Естествознание предмет, общие принципы и тенденции развития

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БЕЛГОРОДСКИЙ ЮРИДИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра гуманитарных и социально-экономических дисциплин

Дисциплина: " Концепции современного естествознания "

РЕФЕРАТ

по теме:

" Естествознание: предмет, общие принципы и тенденции развития"

Подготовил:

профессор кафедры ГиСЭД,

к.ф.н., доц.

Номерков А.Л.

Проверил:

Студент 534 группы

Малявкин Г.Н.

Белгород – 2008

1. Наука и ее происхождение.

Наука - одна из форм общественного сознания, сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. В дальнейшем, в ходе исторического развития наука превращается в производительную силу общества и важнейший социальный институт. Понятие "наука" включает в себя как деятельность по получению нового знания, так и результат этой деятельности - сумму полученных к данному моменту научных знаний, образующих в совокупности научную картину мира. Термин "наука" употребляется также для обозначения отдельных отраслей научного знания.

Непосредственные цели науки - описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения на основе открываемых ею законов, т.е. в широком смысле - теоретическое отражение действительности.

Истоки науки уходят своими корнями в практику ранних человеческих обществ, в которой были нераздельно сплавлены познавательные и производственные моменты. "Производство идей, представлений, сознания первоначально непосредственно вплетено в материальную деятельность и в материальное общение людей, в язык реальной жизни. Образование представлений, мышление, духовное общение людей является здесь еще непосредственным порождением их материальных действий" (Маркс К. и Энгельс Ф., Фейербах. Противоположность материалистического и идеа­листического воззрений, 1966, с. 29).

Первоначальные знания носили практический характер, выполняя роль методического руководства конкретными видами человеческой деятельности. В странах Древнего Востока (Вавилоне, Египте, Индии, Китае) было накоплено значительное количество такого рода знаний, которые составили важную предпосылку будущей науки. Отдаленной предпосылкой науки можно считать и мифологию, в которой впервые была реализована попытка построить целостную, всеобъемлющую систему представлений об окружающей человека действительности. В силу своего религиозно-антропоморфного характера эти представления, однако, очень далеко отстояли от науки и, более того, формирование науки требовало в качестве предварительного условия критики и разрушения мифологических систем.

Для возникновения науки были также необходимы и определённые социальные условия: достаточно высокий уровень развития производства и общественных отношений (приводящий к разделению умственного и физического труда и тем самым открывающий возможность систематических занятий наукой), а также наличие богатой и широкой культурной традиции, допускающей свободное восприятие достижений разных культур и народов.

Такие условия сложились к 6 в. до н. э. в Древней Греции, где и возникли первые научные теоретические системы (Фалес, Демокрит и др.), в противовес мифологии объяснявшие действительность через естественные начала. Отделившееся от мифологии теоретическое натурфилософское знание на первых порах синкретически соединяло в себе собственно науку и философию в ее умозрительных вариантах. Тем не менее это было именно теоретическое знание, в котором на первый план выдвигались его объективность и логическая убедительность.

Древнегреческая наука (Аристотель и др.) дала первые описания закономерностей природы, общества и мышления, которые, конечно, были во многом несовершенны, но тем не менее сыграли выдающуюся роль в истории культуры: они ввели в практику мыслительной деятельности систему абстрактных понятий, относящихся к миру в целом, превратили в устойчивую традицию поиск объективных, естественных законов мироздания и заложили основы доказа­тельного способа изложения материала, что составило важнейшую черту науки. В эту же эпоху от натурфилософии начинают обособляться отдельные области знания. Эллинистический период древнегреческой науки ознаменовался созданием первых теоретических систем в области геометрии (Евклид), механики (Архимед), астрономии (Птолемей).

В эпоху средневековья огромный вклад в развитие науки внесли учёные арабского Востока и Средней Азии (Ибн Сина, Ибн Рушд, Бируни и др.), сумевшие сохранить и развить древнегреческую традицию, обогатив её в ряде областей знания. В Европе эта традиция была сильно трансформирована господством христианской религии, что породило специфическую средневековую форму науки — схоластику.

Подчинённая нуждам религии, схоластика основное внимание уделяла разработке христианской догматики, но вместе с тем она внесла значительный вклад в развитие мыслительной культуры, в совершенствование искусства теоретических споров и дискуссий. Созданию базы для науки в современном смысле слова способствовало также развитие алхимии и астрологии: первая заложила традицию опытного изучения природных веществ и соединений, подготовив почву для возникновения химии, а вторая стимулировала систематические наблюдения за небесными светила­ми, содействуя развитию опытной базы для астрономии.

В современном своем понимании наука начала складываться в новое время (с 16—17 вв.) под влиянием потребностей развивавшегося капиталистического производства. Помимо накопленных в прошлом традиций, этому содействовали два обстоятельства. Во-первых, в эпоху Возрождения было подорвано господство религиозного мышления, а противо­стоящая ему картина мира опиралась как раз на данные науки, иными словами, наука начала превращаться в самостоятельный фактор духовной жизни, в реальную базу мировоззрения (Леонардо да Винчи, Н. Коперник). Во-вторых, наряду с наблюдением наука Нового времени берет на воору­жение эксперимент, который становится в ней ведущим методом исследования и радикально расширяет сферу познаваемой реальности, тесно соединяя теоретические рассуждения с практическим "испытанием" природы. В результате резко усилилась познавательная мощь науки. Это глубокое преобразование науки в 16—17 вв. было первой научной революцией (Г. Галилей, И. Кеплер, У. Гарвей, Р. Декарт, X. Гюйгенс, И. Ньютон и др.).

Быстрый рост успехов науки, занятие ею ведущих позиций в формировании новой картины мира привели к тому, что наука начала выступать в новое время как высшая культурная ценность, на которую так или иначе стало ориентироваться подавляющее большинство философских школ и направлений. В области познания явлений общественной жизни это проявилось в поисках "естественных начал" религии, права, морали и т. п., опиравшихся на представления о "человеческой природе" (Г. Гроций, Б. Спиноза, Т. Гоббс, Дж. Локк и др.). Несущая "свет разума" наука рассматривалась как единственная антитеза всем порокам социальной действительности, преобразование которой не мыслилось иначе, как на ниве просвещения. " Мыслящий рассудок стал единственным мерилом всего существующего" (Ф.Энгельс.).

Успехи механики, систематизированной и завершённой в своих основаниях к концу 17 в., сыграли решающую роль в формировании механистической картины мира, которая вскоре приобрела универсальное мировоззренческое значение (Л. Эйлер, М. В. Ломоносов, П. Лаплас и др.). В её рамках осуществлялось познание не только физических и химических, но также и биологических явлений — в том числе и объяснение человека как целостного организма (концепция "человека-машины" Ж. Ламетри). Идеалы механистического естествознания становятся основанием теории познания и учения о методах науки, которые как раз в этот период получают быстрое развитие. Возникают философские учения о человеческой природе, обществе и государстве, выступающие в 17—18 вв. как разделы общего учения о едином мировом механизме.

Опора науки Нового времени на эксперимент и развитие механики заложили фундамент для установления связи науки с производством, хотя прочный и систематический характер эта связь приобрела лишь в конце 19 в.

На базе механистической картины мира к начале 19 в. был накоплен, систематизирован и теоретически осмыслен значительный материал, относящийся к отдельным областям действительности.

Однако этот материал все более явно не укладывался в рамки механистического объяснения природы и общества и требовал нового, более глубокого и широкого синтеза, охватывающего полученные разными науками результаты. Открытие закона сохранения и превращения энергии (Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц) позволило поставить на общую основу все разделы физики и химию. Создание клеточной теории (Т. Шванн, М. Шлейден) показало единообразную структуру всех живых организмов. Эволюционное учение в биологии (Ч. Дарвин) внесло в естествознание идею развития. Периодическая система элементов (Д. И. Менделеев) доказала наличие внутренней связи между всеми известными видами вещества.

В середине 19 в. создаются социально-экономические, философские и общенаучные предпосылки для построения научной теории общественного развития, реализованные основоположниками марксизма. К.Маркс и Ф. Энгельс осуществили революционный переворот в развитии общественной науки и философии, приведший также к созданию методологической базы для формирования комплекса науки об обществе. Новый этап в истории науки об обществе связан с именем В. И. Ленина, развившего в новую историческую эпоху все составные части марксизма.

Крупные изменения в основах научного мышления, а также ряд новых открытий в физике (электрона, радиоактивности и др.) привели на рубеже 19—20 вв. к кризису классической науки нового времени и прежде всего к краху ее философской методологической основы — механистического мировоззрения. Сущность этого кризиса была раскрыта В. И. Лениным в книге "Материализм и эмпириокритицизм".

Кризис разрешился новой революцией в науке, которая началась в физике (М. Планк, А. Эйнштейн) и охватила все основные отрасли науки. Сближение науки с производством во 2-й половине 19 в. привело к тому, что в ней резко вырос объём коллективного труда. Это потребовало новых организационных форм её существования. Науку 20 в. характеризуют тесная и прочная взаимосвязь с техникой, всё более глубокое превращение науки в непосредственную производительную силу общества, возрастание и углубление её связи со всеми сферами общественной жизни, усиление её социальной роли. Современная наука составляет важнейший компонент научно-технической революции, её движущую силу.

"Точки роста" науки 20 в. находились, как правило, на пересечении внутренней логики её развития с диктуемыми современным обществом всё более многообразными социальными потребностями. К середине 20 в. на одно из первых мест в естествознании выдвинулась биология, в которой совершены фундаментальные открытия (напр., Ф. Криком и Дж. Уотсоном установлена молекулярная структура ДНК, открыт генетический код и др.). Особенно высокие темпы развития характерны для тех направлений науки, которые, интегрируя достижения различных её отраслей, открывают принципиально новые перспективы решения крупных комплексных проблем современности (создание новых источни­ков энергии и материалов, оптимизация отношений человека с природой, управление большими системами, космические исследования и т.п.).

2. Развитие естествознания от античности до наших дней.

Естественнонаучные знания Древнего Востока проникли в Древнюю Грецию в VI в. до н.э. и обрели статус науки как определенной системы знаний. Эта наука называлась натурфилософией (от лат. natura — природа). Натурфилософы были одновременно и философами, и учеными. Они воспринимали природу во всей ее полноте и были исследователями в различ­ных областях знания. Эта стадия развития науки характеризуется концептуальным хаосом, проявлением которого и стала конкуренция различных воззрений на природу. Во всех трудах древнегреческих ученых естественнонаучные идеи тонко вплетены в философскую нить их мысли.

В VI в. до н.э. в древнегреческом городе Милете возникла первая научная школа, известная, прежде всего, не своими достижениями, а своими исканиями. Основной проблемой этой школы была проблема первоначала всех вещей: из чего состоят все вещи и окружающий мир? Предлагались разные варианты того, что считать первоосновой всех вещей: огонь (Гераклит), вода (Фалес), воздух (Анаксимен), алейрон (Анаксимандр).

Другое научное сообщество рассматриваемого периода, пифагорейцы, в качестве первоначала мира — взамен воды, воздуха или огня — ввели понятие числа. Они также отмечали связь между законами музыки и числами. Согласно их учению, "элементы чисел должны быть элементами вещей". Пифагор (582—500 гг. до н.э.) был не только известным математиком и астрономом, но и духовным лидером своих учеников и многих ученых того времени. Пифагорейцы проповедовали тип жизни в по­исках истины, научное познание, которое, как они считали, и есть высшее очищение - очищение души от тела.

Следует отметить, что пифагорейские числа не соответствуют современным абстрактным представлениям о них. Пифагорейское число тянуло за собой длинный "шлейф" физических, геометрических и даже мистических понятий.

Исследование первоосновы вещей вслед за учеными милетской школы были продолжены Демокритом (ок. 460-370 гг. до н.э.) и его учителем Левкиппом, которые ввели понятие атома. Новое учение, атомистика, утверждало, что все в мире состоит из атомов — неделимых, неизменных, неразрушимых, движущихся, невозникающих, вечных, мельчайших частиц.

Самой яркой фигурой античной науки того периода был величайший ученый и философ Аристотель (384-322 гг. до н.э.), авторитет которого был незыблемым более полутора тысяч лет. Аристотель в совершенстве освоил учение своего учителя Платона, но не повторил его путь, а пошел дальше, выбрав свое собственное направление в научном поиске. Если для Платона было характерно состояние вечного поиска без конкретной окончательной позиции, то научный дух Аристотеля вел его к синтезу и систематизации, к постановке проблем и дифференциации методов. Он наметил магистральные пути развития метафизики, физики, психологии, логики, а также этики, эстетики, политики.

Аристотель разделял все науки на три больших раздела: науки теоретические и практические, добывающие знания ради достижения морального совершенствования, а также науки продуктивные, цель которых – производство определенных объектов. Формальная логика, созданная Аристотелем, просуществовала в предложенной им форме вплоть до конца XIX в.

Зарождение медицины как самостоятельного научного знания связано с именем Гиппократа (460—370 гг. до н.э.), который придал ей статус науки и создал эффективно действующий метод, преемственно связанный с ионийской философией природы. За этим методом стояли усилия древних философов дать естественное объяснение каждому явлению, найти его причину и цепочку следствий, веру в возможность понять все тайны мира. Медицинские труды Гиппократа многочисленны и разнообразны. Основной его тезис: медицина должна развиваться на основе точного метода, систематического и организованного описания различных заболеваний.

В 30-х гг. до н.э. новым научным центром становится Рим со своими интересами и своим духовным климатом, ориентированным на практичность и результативность.

Птолемей жил, возможно, в 100-170 гг. н.э. Особое место среди его работ занимает "Великое построение" (в арабском переводе — "Альмагест"), которая является итогом всех астрономических знаний того времени. Эта работа посвящена математическому описанию картины мира (полученной от Аристотеля), в которой Солнце, Луна и 5 планет, известных к тому времени, вращаются вокруг Земли. Из всех наук Птолемей отдает предпочтение математике ввиду ее строгости и доказательности. Мастерское владение математическими расчетами в области астрономии совмещалось у Птолемея с убеждением, что звезды влияют на жизнь человека. Геоцентрическая картина мира, обоснованная им математически, служила основой мировоззрения ученых вплоть до опубликования труда Н.Коперника "Об обращении небесных сфер".

Наука античного мира обязана Галену (130-200 гг.?) систематизацией знания в области медицины. Он обобщил анатомические исследования, полученные медиками александрийского Музея; осмыслил элементы зоологии и биологии, воспринятые от Аристотеля; теорию элементов, качеств и жидкостей системы Гиппократа. К этому можно добавить его телеологическую концепцию.

Естествознание развивалось и в средневековой Европе, причем его развитие шло по самым разным путям. Особо необходимо упомянуть поиски алхимиков и влияние университетов, которые были чисто европейским порождением. Огромное число открытий в алхимии было сделано косвенно. Недостижимая цель (философский камень, человеческое бессмертие) требовала конкретных шагов, и, благодаря глубоким знаниям и скрупулезности в исследованиях, алхимики открыли новые законы, вещества, химические элементы.

С XIII в. в Европе начинают появляться университеты. Самыми первыми были университеты в Болонье и Париже. Благодаря университетам возникло сословие ученых и преподавателей христианской религии, которое можно считать фундаментом сословия интеллектуалов.

В истории естествознания процесс накопления знаний сменялся периодами научных революций, когда происходила ломка старых представлений и взамен их возникали новые теории.

Крупные научные революции связаны с такими достижениями человеческой мысли, как:

- учение о гелиоцентрической системе мира Н. Коперника;

- создание классической механики И. Ньютоном;

- ряд фундаментальных открытий в биологии, геологии, химии и физике в первой половине XIX столетия, подтвердившие процесс эволюционного развития природы и установившие тесную взаимосвязь многих явлений природы;

- крупные открытия в начале XX столетия в области микромира, создание квантовой механики и теории относительности.

Рассмотрим эти основные достижения.

Земля, по Копернику, — не центр Вселенной, созданной Богом, а небесное тело, как и другие. Но если Земля — обычное небесное тело, то не может ли быть так, что люди обитают и на других планетах?

Наука становится не привилегией отдельного мага или просвещенного астролога, не комментарием к мыслям авторитета (Аристотеля), который все сказал. Теперь наука — исследование и раскрытие мира природы, ее основу теперь составляет эксперимент. Появилась необходимость в специальном строгом языке. Наиболее характерная черта возникшей науки — ее метод. Он допускает общественный контроль, и именно поэтому наука становится социальной. Научная революция порождает современного ученого-экспериментатора, сила которого — в эксперименте, становящемся все более и более точным, строгим благодаря новым измерительным приборам. Новое знание опирается на союз теории и практики, который часто получает развитие в кооперации ученых, с одной стороны, и техников и мастеров высшего разряда - с другой.

Сравнимые по приведенному масштабу перемены в теоретической физике произошли в XVII в. Был осуществлен переход от аристотелевой физики к ньютоновой, которая господствовала в западной науке в течение трех столетий. Используя эту модель, физика достигла прогресса и выгодно отличалась от других дисциплин.

Говоря о создании механики Ньютоном, нельзя не упомянуть имя Галилео, который стоял у ее истоков. Его принцип инерции был крупнейшим достижением человеческой мысли: предложив его миру, он решил фундаментальную проблему — проблему движения. Уже одного этого открытия было бы достаточно для того, чтобы Галилей стал выдающимся ученым Нового времени.

Первый закон механики Ньютона — это принцип инерции, сформулированный Галилеем. Во втором законе механики Ньютон утверждает, что ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе этого тела. И третий закон механики Ньютона есть закон действия и противодействия: действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и противоположны по направлению. И еще один закон, предложенный Ньютоном, закон всемирного тяготения звучит так: все тела взаимно притягиваются прямо пропорционально их массам и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Это — универсальный закон природы, на основе которого была построена теория Солнечной системы.

Развитие биологии в XIX веке также не обходилось без революционных открытий в то время и шло своим путем:

- Г. Мендель (1822-1884) открыл законы наследственности;

-Исследуя бактерии, Л. Пастер показал, что они присутствуют в атмосфере, распространяются капельным путем и их можно разрушить высокотемпературным нагреванием.

Итогом развития эволюционной концепции стала работа Ч. Дарвина (1809— 1882) "Происхождение видов путем естественного отбора" (1859). Эта теория имела такое же влияние на умы людей, какое в свое время имела теория Коперника. Это была научная революция в области биологии.

Следующая научная революция, после которой резко изменилась система взглядов и подходов, была также связана с физикой. Это произошло в конце XIX — начале XX столетия. Толчком к построению новой физической картины мира послужил ряд новых экспериментальных фактов, которые не могли быть описаны в рамках старых теорий, как это обычно бывает в науке. К таким фактам относятся, прежде всего:

- исследования Фарадея по электрическим явлениям;

- работы Максвелла и Герца по электродинамике;

- изучение явления радиоактивности Беккерелем;

- открытие первой элементарной частицы (электрона) Томсоном и т.д.

Поэтапно, благодаря работам ряда физиков и главным образом Бора, Гейзенберга, Шредингера, Планка, де Бройля и других, была построена физическая теория микромира, создана квантовая механика. Согласно этой теории, движение микрочастиц в пространстве и времени не имеет ничего общего с механическим движением макрообъектов и подчиняется соотношению неопределенностей: если известно положение микрочастицы в пространстве, то остается неизвестным ее импульс и наоборот.

В 1905 г. А. Эйнштейн создал специальную теорию относитель­ности, в которой свойства пространства и времени связаны с материей и вне материи теряют смысл. Эта теория дает преобразование пространственных и временных координат тел, которые двигаются со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Вторая часть теории, которая называется общей теорией относительности, связывает присутствие больших гравитационных полей (или массы) с искривлением пространства. Эта часть теории используется в космологических моделях.

3. Естествознание и научная картина мира.

Представления о свойствах и особенностях окружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период дают нам разные науки, изучающие различные процессы и явления природы.

Поскольку природа представляет собой нечто единое и целое, постольку и знания о ней должны иметь целостный характер, т.е. представлять собой определенную систему. Такую систему научных знаний о природе издавна называют естествознанием. Раньше в естествознание входили все сравнительно немногочисленные знания, которые были известны о природе, но уже с эпохи Возрождения возникают и обособляются отдельные его отрасли и дисциплины, начинается процесс дифференциации научного знания. Ясно, что не все эти знания являются одинаково важными для понимания природы.

Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие научной картины мира, под которой понимают систему важнейших принципов и законов, лежащих в основе окружающего нас мира. Сам термин "картина мира" указывает, что речь идет здесь не о части или фрагменте знания, а о целостной системе. Как правило, в формировании такой картины наиболее важное значение приобретают концепции и теории, наиболее развитых в определенный исторический период отраслей естествознания, которые выдвигаются в качестве его лидеров. Не подлежит сомнению, что лидирующие науки накладывают свою печать на представления и научное мировоззрение ученых соответствующей эпохи. Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картины природы. В действительности она возникает как результат синтеза фундаментальных открытий и результатов исследования всех отраслей и дисциплин естествознания.

Существующая картина природы, рисуемая естествознанием, в свою очередь оказывает воздействие на другие отрасли науки, в том числе и социально-гуманитарные. Такое воздействие выражается в распространении концепций, стандартов и критериев научности естествознания на другие отрасли научного познания. Обычно именно концепции и методы наук о природе и научная картина мира в целом в значительной степени определяют научный климат эпохи. В теснейшем взаимодействии с развитием наук о природе начиная с XVI в. развивалась математика, которая создала для естествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное и интегральное исчисления.

Однако без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Поэтому следует различать научную картину мира, которая формируется из достижений и результатов познания наук о природе, и картину мира в целом, в которую в качестве необходимого дополнения входят важнейшие концепции и принципы общественных наук.

В рамках дисциплины "Концепции современного естествознания" рассматривается научная картина природы такой, какой она исторически сформировалась в процессе развития естествознания. Однако еще до появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнейшим мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в античности назывался кос­мосом, произошел из дезорганизованного мира, или неупорядоченного хаоса.

В античной натурфилософии, в частности у Аристотеля (384 — 322 до н. э.), подобные взгляды нашли свое отражение в делении мира на совершенный небесный космос и несовершенный земной мир. Сам термин "космос" обозначал у древних греков всякую упорядоченность, органи­зацию, совершенство, согласованность и даже военный строй. Именно такое совершенство и организованность приписывались небесному миру.

С появлением экспериментального естествознания и научной астрономии в эпоху Возрождения была показана явная несостоятельность подобных представлений. Новые взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводах естествознания соответствующей эпохи и стали, поэтому называться научной картиной мира.

Одной из первых возникла механистическая картина мира, поскольку изучение природы началось с анализа простейшей формы движения материи — механического перемещения тел.

Становление механистической картины мира справедливо связывают с именем Галилео Галилея, который установил законы движения свободно падающих тел и сформулировал механический принцип относительности. Но главная заслуга Галилея в том, что он впервые применил для исследования природы экспериментальный метод вместе с измерениями исследуемых величин и математической обработкой результатов измерений. Если эксперименты спорадически ставились и раньше, то математический их анализ впервые систематически стал применять именно он.

Новое экспериментальное естествознание в отличие от натурфилософских догадок и умозрений прошлого стало развиваться в тесном взаимодействии теории и опыта, когда каждая гипотеза или теоретическое предположение систематически проверяются опытом и измерениями. Именно благодаря этому Галилею удалось опровергнуть прежнее предположение, высказанное еще Аристотелем, что путь падающего тела пропорционален его скорости. Предприняв эксперименты с падением тяжелых тел (пушечных ядер), Галилей убедился, что этот путь пропорционален их ускорению, равному 9,81метру в секунду за секунду.

Из астрономических достижений Галилея следует отметить открытие спутников Юпитера, а также обнаружение пятен на Солнце и гор на Луне, что подрывало прежнюю веру в совершенство небесного космоса.

Новый крупный шаг в развитии естествознания ознаменовался открытием законов движения планет. Если Галилей имел дело с изучением движения земных тел, то немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571—1630) осмелился исследовать движения небесных тел, вторгся в область, которая раньше считалась запретной для науки.

Формирование классической механики и основанной на ней механистической картины мира происходило по двум направлениям:

1) обобщение полученных ранее результатов и прежде всего законов движения свободно падающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных Кеплером;

2) создание методов для количественного анализа механического движения в целом.

Известно, что Ньютон создал свой вариант дифференциального и интегрального исчисления непосредственно для решения основных проблем механики: определения мгновенной скорости как производной от пути по времени движения и ускорения как производной от скорости по времени или второй производной от пути по времени. Благодаря этому ему удалось точно сформулировать основные законы динамики и закон всемирного тяготения.

Теперь количественный подход к описанию движения кажется чем-то само собой разумеющимся, но в XVIII в. это было крупнейшим завоеванием научной мысли. Для сравнения достаточно отметить, что китайская наука, несмотря на ее несомненные достижения в эмпирических областях (изобретение пороха, бумаги, компаса и другие открытия), так и не смогла подняться до установления количественных за­кономерностей движения. Решающую же роль в становлении механики сыграл, как уже отмечалось, экспериментальный метод, который обеспечил возможность проверять все догадки, предположения и гипотезы с помощью тщательно продуманных опытов.

Уже в прошлом веке физики дополнили механистическую картину мира электромагнитной. Электрические и магнитные явления были известны им давно, но изучались обособленно друг от друга. Дальнейшее их ис­следование показало, что между ними существует глубокая взаимосвязь, что заставило ученых искать эту связь и создать единую электромагнитную теорию.

Датский ученый Эрстед (1777—1851), поместив над проводником, по которому идет электрический ток, магнитную стрелку, обнаружил, что она отклоняется от первоначального положения. Это привело ученого к мысли, что электрический ток создает магнитное поле. Позднее английский физик Майкл Фарадей (1791 — 1867), вращая замкнутый контур в магнитном поле, открыл, что в нем возникает электрический ток.

На основе опытов Фарадея и других ученых английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831 — 1879) создал свою электромагнитную теорию. Таким путем было показано, что в мире существует не только вещество в виде тел, но и разнообразные физические поля. Одно из них было известно и во времена Ньютона и теперь называется гравитационным полем, а раньше рассматривалось просто как сила притяжения, возникающая между материальными телами.

После того как объектом изучения физиков наряду с веществом стали разнообразные поля, картина мира приобрела более сложный характер. Тем не менее, это была картина классической физики, которая изучала знакомый нам макромир. Положение коренным образом изменилось, когда ученые перешли к исследованию процессов в микромире. Здесь их