Феномен «Движение» в естественнонаучном познании

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Беляев Е.А., Перминов В.Я. Философские и методологические проблемы математики и физики. М.: Изд-во МГУ, 1981.

2. Блохинцев Д.И. Пространство и время в микромире. М.: Наука, 1970.

3. Бунге М. Причинность. М.: ИЛ, 1962.

4. Бунге М. Философия физики. М., 2003.

5. Бернал Дж. Наука и история общества. М., 1963.

6. Бор Н. Избранные труды: в 2 т. М.: Наука, 1971. Т. 2.

7. Вейль Г. Симметрия. М.: Мир. 1968.

8. Гейзенберг В. Философия и физика. М.: Наука, 1989.

9. Григорьев В.И., Мякишев Г.Я., Широков Ю.М. Квантовая механика // Физика микромира. М.: Наука, 1980.

10. Мандельштам М.И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. М.: Наука, 1972.

11. Тамль А. Эйнштейн и современная физика. М., 1970.

12. Фраценфельдер Г., Хекли Э. Субатомная физика. М.: Мир, 1979.

З.И. Шимко

ФЕНОМЕН «ДВИЖЕНИЕ» В ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОМ ПОЗНАНИИ

В философии движение понимается не только как механическое перемещение различных тел в пространстве, но и как любое изменение состояний природных процессов и явлений. В движении находятся и расширяющаяся Метагалактика, и взаимодействующие элементарные частицы, и размножающиеся, производящие обмен веществ живые клетки, и социальные процессы мыслительной деятельности [Бучило, Чумаков, 2004, 123].

Эту же точку зрения можно найти в других работах философов «движение - это любое изменение явления или предмета; оно охватывает все процессы, происходящие во Вселенной, начиная от простого перемещения тел и заканчивая мышлением» [Данильян, Тараненко, 2005, 176]. Движение материи не обусловлено чем-то сверхъестественным, а является самодвижением. «Самодвижение - это следствие противоречия между устойчивостью и изменчивостью, сложным и простым, старым и новым, прогрессивным и регрессивным» [там же]. Никогда не бывает материи без движения, материи в абсолютном покое, «... неподвижная система не взаимодействовала бы с окружающими предметами и явлениями, не могла бы обнаружить никаких своих свойств, то есть она должна быть абсолютно незаметной» [там же, 177].

Движение - понятие процессуального феномена, охватывающего все типы изменений и взаимодействий.

Вопрос о природе движения всегда интересовал мыслителей разных времен. Известное выражение Гераклита: «Все течет, все изменяется» было не чем иным, как попыткой представить все, что есть в мире, находящемся в постоянном движении, изменении. Мысль об универсальности движения возникла в глубокой древности у мыслителей Китая, Индии, Греции. Древнегреческие философы (Милетская школа, Гераклит, Демокрит, Эпикур) рассматривали первоначала вещей -воду, апейрон, воздух, огонь, атомы - как находящиеся в постоянном движении и изменении. Аристотель считал, что «незнание движения необходимо влечет за собой незнание природы» [БЭС, 1972, 577].

Понимание движения как способа существования материи отчетливо формируется в XVIII веке английским философом Дж. Толандом и затем французским материалистом П. Гольбахом, однако, само движение понимается ими лишь как механическое перемещение и взаимодействие. Глубокие идеи, связанные с пониманием движения были высказаны Т.В. Лейбницем, Г. Гегелем и др. Так, Гегель преодолевает представление о движении как о только механическом перемещении и формулирует общие законы движения - закон перехода количественных изменений в качественные, закон борьбы противоположностей и закон отрицания отрицания [там же].

В рамках материализма движение было понято как способ существования материи. Ф. Энгельс писал: «Движение, в применении к материи, - это изменение вообще» [Энгельс, 1961, 563]. «Движение есть способ существования материи. Нигде и никогда не бывало и не может быть материи без движения. Движение в мировом пространстве, механическое движение менее значительных масс на отдельных небесных телах, колебание молекул в качестве теплоты или в качестве электрического или магнитного тока, химическое разложение и соединение, органическая жизнь -вот те формы движения, в которых - в одной или в нескольких сразу - находится каждый отдельный атом вещества в мире в каждый данный момент. Всякий покой, всякое равновесие только относительны, они имеют смысл только по отношению к той или иной определенной форме движения» [там же].

Движение вообще - не существует, «реальное существование имеют конкретные формы движения», которые классифицируют в связи с различением неорганической материи, биологической и социальной сфер: механическое - это пространственное перемещение различных тел: от мельчайших частиц до космических объектов; физическое - охватывает электромагнетизм, гравитацию, теплоту, свет, звук, изменение агрегатного состояния веществ; химическое - включает разные химические реакции; биологическое - это разнообразные биологические процессы в живых организмах; социальное - охватывает общественные изменения, а также процессы мышления. «Хотя каждая форма движения является относительно самостоятельной, все они связаны между собой. Более сложная форма движения возникает на основе предшествующих, более простых, является их синтезом, но не сводится к ним как к простой сумме. Например, биологическая форма движения возникает на основе более простых физико-химических форм движения, включает их в себя как свое условие и является качественно новой формой движения в сравнении с предшествующими» [Данильян, Тараненко, 2005, 179].

Самой сложной формой движения является развитие. «Развитие представляет собой определенную форму изменения вообще, особый вид движения, которому присущи закономерные, направленные, необратимые, качественные изменения материальных объектов» [там же, 220]. Движение, предполагающее качественную трансформацию движущегося объекта, может иметь двоякую направленность: накопление негэнтропийного потенциала и повышение уровня сложности системной организации движущегося объекта, усложняющее и дифференцирующее его связи со средой (прогресс) - с одной стороны, и соответственно - снижение негэнтропийного потенциала и упрощение внутренней и внешней структуры объекта (регресс) - с другой [Можейко, 1998, 198].

В контексте европейской культуры понятие «движение» является аксиологически акцентированным, что находит свое выражение в его семантической дифференциации (движение как «изменение вообще»; направленное движение как развитие; прогресс и регресс как варианты развития и т.д.). В отличие от движения понятие покоя конституируется в европейской традиции в качестве моносемантического (в восточной традиции, например, в древнеиндийской культуре фиксируется пять различных видов покоя, с одной стороны, и движение, как таковое - с другой) [там же].

К сказанному необходимо добавить: если формами существования материи, как признано в философии, являются пространство, время, движение и др., то в концептуальной обработке преподносимых учащимся естественнонаучных знаний, на наш взгляд, как ни странно недостает сосредоточения внимания учащихся на восприятии и усвоении движения как категории естественнонаучного познания. Возможно, потому, что именно эта категория как всеобъемлющая представлена в предметах естественнонаучного познания.

В сознании младших школьников представление о движении формируется и соответственно происходит усвоение его как категории познания на мыслительном уровне на основании восприятия движения как собственного действия и движения, как изменения объектов познания или изменения в объектах познания.

С движением как собственным действием младшие школьники имеют дело при проведении опытно-экспериментальной работы в процессе естественнонаучного познания под руководством составителя учебных заданий.

Дать же представления учащимся о движении как изменении объекта познания и соответственно сформулировать понятие о нем как о форме существования материи, как о категории есте-

ственнонаучного познания учебники «Окружающий мир» имеют, естественно, богатейшие возможности. Примеры этому неисчислимы.

С движением как механическом перемещении тел в пространстве младшие школьники знакомятся, изучая движение космических тел: планет в Солнечной системе: «Земля движется вокруг Солнца» [Пл 2005, 4-1, 5], «Вокруг Солнца обращаются девять планет» [там же, 4], движение Земли вокруг своей оси: «Земля постоянно плавно вращается вокруг воображаемой линии - земной оси» [там же, 13]; движение Луны вокруг Земли: «Луна - спутник Земли и движется вокруг нас» [Ва 2003, 2-1, 16]. Учащиеся проходят по следам великих путешественников, сами учатся быть пешеходами, пассажирами, изучают средства транспорта.

Младшие школьники знакомятся с различными агрегатными состояниями веществ и их изменениями. «В твердых телах частицы притягиваются друг к другу и их движение напоминает колебание или дрожание. При нагревании вещества колебание молекул усиливается и они начинают расталкивать друг друга и двигаться. Твердое тело превращается в жидкость. При дальнейшем нагревании молекулы движутся ещё быстрее, сталкиваются и отскакивают друг от друга, стремясь разлететься как можно дальше. Жидкость превращается в пар» [Ва 2004, 3-1, 6-7]. Они знакомятся с другими формами физического движения: расширением металлов при нагревании [Ва 2005, 4-2, 38] с их способностью проводить тепло и электрический ток (там же, 39), магнетизмом [там же, 49], звуком «Звук - это очень мелкие и частые колебания среды окружающих нас твердых предметов, жидкостей и газов.... В воздухе звуковые волны распространяются со скоростью 340 м в секунду. Когда самолет набирает скорость больше скорости звука, мы слышим хлопок, сильный как выстрел. Это происходит потому, что нашего уха одновременно достигают волны от рёва двигателя самолета в это мгновение и секунду назад» [там же, 54]; светом: «свет состоит из особых колеблющихся частиц (значительно мельче атома), обладающих высокой энергией» [там же, 56] и др.

А как изучается движение в живом мире? Движение определяет жизнь. С одной стороны -это наиболее доступный, бросающийся в глаза признак живого, оно, прежде всего, останавливает на себе внимание, легче всего поддается наблюдению. С другой стороны....Но в чем же основное отличие «живого» движения от движения, например, неживых машин? В том, что машина может оставаться машиной и без движения, например, когда стоит в гараже. Иное дело живой организм. Его клетки кроме простых молекул содержат гигантские молекулы чрезвычайной сложности (белки, нуклеиновые кислоты и др.), которые очень неустойчивы, поэтому в живой ткани постоянно параллельно протекают явления распада и созидания. Например, только в течение одной секунды в организме человека разрушается и вновь создается около 3 млн. эритроцитов. Очень напряженно в организме работает «транспорт», обеспечивающий беспрерывно протекающие «ремонтные работы» - доставлять клеткам и тканям различные строительные материалы, увозить «мусор». Поэтому остановки этого движения превращает живое в труп [Бернштейн, 1964, 4-7].

Движение - неотъемлемый признак жизни. В первые же дни прихода в школу первоклассников авторы учебника «Мы и окружающий мир» Н.Я. Дмитриева и А.Н. Казаков знакомят их с признаками живой природы: «.рождение, дыхание, питание, движение, рост, старение и умирание» [ДК 2003, 1-1, 18]. К сожалению, некоторые составители учебников почему-то не указывают этот признак. Читаем у автора учебника «Мир вокруг нас» 3 кл. А.А. Плешакова: «Живые существа, или организмы, в отличие от предметов неживой природы, дышат, питаются, растут, развиваются, приносят потомство, умирают» [Пл 2005, 3-1, 5].

Движение, как присущий всему живому признак хорошо был раскрыт в учебнике Н.Я. Дмитриевой, И.П. Товпинец «Естествознание - 2»: «.все живое движется: птицы летают. звери бегают. а как же растения?... Если приглядеться, то и растения могут двигаться. Утром открываются цветы одуванчика. На ночь опускаются листочки клевера» [ДТ 1996, 2, 9-10]. Это же читаем и в ныне действующем учебнике Н.Ф. Виноградовой, Г.С. Калиновой «На первый взгляд, растение кажется неподвижным, потому что всю жизнь проводит на одном месте. Но присмотрись к нему внимательно, и ты убедишься, что, как всякий организм, растение способно к движению. Например, цветки одуванчика, образующие корзинку, раскрываются утром и к вечеру закрываются. Корзинка подсолнечника поворачивается к солнцу, как будто «следит» за ним целый день. Кувшинки перед дождем закрывают свои цветки» [ВК 2005, 3, 33].

Но - это «внешнее» движение, связанное с перемещением в пространстве. В живом организме есть «внутреннее» движение, скрытое от глаз.

С движением как обменом веществ учащиеся знакомятся, например, при изучении физиологических функций растений: фотосинтеза и дыхания. «В листьях растений на свету из воды и углекислого газа образуются сахар и другие питательные вещества, необходимые растениям. Эти питательные вещества используют также животные и люди. Растения выделяют кислород, которым дышат живые существа» [Пл 2000, 3, 74]. Более подробно изучаются вопросы дыхания и питания растений в «Окружающем мире» О.Т. Поглазовой. Учащиеся заполняют рисунки-схемы процессов, происходящих днем (фотосинтеза и дыхания) и ночью (только дыхания). Они в состоянии ответить на вопрос «На свету или в темноте лист забирает кислорода из воздуха больше, чем отдает?». Очень удачна схема, показывающая, какие вещества и энергия поступают в лист, и что получается в результате фотосинтеза [По 2005, 3-4, 26]. Н.Ф. Виноградова и др. приводит упрощенную формулу фотосинтеза, не обозначая химическими символами вещества: СО2, Н2О, О2, (С5Н10О5)П, а называя их: углекислый газ, вода, кислород, питательные вещества [ВК, 2005, 47].

Второклассники читают в учебнике: «Луч солнца падает на лист. И в зеленой части растения - в листе. вырабатываются важнейшие питательные вещества, без которых не может обойтись ничто живое: ни человек, ни животное, ни само растение. А вырабатывает их зеленый лист из углекислого газа, который берет из воздуха, и воды, .удивительная фабрика .бывает «на ходу», .когда на нее падает свет.. Исчезни вдруг зеленый лист - и все на нашей планете Земля вымрет!» [ДТ 1996, 2, 43].

В программе А.А. Вахрушева и др. рассматривается круговорот веществ в экосистемах, изучаются роли участников круговорота. Растения (продуценты, производители), создающие органические вещества - пищу всем живым организмам и кислород для дыхания, названы «кормильцами». Животные (консументы, потребители), поедающие пищу, - «едоками». Грибы и бактерии (редуценты, разрушители), превращающие умершие растительные и животные организмы в простые минеральные вещества, используемые растениями для питания, - мусорщиками-санитарами. На этом основании вводится понятие «экосистема», в которой «есть все, что нужно для жизни ее обитателей.. В экосистеме нет ничего лишнего, ненужного. Экосистема существует как угодно долго без посторонней помощи» [Ва 2003, 2-3, 7].

Младшие школьники знакомятся с движением и как изменением. «Если круговорот веществ замкнут не полностью, то условия в экосистеме постепенно меняются. Именно поэтому на месте озера рано или поздно появляется болото» [Ва 2004, 3-1, 47]; болото превращается в луг [там же, 63], луг будет сменяться лесом [там же, 54]. «Лес - устойчивая экосистема с замкнутым круговоротом веществ.. Поэтому лесная экосистема не заменяется другой экосистемой» [там же, 61].

Развитие как движение также широко представлено в учебниках начального естествознания:

Мечтает каждая икринка

Стремительною рыбкой стать.

Мечтает каждая личинка

Прекрасной бабочкой порхать.

Мечтает семечко растения

Цветком прекрасным расцвести. (По 2005, 3-4, 52).

«Многие цветковые растения размножаются с помощью семян, которые образуются в плодах. Размножение корнем. клубнем. корневищем. луковицей. называют вегетативным» [ВК 2005, 3, 50-51]. После подробного ознакомления с органами растения автор предлагает обучающимся: Расскажи по рисунку о развитии цветкового растения от семени до семени [По 2005, 3-4, 42]. Ещё более подробно изучается развитие различных групп животных, например: «Рыбы развиваются из икринок.. Из икринок образуется сначала маленькие глазастые личинки с хвостиками.. Через некоторое время личинка становится похожей на взрослую рыбу. и называется мальком. Мальки постепенно подрастают, но им понадобится не один год, чтобы стать взрослой рыбой» [По 2005, 3-4, 54]. «Летом насекомые объединяются в пары и размножаются. Они откладывают яйца, из которых выходят личинки. У тараканов и кузнечиков - это маленькие бескрылые копии своих родителей.

Личинки кормятся, растут и становятся взрослыми. А вот жуки, комары, мухи, бабочки, шмели, муравьи проходят более сложный путь. Из яиц выходят личинки, совсем непохожие на родителей. Чтобы превратиться во взрослое насекомое, такая личинка должна вырасти и стать неподвижной куколкой. В ней-то и происходит чудесное превращение» [Ва 2004, 3-2, 14].

Из всего сказанного выше следует, что изложение знаний о механическом перемещении тел, изменениях агрегатного состояния, об обмене веществ, развитии, изменениях в экосистемах кон-цептуализовано именно представлением о движении как способе существования материи. Но если сведения о пространстве и времени как таковых излагаются прямым способом, пример которого рассмотрен выше, то представление о движении как категории естественнонаучного познания создается и соответствующее понятие на мыслительном уровне формируется косвенно, способами, в которых движение представлено и соответственно концептуализовано как всеобщая форма изменений объектов научного познания или в объектах того же познания.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бернштейн А.Д. Живое движение. М.: Знание, 1964. 47 с.

2. Большая Советская Энциклопедия: в 30 т. / гл. ред. А.М. Прохоров. 3-е изд. М.: Советская энциклопедия, 1972. Т. 7. 608 с.

3. Бучило Н.Ф., Чумаков А.Н. Философия: Учеб. пособие. 4-е изд. СПб.: Питер, 2004. 428 с.

4. Виноградова Н.Ф. Калинова Г.С. Окружающий мир: Учебник для 3 кл. общеобразов. учрежд. М.: Вентана - Граф, 2005. 160 с. (ВК 2005, 3).

5. Данильян О.Г., Тараненко В.М. Философия: Учебник. М.: Изд. Эксмо, 2005. 512 с.

6. Дмитриева Н.Я., Товпинец И.П. Естествознание, 2 кл. М.: Просвещение, 1996. 192 с. (ДТ 1996, 2).

7. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Мы и окружающий мир: Учебник для 1 кл. изд.3-е, исправл. Самара: Учебная литература, 2003. Ч. 1. 60 с. (ДК 2003, 1-1).

8. Можейко М.А. Движение // Новейший философский словарь / сост. А.А. Грицанов. Мн.: Изд.-во В.М. Скакун, 1998. С. 198.

9. Окружающий мир. Учебник - тетрадь для 2 кл. / А.А. Вахрушев и др. М.: «Баласс», 2003. Ч. 3. 64 с. (ВА 2003, 2-3.).

10. Обитатели Земли (курс «Окружающий мир»): Учебник - тетрадь для 3 кл. / А.А. Вахрушев и др.

М.: Баласс 2004. Ч. 1. 80 с. (Ва 2004, 3-1).

11. Окружающий мир. Учебник - тетрадь для 4 кл.: в 2 ч. / А.А. Вахрушев и др. М.: Баласс, 2005. Ч. 2.

80 с. (Ва 2005, 4-2).

12. Плешаков А.А. Мир вокруг нас: Учебник для 3 кл. нач. шк. в 2 ч. 4-е изд. М.: Просвещение, 2005.

Ч. 1. 160 с. (Пл 2005, 3-1).

13. Плешаков А.А. Мир вокруг нас: Учебник для 4 кл. нач. шк.: в 2 ч. 3-е изд. М.: Просвещение, 2005.

Ч. 1. 160 с. (Пл 2005, 4-1).

14. Поглазова О.Т. Учебник - тетрадь № 4 для 3 кл. четырехлет. нач школы. Смоленск: Ассоциация

XXI век, 2005. 64 с. (По 2005, 3-4).

15. Энгельс Ф. Анти - Дюринг / К. Маркс и Ф. Энгельс: Соч. 2-е изд. М.: Госуд. изд. полит. литерату-

ры. 1961. Т. 20. С. 16-338.

З.И. Шимко

ФОРМЫ БЫТИЯ МАТЕРИИ «ПРОСТРАНСТВО» И «ВРЕМЯ» В НАЧАЛЬНОМ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

Сложились различные представления на природу познания. «Наиболее распространенная точка зрения состоит в том, что развитие знаний человека о мире формируется постепенно и зависит от действия с объектами, перемещения в пространстве, исследования окружения. Действия с объектами формируют восприятие признаков объектов и отношений между ними, что служит основой формирования понятий, как единицы мыслительного процесса» [Когнитивная психология, 2002, 347].