Как человек познает природу
Природу изучают разными способами. Основные способы познания природы: наблюдение, описание, измерение и эксперимент. Этими способами может воспользоваться каждый из нас для проведения собственного исследования. Познание природы начинается с простых наблюдений.
Наблюдение
Наблюдение в давние времена было основным источником получения знаний о природе. Например, наблюдения за повадками зверей, ростом растений всегда позволяли человеку изучать растительный и животный мир Земли.
В наши дни этот способ также важен. Наблюдение является одним из основных источников знаний о природе. Его часто применяют ученые. Например, астрономы наблюдают за небесными телами и их перемещением в космическом пространстве. Химики — за образованием одних веществ из других. За явлениями, которые происходят в оболочках Земли, наблюдают географы. Биологи наблюдают за сезонными изменениями в живой природе.
Изменения природы по сезонам года называют фенологическими. Люди давно заметили, что весной в наших краях солнечного света и тепла становится больше. Некоторые животные выходят из спячки, а растения растут и развиваются быстрее. Знания, полученные при наблюдении за сезонными изменениями в природе, помогают установить, например, сроки посева семян. По народным приметам, если зацвела сирень, можно сеять огурцы и тыкву.
Однако наблюдения недостаточно для проведения исследования. Некоторые явления в природе происходят очень быстро, и их особенности трудно заметить. Другие явления повторяются часто или, наоборот, очень редко. Поэтому наблюдение сопровождается другими способами познания природы.
Описание
Одним из самых древних способов познания природы является описание. Слово «география» означает «землеописание». Географическая наука начиналась с описания равнин и гор, стран и народов. При описании мы даем ответы на вопросы: как изменяются равнины и горы с течением времени? Где находятся разные страны? Какие народы их населяют? Описание делают на основе наблюдений. Например, биологи при наблюдении за ростом растения описывают особенности его развития в разных условиях.
Эксперимент
Если природное явление можно повторить в лаборатории — проводят эксперимент. Слово «эксперимент» в переводе означает «опыт». Исследователь повторяет изучаемое явление в лабораторных условиях, а не ждет, когда оно произойдет в природе. Он может изменять условия эксперимента и проделывать его несколько раз. Например, проведя эксперимент, мы можем узнать, почему со временем разрушаются горы. Для этого несколько раз нагреем и охладим камень. Мы увидим, что он начнет трескаться. Биологи проводят эксперименты, например, для выяснения влияния тепла, воды и воздуха на прорастание семян.
Измерение
Познание становится более точным, если при наблюдении, описании или проведении эксперимента производят измерения. Измерение хорошо знакомо каждому из нас. Измеряют размеры тел, температуру, время, расстояние и скорость движения. Для проведения исследования используют различные приборы и инструменты.
Приборы и инструменты для измерения
Для того чтобы определить массу, мы можем воспользоваться весами. Температуру помогает измерить термометр. Чтобы определить время, мы пользуемся часами. В разные века устройство часов отличалось. Самыми первыми были солнечные часы, позже изобрели песочные. Важным достижением нашего времени является изобретение самых точных в мире атомных часов.
Точность измерительных приборов очень важна. Например, высокоточные приборы необходимы для взвешивания химических веществ или драгоценных металлов, при измерении давления или температуры.
Атомные часы настолько точны, что за 15 млрд лет они могут отстать всего на 1 с. Представьте себе, что если бы эти часы были запущены при образовании Земли, то сегодня они отстали бы всего на 1/3 с.
Увеличительные приборы и инструменты
Изучать тела, которые находятся очень далеко, и тела небольших размеров помогают увеличительные приборы и инструменты. К ним относятся: лупа, бинокль, микроскоп, телескоп. С помощью телескопа можно наблюдать за небесными телами, которые находятся в космическом пространстве на больших расстояниях от Земли. Микроскоп позволяет рассмотреть очень маленькие тела, например капельку воды, снежинку.
Современные приборы
С развитием естественных наук и техники человек создает более совершенные приборы для изучения природы. Астрономы с помощью современных лазерных приборов определили расстояние между Землей и Луной с точностью до нескольких сантиметров. Искусственные спутники Земли позволяют изучать нашу планету из космоса. Например, с помощью снимков, сделанных из космоса, предсказывают многие природные явления.
В настоящее время мы широко используем компьютеры, различные гаджеты, мобильные устройства. Например, в строительстве при измерении расстояний применяют лазерный дальномер. Он дает значительно более точные результаты, чем рулетка.
- Наблюдение, описание, измерение и эксперимент — основные способы познания природы. Этими способами может воспользоваться каждый из нас для проведения собственного исследования.
- В процессе познания природы можно использовать различные приборы и инструменты. Наряду с традиционными приборами применяются современные.
Читать далее
Предметы
- Астрономия
- Биология
- География
- Допризывная подготовка (Беларусь)
- Естествознание
- Информатика
- История Древнего мира
- История Словакии
- История Средних веков
- Легкая атлетика
- Обществоведение
- Туризм
- Физика
- Фотография
- Человек и мир
Предмети (українською мовою)
Источник
Естествознание / Историч этапы познания природы
Процесс познания человеком природы начался еще в глубокой древности, но интенсивно начал развиваться в античный период. Важную роль в дальнейшем становлении естествознания как науки сыграли основанные на наблюдениях великие догадки древних философов.
Так, родоначальник античной натурфилософии Фалес сумел предсказать солнечное затмение, наблюдавшееся в Греции в 585г. до н.э. Эмпедокл, живший в VIв. до н.э., объяснил причину солнечного затмения прохождением Луны между Солнцем и Землей. Эмпедокл также высказал удивительную догадку о том, что свет распространяется с огромной скоростью, и мы просто не замечаем длительности его распространения.
В средневековье процесс познания природы находился в полной зависимости от богословия. В этот период развивались астрология, алхимия, магия и другие проявления оккультизма. Тем не менее, постепенно накапливались новые факты и оттачивалась логика теоретического мышления. Например, возникновению и развитию научной химии, несомненно, способствовали работы средневековых алхимиков. Алхимические исследования, несостоявшиеся теоретически, в дальнейшем явились основой для развития экспериментального естествознания.
Таким образом, в античный и средневековый периоды были созданы предпосылки для развития научного естествознания.
Становление естествознания в современном его понимании, по мнению историков науки, прошло три стадии и в конце ХХв. вступило в четвертую стадию.
Первая стадия научного естествознания — натурфилософия, зародившаяся в позднем средневековье, относится к эпохе Возрождения (XV-XVIвв.). Этот период характеризуется получением знаний путем наблюдения, а не эксперимента, преобладанием догадок, а не опытно воспроизводимых выводов. При этом натурфилософия несет в себе глубокую конструктивную идею необходимости союза естествознания и философии, что прослеживается во всей последующей истории естествознания.
Так, картина мироздания Дж.Бруно представляет собой воспроизведение философской модели античных атомистов на основе данных астрономических наблюдений. Итальянский философ доказывал, что у Вселенной нет центра, она беспредельна и состоит из бесконечного множества звездных систем. Теоретические положения и выводы, сделанные Дж.Бруно, базируются не столько на опытных данных, сколько на философском положении о целостности и непротиворечивости картины мира.
Таким образом, несмотря на неразвитость естествознания, стадию натурфилософии отличает важная методологическая основа — синтез философских и естественнонаучных идей. Именно благодаря философскому подходу к осмыслению естественнонаучных знаний создаются научные картины мира, которые вырабатываются наукой каждой исторической эпохи.
Вторая стадия развития естествознания – аналитическое естествознание (XVII-кон.XIXвв.) — связана с формированием и систематическим развитием экспериментально-теоретических исследований. Натурфилософское познание природы превратилось в современное естествознание, в систематическое научное познание на базе экспериментов и математического изложения полученных результатов.
На стадии аналитического естествознания была получена основная масса достижений в изучении природы. Среди них — открытие законов классической механики, закона всемирного тяготения, периодического закона, разработка теории химического строения органических соединений, теории эволюции живых организмов.
Возникли и начали интенсивное развитие естественные науки: физика, химия, биология, география, геология. Накопление знаний требовало более детального изучения объектов, что вело к дифференциации соответствующих наук. Так, химия разделилась на органическую и неорганическую, затем появились физическая и аналитическая химия. В биологии были выделены ботаника, зоология, анатомия, физиология.
При этом внимание учёных было обращено главным образом на исследование объектов природы в сравнении с исследованиями процессов. Так, в химии изучали главным образом элементный состав и строение молекул веществ, и только к концу XIXв. ведущее место стало занимать учение о химических реакциях.
Таким образом, стадию аналитического естествознания характеризуют следующие особенности: тенденция к возрастающей дифференциации естественных наук; преобладание эмпирических (то есть полученных посредством эксперимента) знаний над теоретическими; преимущественное исследование объектов природы в сравнении с исследованиями процессов; подход к рассмотрению природы как неизменной во времени, а ее разные сферы – вне связи друг с другом.
Третья стадия – синтетическое естествознание (кон.XIX-кон.XXвв.).
На стадии синтетического естествознания возрастает роль теоретических знаний, интенсивно исследуются как природные объекты, так и процессы. Эволюционный подход к познанию природы становится методологической основой синтетического естествознания.
Этот период развития науки характеризуется ясным пониманием целостности природы и неразрывной взаимосвязи отдельных ее частей. Например, любой живой организм можно рассматривать как механическую систему и как систему термодинамическую. Одновременно жизнь рассматривается как множество непрерывно протекающих химических реакций. При этом важно понимать, что данные подходы имеют относительный характер. Живой организм – единое целое и потому подход к его изучению должен быть комплексным.
Одним из результатов комплексного подхода к изучению природы как единого целого стало возникновение экологии – науки о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой.
Необходимость комплексного изучения природных объектов и явлений, с одной стороны, и одновременно растущая дифференциация наук, с другой, привели к необходимости создания синтетических дисциплин. Так на стыке смежных наук – биологии, химии, физики — появились физическая химия, биохимия, физико-химическая биология.
Таким образом, главной отличительной особенностью синтетического естествознания является ориентация на создание синтетических научных дисциплин.
В конце ХХ столетия естествознание вступило в четвертую стадию своего развития, которую называют интегральным естествознанием.
Интегральное естествознание характеризуется не столько продолжающимися процессами синтеза двух-трех смежных наук, сколько масштабным объединением разных дисциплин и направлений научных исследований. Примером таких новых интегральных научных направлений является кибернетика.
Кибернетика — это наука об общих принципах управления в машинах, живых организмах и обществе. Это интегральная наука, возникшая на стыке ряда специальных дисциплин – теории автоматов, техники связи, математической логики, теории информации и других.
Существенную роль в процессе научной интеграции выполняют такие общенаучные методы исследования как математизация естествознания, разработка принципов системных исследований, использование новейших информационных технологий.
Таким образом, современный этап в развитии естествознания отличают ясное понимание целостности природы, эволюционный подход к её изучению и к осмыслению результатов исследований, интенсивно идущие процессы интеграции разных научных направлений.
Источник