Реферат Природа науки

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Закони природи — скелет Всесвіту. Вони є їй опорою, надають форму, пов'язують воєдино. Разом вони втілюють у собі шалену і величну картину нашого світу. Проте найважливіше, напевно, те, що закони природи роблять наш Всесвіт пізнаваної, підвладній силі людського розуму. У період, ми перестаємо вірити на свій здатність керувати оточуючими нас речами, він нагадує, навіть найбільш складні системи коряться простих законів, зрозумілим для звичайної людини. Але спочатку, ніж розпочати огляду законів природи, подумаємо, звідки береться і яку роль грають у підприємстві, іменованому наукою.

Про науку

Більшість із нас майже все своє життя прожило в XX столітті. Задумайтеся над простим питанням: що це сильно відрізняє цей століття, хіба що залишений нами позаду, від України всього, було перед ним? Звісно, він був століттям руйнації старих політичних укладів і приходу нових, але це ж можна сказати майже про будь-яке століття з часів появи перших писемних джерел. Він був століттям великих письменників і митців, а й у цьому немає нічого нового. Він тільки дав світу нові види мистецтва (на думку спадають джаз і дивитися кіно). Можливо, згодом займуть своє місце поруч із класичної оперою і симфонічної музикою. Я цьому сумніваюся, але, хіба що не пішли, не перший і останній випадок народження нових видів мистецтва.

Мені здається, саме розвиток науку й технології наклав печатку унікальності на XX століття. Якщо скласти список важливих досягнень століття, до нього міг би ввійти: антибіотики, висадка астронавтів на Місяці, комп'ютери, Інтернет, операції у від-критому серці, реактивні літаки, морожені продукти, хмарочоси.

Неймовірний зростання населення і ще світової економіки протягом останніх 100 років — прямий наслідок неймовірного зростання обсягу накопичених нами знань про Всесвіт.

У певному сенсі, у цьому нічого нового. Усі по-справжньому глибокі зміни у житті людства відбувалися завдяки нових знань. Наприклад, близько 20 000 років тому я комусь — мабуть, жінці, жила на Близькому Сході — спало на думку, що натомість, щоб харчуватися зібраними дикими рослинами, їх можна вирощувати і культивувати. Так з'явилося сільському господарстві — нововведення (незалежно відтворене у багатьох частинах світу), якого неможлива сучасна цивілізація. Кілька століть тому шотландський інженер під назвою Джеймс Уатт створив придатний для використання паровий двигун, став невід'ємним елементом промислової революції. Можливо, коли-небудь вчені поставлять поряд з нею винайдений в 1947 року транзистор і UMC нещодавно завершений проект «Геном людини» як найважливіші віхи історії всього людства.

Звісно, в такому погляді на науку нас цікавить передусім принесена їй практична користь, поліпшення здоров'я покупців, безліч зростання життєвого комфорту. Але є в науку й інший вимір. Поліпшуючи якість нашому житті, вона у той час відкриває до нашого інтелекту чудове вікно у Всесвіт. Вона показує нам, що все навколишній світ існує у загальними правилами та принципами, й інші правил і принципи можна знайти з допомогою наукових методів. Правила, випробувані і перевірені найретельнішим чином, споруджені ранг «законів природи», хоча, як побачимо, вчені України та філософи далекі від згоди щодо використання цього терміна. З законів природи складається інтелектуальна структура, яка має місце нічого для будь-якого явища у Всесвіті.

Люди завжди відчували цікавість стосовно навколишнього їх світу — над останню чергу тому, що виживання людини часто чого залежало від її спроможність прогнозувати розвиток тій чи іншій ситуації. Фермери давним-давно виробили систему знання погоді і кліматі, дозволяла їм отримувати хороші врожаї, мисливці вивчили повадки своєї видобутку, а моряки навчилися знаходити у своєму морі та на небі ознаки подальших штормів. Але особливі прийоми і методик, сукупність що їх називаємо наукою, з'явилися лише кілька сотень років тому я. Чому так сталося саме тоді і у Європі, а чи не деінде — ці запитання нехай відповідають історики. А нам важливо усвідомити, що таке наука і як вона підводить нас до того що, що ми називаємо законами природи.

Перш чому ми почнемо, хочу вас попередити одну речі. Вам часто доведеться зіштовхнутися, особливо у підручниках, з послідовністю дій, званої «науковим методом». Зазвичай пояснюють, що «спочатку учений виконує крок X, потім Y, і потім Z тощо. Можна подумати, ніби займатися наукою він — однаково що випікати печиво за бабусиним рецептом. Проблема з цим підходом в тому, що він цілком хибний — вчені справді часто виконують кроки X, Y і Z. Біда у цьому, що він не передбачено місце до творення, винахідливості і простої людської упертості — споконвічних і невід'ємних складових наукової праці. Визначати науковому процесі як «метод» — те, що, описуючи картину Рембрандта чи Ван-Гога, говорити лише у тому, де які фарби завдані на полотно. Наука — не книжка для розфарбовування, де кожному кольору відповідає номер.

Тому, коли мова про тому, як влаштована наука як і вчені відкривають закони природи, визнаю за краще використовувати аналогію з допомогою юридичної практикою. Я маю у вигляді, що описані нижче елементи слід розглядати не як частину жорстко заданої послідовності кроків, бо як щаблі процесу, здійснюваного вченими. Інакше кажучи, думаючи про науку, треба пам'ятати всі ці складові, у своїй щоразу вирішуючи, наскільки важлива кожна складова у цьому контексті (і взагалі усе вони присутні). Інакше висловлюючись, немає фіксованою, жорсткої послідовності дій, що дозволяє зробити висновок, чи є щось наукою чи ні.

У цілому нині, більшість учених використовують більш-менш те ж послідовність кроків (її описуємо нижче), й у підручниках, зазвичай, фігурує саме він. Та інколи трапляються інтуїтивні прозріння і прориви, які у вашому поданні, то, можливо, не асоціюються з чином розважливих вчених у білих халатах. Це, бо більше всього мені хочеться, щоб винесли із цієї книжки уявлення у тому, що галузеву науку, як і мистецтво, — одна з головних шляхів реалізації тяги людини творчості, І що вчені поділяють з усіма нами людські нахили і слабкості. Пам'ятаючи про цю обмовку, розглянемо тепер складові наукового процесу.

Спостереження чи експеримент?

Щоб дізнатися, чим є світ, подивіться, і ви побачите, який він. Це твердження здається цілком очевидно, і це, можливо, здивувалися з того що я потрудився провести його тут, але річ у тому, що його є наріжний камінь науки. І все-таки воно по сьогодні не забезпечило загального визнання, і напевно заперечувалося усіма впродовж історії.

Протягом більшу частину документованої історії люди, зіштовхуючись із протиріччям між наглядом реального світу і тлумаченням релігійної доктрини, послідовно виходили із Перехідних положень доктрини, а чи не результатів спостережень. Наприклад, через неправильного тлумачення Біблії ієрархи Католицькій церкві XVII столітті змусили Галілея зректися уявлення, що земля обертається навколо Сонця. Щось схоже можна спостерігати сьогодні у США, де шкільні комітети часто ігнорують дуже багато даних, підтверджують теорії еволюції і «великого вибуху», воліючи дотримуватися тлумачення Книги Буття, з якою згодні більшість християнських і іудейських дослідників.

Та не релігійні люди відмовляються оцінювати дані чи не погоджуватися з тим, що в світі часто є складнощам і неоднозначностям. Наприклад, є безліч доказів те, що природних канцерогенів, вироблюваних рослинами, значно більше, ніж канцерогенів в штучних пестициди. Багато захисники довкілля просто ігнорують ці докази, повторюючи засвоєне замолоду заклинання, що «природне добре, штучне погано». Обидва прикладу показують, що зручніше замкнутися у системі переконань, ніж спробувати сприймати світ таким, який вона є.

І все-таки спостереження світу — перший крок науці, і зроблено цей крок вже дуже довго. З появою землеробства фермери стали зберігати насіння від найбільш великих, самих плідних рослин, зрозумівши, що це дозволить їм поліпшити врожай у рік. Ремісники помітили і зберегли для нащадків (можливо, в усній традиції) дані про те, як поводяться різні сплави металів, якщо їх обробляють і нагрівають належним чином. Предтечі нинішніх медиків помітили, що витяжки з певних рослин допомагають при деяких хворобах, і вже цим заклали основу сучасної фармацевтичної промисловості. В усіх цих прикладах пам'ять спостереженнях і дослідах збереглася, оскільки вони допомагали людям задовольнити свої потреби. Інакше кажучи, вони давали результат. До цієї ідеї ми повернемося, коли говоритимемо про інші шляхи пізнання.

По існуючому у народі думці, учений повинен підходитимемо світу цілком неупереджено — без заздалегідь сформованого уявлення, яким буде підсумок експерименту чи спостереження. Ідею цю висловив давним-давно англійський чернець, філософ і вчена Роджер Бекон (прибл. 1220-92), але, як і середньовічному Данському королівстві, «звичай цей похвальнее порушити, ніж берегти». За все своє кар'єру я зустрічав навіть однієї людини, соблюдавшего Україні цього принципу, — польового геолога, любив ходити «послухати, що скажуть каміння». Решта, з ким я мав справу, бралися до збагачення з досить ясним уявленням про те, що їх вийде. Але справа у цьому, що, якщо виходили не ті результати, яких вони очікували, вони могли залишити свої колишні ідеї, й слідувати за даними. Отже, говорячи про неупередженості наукових співтовариств, мені випала у вигляді це відмовитися від сформованих уявлень, і слідувати за даними, куди вони вели навіть від того, куди, як здається, вони мають привести.

Є багато прикладів того, як окремі вчені України та навіть цілі наукові співтовариства пішли цьому шляху. Наприклад, в 1964 року Арно Пензіас і Роберт Уїлсон (див. Великий вибух) — дослідники Лабораторий Bell в Нью-Джерсі — займалися виміром космічного мікрохвильового випромінювання. Якось на зорі супутниковому зв'язку такі виміру були звичайною справою — адже у тому, щоб ловити сигнал від супутників на орбіті, хоча б знати, що потрапляє у приймач, крім власне сигналу зі супутника. Обследуя небесну сферу своїм приймачем, Пензіас і Уїлсон реєстрували перешкоди з багатьох відомих джерел. Водночас зіштовхнулися із цілком несподіваним явищем: куди вони направили свої прилади, приймачі незмінно ловили слабкий вхідний мікрохвильовий сигнал (він проявлявся як тихе шипіння у навушниках). Позбутися нього не було вдавалося, як вони намагалися. Довелося навіть виселити пару голубів, осілих в апараті і які покрили частини приймача, як тактовно говорили вчені, «білим диэлектрическим речовиною». Зрештою Пензиасу і Уілсона довелося просто прийняти цілком несподіваний факт, що Всесвіт буквально пронизана мікрохвильовим випромінюванням. Нині ми вважаємо це зване реліктове електромагнітне випромінювання важливим підтвердженням теорії великого вибуху — кращої нині теорії про походження Всесвіту. Про те, що вони повірили отриманим даним, попри її повну несподіванка, Пензіас і Уїлсон отримали Нобелівську премію з фізиці за 1978 рік.

Пояснив, чому вважаю, що спостереження й другий експеримент мають науці центральне значення, маю сказати, що ці дві поняття, будучи схожі за змістом, розуміють кілька різні способи роботи. Астроном неспроможна побудувати зірку і почекати, поки зостариться, щоб вивчити її поведінка. Еволюційний біолог неспроможна створити нове хребетний і почекати кілька років, щоб подивитися, у що його розвинеться. Геолог неспроможна прискорити рух тектонічних плит лежить на поверхні Землі, щоб подивитися, як зміниться конкретна формація. В усіх цих випадках ученим доводиться задовольнятися спостереженнями над природою, оскільки предмет дослідження їм непідвласний.

Экспериментатор ж намагається управляти досліджуваної системою, найчастіше змінюючи за одним параметру, щоб подивитися, до чого призведе його зміна. Ось класичний досвід використання експериментального методу. Эколог Дэйвид Тилман з університету Міннесоти розділив велику ділянку прерії на Середньому Заході США гратами, що з квадратів зі в кілька метрів. У одному із своїх експериментів він підтримував всі умови переважають у всіх квадратах однаковими, крім кількості який додається азотного добрива. Це дозволило б відокремити дію одного елемента — азоту — від інших чинників, які впливають зростання рослин. Інші експериментатори надходять аналогічно. Ядерний фізик, сталкивающий субатомные частки на величезних швидкостях, забезпечує незмінність умов всіх сутичок, крім величини енергії налетающей частки; хімік підтримує однаковим співвідношення всіх що у реакції речовин, окрім однієї; дослідник раку під час лікування пухлини у експериментальних тварин змінює лише з одному елементу тощо. У цих та багатьох інших експериментах вчені роблять складність системи мінімальної, щоб докладно вивчити одне із елементів, відмежувавши його від інших.

Різниця між наглядом і експериментом, будучи важлива, навряд чи ділить науки різними табору. Наприклад, астрономи можуть лише спостерігати зірки, а й використовувати експерименти з ядерними реакціями, аби зрозуміти, звідки ж береться їхня енергія. Эволюционным біологам експериментальні даних про мутаціях фруктових мушок, які живуть недовго, допомагають отримати ставлення до тривалий процес еволюції, а геологи майже незмінно користуються даними лабораторних експериментів одержання мінеральних сполук щодо порід, складових ландшафт. Експеримент виключає спостережень, і навпаки. У будь-якій науці використовується розумне поєднання те й інше.

Джерело багатьох, а то й більшості нових ідей у науці — несподівані результати експериментів чи спостережень, і можна вважати відправною точкою наукового методу. Але в цієї загальне правило є договір винятку. Початок теорії відносності, створеної перші десятиліття ХХ століття, було покладено міркуваннями

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Globalstar: супутникова система персональної зв'язку
    Ідея побудови ССПС полягає у використанні методів стільникового зв'язку, але розміщенням
  • Реферат на тему: Принцип антропогенезу
    Існування життя в Всесвіту якимось чином взаємозалежне з фундаментальними фізичними законами,
  • Реферат на тему: Детерминизм
    Одна з основних положень наукового методу у тому, що передбачуваний — тобто для даного набору
  • Реферат на тему: Вічний двигун
    Свойственное людської натурі упертість це не дає людям змиритися з непохитністю законів природи.
  • Реферат на тему: Витализм
    Переосмысленная атомна теорія будівлі речовини допомогла зрозуміти складний склад більшості

Навігація