CONTINUITY AND INTERDISCIPLINARY CONNECTION IN DEVELOPMENT OF NATURAL SCIENCES

Даукаев А.А.¹,Талхигова Х.С.²

¹Доктор геолого-минералогических наук,

Комплексный научно-исследовательский институт им. Х.И. Ибрагимова РАН, Академия наук Чеченской Республики,

²Кандидат педагогических наук,

ФГБОУ ВО Чеченский государственный университет, Академия наук Чеченской Республики,

Комплексный научно-исследовательский институт им. Х.И. Ибрагимова РАН

ПРЕЕМСТВЕННОСТЬ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ В РАЗВИТИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Аннотация

Статья посвящена истории развития естествознания с древнейших времен. Дана краткая характеристика формирования науки в античное время в форме натурфилософии и в Средневековье. Отмечены изменения в характере развития естествознания с эпохи Возрождения. Упомянуты научные революции. Прослежены преемственность, взаимосвязь и интеграционные процессы в развитии естествознании. Последние увязываются появлением симбиоза новых наук на стыке двух, трех  разных наук (астрофизика, геофизика, физическая химия, биогеохимия и др.)и междисциплинарных научных направлений, охватывающих практически все области науки. Акцентируется внимание на комплексном научном направлении под названием «синергетика», начавшаяся формироваться  с 1970-х гг.

Ключевые слова: история естествознания, научные революции, преемственность в науке, междисциплинарные направления.

Daukaev А.А.¹, Talhigove H.S.²

PhD in Geology and Mineralogy,

Complex Scientific Research Institute named after H.I. Ibrahimov RAS, Academy of Sciences of the Chechen Republic,

²PhD in Pedagogy, FSBEI of HE,

Chechen State University, Academy of Sciences of the Chechen Republic,

Complex Scientific Research Institute named after H.I. Ibrahimov RAS

CONTINUITY AND INTERDISCIPLINARY CONNECTION IN DEVELOPMENT OF NATURAL SCIENCES

Abstract

This article is concerned with the history of the development of natural science from the earliest times. A brief description of the science formation in the form of natural philosophy in ancient time and in the Middle Ages is given. The changes of the development character from the Renaissance era are described and the scientific revolutions are mentioned as well. The continuity, interrelations and integration processes in the development of natural science are highlighted. The recent ones are linked by the incipience of a symbiosis of new through the lens of of two or three different sciences (astrophysics, geophysics, physical chemistry, biogeochemistry, etc.) and multidisciplinary research areas that cover almost all fields of science. The attention is focused on the complex scientific direction called "synergetics", which started to form in the 1970s.

Keywords: history of natural science, scientific revolutions, continuity in science, multidisciplinary research areas.

Корни науки уходят вглубь веков. Возникновение научных знаний связаны, прежде всего, с жизненными потребностями человека. Вплоть до VI века до н.э. как таковой науки не существовала, были только отрывочные, разрозненные знания, сведения об окружающем мире, хотя до античного периода существовали  древние цивилизации – Египет, Ассирия, Вавилония и др. Впервые наука в истории человечества в форме определенной системы знаний, являющейся результатом деятельности особой группы людей – научного сообщества, появилась  в Древней Греции. Формой существования естествознания в то время являлась натурфилософия – философия природы, которая характеризовалась умозрительной интерпретацией окружающего мира. Античная наука добилась больших успехов в разных областях познания – математике, физике, астрономии, механике и.т.д. Яркими представителями античной науки являются Демокрит (идеология атомизма), Аристотель (геоцентрическая модель мироздания), Пифагор (теорема Пифагора и др.), Евклид (15-томный трактат «Начала», где систематизированы математические знания), Архимед (закон Архимеда в механике), Эратосфен (« Географика» и др.) и др.[1].

В истории развития науки в Средневековье наиболее  известны такие имена, как Мухаммед аль-Баттани (астрономия), Ибн-Юна (математик), Ибн-Рушд (философ и естествоиспытатель), Авиценна, Аль-Бируни, и др.

 С эпохи Возрождения существенно меняется характер развития естествознания. За относительно короткие периоды в ее развитии появляются переломные моменты – научные революции, радикально меняющее видение мира [2]. Первую  научную революцию связывают с появлением гелиоцентрической системы мира, взамен геоцентрической модели Аристотеля, просуществовавшей  более 1500 лет; описанной в труде Коперника «Об обращениях небесных сфер»; вторая научная революция - с созданием классической механики и механической картиной мира (Г. Галилей, И. Кеплер, И. Ньютон). Результаты астрономических исследований Г.Галилея, описанные им в сочинении «Звездный вестник», послужили подтверждением гелиоцентрической  системы мира Коперника. Третья научная революция связана с открытиями закона сохранения и превращения энергий в области электромагнитного поля (Ш. Кулон, М. Фарадей, Д.Максвелл, Г. Герц), периодической системы химических элементов (Д.Менделеев) и др. К четвертой революции относятся теория относительности, квантовая механика и крушение механической картины мира (А.Беккерель, П.Кюри и М.Кюри, Д.Томсон, Э.Резерфорд, А. Эйнштейн).

Со второй половины ХIХ века естествознание и техника начинают развиваться с невероятными быстрыми темпами. За короткий период с конца XIX и  начало ХХ вв. были сделаны множеств открытий в физике, химии, астрономии и других областях знаний, коренным образом изменивших представления о физической картине мира. К ним относятся: открытие естественной радиоактивности солей урана А.А. Беккерелем, создание учения о радиоактивности П.Кюри и М. Склодовская-Кюри, электромагнитная и планетарная модель атома Дж. Томсона и Э. Резерфорда, гипотеза Дрейфа континентов Вегенера, теория относительности А. Эйнштейна и др.

Основным методом исследований в течение нескольких столетий (с эпохи Возрождения и в вплоть до 30-хгг. 19 в.) являлся аналитический, что привело к порождению множеств наук, т.е. к дифференциации науки. Это приводило к снижению эффективности научных исследований. Однако ситуация в общей направленности в развитии научного познания начинает изменяться с начала ХХ в. Одновременно с процессом дифференциации происходят интеграционные процессы в развития естествознания. На стыке разных наук появляются новые науки – биофизика, геофизика, геохимия, биогеохимия  и другие, начинают развиваться междисциплинарные направления в науке.

Фундаментальные открытия в области ядерной физики, молекулярной биологии и зарождения кибернетики явились основой новой научно-технической революции в середине ХХ в.

В кибернетике делают первые попытки по исследованию самоорганизующих систем неживой природы. Академиком А.А.Самарским и его научной школой  была разработана теория самоорганизации на основе компьютерных технологий и математических моделей.

С 60-х годов как новая парадигма самоорганизации зарождается комплексное междисциплинарное направление в науке под названием «синергетика». Термин «синергетика» впервые введен в науку немецким профессором Г. Хакеном в 1969 г., что означало согласованные действия или совместное использование различных научных дисциплин в исследованных. В 1977 г. была издана книга Г. Хакена «Синергетика». У истоков рождения синергетики стояли отечественные ученые Б.Н. Белоусов, А.М. Жаботинский и др. Одним из основателей синергетической парадигмы по праву считают бельгийского физика, лауреата Нобелевской премии за 1977 г. И.Р. Пригожина (1917-2003), родившегося в России. На основе экспериментальных работ вышеупомянутых ученых в бельгийской школе И.Р.Пригожина разрабатываются математические модели самоорганизующих процессов в физических и химических системах. И.Р. Пригожин является автором теоремы термодинамики неравновесных процессов и теории диссипативных структур. Именно неравновесная термодинамика и положена в основу синергетики. В 1986 г. И.Р. Пригожин в соавторстве с И. Стенгерсом издает фундаментальную работу по синергетике [3], в котором отмечается, что «инициирующим началом самоструктурирования нелинейной открытой среды является малая флуктуация» [2, С. 110].

Американский кибернетик Г. Ферстер характеризуя самоорганизующую систему отмечал: «термин самоорганизуюшая система становится бессмысленным, если система не находится в контакте с окружением, которое обладает доступным для нее энергией и порядком и с которым наша система находится в состоянии постоянного взаимодействия…» [4]. То есть важнейшим условием для самоорганизации является открытые системы или так называемые диссипативные структуры, существующие благодаря обмену веществом и энергией с внешней средой [2, С. 109].В последующем происходит внедрение основных положений синергетической парадигмы  в различные отрасли науки, в частности в науки о Земле. В 1992 году вышла из печати книга Ф.А. Летникова « Синергетика геологических систем [5]. В 2004г. А.Н. Резников и др. выполняют проект «Динамокатагенез и синергетика нефтегазоносных бассейнов», в рамках которого разрабатывалась методика оценки бифуркационного коэффициента по материалам полутора тысяч залежей углеводорода[6]. В 2008 г. издается крупная монография А.Н. Резникова, состоящая из 10 глав [7].  Отдельные главы посвящены геосинергетическим методам прогноза аномально высоких пластовых давлений, оценки ресурсов нефти и газа и возраста пластовых флюидов, геодинамической классификации блоков земной коры с позиции геосинергетики и. т.д.

В работе В.О. Голубинцева [2, С. 110] отмечается о сходстве и различии между кибернетикой, возникшей примерно в середине ХХ в. и синергетикой, сформировавшейся через 20-30 лет.

Впервые системный анализ в естествознании был предложен биологом Л. Берталанфи в 30-г ХХ в. Он определил систему как комплекс взаимосвязанных элементов. Позже Ю.А.Урманцевым разрабатывается общая теория систем, в которой дается более детальное определение системы. В 1971 г. Ю.А.Урманцев доложил основные положения своей теории систем на 13-м Международном конгрессе по истории науки в секции системных исследовании [8, С. 34]. Технической основой системных исследований является кибернетика, в которой как упоминалось выше, начали исследования систем, рассматриваемых как множества взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ее [9]. К кибернетическим системам относится биологические популяции,человеческий мозг и общество, ЭВМ и т.д.

С развитием кибернетики связано создание автоматизированных систем управления (АСУ) представляющих совокупность математических методов, технических средств, средств  связи, устройств отображения информации и т.д. [9]. АСУ широко применяется при проектировании сложных промышленных сооружений производственных комплексов и процессов, а также при проведении  научных исследований. В результате достигается значительное повышение производительности и эффективности труда, оптимизация управления и. т.д.

Различия между системным и синергетическими методами в том, что первый-это направление методологии исследования на основе рассмотрения объекта как системы, а синергетика-это направление научных исследований, изучающая процессы и явления на основе принципов самоорганизации и открытости систем. Сходство этих методов в том, что обе они относятся к общенаучным, междисциплинарным методам, изучающие различные системы.

Таким образом, в развитии естествознания наблюдается в целом преемственность, смена длительных периодов накопления научных знаний и эмпирических фактов кратковременными переломными этапами опровержения существующих теорий и гипотез и появление новых концепций и теорий, более соответствующих новым фактам [10]. Прослеживается взаимосвязь и взаимообусловленность в развитии различных ветвей естествознания и эволюция интегративных процессов.

Список литературы / References

1. Даукаев А.А. Развитие географических знаний в древности /А.А. Даукаев// Материалы Международной научной конференции «Факторы и стратегии регионального развития в меняющемся биополитическом и геоэкономическом контексте». – Р. н/Д: Издательство ЮФУ,– С. 166-169.
2. Голубинцев В.О. Концепции современного естествознания: Учебн. пособие/В.О. Голубинцев и др., под общей ред. С.И. Самыгина– 12-е изд. – Р. н/Д: Феникс,– 412 с.
3. Пригожин И.Р., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой/ И.Р. Пригожин, И. Стенгерс.– М.: Прогресс.–
4. Ферстер Г. О самоорганизуюшихся системах и их окружении/ Г.Ферстер // Самоорганизующиеся системы. – М.: Наука,1964. –116 с.
5. Летников Ф.Л. Синергетика геологических систем /Ф.Л. Летников. - Новосибирск: Наука, 1992. – 230 с.
6. Резников А.Н., Резников С.А. Об использовании методов синергетики в нефтегазовой геологии/А.Н. Резников, С.А. Резников // Ученые записки геолого-географического факультета.–Р. н/Д, 2004. –278 с.
7. Резников А.Н. Геосинергетика нефти и газа/А.Н. Резников.- Р. н/Д:ЦВВР, 2008. – 303 с.
8. Системный подход в геологии/Сборник научных трудов. –М.: Наука,1989.– 221 с.
9. Большой энциклопедический словарь. – М.: Большая Российская энциклопедия. СПб: Норинт, 2002. – 1456 с.
10. Даукаев А.А. О взаимосвязях и преемственности в развитии «двух культур»/ А.А. Даукаев// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук.– – № 5(76).– С. 106-107.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Daukaev A.A. Razvitie geograficheskih znanij v drevnosti [The development of geographical knowledge in antiquity ] /A.A. Daukaev// Materialy Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii «Faktory i strategii regional'nogo razvitija v menjajushhemsja biopoliticheskom i geojekonomicheskom kontekste»[Materials of the International Scientific Conference "Factors and Strategies of Regional Development in a Changing Biopolitical and Geoeconomic Context"]. – R. n/D: Izdatelstvo JuFU, 2016. – P. 166-169. [in Russian]
2. Golubincev V.O. Koncepcii sovremennogo estestvoznanija[Concepts of modern natural science]: Ucheb. posobie /V.O. Golubincevi dr., pod obshhej red. S.I. Samygina – 12-e izd [Teaching. allowance / В.О. Golubintsev and others, under the general ed. S.I. Samygina Ed. The 12th]. – R. n/D: Feniks, 2010. – 412 P. [in Russian]
3. Prigozhin I.R., Stengers I. Porjadok iz haosa. Novyj dialog cheloveka s prirodoj [Order from chaos. A new dialogue between man and nature]/ I.R. Prigozhin, I.Stengers. – M.: Progress. – 1986. [in Russian]
4. Ferster G. O samoorganizujushihsja sistemah i ih okruzhenii[self-organizing systems and their surroundings ]/ G.Ferster // Samoorganizujushhiesja sistemy [Self-organizing systems]. – M.: Nauka, 1964. –116 P.[in Russian]
5. Letnikov F.L. Sinergetika geologicheskih system [Synergetics of geological systems.Letnikov] /F.L. Letnikov. –Novosibirsk: Nauka, 1992. – 230 P.[in Russian]
6. Reznikov A.N., Reznikov S.A. Ob ispol'zovanii metodov sinergetiki v neftegazovoj geologii [On the use of synergetic methods in oil and gas geology]/A.N. Reznikov, S.A. Reznikov // Uchenye zapiski geologo-geograficheskogo fakul'teta [Uchenye zapiski geologo-geograficheskogo fakuteta]. – R. n/D, 2004. –278 P. [in Russian]
7. Reznikov A.N. Geosinergetika nefti i gaza[Geosynergetics of oil and gas ]/ A.N. Reznikov. - R. n/D: CVVR, 2008. – 303 P.[in Russian]
8. Sistemnyjpodhod v geologii [System approach in geology]/ Sbornik nauchnyh trudov [Collection of scientific papers]. – M.: Nauka, 1989. – 221 P.[in Russian]
9. Bol'shoj jenciklopedicheskij slovar'. [A large encyclopedic dictionary]. –M.: Bol'shaja Rossijskaja jenciklopedija [The Great Russian Encyclopedia]. SPb: Norint, 2002. – 1456 P. [in Russian]
10. Daukaev A.A. O vzaimosvjazjah i preemstvennosti v razvitii «dvuh kul'tur» [On the interrelations and continuity in the development of "two cultures"]/ A.A. Daukaev // Aktual'nye problem gumanitarnyh i estestvennyh nauk [Actual problems of the humanities and natural sciences]. – 2015. – № 5 (76). – P. 106-107. [in Russian]