Универсальные принципы естествознания (наука в общечеловеческом измерении) (стр. 3 )

Еще труднее, чем моральные, этические нормы в науке описать эстетические. Но тем не менее, в научном сообществе все понимают о чем идет речь, когда говорят «красивый эксперимент», «изящное решение», «стройная теория», и т. д. Даже неспециалисту ясно, что четыре симметричных уравнения Максвелла, описывающих весь разнообразный мир электромагнитных явлений - это исключительно высокоэстетичная, элегантная теория.

Редко громоздкое, вычурное, длинное построение эксперимента или теории бывает правильным и плодотворным. Одновременно оно и неэстетично, а скорее свидетельствует о слабости или бессилии автора решить проблему. Некоторые усматривают в этом мудрость Творца, создавшего мир по простым правилам. Слегка перефразируя известного украинского философа и поэта 18 века Г. Сковороду можно сказать об этом примерно так: «Это счастье жить в мире, где все истинное устроено просто, а все сложное – лишь кажущееся вследствие путаницы ума».

Можно полагать, что более или менее общепринятые критерии красоты в науке сводятся к следующим:

·  объективная правильность решения задачи, проблемы (само по себе не обладает эстетической ценностью)

·  неожиданность подхода, постановки задачи, ее решения

·  лаконичность, экономность, общность средств, методов, выводов.

Эстетические соображения часто помогают отсеять на начальной стадии анализа подходы, решения, которые им не удовлетворяют. И, напротив, помимо всякой логики они притягивают сознание к «красивым» ходам и построениям. Так, классик науки 20-го века, один из создателей квантовой механики В. Гейзенберг писал «… проблеск прекрасного в точном естествознании позволяет распознать великую взаимосвязь еще до ее детального понимания, до того, как она может быть доказана рациональными методами».

Псевдонаука и лженаука. В заключение этого раздела – несколько слов о псевдонауке, «паранормальных явлениях» и тому подобных «чудесах». Конечно же, несмотря на впечатляющие достижения современной науки, многое об окружающем мире остается непознанным. Но строить иллюзии, что можно изучать Природу «параллельными» науке методами, по меньшей мере, наивно. Как же распознать и отделить реальную науку от псевдонауки? Может ли помочь вторая первой в этом многотрудном процессе? Ответ на первый вопрос содержится по существу в материале этого модуля. Наука, какого бы профиля, возраста и уровня она ни была, все-таки стоит на общих для нее методологических принципах, описанных выше. Их несоблюдение (даже одного – двух, а тем более, сразу нескольких) автоматически выводит участников процесса за пределы научного поля. Может быть, их занятия и имеют какое–то значение для общества: развлекательное, будящее здоровое любопытство и т. п. Например, И. Кио, А. Акопян, Д. Коперфильд и др. иллюзионисты – поистине большие артисты, творящие невероятные, на первый взгляд, вещи на сцене. Но это - честные люди. Они обозначают свой жанр как сложный фокус, хорошо поставленное шоу, а не демонстрацию непознанных сил природы. Как раз инженеры, оборудующие их площадки для выступления и создающие реквизит, хорошо знают и широко используют законы оптики, механики, электромагнетизма.

Другое дело - шарлатаны, «открыватели» так называемых «паранормальных» явлений (от греческого «пара»– возле, около). Они сознательно вводят в заблуждение людей, извлекая из этого моральные или материальные дивиденды. Это те же наперсточники, но работающие не на улицах и вокзалах, а в комфортабельных условиях и претендующие на уважение со стороны общества. Воистину, Кашпировский – это «Чумак ХХ века» (10-15 лет тому назад эти два телевизионных «целителя всего» буквально завладели вниманием страны и не сходили годами с экранов центрального телевидения). Излечение тысяч больных, страдающих самыми различными заболеваниями, за один сеанс, «заряжание» воды во всем городском водопроводе, управление выпадениями осадков над целыми регионами, розыск пропавших по фотокарточке – мало что еще придумано для околпачивания отчаявшихся людей.

Столь резкая оценка отнюдь не свидетельство снобизма со стороны признанной, «правительственной» науки к Золушке, или стремление избавиться от конкурентов. Это естественное желание сэкономить драгоценное время и, в конце концов, противостоять натиску на человеческое достоинство.

Автору неоднократно приходилось общаться и вступать в дискуссии с людьми, представлявшимися как сотрудники «народных академий», творцы невиданных теорий элементарных частиц, авиационных пропеллеров, крыльев или вообще теорий «Всего». С первых же минут разговора становится ясно, что это или больные или абсолютно безграмотные люди, ничего не знающие и даже не знакомые с громадной информацией, накопленной наукой в том предмете, которым они решили заниматься. Более того, они и не хотят ничего этого знать, «чтобы не быть предубежденными». Но так науку не делали уже в Средневековье, не то что в наше время. Чтобы сказать новое слово в науке, надо, как минимум, знать старые. Случайные открытия в науке, конечно, изредка происходили, но все они были сделаны людьми, хорошо подготовленными профессионально (рентгеновские лучи, радиоактивность и т. п.). Случай обычно улыбается тому, кто хорошо знает, что с ним делать.

Вопросы и темы к семинару

1.  Что такое методология и что такое метод?

2.  Назовите и охарактеризуйте основные эмпирические методы исследования.

3.  Перечислите и прокомментируйте основные принципы, критерии и нормы научного познания.

4.  Что Вы понимаете под абстракцией и абстрагированием?

5.  Что такое моделирование? Какие виды моделирования Вы знаете?

6.  Опишите индуктивные и дедуктивные методы в науке.

7.  Как относится наука к «чудесам»? Каково Ваше отношение к ним?

8.  Чем язык современной науки отличается от обычного бытового языка?

9.  Как Вы представляете взаимоотношения экспериментальных и теоретических методов в естествознании?

10.  Чем отличается наука от «здравого смысла»?

11.  Чем схожи и чем отличаются критерии и нормы естественнонаучной методологии от тех, что используют в своей деятельности специалисты высшего профиля?

12.  В какой мере возможно использование методологии естественных наук в Вашей профессии?

Литература

1.  . Критерии научности знания. М., 1989.

2.  Б. Рассел. Человеческое познание. М., 1997.

3.  . Математическое моделирование социально-экономических процессов.

4.  . Методы и формы научного познания. М., 1990.

5.  И. Лакатос. Методология научно-исследовательских программ// Вопросы философии.1995, №4, с. 135.

6.  , . Логика и методология научного познания. М., 1982.

7.  . Теория познания. М., 1988.

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

9.  Дж. Холтон. Что такое «антинаука»?// Вопросы философии, 1992,№2.

10.  . О формах постижения бытия. // Вопросы философии, 1993, №4.

11.  . Современный рационализм. М., 1995.

12.  . Научное познание и ценности техногенной цивилизации. // Вопросы философии, 1989, №10.

13.  Ф. Капра. Дао физики. СПБ, 1994.

14.  . Познание и заблуждение. М., 1998.

15.  , . Теория познания и диалектика. М., 1991.

16.  Диалектика. Познание. Наука. М., 1988.

17.  . Методы научного исследования. М., 1974.

18.  Методы научного познания и физика. М., 1985.

19.  . Инженер в лаборатории. М., 1983.

20.  . Методология научного исследования. АМ., ЮНИТИ, 1999.

21.  Бердяев творчества// Философия творчества, культуры и исскуства. М., Искусство, 1994.

22.  . Философская антропология и философия науки. М., 1992.

23.  . Методология научного познания в контексте культуры. М., 1992.

24.  К. Ортега-и-Гассет. Что такое философия? М., Наука. 1991.

25.  . Логика и методология научного поиска. М. 1986.

26.  Философия и методология науки. М. Аспект-пресс. 1996.

27.  . Мозг и творчество// Вопросы философии. 1992, №11, с. 3.

. Наука, квазинаука, лжунаука// Вопросы философии, 1992, №2, с.26.

Понимать то, что мы знаем, и познавать то, чего мы не знаем, - вот истинная наука.

Конфуций

Модуль 4

Динамика естественнонаучного познания

Эволюционные этапы и научные революции

Деление истории развития науки на отдельные этапы, выделение революционных и эволюционных периодов и т. п. – вещь весьма условная. Даже на вопрос: когда возникла наука? – и то существует множество различных ответов. Одни науковеды считают, что первые знания, аккумулированные, обобщенные и примененные при изготовлении простейших орудий труда – это и есть точка отсчета в истории науки. Другая крайность – полагать началом науки зарождение экспериментального естествознания в 16-17 вв. Автор придерживается более распространенного представления, согласно которому первые осознанные научные программы, формировавшиеся и осуществлявшиеся профессиональными группами людей, появились в Древней Греции в VI-IV вв. до н. э. Более древние цивилизации Востока (шумерская, египетская, вавилонская, индийская, китайская) хотя и имели опыт и организационные формы для сбора, хранения и передачи информации о мире из поколения в поколение, все-таки не ставили целей изучать фундаментальные закономерности в природе, а преследовали сугубо практические цели.

Древнегреческая цивилизация впервые поставила задачу постижения действительности из чистого интереса к Истине. Как и во все другие эпохи, возникновение и развитие науки в Древней Греции необходимо рассматривать в контексте общекультурной динамики общества. Идеалы, методология, способы организации научного поиска всегда уходят корнями в культуру своей эпохи.

Под научной революцией обычно подразумевают не просто открытие каких-либо существенных законов, важных явлений или методов исследования, а смену всей платформы – парадигмы научных знаний, методологических установок, стиля мышления, ориентиров и ценностной шкалы процесса познания. (Под парадигмой понимают определенное видение мира, общества, коренных проблем науки, модель постановки проблем и их решения). В исторических масштабах эти периоды занимали относительно немного времени (несколько десятков лет). Революционные этапы перемежались эволюционными периодами относительно спокойного, плавного роста или даже застоя. Так что условная кривая динамики развития науки имеет несколько скачкообразных подъемов. Интересно отметить, что хронологически эти скачки приходятся на период интенсивного развития культуры вообще, смены форм общественных отношений и господствующего типа сознания и мировоззрения (Рис. 4.1). Это лишний раз доказывает, что наука и ее развитие – часть общекультурного процесса.

Ниже дан краткий обзор основных этапов развития естествознания.

В начальном периоде накапливались простые наблюдения, знания и сведения, делались попытки их истолкования. Однако они не были систематическими, целенаправленными, рациональными. Таковы были астрономические, географические, медицинские, математические и другие знания Древнего Востока и Древней Греции приблизительно до V-IV вв. до н. э. Господствовавшей формой общественного устройства и отношений было рабовладение, сознание было мифологизированным, а мышление - синкретическим. Мифология не различала мир реальный и сакральный (божественный) и соединяла действительное и сверхъестественное в единое целое, являясь наиболее распространенной формой духовно - практического освоения мира. Синкретизм (от греческого - соединение, слитность) – форма мышления, в которой религиозное, эмоционально-чувственное, рациональное и эстетическое начала не были расчленены и не существовали порознь ни в общественном сознании, ни в мышлении самых интеллектуально развитых индивидов.

Первые систематические попытки объяснить действительность не мифологически, а рационально, через естественные начала, вводя абстрактные понятия и применяя логические методы доказательств, были предприняты в Древней Греции примерно в VI в. до н. э. Именно там возникли первые научные школы, программы и теоретические системы (Фалес, Левкипп, Демокрит, Евклид, Архимед, Птоле-

Рис. 4.1. Динамика развития науки на фоне общекультурной эволюции цивилизации (эпохи, глобальные процессы, ключевые события, знаковые фигуры).

мей, Аристотель). Ими были введены важнейшие понятия. Так, Фалес сводил все многообразие явлений и объектов природы к одному первоначалу. Демокрит ввел понятие «атом» (от греческого слова неделимый) как предел делимости вещества. Вечно движущиеся невидимые атомы, соединяющиеся между собой благодаря выпуклостям и впадинам в малые и большие тела, и создают все многообразие мира. Эта гениальная догадка была подтверждена экспериментально только через 2,5 тыс. лет! Конечно, в действительности атомы в твердых телах удерживаются друг около друга не за счет «выпуклостей», «впадин» или каких-либо еще геометрических особенностей подобно плодам репейника, а силами электромагнитного поля. Но это стало понятно всего лишь около ста лет тому назад. Эллинистический период развития науки дал системные геометрические представления (Евклид), основы механики (Архимед).

Преодоление топоцентризма (от греческого слова «топос» – место) или антропоцентризма (от греческого слова «антропос» – человек), движение к геоцентризму (Анаксимандр, Евдокс Книдский, Аристотель, Птолемей) ознаменовал создание первой системы мира, основанной на астрономических наблюдениях, а не на мифологизированных верованиях.

Аристо– 322 гг. до н. э.) - ученик Платона - вероятно, наиболее яркая фигура мыслителя того времени, энциклопедической образованности и размаха. Он оказал огромное влияние на дальнейшее развитие научной и философской мысли, вошел в историю науки как создатель многих фундаментальных трудов («Органон», «Метафизика» и др.), многие из которых дошли до нашего времени и не потеряли своего методологического значения до сих пор. Царь Македонии Филипп доверил ему воспитание сына Александра, впоследствии великого завоевателя мира.

Одно только перечисление направлений науки, которые зародились в Древней Греции и которые так ярко и глубоко развили древнегреческие мыслители за 2,5 тысячи лет до нас говорит само за себя: историография (Геродот, Фукидид), медицина (Гиппократ, Эрасистрат, Герофил, Гален), юриспруденция (Сократ, Платон, Аристотель), математика (Пифагор, Платон, Евклид), физика и химия (Демокрит, Эпикур, Архимед), астрономия (Фалес, Пифагор, Аристотель, Птолемей, Аристарх), филология и др.

Таким образом, в короткие исторические сроки на крошечном пятачке Европы создались общественные и политические условия для появления первых научных школ, профессиональных мыслителей и ученых, осуществивших первую научную революцию. Но это была не только научная революция, но и мировоззренческая.

Впоследствии, через много веков христианская церковь использовала многие положения учения Аристотеля. Одной из важных вех в становлении христианства был так называемый 1-ый Никейский Собор, прошедший в 325 году. На нем были канонизированы многие положения ортодоксального христианства. В XIII веке Фома Аквинский, философ, теолог и систематизатор ортодоксальной схоластики, переработал богословскую систему католицизма и включил в нее видоизмененную философию Аристотеля, приспособив ее к христианским догмам.

Схоластика (от греческого и латинского термина, обозначающего школу, школьные занятия, беседу на научные темы) – религиозно-философская методология, основанная на соединении догматов церкви с рационалистической методикой доказательств. Формально-логический подход к любой проблематике достиг рассвета в средние века и стал господствующим образом мышления. Впоследствии, начиная с эпохи Просвещения, под схоластикой стали понимать бесплодное умствование, формальные знания, оторванные от реальной жизни, начетничество. Прогрессивная во времена Древней Греции и Эллинизма система мира Аристотеля стала тормозом в развитии науки в результате ее догматического восприятия в Средние века. Любые сомнения в ее истинности, любые попытки сопоставить с растущим объемом информации, полученным различными способами (в том числе и инструментальными астрономическими наблюдениями) преследовались и жестоко карались католической церковью. Итогом был длительный застой и даже регресс не только в науке, но и в общественном процессе в целом. Целые века, как бы, ничего не происходило. У некоторых исследователей даже возникло подозрение, что хронология и история этого периода искажена, а продолжительность сильно преувеличена по идеологическим, династическим, политическим и др. соображениям царствующими династиями (см., например, труды А. Фоменко, академика РАН, по специальности математика). Так или иначе, Европа на долгие века погрузилась в дремотное состояние, из которого она смогла выйти лишь спустя тысячу с лишним лет. В эпоху Средневековья основной интерес к явлениям природы концентрировался на иллюстрациях и доказательствах религиозных догматов и принципов морали, вытекающих из них. Любые проблемы, в том числе и естественнонаучные, трактовались с позиции Священного писания. В результате наука о природе утратила то значение и позиции в обществе, которое она имела в Античности и растворилась в теологии. С точки зрения тех норм и критериев научности, которые обсуждались в модуле 3, можно сказать, что наука не существовала тогда в Европе.

Предвестниками пробуждения стали некоторые, на первый взгляд, не глобальные, но все-таки примечательные события в эпоху Возрождения: перенос на европейскую почву ряда восточных изобретений: компаса, ветряных и водяных мельниц, пороха, бумаги. Практичный ум европейцев превратил их из игрушек и развлечений, каковыми они были у себя на родине, в совершенно утилитарные вещи, приспособив для помола зерна, ведения военных действий, дальних плаваний с целью освоения и захвата новых земель. Развилось товарное производство – т. е. изготовление промышленных изделий в значительных масштабах не для внутреннего потребления, а для продажи. Изобретение книгопечатания в середине XV века Гутенбергом способствовало ускоренному распространению грамотности и знаний. Эпоха Великих географических открытий (открытие Америки Христофором Колумбом в 1492 году, обнаружение морского пути в Индию - плавание Васко-да-Гамма вокруг Африки в Индию в 1497 году, наконец, первое кругосветное путешествие Магеллана в гг.) сильно расширили представления об окружающем мире. Под влиянием этих и других социальных факторов началось изменение мировоззрения, мироощущения: соотношение веры и разума стало меняться в пользу последнего, хотя лишь только в эпоху Возрождения Разум был поставлен выше Откровения.

Таким образом, вторая научная революция XVI-XVII веков была подготовлена общекультурным прогрессом в эпоху Ренессанса. Первой ласточкой можно считать книгу польского астронома Н. Коперника «О вращении небесных сфер», увидевших свет в 1543 году.

В тот же период зародилось и начало набирать силу движение, получившее впоследствии название Реформация. В узком смысле слова - это преобразование, исправление, принявшее форму борьбы против ортодоксального католического учения и папской церкви. Но по существу оно являлось формой общественно-политического движения за обновление всей жизни и имело антифеодальный характер. Идеологи Реформации утверждали, что человек для спасения своей души не нуждается в посредничестве церкви, внешних проявлениях религиозности. Лишь внутренняя вера в искупительную жертву Христа – есть истинный путь спасения. Этим сводилась на нет необходимость католической церкви со всей ее иерархией во главе с папой, всего духовенства как особого слоя общества, которое, якобы, одно только и способно передать человеку «божественную благодать». Протестантизм подготовил почву к индивидуализации сознания, относительной независимости мышления индивида. Он сыграл важную роль в переходе от феодально-общинных отношений к принципам буржуазного индивидуализма.

Основы нового мировоззрения начали закладывать в эпоху Ренессанса многие философы, но особую роль в становлении новой науки сыграл Г. Галилей. Коперник осторожно высказывал идеи о необходимости переноса центра Мира с Земли на Солнце, и в таком виде она была всего лишь гипотезой, новой качественной моделью Вселенной, то Галилей начал искать и создавать основы экспериментального количественного естествознания. Он изобрел и усовершенствовал для этого большое количество приборов, позволявших проводить количественные определения малых и больших размеров (микроскоп и телескоп), температуры (термометр), давления воздуха (барометр), времени (маятниковые часы) и т. д. Планомерный эксперимент, полученные данные он пытался осмыслить логически и аналитически, широко используя математику. Это и есть основные компоненты современной научной методологии, революционизировавшей естествознание Средневековья. Такой подход приводил на первых порах к механистическому истолкованию бытия, но в борьбе со схоластикой и догматизмом – это было эффективное оружие.

В результате чисто умозрительные представления Аристотеля о природе механического движения (тяжелые тела должны падать быстрее, чем легкие, движение прекращается, если отсутствует непрерывно действующая сила со стороны других тел и причин и т. д.) Галилей заменил на экспериментально обоснованные законы: ускорение всех падающих тел одинаково, для сохранения движения по прямой с постоянной скоростью не требуется никаких внешних сил и т. д. Значение этих законов для механики очень велико. Но еще более ценным достижением было то, что впервые было сформулировано само понятие физического закона и развиты экспериментально – математические способы их выявления.

Блестяще завершил дело, начатое Н. Коперником, а затем продолженное Декартом, Галилеем, Гуком и др., гениальный английский ученый Исаак Ньютон (1643 – 1727 гг.). Конечно, все мы со школьной скамьи знаем И. Ньютона как создателя классической механики и новой математики – математического анализа. Но значение его трудов для последующего развития науки, мировоззрения и культуры в целом выходит далеко за пределы созданных им собственно научных теорий. Остановимся на творчестве этого безусловно гениального мыслителя подробнее. (Кстати, составляемые иногда различными науковедами, культурологами, энциклопедическими изданиями перечни гениальных людей, когда – либо живших на Земле, содержат обычно от нескольких сотен до тысячи человек. Золотыми буквами вписали они свое имя в книгу общечеловеческой культуры благодаря творчеству в самых различных сферах деятельности. Понятна условность такого ранжирования и трудности сопоставления вкладов в копилку общечеловеческой культуры столь различных людей как Аристотель и Леонардо да Винчи, Ньютон и Моцарт, Гете и Эйнштейн, Эдисон и Сальвадор Дали. Интересно отметить, что вне зависимости от того, кто и с какой целью составлял эти списки, И. Ньютон неизменно в любой такой классификации занимает место в первой тройке).

Итак, сначала о собственно теории механического движения. Три закона движения и закон всемирного тяготения, носящие имя И. Ньютона, но так или иначе обсуждавшиеся до него его великими предшественниками – Галилеем, Декартом, Гуком – исчерпывающим и строго аналитическим способом описывают все механические движения во Вселенной. Им подчиняется и крошечная пылинка, и пушечное ядро, и морские приливы, и движение Луны, планет, комет и др. небесных тел. Для того, чтобы представить революционность этой теории, необходимо учесть, что со времен Др. Греции принято было разделять земные и небесные явления как принципиально различающиеся. Земные – сложные, беспорядочные, прерывающиеся – подчиняются одним законам, а небесные – совершенные, гармоничные, бесконечные – другим, божественным.

Отголоски этих представлений находим у Пушкина, жившего уже в постньютоновскую эпоху, но вряд ли хорошо знакомого с творчеством И. Ньютона: “… доколь в подлунном мире жив будет хоть один пиит…” С точки зрения аристотелевского мировоззрения «подлунный» – как раз и означает мир несовершенный, земной, а «надлунный» - идеальный, божественный.

В результате создания классической механики Земля превращалась из центра мира в обычное небесное тело, каких множество. Пространство и Вселенная бесконечны, а миров, аналогичных земному, может быть много. Упомянутые четыре уравнения механики и новый математический аппарат – дифференциальное и интегральное исчисление – позволили с единых позиций и строго количественно описать все движения во Вселенной. Более того, рационализм, а местами и откровенный прагматизм (например, в отношении сил гравитации, которые не объяснялись, а просто принимались как факт) стал основой подходов к любым явлениям действительности. Возникло новое мироощущение, в котором Вселенная – всего лишь сложная механическая машина, упорядоченный механизм, подчиняющийся строгим математическим законам, которые могут и должны быть постигнуты наукой.

Эти взгляды надолго стали основой главенствующей и общепризнанной научной парадигмы. Поскольку науке тогда не было известно никаких других видов движения, кроме механического, утвердилась механистическая космология в духе Декарта – Ньютона, переросшая затем в механистическое мировоззрение для многих поколений ученых. Из этого мировоззрения следовало, что Бог, сотворив Вселенную, действующую по определенным законам, фактически принимал участие только в создании «законодательной базы», а потом устранился от дальнейшего деятельного участия или вмешательства в природу, позволив ей существовать в соответствии с теми совершенными и неизменными законами, которые были заложены в нее при сотворении мира. Все создатели новой картины мира были глубоко верующими людьми и не покушались в принципе на участие Бога в устройстве мироздания, отводя ему роль создателя всего сущего в соответствии с определенным планом. Но затем природа становилась самодостаточной и управлялась в соответствии с объективными законами, не нарушаемыми ничьим вмешательством. Другой столп английской культуры, почитаемый как величайший поэт Британии, Дж. Байрон, живший почти в одно время с И. Ньютоном, написал такие строки о «местонахождении» бога:

Ужель в готическом соборе

Творец быть может заключен?

Твой храм – сиянье дня, а море,

Земля и небо, вот твой трон.

Роль человека в такой доктрине возрастала. Из игрушки в руках Божьих он становился венцом творения, способным постичь замысел Божий и использовать полученные знания для усиления своего могущества.

С другой стороны, в этом мировоззрении возникло логическое противоречие. Жесткий детерминизм в явлениях природы, являющийся следствием причинно – следственного автоматизма, не оставлял человеку никакой возможности выбора, места свободе воли. В этой обстановке теряют смысл понятия долга, чести, морали, ответственности за совершенные преступления и т. д.

Борьба гуманистов и философов с механистически жестким (лапласовским) детерминизмом растянулась на сотни лет. Этой проблеме – соотношения детерминизма и свободы воли – в модуле 7 посвящен специальный раздел.

И. Ньютон создал высокий образец того, как должна выглядеть новая наука, которая впоследствии получила наименование «классическое естествознание». Воистину, трудности и тупики в науке существуют для того, чтобы гений исследователя мог проявиться наиболее ярко. На протяжении более чем трех веков наука следовала этому почти недосягаемому образцу и достигла колоссальных успехов. Но это уже был эволюционный период ее развития.

Новая методология, учения Р. Декарта, Г. Галилея, И. Ньютона всколыхнули всю интеллектуальную жизнь Европы. Это был образец рационального, материалистического отношения ко всем процессам в природе, который повлиял на развитие культуры в целом, придал ему гигантский ускоряющий импульс. Не без влияния успехов естествознания шотландский экономист и философ А. Смит создал первую экономическую теорию, в основе которой лежат представления о том, что в экономической жизни господствуют объективные, «естественные» законы. Учение Смита заложило базу для научной экономики вообще, как теория Ньютона – основы современного естествознания. Вместе с тем, уже к 19-му веку накопились большие сомнения в том, что ньютоновская рациональность – абсолютно достаточная основа для диалога с природой. В 20-м веке стало ясно, что в определенных (и довольно распространенных) условиях в нелинейных системах могут возникать ситуации и процессы, последствия которых невозможно предсказать с позиций ньютоновской детерминистской механики. В связи с этим зародилась и стала развиваться парадигма самоорганизующейся природы (см. модуль 7).

К концу 19 века у многих ученых стало возникать ощущение, что наступает закат науки. Все принципиальные законы выявлены, все известные явления непротиворечиво и даже строго количественно проинтерпретированы и объяснены, природные процессы вполне предсказуемы и количественно и качественно. На одном из парадных научных конгрессов рубежа 19 и 20 века крупнейшие ученые того времени высказывались с сожалением о самоисчерпании науки, а в адрес молодежи – в том духе, что им по существу уже нечем заниматься в науке, кроме уточнения мелких деталей. Однако не прошло и трех десятилетий, как классическая наука, метафизически – механистические представления о мире были полностью вытеснены новыми – квантово-релятивистскими. И по темпам, и по масштабам, и по глубине, и по философской и общественно-человеческой значимости – это была безусловно глобальная научная революция. В результате изменились представления о соотношении дискретного и непрерывного, абсолютного и относительного в причинно-следственных связях механистически детерминированных и вероятностных. Еще раз были пересмотрены и радикально изменены представления о происхождении и устройстве Вселенной. Возникло понимание того, что самым сложным объектом природы является не вещество или поле, а пространство и время. Следует заметить, что каждая научная революция сопровождалась пересмотром представлений о свойствах пространства и времени, хотя сами творцы первых двух научных революций, возможно, и не отдавали себе ясного отчета в этом.

Третья научная революция снова изменила парадигму естествознания и привела к невиданному ранее по объему, скорости и последствиям внедрению результатов науки в практику. Развитие неклассической науки в течении нескольких десятилетий привело в конце концов к качественно новому феномену в научной, производственной, социальной сферах – научно-технической революции (середина 20 века).

Каждому из упомянутых этапов в дальнейшем будет посвящен отдельный раздел (модуль), а пока подведем общие итоги. Наука, культура, общество развивались неравномерно. Этапы плавного эволюционного роста перемежались бурными революционными периодами, во время которых менялись самые основания науки, а не отдельные теории.

Современный философ Томас Кун в своей нашумевшей книге «Структура научных революций» предлагает схему смены этапов в динамике науки, изображенную на рис. 4.2:

Из этой модели следует, что развитие в рамках определенной парадигмы (сам термин «парадигма» тоже вошел в широкий научный оборот благодаря Т. Куну) происходит, главным образом, с помощью рационально-логических методов. Но когда возможности парадигмы исчерпываются, и она подходит к границам своей применимости, выход из нарастающих противоречий возможен только иррациональным, алогичным путем (конечно, с точки зрения господствующей системы взглядов). Сначала такой протуберанец в другую плоскость, непривычную систему взглядов кажется совершенно безумным и неприемлемым. Однако очень скоро становится ясно, что кризис разрешился и в новой парадигме существует гораздо больше возможностей непротиворечиво и еще более полно постигать окружающий мир.

И так до следующего периода исчерпания возможностей и этой парадигмы, за которым следует новая научная революция. Конечно – это только сильно упрощенная схема, модель развития реальной науки. В действительности приходится делать тысячи, миллионы попыток выбраться из возникающих противоречий и лишь считанное число выживает и создает новую идеологическую платформу нового поколения. Некоторые науковеды склонны называть научными революциями и более мелкие события, сильно меняющие принципы и подходы внутри какой-либо одной дисциплины.

Рис. 4.2. Схема развития науки по Т. Куну.

Несмотря на то, что книга Т. Куна подвергалась в течение многих лет и даже десятилетий жесткой критике как со стороны науковедов, историков науки, философов, так и ученых (зачастую вполне обоснованной и справедливой), она сыграла важную роль в осознании некоторых закономерностей в динамике развития науки. Для нас она интересна и с другой стороны.

В связи с обсуждавшейся уже проблемой источников, мотивов и методов научного творчества, очень важно отметить, что весьма распространенное мнение о науке как крайне алгоритмизированной, логически-рациональной деятельности мало соответствует действительности. Таковой она бывает, да и то лишь отчасти, только в эволюционных фазах. Революции в науке всегда делались вопреки общепринятой логике, методологии, идеологии. Именно так возникали самые блестящие теории, самые выдающиеся достижения, влиявшие на динамику всей цивилизации. Так что творческий акт в науке (самой высшей пробы) сродни творчеству в искусстве, где никогда невозможно объяснить, каким образом Художник почувствовал образ, вдохновился на неожиданное видение и отражение его в своем произведении. Мастера слова используют множество терминов для описания этого состояния: озарение, прозрение, наитие, эврика, осенило, ангел слетел, искра Божья проскочила, но вряд ли мы сами понимаем хорошенько, как это происходит, и что надо делать, чтобы происходило почаще.

Как бы полемизируя и даже поддразнивая Ф. Бэкона, который в «Новом Органоне» сформулировал в излюбленной тогда афористичной форме свою мысль «Знание - сила», современный философ Г. Маркузе возразил: «Сила - в воображении». Вероятно, это действительно определяющее качество ума, позволяющее человеку так далеко и так быстро в последние десятилетия продвинуться в понимании устройства и принципов функционирования всего сущего.

Вопросы и темы к семинару

1.  Как вы понимаете эволюцию и революцию в науке, в культуре?

2.  Охарактеризуйте содержание и значение первой научной революции.

3.  Что предшествовало второй научной революции в культурной и научной жизни Европы?

4.  Ключевые события 2-ой научной революции и их значение для последующего развития науки.

5.  Дайте краткую характеристику результатов третьей научной революции.

6.  Основные особенности научно-технической революции 20-го века.

7.  Связь общекультурного процесса с динамикой развития науки.

8.  Опишите изменения характера доминирующего типа мышления, происходившие вследствие научных революций.

9.  Как менялась картина мира после научных революций?

10.  Роль религии и религиозных институтов в развитии науки на разных этапах.

Литература

1.  . История физики. Тт.1-3,

2.  . Курс истории физики. М., 1982

3.  Л. Инфельд, А. Эйнштейн. Эволюция физики. М., 1965

4.  Т. Кун. Структура научных революций. М., 1975

5.  . История философии для физиков и математиков.

6.  Б. Паркер. Мечта Эйнштейна: В поисках единой теории строения Вселенной. М., 1991

7.  М. Клейн. В поисках истины. М. 1987.

Г. Скирбекк, Н. Гильс. История философии. М. Владос, 2001

Ожиданье, ожиданье,

Ожиданье в голубом,

В каждом атоме молчанья

Обещанье стать плодом.

Поль Валери

Модуль 5

Классическое естествознание

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

Большой этап развития науки в период, начиная с середины 17 века и заканчивая началом 20 века, сложившуюся систему взглядов, принципов и ключевых результатов принято называть «классической наукой». Ее революционный характер для естествознания и мироощущения в целом уже обсуждался в предыдущем модуле. Рассмотрим теперь подробнее состав, основные достижения, общие характеристики и особенности классического естествознания. Очень укрупнено и весьма условно его можно представить состоящим из нескольких основополагающих учений, значение которых выходит далеко за рамки узкой дисциплинарной специализации: классическая механика, термодинамика квазиравновесных систем и процессов, электродинамика, учение о химических свойствах различных веществ, биология (как совокупность наук о живом), комплекс наук о Земле и астрономия.

До середины 19 века мир представлялся ученым в виде сложной, гигантской по размерам машины, функционирующей по строго определенным, неизменным во времени законам механики. Постановка и решение любой задачи как механической стали универсальным приемом исследования и познания любых явлений в любых системах. Это привело в конце концов к созданию механической картины мира и формированию механистического мировоззрения. Однозначность, строгая детерминированность были парадной одеждой любой образцовой теории. Вероятностные оценки и подходы расценивались как временные несовершенства знаний о природе, которые рано или поздно будут устранены более строгими подходами. В результате любая имеющаяся «правильная», хорошо проверенная опытом теория рассматривалась как окончательная, абсолютно достоверная, т. е. как конечная истина.

Стремление устранить из окончательного итога науки личностные характеристики исследователя, свойства средств наблюдений и измерений, большинство условий эксперимента (кроме одного – двух) привело к неоправданной абсолютизации полученных результатов. В дальнейшем мы еще обсудим, что такое соотношение наблюдателя и объекта невозможно в принципе. Но это было осознано лишь в 20-ом веке, в эпоху постклассического естествознания.

Механистическая идеология не предусматривала деление природы на неживую и живую часть, сводя последнюю к сложному механизму, но не более того. В предельной форме это сформулировал французский ученый Лаплас: если бы можно было в какой – то момент времени узнать положения и скорости всех частиц во Вселенной, а также силы, действующие на них, то описание прошлого и предсказание будущего стало бы делом техники вычислений и только. Никакой неопределенности, непредсказуемости в природе не осталось места в принципе. Такая позиция получила название лапласовский детерминизм (от латинского слова determinant - определять, обуславливать). В результате религия была еще раз сильно потеснена. Сфера духовного при таком подходе становилась частью естественнонаучного мироощущения. И чем больших успехов добивалась наука, тем большие массы людей склонялись к убеждению, что только наука способна решать проблемы человечества, только она может обеспечить лучшее будущее.

Неоспоримая познавательная действенность науки и научной методологии вынудили философию и религию все более соотносить свои позиции с результатами и подходами естествознания.

Французский философ 19 века О. Конт – один из основоположников философии позитивизма - в своем труде «Курс позитивной философии» развил вслед за Сен-Симоном (у которого он некоторое время был секретарем) идею трех стадий интеллектуальной революции человечества: религиозной, метафизической и научной, которые последовательно сменяли друг друга. На первой стадии все явления природы человек объяснял, исходя из мифологических, религиозных представлений. На второй – были устранены иррациональные, сверхъестественные причины, но не было достигнуто действительного понимания природы и общества. На третьей, позитивной, возникли основы рационального объяснения действительности, дающие возможность научной организации общества, способной обеспечить его эффективное функционирование и социальный прогресс. В конце жизни О. Конт провозгласил создание новой «религии человечества», которой он считал «позитивную мораль».

Позитивистские идеи Конта встретили понимание и широкую поддержку ученых-естественников, но резко критиковались классиками марксизма. В 20-м веке позитивизм продолжал развиваться и вырос в одно из крупнейших направлений западной философии – неопозитивизм, который отрицает философию как самостоятельную дисциплину, имеющую свои теоретические возможности, дополнительные по отношению к естественнонаучной методологии.

Перейдем теперь к тезисному описанию содержания и значения классического естествознания для науки в целом.

5.1. Классическая механика. Великие предшественники И. Ньютона – Н. Коперник, Г. Галилей, Х. Гюйгенс, И. Кеплер, Р. Декарт и др. подготовили своими трудами благодатную почву для обобщения и развития их идей и найденных законов в исключительно мощную, красивую и универсальную теорию механического движения, описанную в знаменитом труде сэра И. Ньютона «Математические начала натуральной философии» (вышел в свет в 1686 г). Каждое слово в этом заглавии (Рис. 5.1) несет большую смысловую нагрузку. «Математические» – означает, что все описание имеет строго количественный характер. «Начала» – (в первоисточнике «principia», что в переводе с латинского означает еще и основы, принципы) – подчеркивает фундаментальность, всеобщность излагаемых положений. «Натуральная философия» – всеобщая теория природы. Если отвлечься от буквального перевода со средневековой латыни (на которой и написана книга) и перейти на более современный язык, то будет ясно, что в заглавии гордо заявлено – эта книга представляет собой Количественную Теорию Всей Природы. Основные положения этой теории могут быть сведены к тому, что все процессы в природе – суть движения тел (безотносительно к размерам, физическим и химическим свойствам этих тел, скоростям движения и т. д.), подчиняющихся небольшому числу универсальных законов:

Рис. 5.1. Титульный лист «Начал» И. Ньютона

1.  Принцип инерции (сформулирован впервые Галилеем): всякое тело сохраняет состояние покоя или прямолинейного равномерного движения со скоростью до тех пор, пока это состояние не будет изменено под действием каких-либо сил F. Т. е. само по себе движение тел не есть следствие действия на них сил со стороны других тел, и в отсутствии каких-либо сил оно может продолжаться бесконечно по инерции. В лаконичной форме это можно записать так:

если то =const.

2.  Действующая на тело сила вызывает изменение его скорости v в единицу времени t (ускорение), пропорциональное величине этой силы и обратно пропорциональное массе тела m:

3.  Действие двух тел друг на друга (т. е. вектора силы) равны по величине и противоположны по направлению:

4.  Сила притяжения любых двух тел, находящихся на расстоянии r друг от друга, пропорциональна массам этих тел m1 и m2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

,

где G – гравитационная постоянная - одна из нескольких, так называемых, мировых констант.

Все эти законы действуют безотносительно к свойствам тел (кроме их массы) и свойствам среды, в которой они находятся. Поскольку во времена И. Ньютона никаких других форм движения и взаимодействия не обсуждалось, современникам представлялось, что это и есть теория «всего». Тем более, что она была дополнена новым математическим аппаратом, оперировавшим не фиксированными числами, а непрерывными переменными величинами, их функциями, производными и интегралами от этих функций. Это было революционно и для самой математики. Понятия «производная» и «интеграл», «дифференцирование» и «интегрирование», знакомые теперь каждому десятикласснику и широко используемые не только в «точных» науках, но и во многих других сферах человеческой деятельности, стали общенаучными и даже общекультурными. Ярким доказательством справедливости законов Ньютона и на небесах явилось открытие невидимых невооруженным глазом малых планет Солнечной системы (Плутон, Нептун) путем предварительных расчетов их траекторий движения и мгновенного положения по законам Ньютона, точное предсказание лунных и солнечных затмений, траекторий комет и т. п.

Вряд ли какое достижение в науке оказало столь мощное и длительное влияние на дальнейший ход ее развития, как открытия И. Ньютона. Помимо того, что эта теория с единых позиций описывала все события в известной тогда Вселенной, не подразделяя ее на две компоненты – земную (реальную) и небесную (идеальную, божественную), она по сути была программой, образцом для дальнейшего ускоренного развития науки.

Приведем лишь два высказывания известных ученых о роли трудов И. Ньютона в развитии цивилизации. Известный физик, бывший президент Академии Наук СССР в своей книге об И. Ньютоне писал: «В истории естествознания не было события более крупного, чем появления «Начал» И. Ньютона. Причина была в том, что эта книга подводила итоги всему сделанному за предшествующее тысячелетие в учении о простейших формах движения материи. Сложные перипетии развития механики, физики и астрономии, выраженные в именах Аристотеля, Птолемея, Коперника, Галилея, Кеплера, Декарта поглощались и заменялись гениальной ясностью и строгостью «Начал».

А вот мнение не менее уважаемого английского ученого, философа, основателя науковедения Дж. Бернала: «По убедительности аргументации, подкрепленной физическими доказательствами, книга (имеется в виду «Начала») не имеет себе равных во всей истории науки. В математическом отношении ее можно сравнить только с «Элементами» Евклида, а по глубине физического анализа и влиянию на идеи того времени – только с «Происхождением видов» Дарвина. Она сразу же стала библией новой науки, не столько как благоговейно чтимый источник догмы …, сколько как источник дальнейшего расширения изложенных в ней методов». Такова оценка Дж. Бернала, содержащаяся в его широко известной и часто цитируемой книге «Наука в истории общества».

Кстати, о божественном в творчестве И. Ньютона. Он был человеком безусловно верующим и написал помимо научных трудов значительное количество теологических. Причем, их объем превышает объем научных трудов. Ньютон придавал своим религиозным трактатам большое значение и считал, что если он и останется в памяти потомков, то благодаря им. Поэтому закономерен вопрос: «А был ли сам Ньютон последовательным ньютонианцем?». Судя по переписке, которую он вел со многими современниками, его материализм не распространялся на пространство, время и силы тяготения. Но роль Ньютоновского Бога весьма незавидна: после того, как мир был сотворен, ему оставлено заведовать пустым пространством и божественными силами притяжения находящихся в нем тел.

По меткому выражению Ф Энгельса (в «Диалектике природы») «с богом никто не обращается хуже, чем верующие в него естествоиспытатели».

Жестким, бескомпромиссным последователям И. Ньютона такие взгляды казались слишком эзотеричными, да и самого создателя классической механики, похоже, они тоже приводили в некоторое смущение (поскольку в чисто научных трактатах он нигде прямо не излагал такого понимания места Бога в его картине мира).

5.2. Термодинамика и статистическая физика. Термодинамика (с латинского – движение теплоты) – наука о наиболее общих тепловых свойствах макроскопических тел и наиболее общих закономерностях течения и преобразования различных видов энергий друг в друга ( не только тепловой, как это буквально следует из названия, но и всякой другой). Поскольку термодинамический подход не требует знаний конкретного устройства объекта или системы, законы термодинамики имеют всеобщий, универсальный характер.

Великий Галилей заложил основы не только механики, но и термодинамики как количественной науки. Он ввел понятие температуры и изобрел первый термометр для ее измерения. В дальнейшем С. Карно, Дж. Джоуль, Р. Клаузиус, Л. Больцман, Дж. Гиббс, В. Нернст и многие другие превратили этот раздел естествознания в стройную всеобщую теорию, описывающую природу с энергетических позиций.

В 18 – 19 веке разрабатывалась, главным образом, термодинамика равновесных состояний и квазиравновесных процессов (квази – с латинского означает мнимый, но в русском языке эта приставка означает: почти, как-бы).

Приведем сначала определения и базисные понятия этого учения. Термодинамика изучает макроскопические системы, состоящие из большого числа тел, частиц, элементов, не входя в микроскопические детали их устройства. Под «большим числом» здесь понимается ансамбль из ³106 – 109 частиц, хотя эта граница, разумеется, весьма условна. Но важно понять, что к системам из нескольких частиц (например, трех, десяти или даже ста) эти подходы применять не имеет смысла или невозможно. Замкнутой называют такую систему, которая полностью изолирована от внешних воздействий. Равновесным называется такое состояние системы, в котором отсутствуют потоки вещества и энергии между ее частями. В таком состоянии система может находиться без каких-либо изменений бесконечно долго. Равновесное состояние системы можно однозначно определить или задать несколькими параметрами состояния (температурой, давлением и т. д.).