. Основания состоят из положений о достоверных фактах, определений, аксиом и ранее доказанных положений.

Аксиомы – положения, не доказываемые в данной науке и играющие в ней роль допускаемых оснований доказываемых истин.
Связь оснований и выводов из них, имеющая результатом необходимое признание истинности доказываемого тезиса, называется способом доказательства. Доказательство одного и того же положения науки может быть различным. Связь оснований, ведущая к истинности доказательного тезиса, не единственная.
Рассмотренные методы и последовательное их применение позволили создать совершенную методологию научного исследования и решить основную задачу естественно-научного познания – правильно отражать объективную действительность в сознании человека, т.е. отражать ее такой, какая она существует сама по себе, независимо от человеческого сознания.
Между явлениями природы существуют устойчивые, повторяющиеся связи – проявления законов природы.
В системе научного знания большое значение имеют теории. Теории дают представление о закономерностях и существующих связях в определенной области.
Теория – это обобщение, логически объясняющее определенный набор фактов.
Теория сама по себе – не факт, так как недоступна для непосредственного наблюдения. Тем не менее, ее можно проверить и в зависимости от результатов признать или отклонить.
Главное отличие теории от гипотезы – ее достоверность, доказанность. Естественно-научная теория дает объяснение целой области природных явлений с единой точки зрения. Квинтэссенцией теории являются законы, устанавливающие количественные связи и соотношения между различными наблюдаемыми в опыте величинами.
Нужно различать законы природы и законы науки. Первые проявляются в особенностях протекания природных явлений и процессов и во взаимосвязи некоторых величин. Они неизменны и всегда выполняются.
Научные законы – это попытка описать законы природы на языке математических формул или других точных формулировок.
Однако для понимания специфики теории как формы знания важно учитывать, что все теории оперируют не реальными объектами, а их идеальными моделями, которые неизбежно абстрагируются от каких-то реальных сторон объектов и поэтому всегда дают неполную картину действительности.
Главные элементы теории – ее принципы и законы. Принципы – наиболее общие и важные фундаментальные положения теории. Как обобщающий результат предыдущего познания в данной теории, принципы всесторонне раскрываются и обосновываются. При построении теории принципы играют роль исходных, основных и первичных посылок, закладываемых в фундамент теории. Законы конкретизируют принципы, раскрывают взаимосвязь вытекающих из них следствий. Раскрывая сущность объектов, законы их существования, взаимодействия, изменения и развития, теория позволяет объяснить явления, предсказывать новые, еще неизвестные факты и характеризующие их закономерности, прогнозировать закономерное поведение изучаемой системы в будущем.
Таким образом, теория выполняет две важнейшие функции: объяснения и предсказания, научного предвидения. Теория – одна из наиболее устойчивых форм научного знания. Такая стабильность обеспечивается и ее системностью, и в большей или меньшей степени ее общим характером. Чем более общим является знание, тем оно устойчивее.
Переход к новому принципу – по существу, переход к новой теории. При этом новая теория должна обязательно удовлетворять принципу соответствия, сформулированному Н. Бором. Согласно этому принципу каждая правильная новая, более общая теория должна не отвергать устоявшуюся, предшествующую ей менее общую теорию, а сводиться к ней в тех условиях, при которых она была получена. Так, например, более общая специальная теория относительности не отвергает классическую механику, а сводится к ней при скоростях, много меньших скорости света.
Все теоретическое знание выражается не в одной теории, а в совокупности множества теорий. Изменения в наиболее общих теориях приводят к качественным изменениям всей системы теоретического знания, в результате чего происходит научная революция. Известные научные революции связаны с именами Н. Коперника, И. Ньютона, А. Эйнштейна.
Referatwork.ru (C) 2012.