Универсальные принципы естествознания (наука в общечеловеческом измерении) (стр. 1 )

Министерство образования

Российской Федерации

Тамбовский государственный университет

им.

Академия непрерывного образования

Универсальные принципы

естествознания

(наука в общечеловеческом измерении)

Учебное пособие для студентов

социо – гуманитарных специальностей

по курсу «Концепции современного естествознания»

Тамбов 2001

ББК 20

Универсальные принципы естествознания

(Наука в общечеловеческом измерении)

Учебное пособие. Тамбов: Издательство ТГУ им. . 2001 г. 267 с.

Книга посвящена изложению методологии, принципов и актуальных проблем естествознания через призму социальных, мировоззренческих и философских последствий революционных достижений науки 20-го века. При этом наука рассматривается как компонент единой общечеловеческой культуры. Особое внимание уделено взаимодействию идей, представлений, концепций, возникших в различных областях культуры, а также глобальным проблемам человечества и возможной роли науки в их решении.

Предназначена для студентов высших учебных заведений.

ББК 20

ã Тамбовский государственный университет им. . 2001 г.

Об авторе

- директор института математики, физики, информатики Тамбовского государственного университета им. , заведующий кафедрой теоретической и экспериментальной физики, доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, Соросовский профессор. Известен в России и за рубежом как специалист и основатель научной школы в области изучения динамики мезоскопических дефектов, атомарных и электронных возбуждений в конденсированных средах. Автор монографии, нескольких учебных пособий, сорока изобретений и свыше 200 публикаций в отечественной академической и зарубежной печати. Участник нескольких десятков международных научных конференций в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, США, Англии, Италии, Израиле, Швейцарии, Франции и др. по проблемам реальной структуры твердых тел, роли динамических характеристик структурных дефектов и процессов самоорганизации в формировании физических свойств перспективных монокристаллических, аморфных, полимерных материалов, фуллеренов и др.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие для преподавателей 6

Предисловие для студентов 10

Модуль 1. Естественно-научный, религиозный и художественный подходы к пониманию и освоению действительности. 13

Наука как компонент культуры. Естествознание как часть науки. Его место, задачи, специфика и особенности в сравнении с другими способами освоения действительности.

Модуль 2. Структурные уровни организации материи и структура естествознания. 35

Подразделение естествознания на отдельные дисциплины, как отражение структурных уровней организации материи. Пространственно-временные масштабы в естествознании. Микро-, макро-, мегамиры. Взаимодействие как важнейший фактор существования любых объектов в природе. Фундаментальные взаимодействия и поля.

Модуль 3. Методология, принципы и методы естествознания. 49

Методология, принципы и методы объективного описания природы. Идеалы, критерии и нормы науки. Этические нормы в науки. Эстетические аспекты научного творчества. Лженаука и псевдонаука.

Модуль 4. Динамика естественнонаучного познания. 70

Эволюционные этапы и научные революции.

Модуль 5. Классическое естествознание. 86

Основные черты, особенности и достижения классической науки. Мировоззренческие аспекты. Неразрешенные проблемы.

Модуль 6. Третья научная революция начала XX века. 120

Предпосылки. Ключевые моменты. Новые концепции пространства-времени, соотношение непрерывного и дискретного, случайного и детерминированного в природе. Новая картина мира, новая научная парадигма.

Модуль 7. Панорама и проблемы современного естествознания. 137

Микромир: квантовая механика, спектр масс элементарных частиц, фундаментальные взаимодействия, суперобъединение физических полей. Макромир: лазеры, высокотемпературная сверхпроводимость, информатика, нелинейная динамика, самоорганизация, синергетика, молекулярные механизмы наследственности. Мегамир: происхождение и эволюция Вселенной и экзотических объектов в ней.

Модуль 8. Научно-техническая революция и научно-технический прогресс. 170

Истоки, причины и сущность НТР. Содержание, особенности, ключевые технологии, проблемы.

Модуль 9. Социальные последствия НТР. 194

Сдвиги в социальной структуре, иерархии ценностей, нравственных ориентирах. Роль информатизации и глобализации мирового сообщества. Постиндустриальное общество.

Модуль 10. Глобальные проблемы человечества, пути их решения. 224

Сущность глобальных проблем. Роль естествознания в их решении. Человек как объект исследования и центральная проблема. Эволюционно-синергетическая парадигма как основа целостности культуры.

Невероятно, какое количество глупостей может сказать за один день умный человек. И если бы я не молчал, я бы говорил их, как всякий другой

Андре Жид

Предисловие для преподавателей

Автор пособия, разумеется, отдает себе отчет в том, что специфика курса «Концепции современного естествознания» такова, что он может быть только авторским, опирающимся на личный опыт научной работы в одной из «точных» наук, отражающим философское отношение лектора к естественно–научной методологии, ее роли и месте в современном обществе. Вместе с тем, существующие государственные стандарты предусматривают определенный минимальный перечень вопросов и проблем, которые должны быть затронуты при чтении курса. Имея в виду то, что слушателями являются студенты гуманитарных или социальных направлений образования, необходимо, не слишком вульгаризируя содержание естественнонаучной компоненты вопроса из каждой конкретной темы, извлечь общекультурную, мировоззренческую составляющую. В этом - основная трудность преподавания столь широкого по охвату и проблемного курса. Многолетний опыт его преподавания в университете на разных факультетах, в среде коллег, имеющих различный подход к его месту, целям и содержанию, убеждает, что самым опасным является сползание к двум крайностям.

Согласно одной экстремистской точке зрения, школа и вуз не додали учащимся конкретных знаний в области физики, математики, химии, биологии, астрономии и т. п., и именно в этом курсе можно и нужно восполнять эти пробелы. В результате получается механически соединенные, урезанные справочные сведения по соответствующим дисциплинам. Меньше всего хотелось бы, чтобы курс концепций естествознания представлял собой эклектическую смесь куцых и профанированных сведений из учебников физики, химии, биологии, астрономии.

Другая крайняя позиция сводится к тому, что «гуманитариям» бесполезно или даже вредно забивать головы сведениями из точных наук, и тогда курс превращается в альманах рассказов, очерков о судьбах ученых, их открытиях, курьезах, анекдотических ситуациях или в курс теории познания вообще. Среди большого числа учебников по концепциям естествознания, изданных с момента включения этого курса в перечень обязательных для любых направлений подготовки специалистов в России, практически нет ни одного, не тяготеющего к этим крайностям.

Настоящее пособие отражает убеждения автора в отношении науки, которые сводятся вкратце к следующему:

·  Наука – это органическая часть культуры и культурного пространства, непрерывно взаимодействующая с другими ветвями культуры, что приводит к их взаимному обогащению и прогрессу. Однако для продуктивного взаимодействия необходимо, как минимум, стремление к общению и взаимопонимание. В связи с большим различием подходов добиться последнего нелегко, но необходимо. Именно это взаимодействие и должно быть одним из главных лейтмотивов курса.

Большая честь и удовольствие взять в союзники одного из крупнейших физиков 20-го века Эрвина Шредингера, написавшего однажды (к большому возмущению многих коллег): «Существует тенденция забывать, что все естественные науки связаны с общечеловеческой культурой и что научные открытия, даже кажущиеся в настоящий момент наиболее передовыми и доступными пониманию немногих избранных, все же бессмысленны вне своего культурного контекста. Та теоретическая наука, которая не признает, что ее построения, актуальнейшие и важнейшие, служащие в итоге для включения в концепции, предназначенные для надежного усвоения образованной прослойкой общества и превращения в органическую часть общей картины мира; теоретическая наука, повторяю, представители которой внушают друг другу идеи на языке, в лучшем случае понятном лишь малой группе близких попутчиков, - такая наука непременно оторвется от остальной человеческой культуры; в перспективе она обречена на бессилие и паралич, сколько бы ни продолжался и как бы упрямо не поддерживался этот стиль для избранных, в пределах этих изолированных групп, специалистов.»

·  Широко образованный и творчески мыслящий специалист любого профиля не может не быть осведомленным об основных принципах, нормах и критериях естественно - научных подходов к проблемам и их принципиальном отличии от псевдонауки и знахарства. Это важно как с точки зрения успешной самореализации каждого человека, так и с точки зрения организации единого фронта отпора активизировавшимся в последнее время оккультизму, магии и откровенному шарлатанству, имеющим единственной целью выкачивание денег из необразованных и доверчивых граждан.

·  Наука универсальна, могущественна и крайне привлекательна (по крайней мере, для части общества), но не всемогуща. Она не может претендовать на решение всех проблем человечества (например, морально – этических, социальных, политических). Но дальнейший общекультурный и социальный прогресс общества невозможен без деятельного участия фундаментальных наук с одной стороны и диалога, взаимодействия и в конечном итоге конвергенции всех ветвей культуры – с другой.

·  Курс концепций естествознания должен быть нацелен не столько на сообщение ключевых фактов, добытых за многие века естествознанием (хотя в некоторой степени и это необходимо), сколько служить сближению представителей различных областей культуры на ранних стадиях обучения, выработке широкой мировоззренческой платформы, учитывающей многообразный опыт человечества в постижении действительности и поиске своего места в жизни.

·  История человечества – это не только хроника царствований, войн, революций, походов великих завоевателей, возникновения и крушения империй, - это еще и история развития интеллекта, борьбы духа и плоти, это - и драматическая история прорывов и крушений в рациональном постижении природы и многомерного освоения действительности с различных позиций.

Хочется надеяться, что настоящее пособие окажется полезным как тем, кто разделяет принципиальные позиции автора, так и тем, кто имеет отличную точку зрения на предмет, но способен извлечь пользу и из системы взглядов оппонента относительно роли науки и естественнонаучной методологии в современном мире. Автор будет признателен и тем и другим за аргументированную критику, советы, указания на возможные неточности и ошибки, от которых, по видимому, не свободна настоящая рукопись.

Многолетние наблюдения показывают, что в любом случае подготовка и чтение курса «Концепции естествознания» благотворно влияют на общекультурный и методический уровень любого преподавателя, взявшегося за его освоение (при условии серьезного и ответственного отношения). Остается только пожелать успехов и радостей на этом нелегком пути.

Приобретение любого познания всегда полезно для ума, ибо он сможет отвергнуть бесполезное и сохранить хорошее. Ведь ни одну вещь нельзя ни любить, ни ненавидеть, если сначала ее не познать.

Леонардо да Винчи

Ни один человек не может вам сказать ничего такого, что не было бы заложено на заре вашего познания. Учитель, который входит под сень храма, окруженный учениками, передает им не свою мудрость, а скорее свою веру и любовь. Если он действительно мудр, он не столько приглашает войти в храм своей мудрости, сколько раскрывает возможности вашего собственного разума.

Халиль Жибран

Предисловие для студентов

Многие из Вас, увидев в расписании занятий название этого курса, наверно удивятся и подумают: зачем он мне, если я выбрал специальность, далекую от физики, химии, математики и т. п.? Стоит ли на нее тратить силы и время?

Кроме формального ответа: он включен Министерством образования РФ в государственные стандарты для всех социо-гуманитарных специальностей и, следовательно, обязателен для изучения, можно привести и более содержательные аргументы:

·  Университетское образование подразумевает подготовку не столько специалистов узкого профиля, как, например, технические или другие профильные вузы, сколько людей высокой культуры и творческого потенциала, способных ставить и решать нестандартные задачи, часто на стыке различных течений мысли. Помимо громадного объема фактических данных, законов, теорий естествознание в процессе многовекового развития выработало определенные принципы, подходы, критерии, методологию исследовательской работы. Этих ключевых положений не так много, но они очень эффективны и универсальны, т. е. полезны в процессе постановки и решения множества разнообразных задач, невзирая на их специфичность и непохожесть. Знание этих принципов необходимо каждому образованному человеку.

·  Наука и ее результаты являются частью общечеловеческой культуры. Исторический процесс, общекультурное развитие, социальный прогресс всегда шли рука об руку с объективным познанием окружающей действительности, закономерностей всего происходящего в Природе. Так что невозможно глубоко проникнуть в историю человечества и понять во всей полноте динамику развития общества, не имея хотя бы самых общих представлений о взаимодействии науки и экономики, науки и политики, науки и техники, науки и всех видов искусств.

·  Наконец, современная жизнь, будь то работа, быт или развлечения, все больше насыщаются сложной техникой, мир охватывают глобальные процессы, связанные с научно – техническим прогрессом, благодаря современным средствам связи (сотовые телефоны, Интернет и т. п.) стираются государственные границы и т. д. Качество жизни за последние несколько десятков лет радикально изменилось благодаря быстрому и тотальному продвижению достижений науки в практику (возросла продолжительность жизни, более благоустроенным и комфортным стал быт, изменился характер и содержание труда). В связи с этим специалист любого профиля должен представлять реальные возможности и социальные последствия этого процесса и видеть различия между реалиями и иллюзиями, внушаемыми шарлатанами от науки.

Настоящее пособие имеет целью познакомить с наиболее важными, принципиальными положениями современного естествознания, имеющими философское, мировоззренческое и общекультурное значение или серьезные последствия для развития цивилизации в будущем.

Мы сами – часть природы, звено в эволюционной цепи – погружены в кипящий котел, наполненный разнообразными частицами, их сложными агломератами, пронизываемы всеми реально существующими физическими полями, участвуем во многих процессах обмена веществом, энергией, информацией с окружающей средой. Поэтому для правильного осознания своего места в Природе, гармоничного взаимодействия с ней не менее важно, чем знать поэзию, любить музыку, восторгаться архитектурой, понимать основные принципы функционирования окружающего нас мира.

Наука – живой, растущий организм, а не застывшая масса знаний. По многим коренным проблемам нет окончательного ответа и существует множество точек зрения. Автор в меру своих скромных возможностей и объема пособия пытался сохранить дискуссионный дух науки и представить различные подходы и точки зрения, даже если одни ему кажутся привлекательнее и предпочтительнее других. И еще: это не краткий справочник сведений, фактов для подготовки к экзаменам. Скорее это приглашение в чудесный, увлекательный, очень специфический мир науки, без которой наша жизнь была бы скучна и, безусловно, намного беднее материально и духовно.

Разумеется, пособие не может заменить собой более серьезные и фундаментальные источники (некоторые из которых перечислены в списке рекомендованной литературы). Если в процессе изучения курса «Концепции естествознания» у Вас появится желание их прочесть и тем более попробовать использовать полученные знания в жизни, автор будет считать свою цель достигнутой.

Не то, что мните вы природа!

Не слепок, не бездушный лик:

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык!

Ф. Тютчев

Счастлив человек, способный распознать причины явлений.

Вергилий

Модуль 1

Естественно - научный, религиозный и

художественный подходы к пониманию и

освоению действительности

Естествознание как часть науки. Наука как компонент культуры. Ее место, задачи, специфика и особенности в сравнении с другими способами освоения действительности.

Определим сначала основные понятия, которые являются ключевыми для данного модуля.

Концепция (от латинского слова conceptio – понимание, система) – система основополагающих взглядов на те или иные явления; способ их рассмотрения, понимания; руководящая, основная идея для их систематического освещения.

Естествознание – система наук о природе, рассматриваемых в единстве как целое. Являясь частью научного знания вообще (наряду с науками об обществе и мышлении), оно само может быть разделено (весьма условно) на физику, химию, биологию, комплекс наук о Земле (география, геология, океанология и т. д.) и астроно

Рис. 1.1. Наиболее распространенная классификация наук

мию (Рис. 1.1). Зачастую к этому списку добавляют математику, хотя, будучи очень важным средством количественного описания при-

роды различных объектов, она, строго говоря, не является наукой о природе.

Основными предметами естествознания являются движущаяся материя во всем многообразии ее форм на всех структурных уровнях существования и организации, а так же пространство и время.

Материя существует в двух формах – вещество и поле (Рис. 1.2.). На уровне элементарных частиц между этими формами нет непроходимой границы: вещество может превращаться в поле, а поле в вещество. Например, при взаимодействии частицы с античастицей они могут аннигилировать, т. е. совсем исчезнуть, но при этом создать квант соответствующего поля. И наоборот, квант достаточно сильного поля может породить пару – частица/античастица (в присутствии третьей частицы).

Высшей целью естествознания является нахождение объективных свойств всех материальных объектов в природе, закономерностей их взаимодействия и взаимопревращений, т. е. - чистое знание.

Другой важной целью естествознания является раскрытие возможностей использования в практике выявленных свойств материи, закономерностей ее движения, сил и процессов, протекающих в природе.

До некоторой степени понятие естествознание близко к натурфилософии (от латинского слова natura – природа), которое с античных времен и вплоть до эпохи Возрождения практически заменяло первое. В настоящее время под натурфилософией понимают скорее умозрительные, общеметодологические подходы к истолкованию природы. Тем не менее, самый престижный, авторитетный и популярный журнал в мире о достижениях науки называется Nature (издается еженедельно в Англии). От момента поступления до опубликования статьи в нем проходит всего несколько недель (а иногда только 1-2!), что делает его и одним из самых оперативных в мире. Честью опубликоваться в нем считают для себя даже Нобелевские лауреаты.

Как уже упоминалось, естествознание - это центральная и крупнейшая часть науки вообще. Можно дать несколько определений науки. С одной стороны, наука – это одна из форм общест

Рис. 1.2 Две формы материи: вещество и поле

венного сознания, сфера духовной деятельности, основной функцией которой является выявление объективных знаний об окру-жающей действительности. (Объективных – это значит не зависящих от методов исследования, точки зрения исследователя, отношения субъекта, т. е. отдельно взятого человека, к предмету исследования). Наука – это и совокупность накопленных результатов, это и социальный институт со своей инфраструктурой, сообществом высокопрофессиональных специалистов, а в последние десятилетия - и важнейшая часть производительных сил общества. Продвижение результатов фундаментальной науки в практику в простейшем случае можно представить себе в виде цепочки, изображенной на рис. 1.3.

Функцией прикладной (отраслевой) науки является освоение и адаптация результатов, полученных фундаментальной наукой, к практическим потребностям общества, разработка новых технологий, материалов, изделий на их базе и внедрение этих разработок в производство, быт. Опытно-конструкторские и проектные работы, выполняются в соответствующих институтах и бюро, которые проектируют оборудование, целые цеха и производства, разрабатывают техническую документацию на новые изделия, технологические процессы и т. д. Опытные (экспериментальные) производства изготавливают пилотные образцы продукции, оборудование для новых технологий и т. п., а также доводят их в процессе опытной эксплуатации до готовых к серийному производству, устраняя непринципиальные недостатки и ошибки в документации, технологии и т. д. Наконец, серийное производство занято изготовлением большого количества продукции по отработанным чертежам и технологиям.

До последнего времени путь от фундаментального открытия до внедрения в практику занимал десятки, а иногда и сотни лет. Начиная с середины 20-го века, это время неуклонно сокращалось и сейчас в развитых странах оно составляет всего 3-5 лет, а в ряде случаев - и того меньше. Именно благодаря ориентации на опережающее развитие фундаментальной науки, быстрое освоени ее результатов и создание на ее базе высоких технологий и новых продуктов около двух десятков государств в мире добились высокого уровня жизни для большинства населения, располагая очень ограниченными сырьевыми ресурсами или не имея их вовсе.

Рис. 1.3. Типичная цепочка связи фундаментальной науки с практикой

И все-таки, несмотря на важнейшую роль науки как определяющего фактора развития производительных сил современного общества, смотреть на науку с узко прагматических позиций было бы величайшим заблуждением. Ее роль в обществе гораздо многограннее и шире. Сошлемся на мнение по этому поводу известного французского химика П. Бертло (в 19-м веке он нанес окончательное поражение «витализму», искусственно синтезировав большое количество органических веществ, ранее обнаруживавшихся только в объектах живой природы) «… Материальные успехи, которыми человечество обязано науке, - еще наименьшее из благ, являющихся результатом ее деятельности: она предъявляет законные права на область несравненно более обширную, на область нравственную и социальную».

Другими словами, наука в целом представляет собой существенную часть культуры общества, важнейший элемент духовной (т. е. не связанной с материальным производством) жизни. Дать строгое определение культуре еще сложнее, чем науке. Культурологи насчитывают много сотен таких определений, охватывающих различные аспекты, функции и особенности культуры и культурной деятельности. Это отражает широчайший круг разнообразных явлений, входящих в понятие «культура».

Само слово культура происходит от латинского cultura, что означает возделывание, облагораживание, воспитание, развитие. Большая Советская Энциклопедия дает следующее определение: «Культура – исторически определенный уровень развития общества и человека, выраженный в типах и формах организации жизни и деятельности людей, а также создаваемых ими материальных и духовных ценностях». Обычно выделяют два уровня культуры: специализированный (некоторые культурологи и философы – Ф. Ницше, Т. Элиот, Х. Ортега-и-Гассет – склонны называть его элитарным или высшим) и обыденный, бытовой (культура повседневности).

К первому относят экономику, политику, философию (или религию), науку, технику, искусство; ко второму – нравы и обычаи, мораль, домашнее хозяйство, обыденное мировоззрение и эстетику (Рис. 1.4).

Поскольку наука относится к первой группе феноменов культуры, рассмотрим подробнее ее особенности и место в сопоставле

Рис. 1.4. Два возможных представления структуры и содержания понятия “культура”.

нии с другими, принадлежащими к этой же группе. В первую очередь подчеркнем, что все они взаимосвязаны и влияют друг на друга. Характер этих связей и влияний существенно изменился со времен Др. Греции и Рима, но они не прекращались и не обрывались никогда. Совершенно очевидно, что наука взаимодействует с экономикой, политикой и философией. Менее очевидны связи между наукой, религией и искусством. На заре цивилизации между ними не проводилось никаких различий, они вообще не вычленялись и не существовали раздельно, а на равных участвовали в формировании культурного поля и мироощущения даже хорошо образованных (по тому времени) людей. В эпоху Возрождения началось размежевание, постепенно перераставшее в конфронтацию, а затем в открытую борьбу. В 20-м веке стало нарастать понимание необходимости диалога «трех культур». Что же отличает и что роднит эти сферы культуры?

Наука – есть рациональный способ постижения и описания явлений природы. По возможности, она должна быть как можно дальше от субъективных переживаний, оценок, эмоций как исследователя так и «пользователя» научной продукцией. Сразу скажем, что этот идеал недостижим в реальной жизни.

Искусство, напротив, - сугубо субъективный, чувственный, эмоционально окрашенный способ постижения и отражения действительности, вырабатывающий и аккумулирующий художественно-эстетические ценности. И чем оригинальнее, неожиданнее, субъективнее взгляд художника, воплощенный в его произведениях, чем более емки найденные образы, тем они интереснее и ценнее как факт искусства. В отличие от фактов науки, и восприятие «артефактов» – сугубо индивидуальное. Этим и замечательно искусство. За это мы его и любим и ценим. Кстати, в контексте научном и искусствоведческом и само понятие «артефакт» несет совершенно противоположный смысл. В первом случае – это ошибочно трактуемое наблюдение; восприятие кажущейся, внешней стороны явления, как его сущности и т. п. Во втором – это произведение искусства, то, что создано не природой, а руками и вдохновением человека.

Религия (от латинского слова religio – благочестие, святыня) – есть мировоззрение, способ соотнесения себя с действительностью через веру в сверхъестественное, в сверхмудрое существо – Бога (или нескольких богов), которому подвластно буквально все, что происходит во Вселенной, в том числе и судьбы людей, сообществ, государств и любых процессов в природе. Религия – это еще и своеобразная философия и система норм поведения человека.

Философия как наука (от греческого «любовь к мудрости») – учение о наиболее общих принципах познания бытия и законов природы, мышления и общественной жизни. Таким образом, философия венчает собой иерархию способов освоения действительности (Рис. 1.5.).

Из коротких определений науки, искусства и религии и их простейших трактовок как будто бы вытекает абсолютная несовместимость, и даже противоположность подходов к действительности. На самом деле - это не совсем так. Ни одно из них не может претендовать на абсолютно исчерпывающее объяснение и заполнение нашей жизни. Такой вывод следует хотя бы уже из того, что они сосуществуют бок о бок, не исчезая и не заменяя друг друга долгие тысячелетия (как в обществе, так и в отдельных его индивидуумах) и очевидно будут сосуществовать и в будущем. Не экстремистски настроенные представители этих сфер духовной жизни всегда понимали это и искали общую почву для диалога и взаимопонимания. Так, наука заставила религию (во всяком случае, христианскую) пересмотреть некоторые догмы, отказаться от претензий на объяснение устройства Вселенной, руководство всеми сторонами жизни общества (политикой, экономикой, правом) и т. п. С другой стороны, наука фактически признала, что формирование целей развития цивилизации, норм морали, смысла жизни и т. п. находится вне пределов ее компетенции. Более того, в науке всегда присутствовали элементы веры. И во многих случаях они вряд ли когда-нибудь сдадут позиции. По-видимому, одним из наиболее существенных из таких элементов является убежденность в конечной познаваемости природы, устройства Вселенной, фундаментальных законов и глубинных причин, по которым эти законы существуют и действуют. Вера человека, ученого в принципиальную возможность постичь абсолютно все - ни на чем не основана. Это положение невозможно обосновать строго научными методами. Выражаемая в кратких формах, она становится похожей на фундаменталистское религиозное представление. Как вообще можно со

Рис. 1.5. Иерархия способов освоения действительности

поставить познавательную способность человеческого ума, мощность и производительность мозга, функционирующего, к тому же, по непознанным законам, с неизмеримой и неизвестной сложностью устройства Вселенной? Познание собственного внутреннего «Я», как и безмерно сложного окружающего мира, вполне может быть и бесконечным во времени.

С глубокой древности существуют и такие учения, согласно которым вопрос об истинности познания человеком окружающей действительности никогда не может быть решен окончательно. Подобные философские течения обозначают общим термином агностицизм (от греческого – недоступный познанию), который ввел в 1869 году английский естествоиспытатель Т. Гексли. У агностицизма было множество знаменитых творцов и сторонников (Юм, Кант и др.). Наиболее последовательно агностицизм развит в системе Юма, который считал, что все познание имеет дело лишь с опытом и принципиально не может выйти за его пределы. Поэтому субъект не может судить о том, каково соотношение между человеческим опытом и реальностью. Так или иначе, вряд ли когда-нибудь удастся строго доказать принципиальную познаваемость мира, или напротив, неспособность человека, невозможность познать его в полном объеме.

В дальнейшем мы еще не раз будем встречаться с проблемами, которые ставят науку в тупик в течение многих тысячелетий (происхождение видимой Вселенной, Человека, законов Природы и т. п.) и обсудим их подробнее.

В связи с обсуждаемой темой небезынтересно отметить и то, что религиозное и научное мировоззрение ранее и теперь вполне мирно уживались не только в обществе, но и в сознании отдельных индивидов, в том числе величайших мыслителей и ученых. Такими были гениальные И. Ньютон, Дж. Максвелл, А. Эйнштейн, Н. Бор и множество других ученых, внесших революционный вклад в науку. По данным различных социологических исследований значительная часть современных западных ученых, в том числе и первого ряда (уровня Нобелевских лауреатов), являются людьми верующими, что не мешает их плодотворным занятиям наукой. Правда, тут надо учесть, что верования ученых могут сильно отличаться от традиционных, особенно в трактовке для простых прихожан. Т. е. значительная часть ученых, причисляющих себя к верующим, сначала задаст встречный вопрос: а кого считать верующим? Среди опрошенных в 1998 году членов Национальной академии наук США оказалось 7% верующих (Nature, v.394, p.312, 1998), а по данным другого опроса, с более широким представительством, среди американских ученых - 39,3 % верующих (Nature, v.386, p.438, 1997). В России и тем более СССР такие опросы никогда, к сожалению, не проводились.

Некоторые известные ученые внесли значительный вклад и в теологию и в естествознание. Например, И. Ньютон считал, что потомки если и будут его чтить, то скорее не за «Математические начала натуральной философии», а за теологические труды, которым он посвящал времени больше и которые превышают по объему его научные публикации в несколько раз. Трудно сказать, смог бы Ньютон поднять частную физическую теорию механического движения до высоты естественной философии всей природы, не будучи увлеченным постоянными размышлениями о происхождении движения во Вселенной, возможной роли первотолчка и Творца в прошлом и настоящем и т. д. Так что религиозные и научные взгляды оказываются во многих случаях не взаимно исключающими, хотя и трудно совместимыми по многим принципиальным вопросам.

Одно из современных религиозно-философски-физических течений мысли пытается усмотреть и обосновать роль Творца в «создании» таких законов природы и «назначении» таких мировых констант (гравитационная постоянная, заряд электрона, скорость света в вакууме и др.), которые в них входят, чтобы стало возможным образование и эволюция Вселенной, Человека, такими, какими они стали. Любопытно заметить, что действительно, малейшее изменение этих констант или малейшее отклонение от известных законов физики сразу же привело бы к развалу атомов, невозможности существования жизни, звезд и Вселенной в целом. Почему эти константы и законы именно таковы? Этого не знает никто! Пока наука ставит вопросы (и пытается ответить на них) типа «каковы фундаментальные законы природы и принципиально важные коэффициенты в них?», а не "почему они таковы?".

По-видимому, в отношении некоторых коренных проблем бытия и познания религиозные и научные методы являются взаимодополняющими. Во всяком случае, наука широко использует кроме экспериментальных и теоретических методов познания интуицию и откровения, о чем подробнее разговор пойдет в модуле 3.

Связи и взаимоотношения науки и искусств тоже сложны и неоднозначны. Многие считают чувственные и рациональные подходы к постижению действительности прямо противоположным. В 20-м веке отношения между этими сферами человеческого духа так поляризовались и обострились, что возник вопрос: а возможно ли мирное сосуществование «двух культур» (имеется ввиду естественно-научная и художественная). Широкие масштабы дискуссия на эту тему приняла, после того как известный английский писатель и мыслитель прочитал в 1959 году в Кембриджском университете лекцию «Две культуры и научная революция». Сноу занимал крайнюю, полемически заостренную позицию, полезную для постановки проблемы. Сейчас большинство ученых и философов далеки от крайних оценок. Оставим споры «физиков» и «лириков» в прошлом. В спорах истина чаще погибает, чем рождается. Лучше поищем, что же в них общего?

Начнем с того, что по большому счету и наука, и искусство ставят одну цель – служение обществу в качестве передового отряда человечества, разведывающего и предлагающего новые пути освоения действительности, улучшения жизни, духовного обогащения, совершенствования общественных отношений, морали. Как правило, эти поиски требуют творческих подходов, которые не выводимы из предыдущего опыта. При этом и ученый, и художник начинают генерировать и выстраивать некоторые идеализированные образы, абстракции, которые впоследствии переплавляются в готовый продукт. Разумеется, конечные результаты научного и художественного творчества сильно отличаются, но они в обоих случаях являются «артефактами», т. е. явлениями, созданными искусственно, в голове людей и несущими отпечаток мыслительной деятельности человека. Мышление «в образах» свойственно представителям «обеих культур» в равной мере. Источником вдохновения, новых идей и в науке и в искусстве является окружающая действительность, которую каждая сторона видит под своим углом зрения. Но и та, и другая сфера творчества проходит после стадии генерирования большого числа идей фазу отбора. Это очень трудоемкая, иногда мучительная часть творческого процесса. Л. Толстой переписывал «Войну и мир» 7 раз, «Анну Каренину» - 16 раз, М. Врубель переделывал голову знаменитого Демона не менее 40 раз! Зачастую ученые совершают еще большее количество безрезультатных попыток, чтобы добыть Истину.

В значительной мере, в той или иной форме, науке, искусству и религии свойственен антропоморфизм (от греческого – человек + форма, вид), т. е. наделение природы и богов свойствами человека. Эти представления, как и многие другие фундаментальные философские категории, зародились в древности, но дожили до наших дней, претерпев многократные радикальные изменения. Антропоморфизм в науке в последние годы приобрел изощренные формы и занимает умы крупнейших ученых.

Люди, мало знакомые с методологией науки, обычно считают, что она делается исключительно логическими, рациональными методами. Так оно и есть в эпоху спокойного, эволюционного развития, когда планомерные, логически обоснованные, рациональные подходы являются основными при выполнении сформировавшейся научной программы. Но даже в условиях такого спокойного развития постоянно возникают вопросы, проблемы, задачи, которые не могут быть решены алгоритмически. Большую пользу приносят, казалось бы, совершенно нелогичные подходы, невозможные, на первый взгляд, решения, неожиданные ракурсы и точки зрения на проблему, интуиция, способность за обычным или мало значительным (для большинства) результатом увидеть перспективу крупных открытий. Но еще большее значение эвристические, иррациональные движения мысли (опять-таки с точки зрения устоявшихся норм) имеют в канун и во время научных революций. Самые выдающиеся научные достижения как раз и рождались в результате озарения, внезапного, а впоследствии «последовательного» отхода от устоявшихся представлений.

Учитывая внутреннюю стройность, логичность, непротиворечивость ядра научных знаний, обычно трудно бывает смириться не только членам научного сообщества, но нередко и самому создателю с кажущимся несоответствием между новым и старым. Об этом мы поговорим подробнее позже, а сейчас заметим, что в подобных ситуациях творческий акт в науке так же индивидуален, необъясним и невыводим из предыдущего опыта, как и творческий акт в искусстве. Таким образом, отступление от рациональных методов как раз и дает в науке самые интересные результаты.

С другой стороны, ни в одном виде искусств не обходится без определенных норм, правил, критериев качества. При всем многообразии музыкальных форм, жанров, тем не менее, все они создаются с учетом правил гармонии, определенной ритмики, используют строго нормированные по высоте звуки (физик бы сказал звуковые колебания определенных частот). Может быть, рядовой слушатель и не знает, но самыми благозвучными являются сочетания звуков, основные частоты которых относятся как простые целые числа – 1:2, 2:3 и т. д. Звуки с соотношением частот, к примеру, 17:19 или 37:53 будут восприниматься как какафония. Как-то Г. Лейбниц сказал: «Музыка – это радость души, которая вычисляет, сама того не зная», и с ним вполне можно согласиться. Классическая поэзия невозможна без соблюдения норм рифмования, размеров стиха и т. п. И это вовсе не мешает созданию на этой основе, одинаковой для всех, произведений самых разнообразных по жанру, степени художественной силы, выразительности, образности и т. д. Обучение законам композиции, перспективы, передачи объема, пластики движения в изобразительном искусстве или законам музыкальной гармонии занимает примерно столько же времени, сколько и законам физики или математики, и не помешало еще ни одному значительному скульптору, художнику, композитору, музыканту.

Известно множество высказываний на тему родства науки и искусства, сделанных писателями, художниками, учеными, философами. Вот мнение : «Поэзия и наука тождественны, если под наукой разуметь не одни схемы знаний, но сознание кроющейся в них мыслей. Поэзия и наука тождественны, как постигаемые не одной какой-нибудь из способностей нашей души, но всею полнотою нашего духовного существа, выражаемого словом «разум».

Разумеется, математика и современные физические теории стоят на высших ступенях абстрактности, но абстрактное мышление необходимо в той или иной степени в любом виде творческой деятельности. На повседневно-бытовом уровне, если присмотреться внимательнее, любой человек тоже непрерывно сочетает логичные и иррациональные формы поведения и подходы к решению жизненных задач. Этому отвечает наличие двух полушарий мозга, ответственных за рациональное и чувственное отношение к действительности.

Конечно, у отдельных индивидуумов может иметься определенная природная склонность, расположенность чаще применять первый или второй подходы, которые впоследствии развиваются соответствующим образованием (естественно - научным, техническим или гуманитарным), но реальное различие между людьми в этом отношении, как правило, значительно меньше, чем принято думать. Прекрасным примером сочетаемости научных и художественных талантов в одном лице может служить творчество большого числа представителей рода человеческого, внесших выдающийся вклад и в науку и в искусство. Назовем только несколько наиболее выдающихся имен: Авицена, О. Хайям, Л. да Винчи, Р. Декарт, М. Ломоносов, А. Дюрер, В. Гете, А. Чижевский. Но этот ряд можно продолжать и продолжать.

Все, конечно, знают И. Гете как гениального поэта, написавшего философскую трагедию «Фауст». Однако он был еще и замечательным ученым, о чем можно судить по его научным трудам «Опыт о метаморфозе растений», «Вопросы морфологии» (кстати, широко распространенной в современной биологии и физике термин «морфология» - тоже принадлежит ему). Система взглядов Гете на единство строения растительных и животных организмов дают основание считать его одним из предшественников Ч. Дарвина. Среди многих естественно–научных работ Гете любимым детищем была теория цвета. С физической точки зрения возражения Гете Ньютону по поводу природы и происхождения цветов были несостоятельны, но для психологии зрительного восприятия мира представляют интерес и сейчас. В конце жизни в 1829 г. он заявил своему литературному секретарю Эккерману: «Все что я сделал как поэт, отнюдь не наполняет меня особой гордостью. Прекрасные поэты жили одновременно со мной, еще лучшие жили до меня и, конечно, будут жить после меня. Но то, что я в мой век являюсь единственным, кому известна правда в трудной науке о цвете, - этому я не могу не придавать особого значения, это дает мне сознание превосходства над многими». Как же порой трудно дать взвешенную самооценку даже гениям! (См. мнение о своем творчестве И. Ньютона в модуле 5). Еще более сложную теорию цветов предложил немецкий живописец, график и теоретик искусства Ф. Рунге в виде так называемого «Шара цветов» (1810 г.).

Как уже упоминалось, в музыке используют, главным образом, ограниченный, дискретный набор тонов. Далеко не любые сочетания дают благозвучие. Какие же звуки «естественно» входят в музыкальную шкалу? Еще школой Пифагора Самосского в VI веке до н. э. было сделано открытие: для создания благозвучной музыки необходимо использовать только те тона, основные частоты которых относятся друг к другу как небольшие целые числа: 1:2 (октава), 2:3 (квинта), 3:4 (кварта), 4:5 (большая терция) и т. д. «Мистика чисел» еще долго оказывала влияние на философов и ученых. Так, И. Кеплер, формулируя в 17 веке законы движения планет, руководствовался пифагорейским принципом: «все небо есть гармония и число». Его трактат, в котором сформулирован закон взаимосвязи периодов обращения планет Т и их средних расстояний от Солнца R (T12/T22 = R13/R23), получил название «Гармония мира». В середине прошлого века немецкий композитор П. Хиндемит написал симфонию, а потом оперу под таким же названием: «Гармония мира», посвятив их И. Кеплеру.

Однако требование простых отношений тонов входит в противоречие с другим – музыкальная мелодия должна точно воспроизводиться на разных высотах, т. е. при смещении вдоль шкалы частот на произвольное число шагов. Это требование можно выразить иначе: музыкальная шкала должна быть равномерной. Предлагалось множество способов удовлетворить этим двум требованиям одновременно (что в принципе невозможно) за счет искусственного сглаживания интервалов – темперирования (от латинского temperatio – правильное соотношение, соразмерность). Неудачные попытки приводили к появлению неблагозвучных сочетаний звуков (“волчьи квинты”).

Современный темперированный строй был предложен в 1636 г. М. Мерсенном. Он получил образование в иезуитской коллегии, где вместе с ним учился Р. Декарт. Для расчета равномерной темперации удобнее всего воспользоваться логарифмами (впервые их применил для этой цели чешский математик Ян Карамуел в 1670 г.). После недолгих борений равномерное темперирование при настройке музыкальных инструментов стало общепризнанным и общепринятым. Большая заслуга в утверждении жизнеспособности равномерно темперированного строя принадлежит , который написал 24

Рис. 1.6. Триада Наука-Искусство-Религия, предлагавшаяся С. Рерихом в качестве символа духовности человечества.

пьесы (прелюдии и фуги), по одной на каждую из 12 мажорных и минорных тональностей и назвал этот сборник “Хорошо темперированный клавир” (1722 г.). В 1744 г. вышел второй том “Клавира”, составленный аналогично первому.

В триаде, предложенной российским художником и мыслителем 20-го века С. Рерихом (Рис.1.6), самые тесные взаимоотношения сложились у религии и искусства. До самого последнего времени лучшие произведения архитектуры, живописи, музыки создавались или по прямому заказу или под влиянием порыва души, внушаемому верующим в результате общения с Творцом. Абсолютное большинство сюжетов в европейском искусстве вплоть до 17-18 веков было навеяно или заимствовано напрямую из Библии. В большинстве своем только эти произведения искусства и пережили века и тысячелетия. С другой стороны, религия интенсивно использовала и продолжает использовать все виды искусств для воздействия на паству. Даже атеисты не могут не восторгаться величием и красотой храмов, проникновенностью органных пьес, гармоничностью и внутренней силой икон и т. д.

Наконец, стремления к универсальным представлениям о единстве мира, об экзистенциальных ценностях: жизни, смерти, смысле жизни, о гармоничном развитии отношений в обществе людей и между ним и окружающей средой являются общими для науки, религии, искусства, что создает почву для сотрудничества после длительных периодов их противостояния и конфронтации.

Вопросы и темы к семинару

1.  Что такое наука? Каковы ее функции, черты и отличия от других отраслей культуры?

2.  Каково место естествознания в науке? Каково его общекультурное значение?

3.  Наука – это благо или зло для человечества?

4.  В каких отношениях наука и религия близки и в каких - несовместимы?

5.  Что общего и что несхожего в подходах науки и искусства к действительности?

6.  Взаимоотношения естествознания и философии.

7.  История взаимоотношений науки и религии.

8.  Согласны ли Вы, что существует два уровня культуры: элитарный и массовый? Обоснуйте свою точку зрения.

9.  Как Вы считаете, целесообразно ли тратить государственные средства на поддержание и развитие фундаментальной науки, т. е. на поиски Истины в чистом виде?

10.  Каково соотношение между фундаментальной и прикладной наукой?

11.  Чем может быть полезно знание фундаментальных принципов естествознания в выбранной Вами профессии? В Вашей жизни вообще?

Литература

1.  , . Концепции современного естествознания. М., Высшая школа, 1998.

2.  . Концепции современного естествознания. М., Центр, 1997.

3.  . Основные концепции естествознания. М., ЮНИТИ, 1998.

4.  . Основы современного естествознания. М., ИНФРА-М, 2000.

5.  , , . Основы современного естествознания. М., Высшая школа, 1999.

6.  . Концепции современного естествознания. М., ЮНИТИ, 1997.

7.  Культурология. Под ред. . М., Высшая школа, 1999.

8.  Концепции современного естествознания. (под ред. ). Ростов-на-Дону, Феникс, 1999.

9.  Ч. Сноу. Две культуры. М., Прогресс, 1973.

10.  Дж. Бернал. Наука в истории общества. М., 1956.

11.  Философия и методология науки. М., 1996.

12.  Зинченко – неотъемлемая часть культуры? // Вопросы философии, 1990, №1.

13.  . Идеи обществознания и общественные науки. М., 1991.

14.  . Две культуры. интуиция и логика в искусстве и науке. М., Наука, 1992.

15.  , , . Естественно-научное образование гуманитариев: на пути к единой культуре // Общественные науки и современность. 1994, №5.