Новоженов В. Концепции современного естествознания

ОГЛАВЛЕНИЕ

скачать книгу одним файлом

Глава 1 РАЗВИТИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Мир, окружающий человека, представляет единое и целостное образование, в котором все явления и предметы связаны и взаимодействуют друг с другом. Следовательно, наше представление о мире должно отражаться в единстве всего нашего знания. Единство научного знания формируется
в процессе взаимодействия, дифференциации и интеграции знания в ходе развития конкретной науки.
Развитие науки идет не только путем постепенного накопления все новых и новых данных, так как в этом случае не происходит отражения целостной картины развития науки. Наиболее радикальные изменения в науке свершаются в период научных революций, в результате которых пересматриваются прежние идеи, методы исследования, переосмысливаются результаты (парадигмы науки). Переход к новой парадигме науки прежде всего связан с дифференциацией и интеграцией знания. Дифференциация – это очень важный этап в развитии науки. Она направлена на более тщательное и глубокое изучение отдельных процессов и явлений в определенной области знаний. В результате такого исследования появляются отдельные научные дисциплины, возникают междисциплинарные связи, которые могут в итоге тоже выделиться в отдельные науки. В Древней Греции не было строгого разделения между конкретными областями знаний, не было и отдельных научных дисциплин. Все знания и методы исследования явлений природы существовали в единой области натурфилософии. Разделение естественно-научных дисциплин впервые произошло в эпоху Возрождения. В это время появляется экспериментальное естествознание. Исследование природы начиналось с механических процессов как наиболее простой формы движения материи.
Основы механики заложил Г. Галилей (1562–1642), занимавшийся исследованием свободно падающих тел. Галилей сформулировал управляющие механическими процессами законы изложил основы механики. В научную дисциплину механику превратил И. Ньютон (1643–1727). Затем постепенно формируются физика, химия, биология и другие фундаментальные науки о природе. Каждая наука прошла свой путь

развития. По мере научного прогресса процесс появления новых научных дисциплин все ускорялся. Несмотря на то, что при этом возрастают точность и глубина наших знаний о явлениях природы, одновременно происходит ослабление связей между отдельными научными дисциплинами и даже между отдельными ветвями одной и той же науки. Таким образом, дисциплинарный подход грозил превратить единую науку в совокупность отдельных, обособленных, узких наук.
Наука сама выработала методы и средства для преодоления ограниченности чисто дисциплинарного подхода к изучению окружающего мира. Дисциплинарный подход, ориентированный на изучение специфических, частных закономерностей конкретных явлений, не способствует открытию более глубоких общих закономерностей, а тем более фундаментальных законов, относящихся к взаимосвязанным классам явлений и целых областей природы, раскрывающих единство природы, взаимосвязь и взаимодействие составляющих ее объектов и процессов. Вследствие этого появляется новый подход, который называется интеграционным, или междисциплинарным. В этом подходе происходит интеграция научного знания, которая совершается в различных формах, начиная применением понятий, теорий и методов одной науки в другой
и кончая возникшим в нашем столетии системным методом. В результате такого подхода науки делают большие скачки в своих исследованиях. Так, биология достигла очень больших успехов, начав использовать в своих исследованиях физические методы. В результате взаимодействия данных наук на их стыке возникла биофизика. Аналогично появились бионика, геохимия, биохимия и другие науки.
Конкретные, частные, специальные приемы и способы исследования в различных науках могут заметно отличаться, но общий подход к познанию, метод исследования остается в сущности тем же самым. Это так называемый системный метод, который дает возможность рассматривать объекты и явления в их взаимосвязи и целостности. Системный метод является наиболее эффективным средством интеграционных исследований. Общие приемы, принципы и методы познания можно охарактеризовать как стратегию исследования, а частные приемы и методы, используемые в отдельных науках, как тактику исследования.

Исторически сложилось так, что метод формируется в рамках практической деятельности как требование соблюдения определенной последовательности действий в процессе изготовления необходимых предметов и орудий, а также производства материальных благ вообще. С отделением физического и умственного труда и возникновением науки появляется необходимость в изучении способов получения новых знаний, а для анализа и оценки различных методов – особое учение о методе, которое называется методологией.
На эмпирической, или опытной, стадии изучения природы главным образом используются методы, опирающиеся на чувственно наглядные приемы и способы познания. К ним относятся систематические наблюдения, эксперимент и измерения.
Наблюдения являются первоначальным источником информации. В науке наблюдения существенно зависят от теории. Ведь прежде чем наблюдать что то, необходимо иметь какую-либо идею, предположение или догадку о том, что следует искать. Поэтому в науке редко бывают открытия, связанные со случайным, заранее не предусмотренным наблюдением. Систематичность, контролируемость и тщательность – характерные требования для наблюдения.
Эксперимент – важнейший метод эмпирического исследования, который специально ставится так, чтобы можно было наблюдать процессы и явления в условиях, не испытывающих влияния посторонних факторов. Явление изолируется от воздействия каких-либо несущественных факторов. Многие естественные науки совершили гигантские скачки в своем развитии именно благодаря эксперименту (атомная и ядерная физика, молекулярная биология, химия и др.). Поэтому эксперимент получил наибольшее применение в естественных науках. В настоящее время он значительно усложнился как по технической оснащенности, так и по теоретическому обоснованию. Это нашло отражение в появлении теории планирования эксперимента и методах статистической обработки результатов.
Измерения не являются особым эмпирическим методом,
а составляют необходимое дополнение любого серьезного научного наблюдения и эксперимента. В настоящее время для проведения измерений используется очень сложная техника, в том числе и компьютерная.

На теоретической стадии прибегают к абстракциям и образованию понятий, строят гипотезы и теории, открывают законы науки. Процесс исследования обычно начинается с выдвижения проблемы. Последняя свидетельствует о сложности развития науки, когда вновь обнаруженные факты не удается объяснить и понять с помощью старых теорий. Возникшая проблема или проблемная ситуация требуют четкого определения, какие факты и в чем не согласуются со старыми эмпирическими и теоретическими знаниями. В качестве пробного решения проблемы выдвигается гипотеза, которая на последующих стадиях исследования подробно анализируется
с точки зрения ее подтверждения имеющимися эмпирическими данными и теоретическими знаниями. Затем из гипотезы по правилам логики выводятся следствия, которые допускают эмпирическую проверку непосредственно с помощью наблюдения и эксперимента. Эмпирическая проверяемость служит важным условием научности гипотезы, так как она допускает возможность вывода следствий из гипотезы и тем самым позволяет фактически сравнить ее с данными опыта или наблюдений. Если следствие из гипотезы не согласуются с эмпирическими данными, то отвергается сама гипотеза. Значительно труднее обстоит дело с подтверждением гипотезы, которое не всегда свидетельствует об истинности самой гипотезы, так как согласно правилам логики из истинности следствия не вытекает истинность самой гипотезы. Можно говорить лишь о той или иной степени вероятности гипотезы, так как при дальнейшей проверке могут быть обнаружены факты, опровергающие гипотезу целиком или частично. Чем больше фактов, подтверждающих гипотезу, тем выше ее вероятность. Но даже и в этом случае вполне возможно обнаружение фактов, опровергающих гипотезу. Так, закон всемирного тяготения Ньютона много десятков лет считался непреложной истиной, но с разработкой А. Эйнштейном (1879–1955) теории относительности его истинность была нарушена. Дальнейшие же эксперименты, проведенные в связи с проверкой общей теории относительности, выявили и ее приближенный характер.
Особое значение для понимания единства не только естественно-научного, но и социально-гуманитарного знания имеют новые междисциплинарные методы исследования. Речь идет о системном методе, новой концепции самооргани-

зации, возникшей в рамках синергетики, а также общей тео-
рии информации, впервые появившихся в кибернетике.
Кибернетика, возникшая около полувека назад, является одним из замечательных примеров междисциплинарного исследования. Она изучает с единой точки зрения процессы управления в технических, живых и социальных системах. Хотя конкретные процессы управления стали исследовать задолго до возникновения кибернетики, однако каждая наука при этом применяла свои понятия и методы, вследствие чего трудно было выделить наиболее фундаментальные принципы

и методы управления. Для этого требовалось подойти к конкретным процессам управления с более общей, абстрактной точки зрения и применить современные математические методы исследования. Одним из результатов такого подхода явилось широкое использование математических моделей и применение компьютеров. Поскольку процесс управления связан с получением, хранением и преобразованием информации, постольку кибернетика дала мощный толчок и для развития теории информации. Кибернетика является одним из специальных видов концептуальных систем, исследующих разнообразные процессы управления. Отсюда естественно подходят к общему понятию системы и системного подхода.

При системном подходе объекты исследования рассматриваются как элементы некоторой целостности или системы, связанные между собой определенными отношениями, которые образуют структуру системы. В результате взаимодействия этих элементов общие, целостные свойства системы будут качественно отличаться от свойств составляющих ее элементов и не сводиться к их сумме. Такие свойства называют эмерджентными, или возникающими, поскольку они появляются или образуются именно в процессе взаимодействия элементов системы. Свойства системы как целого не сводятся к сумме свойств частей. Так, свойства воды как жидкости качественно отличаются от свойств образующих ее составных частей: молекул воды, кислорода и водорода. Кислород и водород в свободном состоянии представляют собой газообразные вещества, свойства молекулы Н20 отличаются от свойств вещества воды. Вещество NaCl отличается по своим свойствам от молекулы NaCl. И таких примеров можно привести много.

Разные системы, встречающиеся в природе и обществе, имеют разное строение и характеризуются разными признаками. Так, химические системы отличаются от физических и биологических. Среди систем прежде всего можно выделить иерархически организованные системы, которые в своем составе содержат подсистемы различной степени общности и автономности. Особенности таких систем лучше всего можно понять на примере живых организмов, элементами которых служат клетки. Клетки образуют подсистемы, называемые тканями, которые, в свою очередь, составляют органы живого тела. Каждая из этих подсистем обладает относительной автономностью, но подсистемы низшего уровня подчинены системам высшего уровня. В целом же они составляют единый, целостный живой организм.
Для понимания процессов эволюции исключительно важное значение принимают междисциплинарные исследования, проводимые в рамках новой концепции самоорганизации, которая была названа синергетикой. Новые результаты, полученные в этой области, показывают необоснованность прежнего абсолютного противопоставления живых систем неживым и проливают новый свет на проблему возникновения живого из неживого. Эксперименты и теоретический анализ показывают, что при наличии строго определенных условий процессы самоорганизации могут происходить и в системах неорганической природы. Опираясь на эту концепцию, можно представить весь окружающий мир как самоорганизующийся универсум и тем самым лучше понять современную естественно-научную картину мира. Современная научная картина мира имеет своей предысторией постепенное накопление знаний в течение тысячелетий по мере развития человеческого общества.

Как человек познавал мир

Земля и Вселенная. Смысл этих слов сегодня понятен каждому. Но слова эти существовали не всегда. На заре человеческой истории люди жили родами и племенами на обширных пространствах Европы, Азии, Африки. Они занимались коллективной охотой на крупного зверя, рыбной ловлей, собиранием плодов и кореньев.

Вопроса «что такое мир?» люди в то время просто не поняли бы. Их миром была та среда, в которой обитали данный род или племя, – с ее реками и лесами, пещерами и облаками... Недаром в ряде языков, в том числе и в древнерусском, слово «земля» некогда означало определенную географическую область или местожительство племени, народа. «О Русская земля, ты уже за холмом!» – восклицает автор «Слова о полку Игореве», и мы понимаем, что речь идет не о земном шаре, а о районе расселения восточных славян. Мы до сих пор говорим: «Новая Земля», «Земля Мэри Берд» – и прекрасно понимаем, что это – определенные острова или районы.
А Вселенная? У этого слова тоже когда-то было иное значение. Оно является церковнославянским переводом древнегреческого слова «ойкумена» – область мира, освоенная человеком. Вслушайтесь: Вселенная, т.е. заселенная, обжитая часть. Значит, и в этом случае у древнего человека речь шла не обо всем мире, а только о той его части, которая известна и обжита человеком.
Способность ставить вопрос о мире в целом появилась у людей по-видимому очень давно – 10 или более тысяч лет назад. Из собирателя и охотника человек к этому времени стал земледельцем и ремесленником. Если вначале люди не выделяли себя из окружающей среды, считали, что их предками являются звери и птицы, растения, даже камни, то теперь, по мере развития сознания, человек стал сравнивать окружающую природу с самим собой, со своим внутренним миром. Он одушевил природу, стал верить, что существуют души деревьев и ручьев, гор и морей, растений и животных.
Но сравнение явлений природы со свойствами и деятельностью человека имело далеко идущие последствия. Человек конечен, смертен. Он рождается и умирает. Он создает вещи, которых не было, и сам же их разрушает. Из бесформенного комка глины человек лепит сосуд. Из руды он выплавляет металл и придает ему форму – превращает в боевой топор или наконечник стрелы. Он обтесывает камни и складывает из них жилище. Он бросает в землю зерна, и получается колосящееся поле. Не является ли и все существующее вокруг нас результатом деятельности какого-то неведомого творца? Не этот ли творец однажды преобразовал бесформенное вещество природы и создал из него небо и

землю, воду и воздух, растения и животных, наконец, самого человека? Так постепенно возникало представление о первоначальном мировом хаосе (беспорядке) и космосе (упорядоченной вселенной). Слово «космос» у древних греков употреблялось как в значении «порядок», «строй», «красота», так
и «вселенная».
Но вот вопрос: кто превратил хаос в космос? Кто же всетаки создал мир? Ответ на него древние люди нашли в фантастическом представлении о всемогущих богах, которые творят мир и управляют им.
Мы не будем здесь останавливаться на вопросе о возникновении веры в богов – это увело бы далеко в сторону. Скажем только, что главную роль в укреплении религиозной веры в богов-вседержителей сыграл первоначально страх людей перед таинственными силами природы, а затем и силами социальными, перед неограниченной властью земных владык, стоявших во главе первых государств, возникших на Земле, когда с первобытным равенством людей было давно покончено. Одни господствуют, другие им подчиняются. Одни правят, другие на них работают. Земной владыка, окруженный приспешниками, одним своим словом может изменять судьбу многих тысяч смертных, начинать войну и заключать мир, казнить и миловать. Такая власть одного человека была непонятна, она поражала и заставляла трепетать. В результате среди всех богов люди стали выделять одного – верховного владыку неба и земли, способного силой слова творить и преобразовывать мир.
Помните, в Библии: «И сказал бог: да будет свет. И стал свет. И увидел бог свет, что он хорош, и отделил бог свет от тьмы. И назвал бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один» (Бытие. 1:3-5). В более ранних мифах боги, создавая мир, трудятся физически, а не словесно. Например, в одном из египетских мифов бог Шу отделил богиню неба Нут от бога земли Геба и поднял ее над собой, превратив в небесный свод. Сохранился древний рисунок, изображающий это «событие». В другом мифе, созданном жителями Шумера, говорится о том, что бог неба праотец Ану и богиня земли Ки были неразрывно соединены друг с другом, пока их старший сын Энлиль не надрезал медным ножом края небосвода, отделив навсегда небо от земли. Этот миф очень напоминает рассказ о сотворении мира у народа маори, оби-

тающего на островах Тихого океана. По представлениям маори, отделение неба от земли производит бог растительности Тане, подпирающий небо своими ветвями.
Конечно, эти сказания фантастичны. Но они позволяют нам узнать, как, по представлениям древних, устроен тот мир, который создают боги, какой вид имеет созданная богами Вселенная.
Первоначально небеса изображались весьма похожими на земной мир. Древние египтяне, например, когда-то считали, что небо – плоская равнина между холмами, через которую течет небесный Нил. Бог солнца Ра ежедневно путешествует по небу в своей солнечной ладье, как египтянин по земному Нилу. В гробницу фараона ставили поэтому огромную пятивесельную ладью, на которой земной царь должен был после смерти подняться на небо, к богу.
Древние вавилоняне долгое время верили, что небо представляет собой четырехугольный шатер с подвешенными к его нижней, обращенной к земле части лампами – звездами. Только после изобретения колеса небо, по представлениям древних вавилонян, превратилось в круглый свод, медленно поворачивающийся на своей оси.
А вот свидетельство Библии: «И сказал бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды... И создал бог твердь, и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью. И стало так. И назвал бог твердь небом... И сказал бог: да соберется вода, которая под небом,
в одно место, и да явится суша. И стало так... И назвал бог сушу землею, а собрание вод назвал морями... И сказал бог: да будут светила на тверди небесной... для отделения дня от ночи, и для знамений, и времен, и дней, и годов; и да будут они светильниками на тверди небесной, чтобы светить на землю. И стало так... И поставил их бог на тверди небесной...» (Бытие.1: 6-10, 14-15, 17).
В библейском рассказе, как видим, не говорится, из чего была изготовлена небесная твердь. В шумерской легенде о сотворении мира есть намек на то, что она была сделана из олова. Слово «аннаку», которым шумеры называли олово, прямо указывает, как считают ученые, на связь его с именем бога неба Ану. Объяснение этого обстоятельства довольно просто. Жители долины Двуречья находили оловянную руду в горах, окружающих Месопотамию. Высоко ценя этот металл,

необходимый при выплавке бронзы, они сделали вывод, что кусочки олова – не иначе как обломки блестящего небесного свода.
У древних египтян небесный свод считался железным. Слова «биа ен пет», служившие для обозначения железа, буквально означают «небесная руда», т.е. руда, упавшая с неба. Дело в том, что древние египтяне познакомились с железом, представлявшим большую редкость в долине Нила, благодаря метеоритам, действительно упавшим с неба.
Современного человека поражает прежде всего само возникновение представления о какой-то небесной тверди, к которой прикреплены светила и которая отделяет некие
«верхние» воды от «нижних». Чтобы понять это представление, надо выяснить, что было действительно известно нашим далеким предкам о мире.
Прежде всего, каждодневный опыт учил людей, что известная им часть мира имеет вид плоскости, постепенно возвышающейся к середине. Об этом говорило то, что где бы ни находились люди, поверхность земли плавно уходила вниз, за горизонт. Поэтому в большинстве древних космогоний земля имеет вид выпуклого диска или горы. В любом направлении за известной частью мира находились страны мало изведанные, а еще далее – и вовсе не изведанные. Но здравый смысл подсказывал, что, поскольку люди живут в центре мира, на самой возвышенной его части (а это ведь казалось всем людям, где бы они ни обитали), мир не может распространяться во все стороны бесконечно, неизведанные земли должны где-то кончиться. У большинства народов существовало поэтому представление о Мировом океане, омывающем мир.
Повседневные наблюдения говорили также, что земля неподвижна и, кроме земного мира, не может быть ничего сущего. Небесная сфера, или твердь, была при этом необходима, чтобы объяснить, откуда берется вода, падающая с небес в виде дождя, града или росы, и почему она все-таки не заливает землю. Представление о небесной тверди хорошо подкреплялось падением «небесных камней» – метеоритов.

Изо дня в день, из года в год человек убеждался на опыте, что солнце, луна, планеты и звезды движутся по небу, восходят на востоке и заходят на западе. Но если уж сложилось представление о небесной тверди, не было ничего про-

ще как прикрепить их к этой сфере и заставить двигаться вместе с ней. Для опровержения такого взгляда нужно было, по крайней мере, представить себе истинные размеры Земли
и других небесных тел, их взаимные расстояния, понимать, что такое относительность движения и в чем состоит природа тяготения. Все это было книгой за семью печатями для науки того времени.
Астрономия – одна из самых древних наук. Еще на заре человечества охотники искали дорогу к своему стойбищу, ориентируясь по звездам. Большой толчок к изучению небесных явлений дал переход людей от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству. Сроки перегона скота и получения приплода определялись прежде всего по фазам луны. Сезоны в земледелии связывались с высотой солнца над горизонтом, с годовыми изменениями положения звезд на небе.
Так повседневные производственные нужды людей оказались тесно связаны с расположением небесных светил. Но объяснить научно эту связь человек в ту пору был еще не в силах. Поэтому он стал поклоняться солнцу и луне, планетам
и звездам как могущественным и прекрасным богам. Религия тесно переплелась с наблюдательной астрономией, возникли так называемые «астральные», т.е. звездные, культы. И такие процессы совершались тех территориях нашей планеты, где люди переходили к оседлому образу жизни.
Историки древнего мира говорят, что уровень, достигнутый древней астрономией, был очень высок. Это верно. Но нельзя забывать, что астрономия была в ту пору чисто описательной наукой, бессильной что-либо противопоставить религиозным представлениям об устройстве мира. От нее была совершенно скрыта действительная природа изучаемых ею явлений. Древние астрономы, например, знали множество созвездий, могли рассчитать время захода и восхода луны, солнца, планет, наиболее крупных звезд, предсказывать солнечные и лунные затмения и т.п. Но при этом они совершенно ничего не знали (и не могли знать) о том, что представляют собой Земля, планеты и звезды, какое действительное положение занимают они во Вселенной.
Поэтому размышления древних о природе небес строились главным образом на домыслах, обрастали фантастическими, часто религиозными образами. И не случайно, что в

древнем мире наблюдением неба занимались, как правило,
жрецы, служители религиозного культа.
Вселенная древних была очень маленькой и тесной. И
это не удивительно: ведь люди, создавая свои представления
о ней, не имели другого масштаба, кроме земного. Таким образом, древние представления о масштабах мира на деле показывают, как узок был мир практики в то время. У древних греков был миф о том, что когда бог огня Вулкан уронил на землю свою наковальню, она летела целых девять дней. Подсчеты, основанные на законах свободного падения тел, показывают, что небо древних греков находилось, если верить приведенной легенде, чуть дальше орбиты Луны – там, где, с нашей точки зрения, Вселенная только начинается.
Но именно древние греки сделали первые шаги к правильному пониманию мира. Они порвали с религиозными мифами и впервые попытались понять устройство и масштабы мира с позиций науки. Исходные данные для этого они получили из путешествий и наблюдений.
Древнегреческий математик Пифагор (VI–V в. до н.э.), много путешествовавший, первым высказал мысль о шарообразности Земли. Философ Аристотель (IV в. до н. э.) доказывал, что Земля – шар, ибо в южных странах на небе появляются новые созвездия, не видимые в северных, а чем дальше мы двигаемся к северу, тем все больше появляется на небосводе незаходящих звезд. Он ссылался также на то, что во время лунных затмений тень от Земли имеет на лунном диске круглую форму. Спустя много столетий во время кругосветного плавания Магеллана это доказательство шарообразности Земли вернуло мужество его морякам, которые, находясь почти три месяца в водах Тихого океана, пришли в отчаяние, думая, что никогда уже не вернутся домой и не увидят суши.

Древнегреческий историк Геродот рассказывал услышанную им во время посещения Египта легенду о путешествии финикийцев вокруг Африканского континента. Геродот не поверил легенде, так как в ней утверждалось, будто, огибая Африку с юга и плывя с востока на запад, путешественники видели солнце в полдень с правой стороны, т.е. на севере!
«Этого не может быть!» – восклицает Геродот, хотя, с нашей точки зрения, такой рассказ был лучшим доказательством пребывания финикийцев в Южном полушарии.

Постепенно идея о том, что Земля – шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, все шире распространялась среди античных мыслителей. Архимед писал: «Аристарх Самосский... полагает, что неподвижные звезды и Солнце не меняют своих мест в пространстве, что Земля движется по окружности вокруг Солнца, находящегося в ее центре».
Наконец, за 300 лет до нашей эры географ Эратосфен путем остроумного опыта попытался определить подлинные размеры земного шара. Заметив, что в день летнего солнцестояния в городе Сиене (теперь Асуан) солнце стоит в зените
и поэтому освещает дно самого глубокого колодца, он измерил угол падения солнечных лучей в тот же день в Александрии. Зная расстояние между этими городами, Эратосфен легко вычислил длину окружности земного шара. Его расчеты оказались близки к современным.
Так шаг за шагом двигались люди к разгадке тайны мироздания. Однако на этом пути у них были два серьезных препятствия. Во-первых, люди не имели необходимых для наблюдения небесных тел приборов. Во-вторых, успехи античной науки были на много столетий приостановлены возникновением христианства.
Еще в древнегреческой философии возникло течение, резко противопоставлявшее небесное и земное. В то время как великий материалист древности Демокрит (V–IV вв. до н.э.) развенчивал веру в богов и отрицал божественность небесных светил, Платон (V–IV вв. до н.э.), философидеалист, говорил, что астрономия изучает на небе идеальный мир, соответствующий достоинствам обитающих там богов. Платон учил, что все небесные светила прикреплены к хрустальным сферам и движение их равномерно и совершенно. Все небесное, по учению Платона, вечно и неизменно. Это представление поддерживал и ученик Платона Аристотель. Он считал, что земной мир состоит из четырех элементов – огня, воздуха, воды и земли. Но этот изменяющийся
«подлунный» мир простирается только до луны, за которой расположен мир совершенный и неизменный, где господствует пятый элемент – невесомый эфир. Латинское название пятого элемента – квинтэссенция – и до сих пор сохраняется
в нашем языке как символ чего-то самого главного в каждой вещи, явлении.

Представления Платона и Аристотеля оказали сильное влияние на картину мира, созданную греческим астрономом Птолемеем во II в. до н.э. Птолемей пытался объяснить видимые движения по небосводу планет Солнечной системы – Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна. Как теперь известно, путь этих светил на нашем небе приобретает сложный вид потому, что мы наблюдаем их, сами находясь в движении вокруг Солнца. Два движения складываются и дают сложную видимую кривую. Птолемей же считал, что Земля находится в центре мира и не может двигаться. Поэтому он придумал сложную схему, согласно которой Солнце оказывается на третьем месте от Земли, а каждая планета движется не только вокруг Земли, но еще и по дополнительным орбитам (эпициклам), объясняющим видимые пути планет на земном небе.
Система Птолемея легла в основу христианской космологии. По учению христианской церкви, человек – царь природы. Ради него созданы Земля и Солнце, небеса и преисподняя. Но мир, окружающий нас,– мир временный, необходимый только для того, чтобы человек мог очиститься от лежащего на нем греха. После смерти праведник переходит в иной, лучший, скрытый от наших глаз «духовный» мир, а грешник попадает в подземный ад. Поэтому в центре мира находится жилище человека – Земля, за ней следуют сферы Солнца и планет, далее расположена сфера неподвижных звезд, а еще дальше перводвигатель – начало, управляемое богом и приводящее небесные сферы в движение.
Христианская церковь господствовала в средневековом обществе, освящая феодальное угнетение и власть одних людей над другими. Систему земных отношений она перенесла на небеса. К каждой планетной сфере, по учению церкви, прикреплены разного рода «небесные силы»: серафимы, херувимы, архангелы; низший разряд небесного воинства – ангелы – отвечал за движение Луны.
Так, по мнению людей, выглядели небеса на протяжении многих лет господства христианской веры. Христианская космология, как и древние системы мира, не соответствовала действительности, но она хорошо отвечала религиозному представлению о мире и предназначении в нем человека, а благодаря птолемеевским эпициклам долгое время удовлетворяла практические потребности и не очень сильно расходилась с наблюдениями.

Рассмотренные нами этапы представлений человека о Земле и Вселенной являлись, таким образом, смесью наблюдений и домыслов. Небесный мир строился поэтому или по прямой аналогии с земным, или в прямом противопоставлении ему.
Но наука не может опираться только на здравый смысл, ограничивающийся рамками каждодневной обыденности. Она утверждает, что мир бесконечен в своих масштабах и свойствах, и то, что оказывается, бесспорно, правильным в окружающем человека земном шаре, неприменимо в мире мельчайших частиц материи – молекул и атомов или в мире бесконечно больших космических тел – звезд и галактик. Наблюдение и опыт, научные эксперименты, в конечном счете, общественная и производственная практика – вот единственно верные средства отличить истину от заблуждения, говорят ученые. Только эти средства могут подтвердить или опровергнуть смелые предположения человеческого разума.
Система Птолемея была поставлена под сомнение польским математиком и астрономом Николаем Коперником (1473–1543).
Выдающийся мыслитель, Николай Коперник в течение более чем 30 лет разрабатывал идею гелиоцентрической картины мира (от греческого «Гелиос»–«Солнце»), в соответствии с которой Земля оказывается рядовой планетой, в числе прочих обращающейся вокруг центрального светила – Солнца. Коперник решительно отбросил былые предрассудки
о том, что Земля является центром мира и центром тяжести,
вокруг которого якобы должны двигаться все небесные тела.
Трактат Коперника «Об обращении небесных сфер» вышел в свет лишь незадолго до его смерти, в 1543 г. Он произвел настоящий переворот в представлениях ученых о Вселенной. Коперник доказывал, что не Вселенная движется вокруг неподвижной Земли, а, наоборот, Земля перемещается в космическом пространстве. Провозглашая идею относительности движения, великий польский ученый поставил вопрос о том, что видимое нашим взором должно быть понято с учетом движения того тела, откуда ведется наблюдение.
Но идеи Коперника были поначалу только гипотезой, не доказанной фактами. Ведь и в XVI в. астрономия не обладала приборами, способными помочь человеку постичь природу небесных тел. Все известные тогда астрономические инстру-

менты имели значение для наблюдательной астрономии, помогали изучать видимые движения и положение звезд и планет на небосклоне. Эти наблюдения в конце концов тоже сыграли свою роль в создании подлинной картины мира, но они не могли рассказать людям об устройстве, размерах небесных тел и масштабах Вселенной.
Гипотеза Коперника противоречила христианскому учению о месте человека в мире. Она подрывала ту древнюю картину Вселенной, которая была закреплена в Священном писании (Библии). Однако до тех пор, пока гипотеза не была доказана, церковь не особенно тревожилась. Решительная борьба против коперниковских идей началась лишь после того, как итальянский ученый Галилео Галилей (1564–1642) направил в небо увеличительную трубу собственной конструкции.
Случилось это в конце 1609 г. Труба Галилея была, по сегодняшним представлениям, совсем маленькой: она увеличивала всего в 30 раз. Но открытия, сделанные Галилеем в течение нескольких месяцев, опрокинули все имевшиеся у людей представления о мире, его масштабах и устройстве.
Прежде всего оказалось, что небеса состоят из таких же материальных объектов, как и Земля: на Луне обнаружились горы, «моря» и долины; на Солнце – этом символе божественной чистоты – пятна (как теперь известно, возмущения солнечной атмосферы, создающие вихри на ее поверхности); Млечный Путь распался на бесчисленное множество отдельных звезд и т. д. Оказалось также, что неверна и теория о тяготении всех небесных тел к центру мира – Земле. Уже при первых наблюдениях Галилей обнаружил, что вокруг планеты Юпитер движутся четыре спутника и что, следовательно, во Вселенной помимо Земли могут быть другие центры притяжения.
Наблюдения Венеры обнаружили, что она проходит, подобно Луне, смену видимых фаз, приобретая вид то узкого серпика, то полного диска. Это было прямым доказательством ее обращения вокруг Солнца.
Так за несколько месяцев рухнула под ударами новых фактов вся средневековая картина мира.Недаром Галилея,
совершившего этот научный подвиг, современники прозвали
«Колумбом Вселенной».

Отстаивая старые представления, церковь потребовала от Галилея, чтобы он отказался от «коперникианской ереси». Ему было запрещено заниматься астрономией. Кроме того, за Галилеем был установлен пожизненный надзор. Однако движение науки инквизиция не могла уже остановить. Новые открытия следовали одно за другим, и процесс этот, раскрывающий перед изумленным человеческим взором всю необъятную Вселенную, продолжается и сейчас. Таким образом, изучение мира, окружавшего человека, привело к расширению его знаний о природе, к созданию целой системы наук, изучающих природу, к созданию естествознания.
Естествознание – система наук о природе, совокупность естественных наук, взятая как единое целое. Естествознание
– одна из трёх основных областей человеческого знания (вместе с науками об обществе и мышлении). Предметом естествознания являются различные виды материи и формы их движения, проявляющиеся в природе, их связи и закономерности, основные формы бытия. Слово «естествознание» представляет собой сочетание двух слов – «естество» (природа) и «знание». В настоящее время под естествознанием понимают формализованное (физико-математическое) и неформализованное содержательное (например, биология, химия, география), конкретное (например, антропология) естествознание, т.е. точное знание о всем, что действительно есть во Вселенной или, возможно, есть во Вселенной. Это знание часто можно выразить в виде математических формул.
По своему содержанию и по методу изучения явлений природы естествознание может быть разделено на эмпирическое и теоретическое, а по характеру своего объекта – на неорганическое и органическое. Неорганическое естествознание имеет своим предметом механические, физические, химические и иные явления. Органическое естествознание своим предметом изучения имеет явления жизни, или живую природу. Конечно, такое деление естествознания является довольно условным, так как достаточно сложно разделить неорганические и органические вещества, то есть вещества относящиеся к живой и неживой природе.

были Ф. Энгельс и химик Ф. Кекуле, на основе тщательного изучения истории развития естественных наук были выдвинуты идеи об иерархии наук в форме четырех последовательных ступеней: механика, физика, химия, биология. В настоящее время науки о природе (или науку о природе) подразделяют на такие более или менее самостоятельные разделы, как физика, химия, биология, психология. Механика включена
в физику. Среди наук о природе появилась психология.
Физика имеет дело не только со всевозможными материальными телами, но и с материей вообще. Химия имеет дело со всевозможными видами субстанциональной материи, т.е. с различными веществами. Биология – со всевозможными живыми организмами. Психология изучает различные разумные существа. Но это деление достаточно условно, так как систематически возникают междисциплинарные проблемы, которые решают пограничные дисциплины (биофизика, биохимия, психофизика, физическая химия и т.д.).
Далее идет переход к общественным наукам и наукам о мышлении. Вся история естествознания показывает основу, на которой оно находится. Это логически обоснованная математика. Без математики невозможно решить никакие проблемы естествознания. Особенно эффективна математика при системном подходе к изучению природы.
Между естественными и социальными науками располагаются технические науки (включая сельскохозяйственные и медицинские). Дифференциация наук и их интеграция в процессе развития человеческого общества привели к возникновению новых наук (квантовая механика, ядерная физика, биохимия, бионика, геохимия, космохимия и др.). Особое место занимает кибернетика, представляющая собой раздел технических и математических наук, но глубоко проникающая в другие естественные и общественные науки. Естественные науки вместе с науками о человеке и обществе являются составными частями общечеловеческой культуры. Известны многие литературные произведения, внесшие вклад в развитие естествознание. Такими являются диалоги древнегреческого философа Платона (428 –348 гг. до н.э.), поэма «О природе вещей Тита Лукреция Кара (1 век до н.э.), «Естественная история» Ж. Бюффона (1707 – 1788), труды М.В. Ломоносова.
Гуманитарные науки, литература, искусство, религия сильно влияют на развитие естественных наук, на формиро-