Естественнонаучная картина мира. Часть 1. Естествознание – комплекс наук о природе

Одинцова Наталия

Здравый смысл и умозрительный метод привели Аристотеля к утверждению «движется только движимое», согласно которому причиной движения любого тела является приложенная к нему сила. В пользу этого утверждения он приводил множество примеров «насильственных» движений: вьется пыль, увлекаемая ветром; муравьи тащат мертвую гусеницу; быки везут повозку в город. Но вот стих ветерок и улеглась пыль на дороге; разбежались муравьи и гусеница осталась лежать неподвижно; остановились быки – перестала двигаться повозка. В течение почти двадцати столетий этот закон движения просуществовал в неизменном виде. Авторитет Аристотеля был незыблем.

Рис. 1.8.

Научный метод по Г. Галилею

Лишь в XVII веке Г. Галилей усомнился в справедливости этого закона. Чувственный опыт дает нам и другие примеры: нет тела, которое бы в каждый момент времени толкало по параболе стрелу, выпущенную из лука, или двигало бы все выше и выше мячик, подброшенный над землей. Галилей проводит мысленный эксперимент и выдвигает гипотезу о том, что состояние равномерного прямолинейного движения (движения по инерции) – естественное состояние тела.

Пусть тело движется по наклонной плоскости. Движение вниз будет равноускоренным, а движение вверх – равнозамедленным. Далее Галилей рассуждает так «… теперь скажите, что будет с тем же телом на плоскости, которая ни вниз не опускается, ни вверх не поднимается? Ясно, что тело будет двигаться столько времени, сколько хватит плоскости… Когда тело движется по горизонтальной плоскости, не встречая никакого сопротивления, то… движение его является равномерным и продолжалось бы бесконечно» (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Мысленный эксперимент Г. Галилея

Если эта гипотеза верна, то уменьшая трение, мы будем все более приближать движение тела к равномерному прямолинейному. Опыты, в которых разные тела скатываются с наклонной плоскости на горизонтальные поверхности, изготовленные из разных материалов, показывают, что чем более гладкая поверхность, тем меньше меняется скорость тела и тем больший путь оно проходит.

Таким образом, научный метод приводит к опровержению Аристотелева закона движения. Равномерное прямолинейное движение, так же, как и состояние покоя, – естественное состояние тела. Для того, чтобы тело двигалось по инерции, не требуется никаких сил. Сила – причина изменения скорости движения тела, но не самого движения. В этом суть закона инерции, открытого Галилеем, который чаще называют первым законом Ньютона, поскольку Ньютон включил его в систему законов, которые составляют фундамент классической механики.

Можно ли применять научный метод к бытовым ситуациям? И да, и нет. С одной стороны, метод не случайно называется научным и в чистом виде применить его к жизненным ситуациям не получится. Например, вы заболели болезнью Х и надо выяснить, поможет ли лекарство Y от этой конкретной болезни. Следуя научному методу, надо 200 раз заболеть болезнью X, из них 100 раз принимать лекарство Y, а 100 раз – не принимать, затем провести статистический анализ и на его основе сформулировать вывод. Ясно,

что это не реализуемый подход.

С другой стороны, А. Эйнштейн писал: «наука есть ни что иное, как совершенствование повседневного мышления». Действительно, систематическое применение научного метода к различным ситуациям развивают определенный стиль мышления, называемый научным. Для этого стиля и применительно к обычным жизненным ситуациям характерны такие весьма полезные действия как анализ ситуации, постановка вытекающей из этого анализа цели, планирование пути ее достижения, прогнозирование последствий, сравнение практических результатов с прогнозируемыми, корректировка своих действий с учетом этого сравнения и т.п.

Виды методов научного познания. По области применения выделяют три группы методов: общелогические, общенаучные и частнонаучные (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Классификация методов научного познания

К общелогическим относят методы, которые применяются в различных областях человеческой деятельности, в том числе и ненаучной.

Дедукция – это метод рассуждений, основанный на получении частных выводов из общих положений (табл. 1.2). Он широко применяется в естествознании. Особенности его применения обоснованы Р. Декартом в труде «Рассуждения о методе».

Таблица 1.2

Общелогические методы познания

В основе любой естественнонаучной теории лежат основные законы, положения, уравнения, начала, постулаты, которые играют роль аксиом. Развитие теории состоит в выводе следствий из них дедуктивным методом. Например, из основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов следует уравнение связи давления, температуры и объема идеального газа (уравнение Клапейрона – Менделеева), а из него, в свою очередь, вытекают законы, описывающие состояние газа в изохорном, изобарном и изотермическом процессе.

Индукция – метод рассуждений, основанный на получении общего вывода из частных положений (табл. 1.2). Он также широко применяется в естествознании. Родоначальником индуктивного подхода в естествознании по праву считается Ф. Бэкон. Главным средством познания природы им был провозглашен опыт, а не античное созерцание. Исследователь должен двигаться от частных фактов, полученных в опытах, к общим выводам. Многие законы естествознания (их называют эмпирическими законами) получены индуктивным методом. Например, закон всемирного тяготения обобщает многочисленные факты о притяжении тел: яблоко падает с дерева на Землю, Луна обращается вокруг Земли, Земля обращается вокруг Солнца и многие другие.