Естественнонаучная картина мира. Часть 1. Естествознание – комплекс наук о природе

Примеры научных наблюдений. Основоположник микроскопии – голландский натуралист А. Левенгук (XVII век). В его времена самые сильные линзы увеличивали изображение лишь в двадцать раз. Левенгуку удалось создать «микроскоп» (по существу, это была очень сильная лупа), который увеличивал в 250-300 раз. Он состоял из бронзовой пластинки с приделанным к ней увеличительным стеклом и устройством для крепления (рис. 1.16). Увеличительные стекла Левенгука, были очень малы – величиной с крупную горошину, поэтому пользоваться ими было трудно. Несмотря на это ему удалось путем наблюдений сделать множество важных открытий.

В течение 50 лет он наблюдал, подробно зарисовывал и описывал результаты своих наблюдений за самыми разными объектами: кусочек мяса, капля дождевой воды, хвостик головастика, глаз мухи, собственная сперма, налет со своих зубов и многое-многое другое. Одно из самых важных его открытий – микроорганизмы. В 1673 году Левенгук первым из людей увидел микробов. Вот как он писал о наблюдении в микроскоп за зубным налетом: «С величайшим удивлением я увидел под микроскопом невероятное количество мелких животных и притом в таком крошечном кусочке вышеуказанного вещества, что этому почти невозможно было поверить, если не убедиться собственными глазами».

Рис. 1.16. Микроскоп А. Левенгука

Сегодня, через сотни лет, мы знаем, что «мелкие животные», которых наблюдал Левенгук, – это одноклеточные безъядерные организмы. Их называют бактериями. В настоящее время установлено, что организм человека населяют сотни триллионов бактерий. Их суммарный вес составляет около 2-х килограмм, а по численности они превосходят число собственных клеток человека. В совокупности с другими микроорганизмами (вирусами, археями, грибами) это целый мир, который биологи называют микробиом (рис. 1.17).

Микробы населяют человека подобно тому, как мы населяем планету Земля. Однако, в отличие от нас, микроорганизмы заботятся о своей «планете», образуя с ней единую экосистему. В этой экосистеме существует симбиоз (от греческого «symbiosis» – совместная жизнь) микробиома с человеком. Микробиом каждого человека уникален. Микроорганизмы помогают нам переваривать пищу, усваивать лекарства, обогревают нас, влияют на нашу гормональную и иммунную систему, на деятельность мозга, они могут как способствовать нашей жизнедеятельности, так и вызывать различные заболевания.

Не случайно журнал «Science» включил открытие микробиома в список научных прорывов XXI века. Его исследованию посвящен крупный современный международный проект «Микро-биом человека» (Human Microbiom Project). В рамках этого проекта, в частности установлено, что микробы вносят больше генов, ответственных за выживание человека, чем собственные гены людей (бактериальных генов примерно в 360 раз больше). А ведь все начиналось с простых наблюдений Левенгука при помощи увеличительного стёклышка размером с горошину.

Эксперимент – эмпирический метод, в ходе применения которого явления и объекты исследуются в специально созданных, контролируемых и управляемых условиях.

Рис. 1.17. Бактерии, населяющие кишечник человека

Эксперимент – важнейший метод естествознания, без которого невозможно развитие ни одной его области. Перефразируя В. Маяковского, можно утверждать: Говорим «Естествознание» – подразумеваем «Эксперимент», говорим «Эксперимент» – подразумеваем «Естествознание».

На современном этапе и многие гуманитарные науки (педагогика, психология, социология и др.) активно используют эксперимент для проведения исследований. При этом за образец берется методология естественнонаучного эксперимента. Это закономерный процесс развития и взаимопроникновения наук. Еще в Средние века Леонардо да Винчи писал, что «науки, которые не родились из эксперимента, бесполезны и полны заблуждений».