3. Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания 13
Заключение 17
Список литературы 18
Введение
В современном "постиндустриальном" обществе в научные разра-ботки и технологическую деятельность вовлечены миллионы людей. Работа их определяет судьбы миллиардов, поэтому без глубокого освоения идей, языка и методов современной науки невозможно разумно управляемое развитие человеческой цивилизации. Эколо¬гический кризис, поставивший человечество на грань катастрофы, вызван не научно-техническим прогрессом, а напротив — недоста¬точным распространением в обществе научных и культурных знаний, породившим благодатную почву для принятия безответственных ре¬шений, бесконтрольного производства человеческих потребностей да¬леко не высшего порядка и их удовлетворения в ущерб окружающей природе. Человечество находится в состоя¬нии настоящей революции "в области коммуникаций и информа¬ции, подготовившей и смену мировоззрения... Информация превра¬тилась в глобальный и, в принципе, неистощимый ресурс человече¬ства, вступающего в новую эру развития цивилизации — эпоху ин¬тенсивного освоения этого информационного ресурса и неслыханных возможностей феномена управления". Многие решения, определяю¬щие будущее, зависят от адекватной интерпретации научных откры¬тий. Наука — не набор непреложных истин, и научный метод — лишь один из способов познания природы. Гуманизация общества и образования стала насущной потребнос¬тью нашего времени. Поэтому в обучении важны и современные зна¬ния, и соответствующие им ответственность и мораль. Велика в этом роль космологии и философии как попытка найти логически безуп¬речный (в отличие от теологии) ответ на главный вопрос — проис¬хождение мироздания и человечества. На примере развития космологии, связанной со всеми естествен¬ными науками и окрашивающей их романтическим ореолом, можно проследить за изменением ценностных установок в обществе. На всех этапах своего развития космология (а до нее натурфило-софия, выросшая из религиозно-мифологического миропонимания) отражала эволюцию представлений человечества о мире в целом. Коперниканская революция в естествознании заставила признать огром¬ное значение космологии для осознания человеком своего единства с миром на Земле и в космосе. Становление новой картины мира всегда порождало конфликты между людьми разных убеждений. И Галилей, и представители инквизиции считали, что они защища¬ют высшие духовные ценности. Острые дискуссии по методологичес¬ким вопросам космологии происходят и сейчас. Исходная база совре¬менных представлений — модель "начала" — выглядит гипотетичес¬кой, начальная сингулярность покрыта мраком таинственности. Автор теории "горячей Вселенной" Георгий Гамов в этом вопросе ссылался на святого Августина, который, по преданию, на вопрос "что делал Бог до сотворения мира?", отвечал: "готовил ад для тех, кто задает подобные вопросы". Непрерывное расширение пространственных и временных границ познанной части Вселенной дает человеку уверенность в собственной значимости. Это чувство совершенно необходимо для формирования личности. Астрономия и космология, как самые романтические из всех естественных наук, возбуждают интерес к познанию мира, по¬ниманию своего места в нем. Упустив шанс пробудить этот интерес в молодом возрасте, можно прийти к поколению, которое окажется неспособным просто мечтать, глядя на небо. Идеи эволюционизма, пронизывающие космологию, являются общими для мира и материального, и социального. В современных кар-тинах мира одинаково важны и принцип неопределенности, и веро-ятностный характер законов, и точки бифуркации (раздвоение, разветвление), в которых происходит выбор страте¬гии развития. Человек познающий использует глобальный эволюци¬онизм как каркас, в который вписываются разные мировоззренчес¬кие концепции. Но не являются ли понятия упорядоченных структур в термодинамике, астрофизике, химии редукцией к ним социокультурных или биологических явлений? Удивительно и то, что развитие Вселенной оказалось в сильной зависимости от значений мировых констант, входящих в теории. Что нового дает применение единого синергетического (совмещенного) подхода ко всему живому, нежи¬вому, социальному? Так перед наукой была поставлена очередная за¬дача — обоснование конструктивности синергетического подхода. Влияние науки на все сферы жизни — производство, технику, быт, технологию, военное дело, экономику, политику, культуру, мировоззрение — неоспоримо и стремительно растет. В обществе живущем в третьем тысячелетия созрело убеж¬дение в том, что только "человек культуры" сможет соответствовать современному уровню развития цивилизации. Целью настоящей работы, является, подробное изучение литературы освещающей фундаментальные основы естествознания и естественно – научные аспекты современных технологий, энергетики , экологии и др. Своей задачей считаю, подробное изложение в работе вопроса об основных достижениях естествознания в современном мире.
1. Естествознание в изменяющемся мире
Нет смысла перечислять достижения естествознания — каж¬дый знает рожденные технологии и пользуется ими. И в основном передовые технологии базируются на естественно¬научных открытиях последних десятилетий XX века. Но несмот¬ря на ощутимые достижения, возникают проблемы, вызванные главным образом осознанием угрозы экологическому равнове¬сию нашей планеты. Самые разные сторонники рыночной эко¬номики согласятся, что свободный рынок не может защитить слонов в Африке от охотников или исторические памятники Месопотамии — от кислотных дождей и туристов. Только пра¬вительства способны устанавливать законы, стимулирующие обеспечение рынка всем тем, что нужно человеку, без разруше¬ния среды его обитания. Но правительства не в силах проводить подобную политику, если им не помогут ученые и прежде всего ученые, владеющие современным естествознанием. Нужна связь между естествозна¬нием и управляющими структурами в вопросах, касающихся ок¬ружающей среды, материального обеспечения и многих других. Наука вмешивается в политику, особенно в борьбе за чистоту планеты: уровень загрязнений нужно измерять, нужно прогно¬зировать их последствия — только так мы можем узнать о бедах, которые необходимо предотвратить. Только с помощью самых современных естественно-научных и в первую очередь физических методов можно следить за толщиной и однородностью озонного слоя, защищающего человека от ультрафиолетового облучения, только научные исследования помогут понять при¬чины и следствия кислотных дождей и смога, сказывающихся на жизни каждого человека. Плоды наукоемких технологий все больше и больше внедряются в нашу жизнь. Только наука может дать знания, необходимые для полета человека на Луну, для ис-следования глубин океана, найти способы избавления человека от рака и других тяжелых болезней. В результате анализа популярных в 70-е годы математических моделей ученые пришли к выводу, что дальнейшее разви¬тие экономики на Земле вскоре станет невозможным. Принесли ли такие модели новое точное знание? Скорее всего нет. И все-таки математические модели сыграли важную роль. Они демон¬стрируют возможные последствия тенденций развития, наме¬тившихся сегодня. И в свое время модели действительно убеди¬ли миллионы людей, что защита природы необходима. А это не самый малый вклад в прогресс. Несмотря на различия в рекомендациях все модели содержат один главный вывод: природу нельзя дальше загрязнять так, как сегодня. Одна из моделей по-казала влияние роста населения на экологию, не вдаваясь в под¬робности, как его ограничить; другая — продемонстрировала положительную роль в борьбе за чистую планету финансовой помощи развивающимся странам; третья известная модель — модель ООН — выделила важность изменения технологий. Итак, история показала, что модели могут "тестировать" предложения политиков, хотя и не способны абсолютно точно предсказать будущее. С естественно-научными знаниями можно связать многие проблемы на Земле, но эти проблемы происходят из незрелости самой науки — дайте ей продолжать свой курс, и человечество преодолеет сегодняшние трудности. Таково мнение большинства ученых. Для других, в большей степени тех, кто лишь причисля¬ет себя к когорте ученых, наука потеряла свое совершенство. Естествознание отражает в значительной мере потребности практиков и в то же время финансируется в зависимости от по¬стоянно меняющихся симпатий государства и общественности. Такая зависимость, к сожалению, может привести не только к процветанию науки, но и к ее кризису, который переживают в последнее время, например, страны бывшего СССР, в том числе и Россия. В большинстве крупных развивающихся стран число ученых и инженеров, а также высококвалифицированных профессионалов увеличивается в два раза быстрее, чем число людей других профессий. Наука и техника — не только главный инструмент приспо¬собления человечества к постоянно изменяющимся условиям в природе, они и главная сила, прямо или косвенно вызывающая такие изменения. Экономический кризис, подобный кризису в России, — один из источников скептицизма по отношению к науке, неоправ¬данно подрывает веру в силу науки, существовавшей со времен Возрождения. Но даже в этом случае остается непоколебимой одна из важных особенностей научного знания — наука и тех¬нология, которые она создает, оказывают огромное влияние на окружающий нас физический мир. Большая часть мощи науки направлена на пользу человечеству. Может быть, несколько по¬теряны иллюзии в отношении науки, но никто не будет отри¬цать тех благ, которые она нам принесла.
2. Естествознание и окружающая среда
Вместе с никем не опровергнутыми положительными черта¬ми на портрете естествознания возникали и трещины, обуслов¬ленные и природой самого знания, и непониманием на данном этапе каких-то очень важных свойств материального мира из-за ограниченности познания человека. Скажем, чистые математики сделали открытие, противоречащее представлениям мыслителей прошлого: случайные, хаотические процессы можно описать точными математическими моделями. Причем оказалось, что даже простая модель, оснащенная эффективной обратной свя¬зью, настолько чувствительна к микроскопическим изменениям начальных условий, что ее будущее становится непредсказуе¬мым. Стоит ли тогда спорить о том, детерминистична ли Все¬ленная, если строго детерминистская модель дает результаты, не отличные от вероятностных? Следует рассмотреть пример с погодой, которая описывается вполне детерминистскими законами. Однако такие законы так чувстви¬тельны к начальным условиям, что больше, чем на несколько дней, погоду предсказать нельзя. И никакое уточнение формул, увеличение массива данных изменить этот приговор не могут. Другой пример. Естествознание охватывает многие общие проблемы энергетики. Разведка нефтяных и газовых месторождений — настолько сложное дело, что общественность и власти не пытаются указать геологам, как им этим заниматься. Вопреки предсказаниям об истощении запасов ископаемого топлива раз¬веданные данные все растут, а обследованы еще далеко не все перспективные районы, особенно на дне океана. Так, по одной из оценок, известные нам запасы нефти и природного газа за период с 1960 по 1990 гг. увеличились соответственно от 25 до 125 и от 60 до 225 млрд. т. Оценки запасов, конечно, различают¬ся, и администратор всегда может выбрать такую оценку, кото¬рая лучше всего отвечает его целям. Но все же серьезные оценки убеждают: на следующий век топлива хватит, и даже не понадо¬бятся новые технологии его добычи. Цены на топливо будут возрастать, но под действием не геологических, а внешнеполи-тических факторов. Вопрос теперь в том, как мы будем исполь¬зовать ископаемое топливо, ибо именно здесь много проблем. Приведу пример того, как наука не может повлиять на си¬туацию. Из-за сжигания органического топлива возникают ки¬слотные дожди. Причины их возникновения хорошо изучены и последствия видны каждому — гибнут леса, исчезает все живое в водоемах. Главный источник кислотных дождей — автомобиль¬ные выхлопы. Но вот результаты недавнего референдума в Гер¬мании: население проголосовало против ограничения скорости автотранспорта на магистралях, хотя это позволило бы умень¬шить выбросы, не ограничивая возможности пользоваться авто-мобилем. Инженеры и ученые создали современный автомо¬биль, но пользуются им простые граждане, и правительство идет им навстречу, игнорируя мнение ученых. Перед нами пример социального выбора без всякого учета рекомендаций науки. Пренебрежение рекомендациями ученых равносильно незна¬нию. А "незнание, как заметил Сенека, — плохое средство изба¬виться от беды". Ученые убедительно показывают, что каждый житель разви¬тых стран потребляет намного больше энергии, а значит, и про¬изводит больше двуокиси углерода, чем житель развивающейся страны. Тогда почему же надо для блага всего человечества ог¬раничивать рост населения третьего мира, а не первого? Так можно было бы решить проблему, если бы мы собирались со¬хранить навсегда существующий разрыв в благосостоянии, а значит, и в потребности энергии. Но третий мир имеет право стремиться к высокому экономическому уровню. И было бы не¬справедливо поощрять бедные страны с большим населением активнее развиваться, а потом обвинять их в чрезмерном потреблении энергии. Первый мир должен обеспечить себя и тре¬тий мир новыми энерго- и ресурсосберегающими технологиями. Одно из решений — смена способа обыденного мышления: важно не только обладание автомобилем и возможность ездить с бешеной скоростью, но и более рациональное использование автомобиля, не только наличие кондиционера в жилище, но применение его лишь в случае необходимости. Наука уже наме¬тила пути экономии энергии, включая использование отходов, снижение потерь тепла и мощности, использование отработан¬ного ядерного топлива. Большинство таких перемен зависит от индустриальной по¬литики, а значит, может регулироваться государством. Повыше¬ние платы за электроэнергию, государственная помощь желез¬ным дорогам и общественному транспорту — это инструмент государственной политики. Другой рычаг — давление общест¬венности развитых стран на промышленные корпорации. Но этого мало. Ученые Японии считают, что индустриальные кон¬церны должны добровольно снизить потребление энергии, вне¬дряя улучшенные технологии и более тщательно проводя кон-троль качества своей продукции, чтобы не тратить сырье и энергию на брак. Причем все это может происходить без роста выпуска продукции, если другие фирмы и правительство помо¬гут им в этом. Сохранению энергии будет способствовать сама промышленность. В таком же кооперативном духе развитые страны могут поделиться усовершенствованными технологиями с развивающимися. В конце концов планета у нас одна. Следует отметить, что рассмотренное предложение носит добровольный характер. Одна из причин такой инициативы — отсутствие в японской культуре традиции противоборства. К тому же в Япо¬нии факт, признанный серьезной наукой, скорее принимается всеми сторонами, участвующими в дебатах. Привилегированное положение науки больше сохранилось в Стране восходящего солнца, чем на Западе. Может, поэтому в Японии наука лучше служит интересам общества, чем где бы то ни было. Понятно, что рыночная экономика строится на прибыли. Фирмы, не прошедшие испытание рынком, исчезают. Их иму¬щество скупают фирмы, которые научились извлекать доходы. Если нет дохода от "чистого" производства, то в жертву будет принесена природа: мы останемся с грязными воздухом и водой, зараженными почвами, а этого допускать нельзя. Обществу не¬обходим механизм производства, который одновременно работал бы эффективно и следил бы за окружающей средой. Верность этого тезиса доказал многолетний печальный эксперимент в бывшем СССР и в Восточной Европе. Пренебрежение вопроса¬ми экологии внесло свою лепту в падение коммунистического режима — политикам разных стран стоит над этим задуматься. Есть еще одна проблема. Страна, загрязняющая природу, страдает от этого, но страдают и другие страны, так как загрязне¬ние воздуха или воды распространяется и на соседей. И если эта страна идет на расходы для снижения загрязнений, выходит, что она определенную часть средств тратит на соседей. Следователь¬но, надо объединять усилия, обсуждать эти проблемы с помощью современных средств связи, принимать конкретные меры.
3. Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания
Отношение общества к естествознанию, науке в целом и к ученым определяется в основном тем представлением о ценно¬сти науки, которое в обществе преобладает. Вряд ли кто-то сможет аргументированно опровергнуть мнение А. Чехова: "Наука — самое важное, самое прекрасное и нужное в жизни человека". Тем не менее понятие "ценность науки" имеет два смысла. Что она дает людям для улучшения их жизни? Что она дает весьма небольшой группе людей, желающих знать, как уст-роен окружающий нас мир? Один из существенных признаков разделения естественных наук на прикладные и фундаменталь¬ные базируется именно на этих двух смыслах: ценной в первом смысле считается прикладная наука, во втором — фундаменталь¬ная. Вот мнение крупнейшего математика, физика и философа Анри Пуанкаре (1854—1912): Я не говорю: наука полезна потому, что она научает нас создавать машины; я говорю: машины полезны потому, что, работая на нас, они некогда оставят нам больше времени для занятия наукой. Разумеется, у тех, кто отпускает на науку деньги, точка зре¬ния совершенно иная. Для них основная цель — все-таки ма¬шины. С точки зрения; власти, функция ученых должна состоять не в том, чтобы искать, а в том, чтобы находить. Конечно, власти достаточно умны и понимают, что фунда¬ментальные исследования — это работа на будущее, и если мы не хотим себя оставить без будущего, то их необходимо субси¬дировать. И вот тут возникает проблема, как отделить то, что не требует субсидирования, что может обходиться немедленной реализацией собственного продукта, от того, что субсидирова¬ния требует. Как отличить прикладные исследования от фунда¬ментальных? Ведь некоторые исследования, прикладные по су-ществу, но никуда на самом деле "не прикладываемые", могут рядиться в одежды фундаментальных и требовать для себя ничем не оправданных вложений. Рассмотренный признак, конечно, не для финансовых орга¬нов. Его недостаток в расплывчатости. Ведь человек, занимаю¬щийся волнами, производимыми подводной лодкой, может счи¬тать, что он познает гармонию мира, а человек, открывший но¬вое физическое явление, может его тут же с большой выгодой использовать. Встав перед этой проблемой в 1950-х годах, министерство обороны США образовало специальный комитет, который со¬ставил сводку наиболее употребительных значений термина "фундаментальное исследование". Вот эти значения: • исследование, которое не соотнесено ни с каким конеч¬ным результатом; • бесполезное решительно для всех; • ищущее знание, которого пока нет; • предпринимаемое только потому, что этого желает иссле¬дователь; • не нуждающееся в ограничениях секретности; • проводимое исследователем, который не в состоянии объ¬яснить, чем он занят; • новое исследование в области, не имеющей практического значения. Как видно, высокие эксперты не очень-то прояснили про¬блему. Установившееся современное понимание состоит в следую¬щем. Проблемы, которые ставятся перед учеными извне, назы¬ваются прикладными. Проблемы, возникающие внутри самой науки, — фундаментальными. Не следует слово "фундаменталь¬ный" смешивать непременно со словами "важный", "большой" и т.п. Прикладное исследование может иметь очень большое значение и для самой науки, в то время как фундаментальное исследование может быть и пустяковым. Некоторые люди счита¬ют, что достаточно предъявить высокие требования к уровню фундаментальных исследований, и тогда все будет хорошо, по¬скольку любое выполненное на высоком уровне исследование рано или поздно найдет применение. Приводят примеры вроде такого. Древние греки (Аполлоний Пергский) изучали кониче¬ские сечения, которые тогда казались совершенно бесполезны¬ми, однако через 17 веков они нашли неожиданное применение в теории Кеплера. Большинство фундаментальных исследований никогда не найдет себе применения. Этому три причины. Пояснить первую можно на примере с коническими сечениями. Аполлоний доказал свыше ста теорем о конических сечениях. Использовано за двадцать веков было лишь несколько. Если завтра или еще через несколько веков понадо¬бятся другие теоремы, то их быстренько докажут заново, не утруждая себя раскопками исторических пластов. Вторая причина. Фундаментальные исследования делаются с большим превышением потребностей во временных направле¬ниях науки, от которых зачастую потом целиком отказываются (например, теория эпициклов). Кроме того, в последнее время в естествознании стали преобладать не экспериментальные, а тео¬ретические работы. В этом есть объективные и субъективные причины. Объективные — современный эксперимент сопряжен с дорогостоящим оборудованием. Субъективные — стремление ученых любой ценой сделать что-то новое. Так рождаются мно¬гочисленные теории ради теорий, которыми переполнены науч¬ные журналы, особенно отечественные. Вместе с тем возникают и целые школы, претендующие на финансирование своих "фундаментальных исследований". И, наконец, третья причина: ученые всегда стремились к ни¬чем не оправданному "обобщательству", и с этим ничего нельзя поделать. Из всего сказанного ясно, что фундаментальные исследова¬ния в обывательском смысле скорее бесполезны, чем полезны. Однако у общества нет выхода, и оно вынуждено идти на из¬держки просто потому, что отделить заранее бесполезное от по¬лезного невозможно. Сегодня полезность фундаментальных ис¬следований должна рассматриваться не только в возможной (пускай и с малой вероятностью) выгоде от них завтра, но и в том, что они позволяют поддерживать высокий научный уро¬вень. Кстати, низкий уровень прикладных институтов объясня¬ется именно тем, что рядом с прикладниками в них нет специа¬листов, занимающихся фундаментальными исследованиями. Из приведенного выше определения фундаментальных ис¬следований следует также и то, что в отличие от прикладных исследований их невозможно планировать в принципе: ведь нельзя же внутренние проблемы поставить извне. Взаимоотношения науки и общества не ограничиваются то¬варно-денежными. Государство часто вмешивается во внутрен¬ние дела науки, а наука вмешивается во внутренние дела обще¬ства. Как происходит первое — понятно, и пояснять это не нужно. Можно только отметить, что во всех случаях такое вме¬шательство приводит к отрицательным последствиям. Вмешательство науки в дела общества тоньше и поэтому ко¬варнее. Научно-технический прогресс привел к тому, что война стала не по уму генералам, а политика — политикам. Ни одно сколько-нибудь серьезное решение для общества уже не может быть принято без участия ученых. Поэтому государственные уч¬реждения и обрастают всякими научными комитетами, комис¬сиями, советниками, консультантами и пр. Политики просто вынуждены доверять советникам. А это значит, что демократия как власть, осуществляемая народом че¬рез посредство своих избранников, в век научно-технической революции фактически подменяется технократией, т. е. властью, осуществляемой научными советниками (научно-технической элитой) через посредство этих самых избранников. Это плохо не только потому, что демократия становится ширмой, но и потому, что теперь и наука стала не по уму уче¬ным, и советы своим покровителям они дают не в результате каких-то научных исследований, а опять-таки из субъективных соображений. Но только для этого их ведь никто не выбирал.
Заключение
Я думаю, что поставленная в начале работы цель, мною выполнена. В современном обществе большое внимание уделяется не только различным отраслям естествознания, но и бурно развивающимся наукоемким технологиям, энергетике и экологии. Фундамен¬тальным концепциям естествознания и естественно-научным основам современных технологий, энергетики, экологии и по¬священы современные проблемы естествознания. Знания концепций современного естествознания помогут многим вне зависимости от их профессии понять и представить, каких материальных и интеллектуальных затрат стоят современ¬ные исследования, позволяющие проникнуть внутрь микромира и освоить внеземное пространство, какой ценой дается высокое качество изображения современного телевизора, каковы реаль¬ные пути совершенствования персональных компьютеров и как чрезвычайно важна проблема сохранения природы, которая, как справедливо заметил римский философ и писатель Сенека (около 4 до н. э. — 65 н. э.), дает достаточно, чтобы удовлетво¬рить потребности человека.
Список литературы
1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. –М., 2000. 2. Горохов В.Г. Концепции современного естествознания. –М., 2003. 3. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. –Новосибирск, 1997. 4. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. –М., 1997. 5. Концепции современного естествознания: Учебник/ Под ред. Т.Я. Дубнищева. - Новосибирск: ЮКЭА, 1997. 6. Карпенков. С. Х. Концепции современного естествознания: Учебник. - М.: Культура и спорт; М.: Юнити, 1997. 7. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. –М., 2005. 8. Рузавин. Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник. - М.: ЮНИТИ, 2002. 9. Уваров К.С. Вопросы современного естествознания. // Вопросы философии. № 5. 2005. 10. Шаров В.М. Концепции естествознания в России. // Наука в России. № 1. 2006.