Название естественных наук. Что такое естественные науки? Методы естественных наук

1. Естественные науки – понятие и предмет изучения 3

2. История зарождения естествознания 3

3. Закономерности и особенности развития естествознания 6

4. Классификация естественных наук 7

5. Основные методы естествознания 9

Литература

Аруцев А.А., Ермолаев Б.В., и др. Концепции современного естествознания. – М., 1999.

Матюхин С.И., Фроленков К.Ю.Концепции современного естествознания. – Орлов, 1999.

1. Естественные науки – понятие и предмет изучения

Естествознание – это естественные науки или совокупность наук о природе. На современном этапе развития все науки делятся на общественные или гуманитарные, и естественные .

Предметом изучения общественных наук является человеческое общество и законы его развития, а также явления, так или иначе связанные с человеческой деятельностью.

Предметом изучения естественных наук является окружающая нас Природа, т. е. различные виды материи, формы и законы их движения, их связи. Система естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое, образует основу одной из основных областей научных знаний о Мире – естествознания.

Ближайшей, или непосредственной, целью естествознания является познание объективной Истины , поиск сущности явлений Природы, формулировка основных законов Природы, которая дает возможность предвидеть или создавать новые явления. Конечной целью естествознания является практическое использование познанных законов , сил и веществ Природы (производственно-прикладная сторона познания).

Естествознание, таким образом, является естественнонаучным фундаментом философского понимания Природы и Человека как части этой Природы, теоретической основой промышленности и сельского хозяйства, техники и медицины.

1. 2. История зарождения естествознания

У истоков современной науки стоят древние греки. Более древние знания дошли до нас только в виде осколков. Они бессистемны, наивны и чужды нам по духу. Греки были первыми, кто изобрел доказательство. Ни в Египте, ни в Месопотамии, ни в Китае такого понятия не существовало. Может быть потому, что все эти цивилизации были основаны на тирании и безусловном подчинении авторитетам. В таких условиях даже сама мысль о разумных доказательствах кажется крамольной.

В Афинах впервые за всю мировую историю возникла республика. Несмотря на то, что она расцвела на труде рабов, в Древней Греции сложились условия, при которых стал возможен свободный обмен мнениями, и это привело к небывалому расцвету наук.

В средние века потребность рационального познания природы совершенно угасла рядом с попытками осмыслить предназначение человека в рамках различных религиозных вероисповеданий. В продолжение почти десяти веков религия давала исчерпывающие ответы на все вопросы бытия, которые не подлежали ни критике, ни даже обсуждению.

Сочинения Евклида, автора той геометрии, которая изучается сейчас во всех школах, были переведены на латинский язык и стали известны в Европе только в XII веке. Однако в то время их воспринимали просто как совокупность остроумных правил, которые надлежало заучить наизусть - настолько они были чужды духу средневековой Европы, привыкшей верить, а не искать корней Истины. Но объем знаний стремительно рос, и их уже не удавалось согласовать с направлением мыслей средневековых умов.

Конец средневековья обычно связывают с открытием Америки в 1492 г. Некоторые указывают даже более точную дату: 13 декабря 1250 г.- день, когда в замке Флорентино близ Лючеры умер король Фридрих II Гогенштауфен. Конечно, не следует относиться к таким датам всерьез, но несколько таких дат, взятых вместе, создают несомненное ощущение достоверности перелома, который произошел в сознании людей на рубеже XIII и XIV веков. В истории этот период назвали Возрождением. Подчиняясь внутренним законам развития и без видимых на то причин, Европа всего за два века возродила зачатки древних знаний, до того более десяти веков находившихся в забвении и получивших впоследствии название научных.

В период Возрождения в умах людей произошел поворот от стремления осознать свое место в мире к попыткам понять его рациональное устройство без ссылок на чудеса и божественное откровение. Вначале переворот носил аристократический характер, но изобретение книгопечатания распространило его на все слои общества. Суть перелома - освобождение от давления авторитетов и переход от средневековой веры к знанию нового времени.

Церковь всячески противилась новым веяниям, она строго судила философов, которые признавали, что есть вещи истинные с точки зрения философии, но ложные с точки зрения веры. Но рухнувшую плотину веры починить было уже нельзя, и освобожденный дух стал искать новые пути для своего развития.

Уже в XIII веке английский философ Роджер Бекон писал: “Существует естественный и несовершенный опыт, который не сознает своего могущества и не отдает себе отчета в своих приемах: им пользуются ремесленники, а не ученые... Выше всех умозрительных знаний и искусств стоит умение производить опыты, и эта наука есть царица наук...

Философы должны знать, что их наука бессильна, если они не применяют к ней могущественную математику... Невозможно отличить софизм от доказательства, не проверив заключение путем опыта и применения”.

В 1440 г. кардинал Николай Кузанский (1401- 1464) написал книгу “Об ученом невежестве”, в которой настаивал, что все познания о природе необходимо записывать в цифрах, а все опыты над нею производить с весами в руках.

Однако, утверждение новых взглядов происходило медленно. Арабские цифры, например, уже в X веке вошли во всеобщее употребление, но даже в XVI веке вычисления повсеместно производили не на бумаге, а с помощью особых жетонов, еще менее совершенных, чем конторские счеты.

Настоящую историю естествознания принято начинать с Галилея и Ньютона. Согласно той же традиции Галилео Галилей (1564- 1642) считается родоначальником экспериментальной физики, а Исаак Ньютон (1643- 1727)- основателем теоретической физики. Конечно в их время (см. историческую справку) не было такого разделения единой науки физики на две части, не было даже самой физики - она называлась натуральной философией. Но такое разделение имеет глубокий смысл: оно помогает понять особенности научного метода и, по существу, эквивалентно делению науки на опыт и математику, которое сформулировал еще Роджер Бэкон.

ПРЕДМЕТ И СТРУКТУРА ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Термин «естествознание» происходит от соединения слов латинского происхождения «естество», то есть природа, и «знание». Таким образом, дословное толкование термина - знание о природе.

Естествознание в современном понимании – наука, представляющая собой комплекс наук о природе, взятых в их взаимосвязи. При этом под природой понимается все сущее, весь мир в многообразии его форм.

Естествознание - комплекс наук о природе

Естествознание в современном понимании – совокупность наук о природе, взятых в их взаимосвязи.

Однако данное определение не отражает в полной мере сущность естествознания, поскольку природа выступает как единое целое. Это единство не раскрывается ни одной частной наукой, ни всей их суммой. Множество специальных естественнонаучных дисциплин своим содержанием не исчерпывает всего, что мы подразумеваем под природой: природа глубже и богаче всех имеющихся теорий.

Понятие «природа » трактуется по-разному.

В самом широком смысле под природой понимается все сущее, весь мир в многообразии его форм. Природа в этом значении стоит в одном ряду с понятиями материи, Вселенной.

Наиболее употребительно толкование понятия «природа» как совокупности естественных условий существования человеческого общества. В данной трактовке характеризуется место и роль природы в системе исторически меняющихся отношения к ней человека и общества.

В более узком смысле под природой понимают объект науки, а точнее – совокупный объект естествознания.

Современное естествознание развивает новые подходы к пониманию природы как единого целого. Это выражается в представлениях о развитии природы, о различных формах движения материи и разных структурных уровнях организации природы, в расширяющемся представлении о типах причинных связей. Например, с созданием теории относительности существенно видоизменились взгляды на пространственно-временную организацию объектов природы, развитие современной космологии обогащает представления о направлении естественных процессов, прогресс экологии привел к пониманию глубоких принципов целостности природы как единой системы

В настоящее время под естествознанием понимается точное естествознание, то есть такое знание о природе, которое базируется на научном эксперименте, характеризуется развитой теоретической формой и математическим оформлением.

Для развития специальных наук необходимо общее знание природы, комплексное осмысление её объектов и явлений. Для получения таких общих представлений каждая историческая эпоха вырабатывает соответствующую естественнонаучную картину мира.

Структура современного естествознания

Современное естествознание представляет собой раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Совокупный объект естествознания – природа.

Предмет естествознания – факты и явления природы, которые воспринимаются нашими органами чувств непосредственно или опосредованно, с помощью приборов.

Задача учёного состоит в том, чтобы выявить эти факты, обобщить их и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Например, явление тяготения – конкретный факт, установленный посредством опыта; закон всемирного тяготения – вариант объяснения данного явления. При этом эмпирические факты и обобщения, будучи установленными, сохраняют свое первоначальное значение. Законы могут быть изменены в ходе развития науки. Так, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности.

Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку . Это означает, что истиной в науке признается то положение, которое подтверждается воспроизводимым опытом. Таким образом, опыт является решающим аргументом принятия той или иной теории.

Современное естествознание представляет собой сложный комплекс наук о природе. Оно включает в себя такие науки как биология, физика, химия, астрономия, география, экология и др.

Естественные науки различаются предметом своего изучения. Например, предметом изучения биологии являются живые организмы, химии - вещества и их превращения. Астрономия изучает небесные тела, география – особую (географическую) оболочку Земли, экология – взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой.

Каждая естественная наука сама является комплексом наук, возникших на разных этапах развития естествознания. Так, в состав биологии входят ботаника, зоология, микробиология, генетика, цитология и др. науки. При этом предметом изучения ботаники являются растения, зоологии – животные, микробиологии – микроорганизмы. Генетика изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов, цитология – живую клетку.

Химия также подразделяется на ряд более узких наук, например: органическая химия, неорганическая химия, аналитическая химия. К географическим наукам относят геологию, землеведение, геоморфологию, климатологию, физическую географию.

Дифференциация наук привела к выделению еще более мелких областей научного знания.

К примеру, биологическая наука зоология включает в себя орнитологию, энтомологию, герпетологию, этологию, ихтиологию и т.д. Орнитология – наука, изучающая птиц, энтомология – насекомых, герпетология – пресмыкающихся. Этология – наука о поведении животных, ихтиология изучает рыб.

Область химии – органическая химия подразделяется на химию полимеров, нефтехимию и др. науки. В состав неорганической химии входят, например, химия металлов, химия галогенов, координационная химия.

Современная тенденция развития естествознания такова, что одновременно с дифференциацией научного знания идут противоположные процессы – соединение отдельных областей знания, создание синтетических научных дисциплин. При этом важно, что объединение научных дисциплин происходит как внутри различных областей естествознания, так и между ними. Так, в химической науке на стыке органической химии с неорганической и биохимией возникли химия металлоорганических соединений и биоорганическая химия соответственно. Примерами межнаучных синтетических дисциплин в естествознании могут служить такие дисциплины как физическая химия, химическая физика, биохимия, биофизика, физико-химическая биология.

Однако современный этап развития естествознания – интегральное естествознание - характеризуется не столько продолжающимися процессами синтеза двух-трех смежных наук, сколько масштабным объединением разных дисциплин и направлений научных исследований, причем тенденция к масштабной интеграции научного знания неуклонно возрастает.

В естествознании различают науки фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки – физика, химия, астрономия – изучают базисные структуры мира, а прикладные занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально-практических задач. Например, физика металлов, физика полупроводников являются теоретическими прикладными дисциплинами, а металловедение, полупроводниковая технология – практическими прикладными науками.

Таким образом, познание законов природы и построение на этой основе картины мира – непосредственная, ближайшая цель естествознания. Содействие практическому использованию этих законов – конечная задача.

От общественных и технических наук естествознание отличается по предмету, целям и методологии исследования.

При этом естествознание рассматривается как эталон научной объективности, поскольку эта область знания раскрывает общезначимые истины, принимаемые всеми людьми. К примеру, другой крупный комплекс наук – обществознание – всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии обществознания наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему.

Естествознание имеет существенные методологические отличия и от технических наук, обусловленные тем, что целью естествознания является познание природы, а целью технических наук – решение практических вопросов, связанных с преобразованием мира.

Однако провести четкую грань между естественными, общественными и техническими науками на современном уровне их развития нельзя, поскольку имеется целый ряд дисциплин, занимающих промежуточное положение или являющихся комплексными. Так, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география, на стыке естественных и технических – бионика. Комплексной дисциплиной, которая включает и естественные, и общественные, и технические разделы, является социальная экология.

Таким образом, современное естествознание представляет собой обширный развивающийся комплекс наук о природе, характеризующийся одновременно идущими процессами научной дифференциации и создания синтетических дисциплин и ориентированный на интеграцию научных знаний.

Естествознание является основой для формирования научной картины мира.

Под научной картиной мира понимают целостную систему представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающую в результате обобщения основных естественнонаучных теорий.

Научная картина мира находится в постоянном развитии. В ходе научных революций в ней осуществляются качественные преобразования, старая картина мира сменяется новой. Каждая историческая эпоха формирует свою научную картину мира.

Современная наука, будучи частью культуры, также не является однородной. Она прежде всего подразделяется на гуманитарные и естественнонаучные отрасли, сообразно тому в области общественного сознания или общественного бытия лежит предмет их исследования. В нашей дисциплине будут рассматриваться основные концепции, выработанные современными естественными науками.

Е стественные науки различаются по степени общности в зависимости от предмета их изучения . Так, пожалуй, наибольшей степенью общности на сегодняшний день обладает математика — наука о соотношениях. Все, к чему можно применить понятия: больше, меньше, равно, не равно, относится к области применимости математики. Поэтому использование математических методов стало неотъемлемой частью методологии большинства прикладных наук.

Огромной степенью общности обладает физика — наука о движении. Движение является необходимым атрибутом материи. Оно пронизывает все стороны общественного бытия и находит отражение в общественном сознании. Поэтому разработки, созданные физикой, оказываются полезными далеко за пределами традиционной области их применения.

Возьмем, к примеру, экономику капиталистического общества. Значительнейшую роль в ней играет движение капитала и товара. Товар, созданный производителем, движется к потребителю, в то время, как его денежный эквивалент совершает обратное движение.

Физике хорошо известны подобные системы с качественным преобразованием движения и наличием обратной связи между их элементами. Типичным примером такой системы является, например, колебательный контур, состоящий из конденсатора, катушки индуктивности и сопротивления (резистора), включенных последовательно. Подобные системы хорошо описываются математическими уравнениями, имеющими два вида решения: колебательный, — если уровень обратной связи высок и релаксационный, — если в цепь обратной связи внесено достаточное затухание. Это затухание определяется величиной энергии, рассеиваемой в цепи обратной связи.

Капитализм стадии первоначального накопления, подробно описанный К. Марксом в его знаменитой работе “Капитал”, обладал значительным уровнем обратной связи, что должно было приводить к колебательным процессам в экономике. Действительно, для такого капитализма характерными были кризисы перепроизводства. Из-за возможности кризисов капитализм объявлялся “загнивающим”.

Анализ кризисов, произведенный в основном в США, привел экономистов к выводу о том, что следует внести элемент рассеяния в цепь товарно-денежного движения.

Рассеивать можно товар. Такие попытки предпринимались в США в период так называемой Великой депрессии. Пшеницу топили в Гудзоновом заливе, апельсины жгли в паровозных топках. Уничтожение материальных ценностей, безусловно, снижает размах колебаний товарно-денежного потока. Однако в целом оно невыгодно обществу.

Более удачным оказалось рассеяние денег. Оно выражается в виде дефицита платежного баланса. Проще говоря, все общество начинает жить в долг. В результате такого рассеяния кризисы перепроизводства в современной капиталистической экономике исчезли.

После выхода на арену нефтяных арабских стран, не охваченных механизмом рассеяния товарно-денежной массы, капиталистический мир снова залихорадило. Однако дипломатические усилия и международные экономические санкции позволили ввести экономику этих стран в общую схему платежного дефицита. После этого в капиталистическом мире снова наступила сравнительная стабильность.

Следующей по степени общности предмета является химия — наука о строении вещества и его преобразовании. Она обслуживается физикой и математикой как вспомогательными инструментами. Химия имеет четко определенную и весьма обширную область применения.

Область применения биологии еще более ограничена, но, конечно, отнюдь не менее важна. Это наука о живом. Ее понимания требует глубоких познаний в области математики, физики, химии. Чтобы осознать всю глубину проблем, стоящих перед биологией, помыслите на досуге о том, чем же живое отличается от неживого.

Химия и биология замечательны тем, что они выработали и развили концепцию классификации. Помимо химии и биологии она широко применяется в вычислительной математике и представляет несомненный интерес для изучающих экономику.

Кроме перечисленных фундаментальных естественных наук имеется еще большое количество прикладных наук. Например, геология и география — науки о Земле и ее устройстве. Анатомия и физиология изучают биологические особенности человека. На сегодняшний день очень популярны так называемые пограничные научные дисциплины. Как говорили раньше: “Дисциплины, возникающие на стыке наук”. Это биофизика, биохимия, физическая химия, математическая физика и т. д. Особую роль среди них играет современная экология — наука, призванная решать глобальную экологическую проблему, созданную человечеством буквально в последние десятилетия.

Еще в конце прошлого столетия Земля была в основном аграрной планетой со сравнительно небольшим количеством городов и низким уровнем индустриального производства. Сельское хозяйство было практически безотходным. Для примера поезжайте в современную деревню (я не имею в виду дачные поселки). Там вы, как правило, не обнаружите свалки. Предметы, входящие в крестьянский обиход, практически полностью и без остатка утилизируются.

Совершенно иная картина наблюдается в городах. Человечество подошло к той черте, начиная с которой оно может быть задавлено отходами собственной жизнедеятельности, в первую очередь бытовым мусором и отходами современного химического и перерабатывающего производства. Общая для так называемых развитых стран тенденция к вытеснению вредных производств в слаборазвитые страны (в том числе и Россию) не спасает положения. Решение может быть найдено только объединенными усилиями всего человечества.

науки изучающие свойства природы и естественных образований. Применение терминов естественные, технические, фундаментальные и т.п. к областям деятельности человека достаточно условно, так как в каждой из них есть фундаментальная составляющая (изучающая проблемы на границе нашего знания и незнания), прикладная составляющая (изучающая проблемы применения полученных знаний в практической деятельности), естественнонаучная компонента (изучающая проблемы, возникающие или существующие независимо от нашего желания). Эти термины, если можно так выразиться, диатропичны, т.е. описывают только ядро - наиболее характерную черту или составляющую предмета.

Отличное определение

Неполное определение ↓

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

получившее права гражданства с 18 в. название для совокупности всех наук, занимающихся исследованием природы. Первые исследователи природы (натурфилософы) включали, каждый по-своему, всю природу в круг своей мыслительной деятельности. Прогрессирующее развитие естественных наук и их углубление в исследование привело к расчленению, еще и теперь не закончившемуся, единой науки о природе на отдельные ее отрасли - в зависимости от предмета исследования или по принципу разделения труда. Своим авторитетом естественные науки обязаны, с одной стороны, научной точности и последовательности, а с другой - своему практическому значению как средству покорения природы. Главные сферы естественных наук - материя, жизнь, человек, Земля, Вселенная - позволяют сгруппировать их следующим образом: 1) физика, химия, физическая химия; 2) биология, ботаника, зоология; 3) анатомия, физиология, учение о происхождении и развитии, учение о наследственности; 4) геология, минералогия, палеонтология, метеорология, география (физическая); 5) астрономия вместе с астрофизикой и астрохимией. Математика, по мнению ряда натурфилософов, не относится к естественным наукам, но является решающим инструментом их мышления. Кроме того, среди естественных наук, в зависимости от метода, существует следующее различие: описательные науки довольствуются исследованием фактических данных и их связей, которые они обобщают в правила и законы; точные естественные науки облекают факты и связи в математическую форму; однако это различие проводится непоследовательно. Чистая наука о природе ограничивается научным исследованием, прикладная наука (медицина, сельское и лесное хозяйство и вообще техника) использует его для освоения и преобразования природы. Рядом с науками о природе стоят науки о духе, и те и др. философия объединяет в единую науку, они выступают как частные науки; ср. Физическая картина мира.

Естествознание представляет собой сферу человеческой деятельности, направленную на получение новой информации об окружающем мире, живущем по объективным, независящим от человека законам. В противоположность естественным наукам, объектом изучения гуманитарных наук является сама человеческая деятельность, как субъективный процесс. Тем не менее, этот субъективный процесс изучается объективными методами. Именно последнее обстоятельство позволяет считать гуманитарные науки именно науками, а не искусством. Если целью естественонаучной деятельности человека является познать мир таким, каков он есть на самом деле, то цель деятельности человека в сфере искусства - показать, как мир субъективно воспринимается человеком.

Современное естествознание нельзя представлять как некий архив, где просто накоплено "разложено по пололчкам" огромное количество фактов и разнообразных сведений об устройстве окружающего мира. Естествознание сопоставляет факты, наблюдения и стремится создать его МОДЕЛЬ, в которой эти факты собраны в единую, НЕПРОТИВОРЕЧИВУЮ систему на основе теоретических понятий, положений и обощений. Естествознание также стремится расширять и уточнять создаваемую картину мира, используя эту модель дая планироания и выполнения новых наблюдений и экспериментов.

Приведен некоторые отличительные черты (требования) научной методологии в области естествознания:

прогностичность - обобщенные в виде теории научные понятия, модели должны предсказывать поведение объектов окружающего мира, наблюдаемое в эксперименте или непосредственно в окружающей среде

воспроизводимость - научные эксперименты должны выполняться таким образом, чтобы они могли быть воспроизведены другими исследователями и в других лабораториях

минимальная достаточность - в процессе описания научных данных нельзя создавать понятия, сверх тех, которые необходимы (т.н. принцип "бритвы Оккама")

объективность - при построение научной теории, гипотезы недопустимо избирательно учитывать только избранные (отбрасывая другие данные) факты и наблюдения, в зависимости от личных наклонностей, интересов, привязанностей и уровня подготовки ученого.

переемственность - научная работа должна максимально учитывать и ссылаться на предисторию изучаемого вопроса

Естественные науки - это не только получение новой информации, но и получение информации о том, как получать новую информацию. Являясь одновременно целью и средством человеческой деятельности, естествознание представляет собой саморазвивающийся и самоускоряющийся процесс.

вселенная черный дыра пространство

Системная классификация естественных наук

Традиционно к естественным относят такие науки, как физика, химия, биология, геология, география, а также другие дисциплины.

Насколько объективна такая классификация, где и по какому принципу должны проводиться границы между разными науками, можно ли те или иные разделы естествознания выделять в отдельные науки? Очевидно, что для ответа на этот вопрос необходима естественная классификация иерархии научного знания, которая не зависела бы от традиций и была бы объективной. Другими словами, необходим объективный критерий выделения той или иной области знаний в отдельную науку.

К такой классификации можно отнести системную классификацию наук - не только естественных. В ее основе лежит следующий принцип: объектом каждой науки должна служить целостная, обособленная система.

Остановимся более подробно на понятии "система".

Под системой обычно понимают совокупность взаимодействующих элементов, каждый из которых необходим для выполнения этой системой своих специфических функций. Как мы видим, определение системы состоит здесь из двух частей, причем вторая часть, касающаяся системных элементов, является нетривиальной и неочевидной. Из этого определения следует, что не любая составная часть системы представляет собой системный элемент. Так, например, сигнальная лампочка на передней панели компьютера не будет являться его системным элементом, поскольку удаление лампочки или выход из строя не вызовет сбой выполнения программных задач, тогда как процессор, очевидно, таковым элементом является.

Из приведенного нами определения следует, что число системных элементов в системе всегда конечно, а сами они дискретны и их выбор не случаен. Отдельные элементы и их свойства при объединении в систему всегда рождают новое качество, системную функцию, не сводимую к качеству и функциям составляющих ее элементов.

Системы бывают естественные и искусственные, объективные и субъективные. К естественным наукам относят науки, имеющие в качестве объекта своего изучения естественные системы, которые всегда объективны. Субъективные системы представляют собой объекты изучения гуманитарных наук. Отметим, что некоторые системы, например, информационные, могут одновременно являться искусственными и в тоже время объективными. Еще один пример: компьютер, как целостная информационная система, традиционно подлежит изучению в рамках науки информатики. С точки зрения системной классификации более точным было бы выделение в качестве самостоятельной науки не информатики вообще, а компьютерной информатики, поскольку информационные системы могут быть самыми разными.

Системные элементы сами тоже являются системами; можно сказать, что системы разных порядков вложены друг в друга, как матрешки.

Например, философия имеет в качестве объекта для своего изучения предельно общую систему, состоящую всего из двух элементов - материи и сознания. Если говорить о наиболее крупной из известных нам систем, то таковой является Вселенная, изучаемая как целостный объект наукой космологией.

Системами самого низшего порядка, из известных современной науке, принято считать элементарные частицы. Мы еще мало что знаем о внутреннем строении элементарных частиц, даже если принимать во внимание гипотезу о существовании кварков, которые пока в свободном виде не получены. Тем не менее, к системным элементам, составляющим элементарные частицы, вполне можно отнести не только кварки, но и их свойства (качества) - заряд, массу, спин и другие характеристики.

Наука, изучающая элементарные частицы как целостные, обособленные системы, называется физикой элементарных частиц.

Элементарные частицы являются элементами систем более высокого порядка - атомных ядер, и еще более высокого - атомов. Соответственно выделяется ядерная и атомная физика.

В свою очередь, атомы объединяются в молекулы. Наука, имеющая в качестве объекта своего изучения молекулы, называется химией. Как тут не вспомнить известное определение: молекулами называют мельчайшие частицы вещества, которые еще сохраняют химические свойства этого вещества!

Будем дальше двигаться по иерархической лестнице естественных наук. В живых организмах молекулы участвуют в сложных взаимодействиях это длинные последовательности и циклы реакций, катализируемые ферментами. Существуют, например, т.н. гликолитический путь, цикл Кребса, цикл Кальвина, пути синтеза аминокислот, нуклеиноых кислот и многие другие. Все они представляют собой сложные, целостные самоорганизующиеся системы, получившие название биохимических. Соответственно, наука, их изучающая, названа биохимией.

Биохимические процессы и сложные молекулярные структуры объединяются в еще более сложные образования - живые клетки, изучаемые цитологией. Клетки образуют ткани, изучаемые, как целостные системы, другой наукой - гистологией. Следующий уровень иерархии относится к обособленным живым комплексам, образованным тканями - органам. В комплексе биологических дисциплин не принято выделять науку, которую можно было бы назвать «органологией», однако в медицине известны такие науки, как кардиология (изучает сердце и сердечно-сосудистую систему), пульмонология (легкие), урология (органы мочеполовой системы) и др.

И, наконец, мы приблизились к науке, которая в качестве объекта своего изучения имеет живой организм, как целостную, обособленную систему (особь). Это наукой является физиология. Различают физиологию человека, животных, растений и микроорганизмов.

Системная классификация естественных наук представляет собой не просто некое абстрактно-логическое построение, а является вполне прагматическим подходом для решения организационных задач.

Представьте себе следующую ситуацию. В научный совет по защите диссертаций на соискание степени кандидата биологических наук приходят два соискателя. Первый исследовал процесс дыхания у крыс, подвергшихся действию высоких физических нагрузок. Он изучал содержание отдельных метаболитов цикла Кребса, особенности функционирования компонен-тов цепи переноса электронов в митохондриях и другие биохимические особенности процесса дыхания крыс, которых вынуждали к высокой физической активности.

Другой соискатель изучал в основном все то же самое, теми же методами, но его интересовало не воздействие физических нагрузок на дыхание, а сам процесс дыхания, как таковой, вне зависимости от физической нагрузки или даже от того, какой организм исследовался.

Первому соискателю сообщают, что его работа относится к физиологии и поэтому принимается к рассмотрению в данном совете со специализацией «физиология человека и животных», а другому отказывают, сославшись на несоответствие специализации работы («биохимия») со специализацией совета.

Как же так случилось, что очень похожие работы оказались отнесены к разным наукам? В первом случае - физическая деятельность - это функция живого организма, как целостной системы, и поэтому работа относится к физиологии. Во втором - объектом изучения является не организм в целом, а отдельная биохимическая система.

Дальнейшее восхождение по иерархической лестнице естественных наук подводит нас к интересной узловой точке. Живые организмы (особи), как системные элементы, могут входить в разные системы более высокого порядка. Система, состоящая только из двух элементов - особи (или популяции особей) и окружающей среды (биотической и абиотической ее части), рассматривается в экологии.

Систему, состоящую из особей разных видов (или популяций разных видов) изучает наука биоценология. Соответственно предмет (система) изучения этой науки может включать в себя многие системные элементы. Совокупность взаимодействующих популяций разных видов, занимающих одну и ту же территорию, называют биоценозами. Интересно, что биоценозы не являются случайной совокупностью популяций. Они представляют собой сложные, самоорганизующиеся системы, имеющие некоторые черты живых организмов. Как и особи, биоценозы рождаются, развиваются (т.н. сукцессия), стареют и умирают. Они дискретны: между разными биоценозами очень часто можно наблюдать явно выраженную границу, тогда как промежуточные формы отсутствуют, либо неустойчивы. Биоценозы обычно называют по доминирующему растительному виду - если это, например, дуб, то биоценоз называется дубравой, если это ковыль, то он будет иметь название "ковыльная степь".

Системой более высокого порядка, чем биоценоз, является биосфера Земли. В русском языке, однако, слово "биосферология" отсутсвует; вместо него пользуются термином "учение о биосфере". Приоритет создания этой науки принадлежит выдающемуся российскому ученому, академику В. И. Вернадскому (1863-1945), который впервые обратил внимание на то, что биосфера - это не просто сумма всех биоценозов Земли, а сложный, самоорганизующийся объект, качественно отличающийся от любых других известных систем.

В свою очередь, биосфера является лишь одним из системных элементов нашей планеты. К сожалению, наука, которая описывала бы поведение Земли как целостной, самоорганизующейся системы, отсутствует по объективным причинам. Современным естествознанием накоплено слишком мало сведений о том, как взаимодействуют между собой различные планетарные оболочки и уровни организации - биосфера, литосфера, гидросфера, мантия, ядро и др.

Традиционно не принято выделять в отдельную науку наши знания о формировании, строении и процессах, определяющих поведение Солнечной системы как единого целого. Объективно, однако, такая область знаний существует и рассматривается в рамках комплекса астрономических дисциплин. Это же самое касается и нашей галактики.

И, наконец, самая крупная из известных нам естественных систем - это Вселенная, которую, как мы уже говорили, изучает наука космология.

Итак, мы рассмотрели целую вереницу естественных наук и соответствующих им систем. Но где же среди них привычные нам биология и физика? По видимому, в рамках объективной, системной классификации мы не можем называть ни одну, ни другую дисциплину науками. Не существует отдельной обособленной системы (или хотя бы класса систем), в отношении которой можно было бы сформулировать задачу физики (или биологии) как науки, изучающей эту систему: принцип "одна наука - одна система" перестает работать. Биология и физика распадаются на множество других наук. Тем не менее, традиционная, субъективная, классификация тоже имеет полное право на существование: она удобна и еще долго будет использоваться в естествознании.

При всем многообразии систем - больших и маленьких, естественных и искусственных, объективных и субъективных существуют некоторые их характеристики, свойственные всем системам вообще. Они так и называются общесистемные. Существует также наука, изучающая их - системология. Достижения системологии помогают ученым, работающим в других областях знаний, строить гипотезы и делать правильные научные выводы. Например, среди исследователей геронтологов (геронтология - наука о старении) иногда встречается точка зрения, что старение животных и человека определяется неким геном старения, повредив который, можно обеспечить неограниченно длительную молодость. Однако, выводы системологии говорят нам о другом. Стареют все сложные саморазвивающиеся системы, ограниченные в пространственном росте, поэтому причины старения человека и животных лежат гораздо глубже. В то же время общие выводы системологии имеют лишь методическое значение. Ими нельзя подменять конкретные знания. В рассматриваемом случае вполне можно допустить, что некоторые гены действительно могут ускорять старение, но удалив эти гены, или устранив какие-то другие, конкретные причины старения, мы должны понимать, что столкнемся с другими причинами и сможем лишь отодвинуть старость.