Специфіка об’єкта і методів природничих наук

Сучасне природознавство являє собою розгалужену систему взаємопов’язаних природничих дисциплін (фізика, хімія, біологія, геологія та ін.). Об’єктом природознавства є природа (неорганічна та органічна). Однак вона може цікавити не тільки природознавство, а й бути об’єктом філософського, релігійного, художнього, буденного пізнання. Природознавство розглядає природу під певним кутом зору. Предметом природознавства є загальні, необхідні, стійкі, повторювані зв’язки і відносини природних явищ, що характеризують структуру, взаємодія, функціонування і розвиток природних об’єктів і процесів. Природознавство виходить із презумпції об’єктивного статусу природи, її субстанціональності і закономірний. А. Ейнштейн відзначав, що віра в існування зовнішнього світу, незалежного від сприймає суб’єкта, закладена в основі всього природознавства.
Серед природничих наук особливий статус має фізика: вона утворює фундамент природознавства, оскільки вивчає найпростіші і разом з тим найбільш загальні властивості і відносини матеріального світу, що лежать в основі всіх інших властивостей і взаємодій. Протягом довгого часу, особливо в ХVIII – ХIХ ст., Фізика була не тільки фундаментом природознавства, але й лідером серед природничих наук, а також еталоном побудови наукового знання. У ХХ ст. фізика раніше залишилася фундаментом природознавства, але на статус лідера (в сенсі значущості для людства) не без підстави почала претендувати біологія. У всякому разі, фізика втратила своє безперечне лідерство, а біологія як наука про живу природу, про різноманіття живих істот, закономірності їх будови, функціонування та розвитку у ХХ ст. набула особливої ​​значущості для людини (біотехнології, генна інженерія).
Важливу роль в природознавстві і сучасному виробництві грає хімія. Вона вивчає перетворення речовин, що супроводжуються зміною їх складу і (або) будови. У хімічних реакціях відбуваються складні атомно-молекулярні взаємодії (обмін атомами між молекулами) з утворенням різних хімічних сполук.
Предмет хімії досить непросто відрізнити від предмета фізики, оскільки остання також вивчає атомні і молекулярні явища. Більш того, сучасна фізика (квантова механіка) дозволяє пояснити суть хімічних процесів на атомному рівні. Цим займається розділ хімії під назвою квантова хімія. І все ж предмет фізики і хімії різний. Хімія і фізика, пізнаючи речовина, роблять різні акценти. Фізику в основному цікавлять загальні властивості речовини, а хімію – індивідуальні та особливі. Фізика вивчає речовина з точки зору внутрішньої будови, при цьому вона створює загальні ідеалізації. Хімія же більше акцентує увагу на якийсь “хімічному індивідуумі” – хімічний елемент або хімічному з’єднанні. Хімія йде ще далі: її цікавлять не тільки індивідуальні речовини, але індивідуальні хімічні реакції (предмет хімічної кінетики).
Природничі науки використовують різноманітні методи для пізнання природних явищ. Принципова особливість цих методів полягає в тому, що вони мають номотетический характер, т. Е. Спрямовані на виявлення загальних закономірностей. Особливу роль у природознавстві грають такі методи, як спостереження, вимірювання та експеримент. Саме з конституюванням експерименту як головного методу пізнання природи було пов’язано становлення класичного природознавства. Експерименти і спостереження в природничих науках мають “приладовий” характер – вони пов’язані з використанням різних вимірювальних інструментів, експериментальних установок, що забезпечують матеріальне взаємодія дослідника з досліджуваної реальністю. Недарма вчених-природничників називають природодослідниками, т. Е. Випробовують природу, запитує її найактивнішим чином.
Крім емпіричних методів у природознавстві використовуються логічні та теоретичні методи (аналіз і синтез, індукція і дедукція, аналогія, моделювання, ідеалізація, формалізація та ін.), А також ряд конкретних методів, розроблених в кожній окремій науці. Повнота застосування методологічного інструментарію залежить від особливостей об’єктів кожної природничо дисципліни і від ступеня її розвиненості.
Характерним для природничих наук є використання кількісних методів дослідження, які переважають над якісними описами. Це дозволяє застосовувати різноманітний математичний апарат. Масштаби використання останнього та його ефективність багато в чому залежать від ступеня зрілості тієї чи іншої науки, від того, наскільки розвинені її концептуальний апарат і система абстрактних об’єктів. У цьому відношенні фізика являє собою найбільш розвинену науку, в концептуальну тканина якої органічно входить математика.
Завдяки взаємозв’язку системи абстрактних об’єктів фізичної теорії, складовою її концептуальний каркас (теоретичну схему), з математичним апаратом, кореляції між елементами теоретичної схеми можна виразити у вигляді певних формул. Наприклад, відносини між силою, просторово-часової системою відліку і матеріальною точкою можна виразити у вигляді математичного формулювання законів Ньютона.
Ознаки абстрактних об’єктів при переході до такого опису фіксують у вигляді фізичних величин, а зв’язки зазначених ознак – у формі зв’язків величин в рівняннях. Оскільки теоретична схема може бути представлена ​​як ідеалізований образ вивчаються в теорії природних процесів, остільки фізичні величини і їх зв’язку в рівняннях повинні виражати деякі емпірично констатуються характеристики цих процесів. Рівняння виступають в цьому випадку як вираження істотних зв’язків між фізичними явищами і служать формулюванням фізичних законів.
З одного боку, поза зв’язку з абстрактними об’єктами теорії ці рівняння не мають фізичної інтерпретації і перетворюються просто в математичні формули. З іншого боку, поза зв’язку з рівняннями теоретична схема дає бідне і абстрактне уявлення про досліджуваної реальності. Математичні засоби беруть активну участь у самому створенні абстрактних об’єктів теорії, що добре видно на прикладі сучасної фізики, особливо квантової механіки і теорії елементарних частинок, які використовують апарат теорії лінійних операторів і теорії груп для формування свого концептуального апарату.
У менш розвинених в концептуальному відношенні природничонаукових дисциплінах конструктивно-евристичний потенціал математики застосовується в набагато меншому ступені. Математика в них використовується найчастіше для обробки і вираження результатів експерименту. Правда, у міру розвитку цих дисциплін (біологія, хімія) розширюються і можливості застосування математики, насамперед за рахунок використання математичного моделювання і чисельного експерименту.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Специфіка об’єкта і методів природничих наук