Основні концепції сучасного природознавства

Тема: Основні концепції сучасного природознавства

Поняття «концепція» (від лат. сonceptio «сукупність, система») означає сукупність переконань та уявлень про що-небудь. Концепція є результатом теоретичного, узагальненого обмірковування проблеми. Під концепціями природознавства розуміють такі загальні природничі ідеї, моделі і положення, які проявляють себе у всіх природничих науках.

Розглянемо деякі з цих положень. Усе, що оточує людину, є матерією в найрізноманітніших формах її прояву. Уся сукупність проявів матерії утворює єдину систему —Всесвіт. Знадобилися тисячоліття, щоб людина змогла науково осмислити своє буття у Всесвіті. На сучасному етапі розвитку наукового знання це призвело до уявлення про єдність матеріального світу.

Якщо Всесвіт — єдине ціле, то він і розвивається, й еволюціонує як ціле. У певний час в ньому з’являються структури, здатні пізнавати Всесвіт. Таким інструментом самопізнання є людина. І все, що доступно нашому спостереженню, в тому числі і розвиток суспільства, і ми самі — всього лише складові частини Всесвіту, етапи його еволюції.

На кожному щаблі розвитку основні закономірності функціонування будь-яких підсистем мають зв’язок з усією системою — Всесвітом, із загальним його розвитком. Світ єдиний, в ньому все пов’язано з усім і немає якихось ізольованих підсистем, в яких тече своє, автономне життя. Закони матеріального світу єдині для всього сущого.

Тому, вивчаючи якесь одне явище, отримують, часто не підозрюючи про це, непрямі знання про цілий ряд інших.

Найважливішою концепцією природознавства є природничо-наукова картина світу (ПНКС) — система знань про природу. Звернувшись до термінів, які її виражають, можна побачити зміст поняття ПНКС. Термін «світ» вам відомий. За визначенням відомого філософа Сергія Кримського світ — це сфера прояву загальних закономірностей, що діють на всі його об’єкти. Термін «картина» асоціюється з наочною, яскравою картиною природи. Але тут під наочністю мається на увазі графік, креслення, формула та ін. Термін «наукова» означає та, яка має стосунок до науки. А наука починається там, де людська думка спирається на закономірності. Об’єднавши всі терміни, можемо зробити висновок: ПНКС — система знань про природу, в основі якої лежать найзагальніші, спільні для всіх природних об’єктів закономірності. Вони пов’язані із фундаментальними ідеями природничих наук.

Особистісно значущу систему знань, яка утворюється в свідомості учня під час формування системи знань про природу (ПНКС), називають образом природи. В основі образу природи, як і в основі ПНКС, лежать загальні закономірності природи, загальні ідеї природничих наук. А знання для свого образу природи ви обираєте ті, які відповідають вашим інтересам.

Еволюція природничо-наукової картини світу і роль у цьому процесі фундаменталь­них ідей природничих наук. При еволюції ПНКС найзагальнішим компонентом знань виступають ідеї. Перша з них — ідея єдності знання. У давнину вона виражалася в пошу­ках першоелементів буття, єдиної основи природи, тобто як ідея збереження. Протягом століть людство намагалося зрозуміти, що є незмінним при якісному перетворенні тіл і чому можна ототожнювати те, що було, з тим, що стало. Осмислення подібних питань поступово призвело до уявлень про атоми, про збереження маси речовини, енергії, імпульсу, електричного заряду, про однорідність простору і часу, до математичного поняття інваріантності різних перетворень, до поняття хімічного елемента, що зберігається при різних хімічних реакціях, до поняття біологічного виду тощо.

При виявленні загального в різнорідних явищах ідея збереження виступала в єдності з ідеєю періодичності. У результаті осмислення законів збереження енергії і маси речовини сформувалася ідея вічного колообігу матеріальних явищ, речовини і руху, яка стала першоосновою для ПНКС.

Ідея дискретності, стверджуючись у картині світу, була одночасно й вираженням ідеї збереження. Закон збереження маси речовини постав з уявлень про несотворенність і незнищенність частинок матерії. На основі таких же уявлень сформувався і закон збереження електричного заряду. Періодичний закон своїм виникненням також зобов’язаний ідеї дискретності і закону збереження маси речовини, а саме уявленню про те, що маса частинки разом з її швидкістю і координатою є основною характеристикою частинки речовини.

Загальнообов’язковість ідеї спрямованості процесів у природі була усвідомлена пізніше, ніж ідей збереження і періодичності. Першими універсальними законами природи були проголошені екстремальні (граничні, крайні) принципи, на які вона спирається. Серед них — принцип мінімуму енергії частинки в силовому полі та максимуму невпорядкова­ності частинок в системі, що складається з великої їх кількості (статистичної системи).

Визнання ролі екстремальних принципів у створенні ПНКС почалося з утвердження в науці другого закону термодинаміки і закону природного добору. Ідея спрямованості процесів до рівноважного стану утверджувалася в науці в двох протилежних формах. Другий закон термодинаміки виступав як еволюційний закон безперервної дезорганізації (руйнування) первинних структур і станів неживої природи. А закон природного добору обґрунтовував ускладнення структурної організації організмів у процесі їхньої еволюції. Але обидва ці закони відображають екстремальні закономірності в природі: перший формулює принцип зростання невпорядкованості частинок у замкненій систе­мі, другий можна сформулювати як принцип добору організмів і видів, максимально пристосованих до умов середовища.

Ідея спрямованості природних процесів слугувала основою для узагальнення знань про навколишній світ і залишається його основою до сьогодні. Вона стимулює розвиток нових галузей природознавства, наприклад синергетики. Однак вихідною концептуальною ідеєю сучасного наукового знання, що виявляє його єдність, була і є ідея збереження.

Методологія і методи природничо-наукового пізнання. Будь-яке природничо-наукове дослідження здійснюється з використанням певної методології та за допомогою набору конкретних методів. Під методологією розуміють систему методів пізнання.

З попередніх класів вам відомі методи пізнання природи. Повторимо їх:

                        спостереження — цілеспрямоване й організоване сприйняття природи, що надає первинний матеріал для природничо-наукового дослідження;

                        експеримент — дослідження будь-яких явищ шляхом активного впливу на них за допомогою створення нових умов, що відповідають цілям дослідження;

                        опис — фіксація даних спостереження або експерименту за допомогою певних позначень;

                        вимірювання — визначення основних характеристик об’єктів за допомогою відповідних вимірювальних приладів;

                        аналіз і синтез — процеси мисленнєвого або фактичного розкладання цілого на складові частини і об’єднання частин в ціле;

                        узагальнення — логічний процес переходу від часткового до загального, від менш загальних до більш загальних знань;

                        моделювання — відтворення характеристики певного об’єкта на іншому об’єкті, спеціально створеному для його вивчення;

                        класифікація — поділ усіх досліджуваних предметів на певні групи відповідно до значущих для даного дослідження ознак. 

Поміркуйте

1.     Чим природничо-наукова картина світу відрізняється від образу природи?

2.     Як ви будете моделювати образ природи?( записати у зошит)