Самыгин С.И. (ред) Концепции современного естествознания: 100 экзаменационных ответов - файл n1.doc

Самыгин С.И. (ред) Концепции современного естествознания: 100 экзаменационных ответов
скачать (1247 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1247kb.21.10.2012 17:12скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9
ЭКСПРЕСС-СПРАВОЧНИК ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВУЗОВ

Концепции

современного естествознания

100 экзаменационных ответов

Под редакцией профессора СИ. Самыгина

Соответствует Государственному

образовательному стандарту по дисциплине

«Концепции современного естествознания»
Ростов-на-Дону

Издательский цент «МарТ» 2002
ББК 20я7

К 64

Авторский коллектив под руководством

доктора социологических наук, профессора СИ. Самыгина:

кандидат философских наук Э.А. Витол — вопр. 89, 97, 98; доктор философских наук В.Е. Золотухин— разд. I, II, кроме вопр. 2; кандидат экономических наук A.M. Комарова— разд. IV, V; доктор философских наук Л.А. Минасян— вопр. 1, разд. III; доктор социологических наук С. И. Самыгин, доктор философских наук Л.Д. Столяренко — вопр. 2, раздел VII, кроме вопр. 89, 97, 98; Самыгина О.П.— разд. VI;

К 64 Концепции современного естествознания: 100 экзаменаци­онных ответов / Под общей редакцией СИ. Самыгина. — Ростов н/Д: издательский центр «МарТ», 2002. — 272 с.

В учебном пособии даны рекомендации студентам вузов для подго­товки и сдачи экзамена и зачетов по базовому курсу «Концепции совре­менного естествознания» в соответствии с государственным образова­тельным стандартом по этой дисциплине.

ISBN 5-241-00124-7 ББК 20я7

© Коллектив авторов, 2002

©Оформление, издательский центр «МарТ», 2002
1. Предмет учебной дисциплины

«Концепции современного

естествознания»

Будучи сложнейшей совокупностью наук о природе, ес­тествознание выработало в процессе своей длительной эволюции такие способы, методы и приемы познания, которые могут служить и служат эталонными нормами не только для всякой науки, но и приобретают общекультурное значение.

Понятие «концепция» (от латинского — conceptio) означает единый, определяющий замысел, ведущую мысль какого-либо произведения. Соответственно, под концепциями естество­знания следует понимать такие фундаментальные естествен­нонаучные идеи, модели и положения, которые проявляют себя во всех естественных науках. Потому курс «Концепции современного естествознания» представляет собой не просто совокупность избранных глав традиционных разделов физи­ки, химии, биологии, геологии, экологии, более того, не просто рассматривает междисциплинарные отношения — связи между разными естественнонаучными дисциплинами, а изу­чает трансдисциплинарные концепции в естествознании в целом.

Трансдисциплинарность (от латинского trans — сквозь, че­рез), по словам А.Д. Суханова и О.Н. Голубевой (авторов учеб­ника — лауреата Всероссийского конкурса учебников нового поколения в номинации «Современное естествознание для гу­манитарных направлений»), «означает более высокий уровень универсальности по сравнению с междисциплинарной коопе­рацией, о которой традиционно принято говорить как о при­знаке единства естественнонаучного знания. Особенностью трансдисциплинарных идей является то, что они как бы инва­риантны по отношению к стратегиям познавательной деятель­ности». Трансдисциплинарный характер достижений естество знания имеет важное методологическое значение, благодаря чему концепции, выработанные в лоне науки о природе, иг­рают роль регулятивов при исследовании сложных систем в раз­личных сферах — природных, экономических, геополитичес­ких, демографических, социальных и т.д. Имеет место социо­культурная детерминация содержания научного знания, которая оказывает существенное влияние на культурный потенциал эпохи, определяет стиль мышления не только ученых-естество­испытателей, но и политиков, государственных деятелей, твор­ческой и технической интеллигенции, оказывает ощутимое воз­действие на идеологию и психологию общественных индиви­дуумов. Однако новейшие достижения естествознания, концепции современного естествознания зачастую длительное время остаются вне их поля зрения, в связи, с чем мировоззре­ние индивидуумов оказывается замкнутым на тех методах и принципах, известных им со школьной скамьи из классической физики, которые могут уводить при решении сложных задач по заведомо ложному пути. Тем не менее классический тип научной рациональности был существенно расширен и обога­щен в начале XX в. появлением концепций неклассического естествознания, а на современном этапе речь идет о постнеклассическом периоде развития естествознания и формирова­нии постнеклассического типа научной рациональности. Со­временный постнеклассический этап с присущей ему целостно-синергетической парадигмой может стать надежной теоретической основой для адекватного изучения сложных не­линейных систем.

Тот факт, что и классический, и неклассический, и постнеклассический стили мышления берут свое начало и раз­виваются в лоне науки о природе, говорит о важности изу­чения концепций современного естествознания как условия для поэтапного восхождения мышления личности на более высокие ступени научной рациональности.
Раздел I

Естествознание как особая форма знания

2. Чем объясняется всеобщий характер законов природы?

Все, что окружает человека, есть материя в самых разных формах ее проявления. Вся совокупность проявлений мате­рии образует единую систему — Вселенную. Потребовались тысячелетия, чтобы человек смог научно осмыслить свое бы­тие в глобальном масштабе. Это привело на современном этапе развития научного знания к представлению о глобальном един­стве материального мира.

В больших масштабах структуру Вселенной можно пред­ставить как некое собрание галактик, а ее микроструктуру — как совокупность атомов. В недрах строения вещества Все­ленная представляет собой набор квантовых полей. Звезды очень похожи на Солнце. «Земной» атом совершенно неотли­чим от атома вблизи пределов наблюдаемой части Вселенной. Физические процессы, происходящие в отдаленных друг от друга областях Космоса, идентичны. Взаимодействия и законы, их описывающие, оказываются универсальными. Ближний Космос, включающий нашу Галактику, является типичным образцом Вселенной в целом. Это утверждение называется космологи­ческим принципом. Различные элементы материального мира образуют единую систему, и процессы, протекающие в ней, опи­сываются едиными фундаментальными законами.

Если Вселенная — единое целое, то она и развивается, эволюционирует как целое. На определенном этапе в ней появляются структуры, способные познавать саму Вселенную. Таким инструментом самопознания (вполне вероятно, что не уникальным, а одним из возможных) является человек. И все, что доступно нашему наблюдению, в том числе и разви­тие общества, и мы сами — всего лишь составные части Все­ленной, этапы ее эволюции. На каждом этапе развития ос­новные закономерности поведения любых подсистем имеют связь со всей системой — Вселенной, с ее общей эволюцией.

Мир един, в нем «все связано со всем», нет каких-то изо­лированных подсистем, в которых течет своя, автономная «жизнь». Законы материального мира обладают единством на фундаментальном уровне. Поэтому, изучая какое-либо одно явление, получают, часто не подозревая об этом, косвенные знания о целом ряде других. В процессе развития науки по­стоянно обнаруживаются все новые взаимосвязи, казалось бы, независимых явлений. Всеохватность взаимосвязей в мире подмечали помимо ученых и люди искусства. Это прекрасно выражено, например, в строках поэта XIX в. Френсиса Том­псона:

Все сущее во все века Без счета верст Невидимый связует мост, И не сорвать тебе цветка, Не стронув звезд.

3. Проблема двух культур естественнонаучной и гуманитарной

В последние десятилетия факт существенного различия двух основных типов современной культуры — культуры естествен­нонаучной и культуры гуманитарной, социогуманитарной — стал как бы самоочевидным, проявляясь в споре «физиков» и «лириков», сухих «технарей» и эмоциональных гуманитариев. Время показало, что за внешними вполне видимыми каждому размышляющему человеку различиями двух культур, различи­ями естественной и гуманитарной наук скрываются и суще­ственные отличия в методологии их подхода к изучаемым явле­ниям, в наборе типичных методов исследования. И это не слу­чайно, ибо естествознание исследует Вселенную, Космос, нашу Землю в единстве их разных подсистем с доминировани­ем в них неких объективных, независимых или относительно малозависимых от человека и общества связей, а гуманитарное знание прямо включает в себя человеческий фактор, различ­ные человеческие сообщества, в ситуации многообразия инте­ресов и стремлений субъектов. Поэтому механическое заим­ствование одним блоком наук методологии и системы методов другого блока наук оказывается просто ошибочным.

Исторически первые зачатки реалистического естественно­научного и социогуманитарного знания возникли в древности примерно в одно и то же время в недрах религиозных и мифоло­гических картин мира. Поиски реальной научной основы сна­чала выявились у знания естественнонаучного, что было связа­но с достаточно проявленным «социальным заказом» древних обществ, четкой социальной потребностью в развитии основ физики, механики, астрономии, математики, градостроитель­ства и некоторых других направлений естественной науки. Вме­сте с тем и здесь долгие столетия реалистическое, строго науч­ное знание было неразрывно сплетено со знанием нереалисти­ческим, произволом фантазии, что особенно четко проявилось в многообразных натурфилософских концепциях. В свою оче­редь в сфере социогуманитарного знания элементы научного под­хода в этот исторический период были, безусловно подавлены разнообразными утопическими проектами.

Именно естествознание постепенно стало первой формой строгого и развернутого научного знания. Произошло это в Западной Европе в XVII—XVIII вв., когда деятели науки стали выстраивать свой исследовательский материал на основе чет­ких правил, последовательно разграничивая научные и нена­учные методы подхода к реальности. С большим запаздывани­ем, лишь в первой половине XIX в., на научную почву начало становиться и социогуманитарное знание, во многом перени­мая первое время методологию и комплекс методов у более развитого естествознания. Позже всех (примерно в последней трети XIX в.) на строгие научные рельсы стали и технические науки, занимающие промежуточное место между естественно­научным и социогуманитарным знанием.

Разумеется, при всем тяготении социогуманитарного зна­ния к стандартам и нормам знания естественнонаучного боль­шинство гуманитариев всегда прекрасно понимало, что про­стое механическое заимствование их науками достижений ес­тественной науки оказывается в принципе невозможным вследствие кардинальных отличий самих объектов и предметов этих наук. В то же время многообразное заимствование не­трудно было видеть и в массивной математизации социогума­нитарного знания; и в стремлении к фундаментализации тако­го знания (т.е. в поисках каких-то жестких единых основ пост­роения социогуманитарного знания); и в явных и скрытых попытках смягчить реальное влияние множества действующих субъектов с их особыми интересами на сам процесс социаль­ного развития. Еще в первой половине XIX в. в науке четко выявилось позитивистское направление, родоначальником раз­работки которого стал француз О. Конт (1798—1857), пытав­шееся нормы и стандарты естественнонаучного знания утвер­дить в качестве всеобщего основания любой науки, любого позитивного знания, в том числе и социогуманитарного.

Отголоски такого подхода нашли свое отражение и в марк­сизме. В советский период подобное тяготение социогума­нитарного знания к естественнонаучному ярко проявилось, в частности, в засилье экономматематических исследований, где скудость гуманитарных постановок задач старательно при­крывалась массивными и разнообразными математическими моделями. Думается, что малая реальная социальная резуль­тативность внедрения этих моделей в практику не случайна — ведь при таком подходе терялась сама специфика социогума­нитарного знания.

Характерно, что сегодня наблюдается достаточно прояв­ленное встречное движение, взаимное сближение естествен­нонаучного, технического и социогуманитарного знания. Основой этого принципиального сближения, интеграции ос­новных ветвей научного знания выступает процесс гуманиза­ции науки. Следует отметить, что именно социогуманитарные науки становятся лидерами такой интеграции, а соци­альные технологии — главными технологиями XXI в. Наука все более лишается налета абстрактности, удаленности от не­посредственных человеческих целей и ценностей, и все более непосредственно ставит социально ориентированные задачи, связанные с решением проблем роста уровня и качества жиз­ни населения, улучшением среды обитания человеческих со­обществ, выяснением физических и духовных возможностей человека, созданием человекоцентристских вместо машиноцентристских производственных комплексов.

Для продуктивного решения таких социально значимых задач уже сейчас в развитых странах мира создаются комплексные на­учные группы, объединяющие ученых самых разных специально­стей, где все большую роль играют экологи, социологи, психо­логи, культурологи, юристы и т.п. Влияние этих специалистов становится все более веским, а порой и определяющим, при срав­нении вариантов решения и выработке новых стратегий роста. Не технократические и узкоэкономические критерии социальной результативности являются в этих условиях доминирующими, а критерии человекоориентированные, реально гуманистические. Для продуктивной реализации такого подхода необходим не толь­ко определенный уровень общего богатства общества, но и опыт подобных решений, зрелость демократических механизмов кон­троля за деятельностью всех звеньев социальной системы, воз­можность внесения мобильных корректив в управленческие ре­шения. Как только теряется социальная бдительность в контро­ле за процессом решения подобного рода вопросов, так с неизбежностью акценты смещаются на более привычные тех­нократические и экономические параметры.

Поэтому синтез двух культур — естественнонаучной и гума­нитарной — требует постоянного и целенаправленного социаль­ного контроля, объединения усилий всех демократических сил.


4. Методология и методы естественнонаучного познания

Любое естественнонаучное исследование осуществляется с использованием определенной методологии и с помощью набо­ра конкретных методов. Под методологией обычно понимают систему принципов и способов организации и построения тео­ретической и практической деятельности, а также учение об этой системе. Методологию отличают повышенное внимание к конкретным методам достижения истинного и практически эф­фективного знания, а также направленность на внутренние ме­ханизмы, логику движения и организацию знания.

Методология как общая теория метода исторически фор­мировалась в связи с необходимостью обобщения и дальней­шей разработки всех методов и приемов познавательного про­цесса. Она тесно связана с самими опорными философскими принципами, прямо и косвенно положенными в основу ана­лиза. В связи с этим у разных групп деятелей науки в соот­ветствующие исторические периоды можно видеть особые методологические установки, принципы и нормы подхода к объектам науки.

Метод — это совокупность способов, с помощью которых достигается цель. В истории естествознания проблема мето­дов научного познания возникает уже в древности, но особенно остро ставится в Новое время, в период поиска оптималь­ного метода научного познания. В современном естествозна­нии эти разнообразные методы разграничивают по особым основаниям. Прежде всего, выделяют те, которые используют­ся на разных уровнях научного исследования — эмпирическом и теоретическом. Так, на исходном эмпирическом уровне ис­следования обычно выделяют следующие методы:

соответствующих измерительных приборов.

Используя такие методы, ученые накапливают первичный эмпирический материал, который требует дальнейшей обра­ботки и обобщения, что осуществляется уже на теоретическом уровне анализа.

Теоретическими методами являются:

Выделяют также всеобщие, общенаучные и конкретно-науч­ные методы. Среди них особый интерес представляют всеоб­щие методы. К ним обычно относят следующие:

Как видим, в современных естественнонаучных исследо­ваниях используются самые разные методы и методологичес­кие приемы. Важно подчеркнуть, что вопросы методологии естественнонаучного анализа и совокупности, используемых в естествознании методов не выступают застывшими, раз и на­всегда данными. Напротив, в разные исторические периоды и в разных научных контекстах на первый план выходят раз­личные методологические принципы и разные группы мето­дов. Отчасти это зависит от предпочтений конкретных исследователей, но в большей мере все-таки от существа стоящих перед исследователем задач, от специфики самих объектов

анализа.

Положение резко меняется в ходе научных революций, вре­мя от времени происходящих в естествознании. В ходе таких революций меняется сама «парадигма» науки по выражению американского историка науки Т. Куна (1922—1996), то есть совокупность убеждений, ценностей, норм и технических средств, принятых научным сообществом и обеспечивающих существование научной традиции. Например, к парадигмам, по мнению Т. Куна, можно отнести аристотелевскую динами­ку, птолемеевскую астрономию, ньютоновскую механику.

Периоды спокойного, нормального развития науки исто­рически сменяются особыми «скачками», приводящими к смене господствующих парадигм. В результате перед учены­ми встают сложные задачи верного выбора научной парадиг­мы, а в ряде случаев и умения использовать разные наборы методологических программ и методов. И это вовсе не проявление «методологического анархизма», беспринципности уче­ных, как считали ранее некоторые борцы за чистоту научной методологии, а скорее — стремление современных ученых использовать весь разнообразный арсенал действенных науч­ных методов. Разумеется, при этом всегда остается проблема корректности и обоснованности использования учеными кон­кретных групп методов в рамках данного исследования.


5. Естественнонаучные картины мира

Цель науки — это формирование целостного, завершенно­го представления об объекте и предмете исследования. Ясно, что подобная задача по ряду объективных причин всегда оста­ется не до конца выполнимой, но научное знание стремится быть максимально системным, целостным. В этом плане вся наука как реальная комплексная система знания всегда стре­милась и стремится к выделению некой общей картины мира, где определенным образом взаимоувязаны все основные вет­ви знания — естественнонаучные, технические и гуманитар­ные.

Важно отметить, что практически любая форма обществен­ного сознания, так или иначе, формирует свою особую картину мира — обыденную, мифологическую, религиозную, эзоте­рическую и т.п. Все они выполняют свои особые задачи, удов­летворяя конкретные потребности человечества, комплексно познающего мир, действительность. Поэтому в любой конк­ретный период времени в данном обществе можно выявить целый ряд разнообразных картин мира. Однако именно науч­ные картины мира стремятся дать целостные и максимально обобщенные реалистические представления о мире в целом, а также месте человека и человеческих сообществ в нем. Здесь можно выделить естественнонаучные, технические и гумани­тарные картины мира. В свою очередь, скажем, развитая ес­тественнонаучная картина мира состоит из физической, хими­ческой, геологической, биологической и т.п. частных картин мира, представленных конкретными естественными науками. В свою очередь, гуманитарная картина мира, к примеру, вклю­чает политическую, культурологическую, социологическую и т.п. частные картины мира. Можно выделить подобное и у технической картины мира. Однако исторически все это раз­вивалось постепенно и в любой конкретный период истории всегда имело свою существенную специфику.

Под естественнонаучной картиной мира понимается обычно система важнейших принципов и законов, лежащих в основе функционирования и развития мира Природы, зримые представления о мироустройстве. При этом активно используют­ся хорошо понимаемые современниками аналогии, символи­ка. Ясно, что с течением времени такая картина мира суще­ственно меняется, трансформируется с ходом развития блока естественных наук. Неслучайно в формировании подобной обобщенной картины мира наиболее важное значение приоб­ретают концепции и теории, наиболее развитых в конкретный исторический период естественных наук, отраслей естество­знания. А иные блоки естественно научного знания остаются или вообще невостребованными, или малопроявленными, второстепенными.

Так, в античности сформировалась специфическая картина мира, разграничивающая совершенный небесный Космос и несовершенный земной мир. При этом Космос обозначал, например, у древних греков всякую упорядоченность, согла­сованность, совершенство, в противовес неупорядоченному, несовершенному Хаосу. Человек представал при этом, с од­ной стороны, как микрокосмос, порождаемый макрокосмо­сом, Вселенной, а с другой, — как безвольная игрушка в ру­ках богов и Природы. Вселенная, природный мир совершают некий кругооборот своего движения, символизируя цикличность, повторяемость всех природных процессов и явлений. Ведущая роль в такой картине мира принадлежала астрономии, математике, мифологии. В ней активно использовались по­нятные людям античности символы — колесо, огонь, лук и стрелы, колесница. Разумеется, подобная картина мира еще не может быть названа научной, поскольку сочетает элементы научных представлений с религиозными и мифологическими. Положение существенно меняется, например, в условиях европейского Возрождения, отражая изменения общих пред­ставлений во взглядах на мир и место человека в нем. Мыслители этой эпохи стремились объяснить существование единого бесконечного материального мира из него самого, неза­висимо от деятельности внешней потусторонней силы — бо­жества, — понимая его как мир, подчиняющийся единому закону причинно-следственной связи. Развивались атомис­тические представления о строении материи, а также пантеи­стические идеи, суть которых в отождествлении Бога и При­роды, в растворении Бога в Природе. А движущая сила рас­сматривалось как неотделимое от материи разумное начало — мировая душа, архей — активная жизненная сила, вечный божественный разум. Как видим, и в этой картине мира еще не очень явно выделено научное начало, и научные представ­ления причудливо переплетаются с вненаучными — магичес­кими, эзотерическими,

Первой строго научной общей картиной мира можно счи­тать механистическую (иногда называемую механической) кар­тину мира, господствовавшую в Европе в Новое время, в XVII— XVIII вв. В ней уже четко доминировали механика, физика, математика, материалистические и атомистические представ­ления о мироустройстве. Вселенная здесь уподоблялась огром­ному механизму, наподобие модных тогда механических ча­сов, где все основные составные части на всех уровнях бытия были хорошо подогнаны друг другу, как колесики, рычаги и пружинки в часах. Вместе с тем и здесь еще присутствует идея Бога, но уже в ослабленной форме деизма, согласно которой Бог сотворил и запустил в ход Вселенский механизм, а далее как бы «устранился от дел», наблюдая за всем происходящим со стороны.

И далее вновь возникавшие в истории все новые и новые научные картины мира сменяют друг друга, каждый раз уточ­няя понимание мироустройства с позиции современных им научных представлений, а также активно используя привыч­ные для современников символику и аллегории.

Раздел II

История естествознания

6. Возникновение классической науки

Классическое естествознание признается многими иссле­дователями в качестве первой исторической формы строгой науки. Причем важно отметить, что наука как зрелое соци­альное явление появляется именно тогда, когда формируется четкий «социальный заказ» на ее деятельность. И строгая на­ука как развернутая система знания не случайно появляется именно в Новое время и именно в Западной Европе. Дело в том, что буржуазные отношения не могут успешно развиваться без опоры на научно-технический прогресс, в то время как докапиталистические формы общественного производства вполне обходились без научно-технического прогресса, и бо­лее того — в основном отторгали его.

В становлении классической науки сыграли свою прин­ципиальную роль многие факторы, но особенно изменения в математике, связанные прежде всего с выделением дифференциального исчисления, внесшим качественные модифи­кации в само понимание научного знания и методов науки.

Одним из первых прорывов в становлении строгой науки явилось провозглашение польским астрономом Н. Коперни­ком (1473—1543) Земли небесным телом, движущимся подобно другим небесным объектам. Интересно, что идеи Коперника противоречили не только церковным догматам, доминировав­шим тогда в общественном сознании, но и элементарному житейскому опыту людей. Ведь наши органы чувств не фикси­руют движение Земли как таковой — нам кажется, что движут­ся иные небесные тела, но не наша планета.

Учеными того времени была поставлена проблема логи­ческой и математической согласованности всех основных вы­водов естественной науки с опорой на идею о целостности Вселенной и единообразия царящих в ней законов природы. Тем самым гармония научных построений стала основываться на гипотезе о гармонии самой природы.

Большой вклад в развитие таких представлений о науке внес итальянский физик и астроном Г. Галилей (1564—1642). Вслед за ним многие ученые того времени продолжали процесс по­строения базовой дисциплины естествознания XVII—XIX вв. — классической механики. Идеализированные объекты, на ко­торые они опирались в своих рассуждениях, представали при этом как идеальные элементарные объекты, элементарные процессы, пространственно-временные отношения на базе неизменных и независимых друг от друга абсолютного про­странства (трехмерного и подчиняющегося геометрическим требованиям древнегреческого математика Евклида (IV — на­чало III в. до н.э.) и абсолютного, неизменного, божествен­но заданного времени. В таком мире господствовали жест­кие, хорошо прогнозируемые формы причинно-следственных связей.

Не случайно в классической науке французским математи­ком и астрономом П. Лапласом (1749—1827) был разработан принцип «железного детерминизма», суть которого в том, что равные действия при равных условиях всегда приводят к оди­наковым результатам. Иными словами, создав равенство ус­ловий осуществления процессов и явлений, а, также прило­жив равные импульсы усилий, ученые всегда в своих опытах и экспериментах могут повторить любое явление природы.

Материя — принципиальное, опорное понятие для любой формы естественнонаучного знания — понималась в этих ус­ловиях исключительно как вещество, совокупность вещественных объектов, тел, состоящих из неделимых атомов и пред­ставленных в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном.

Введение системы координат и разработка математики пе­ременных величин вооружили ученых универсальным сред­ством теоретического изображения механического движения, сочетающего в себе высокую степень абстракции (изображе­ние движения тела математической функцией) с высокой сте­пенью наглядности (траектория перемещения тел графика функций в заданной системе координат).

Однако теоретическое знание невозможно без выявления конкретных форм детерминации исследуемых явлений, и преж­де всего базовых законов взаимодействия и изменения состо­яний. Эту принципиальную задачу в классической науке вы­полнил английский физик и механик И. Ньютон (1643—1727), введя понятие силы как причины изменения состояний дви­жения. В механике Ньютона источниками и точками прило­жения сил являются материальные точки. Именно он ввел в научный оборот понятие основного закона механики и сфор­мулировал систему законов механики, состоящую из трех за­конов, названных впоследствии его именем.

Принципиальной заслугой Ньютона явилось открытие за­кона всемирного тяготения, определяющего величину дей­ствующей силы для случая гравитационного взаимодействия. Ньютон также сумел связать воедино законы движения с за­конами сохранения энергии. Позже на этой основе были от­крыты законы сохранения живых сил.

Вместе с процессом становления фундаментальных поня­тий и принципов классической механики складывается и об­щая структура ее теоретической системы. Постепенно оформляется ее теоретическое ядро, дополняемое правилами по­строения конструктивных теоретических моделей. На этой основе стали возникать специфические частные теории, на пример, теория движения твердого тела, теория движения газов (аэродинамика) или теория движения жидкостей (гид­родинамика). Здесь уже развитое теоретическое физическое знание представало как многоуровневое системное образова­ние, создаваемое по четким законам конструктивного теоре­тического моделирования.

Как видим, классическая наука представляла собой пер­вую историческую форму развернутого «чисто научного» зна­ния, сознательно отмежевывающегося, отделяющего себя от «несовершенных форм» знания ненаучного и стремящегося к завершенному знанию о мире и царящих в нем законах на основе механической формы движения.


7. Механистическая картина мира

Картина мира, получившая в классической науке название механистической (механической), сформировалась в XVII в. и господствовала в течение примерно двух столетий, вплоть до конца XIX в. На ее развитие и конкретное оформление особое влияние оказала типичная производственная практика той эпохи с присущими именно ей особыми орудиями труда, технологи­ческими процессами, функциями работников и создаваемыми

продуктами.

Научные, философские и художественные тексты в это вре­мя изобилуют упоминаниями о часах, мельницах, деталях ис­кусственных устройств (пружинах, трубках и т.п.), о машине вообще. Часы, например, до такой степени стали символом культуры того времени, что французский философ и социо­лог Ж.-Ж. Руссо (1712-1778) отказался носить их в знак про­теста против столь несовершенной цивилизации. Образ ма­шины, механизма с типичными функциями прочно стал ба­зовым для понимания всех природных проявлений. Некоторые ученые той эпохи рассматривали животных и даже человека как живую биомашину (Р. Декарт (1596-1650), Ж. Ламетри (1709-1751). Вообще, человек в такой общей картине мира предстает скорее как результат, но не как исходное начало. Он включен в картину мира как некий абстрактный, усред­ненный, стереотипизированный субъект, наблюдающий за объективным ходом событий и процессов и никак не влияю­щий на них. И хотя некоторые авторы той поры, например, Декарт, оговаривают возможность и необходимость иного, более углубленного подхода к человеку, доминирует все-таки сформулированный выше абстрактный подход.

Не менее важную роль в формировании практических об­разов играли господствующие технологические процессы и общие принципы проектирования техники: сборка изделий из простых частей (трубок, колес, пружин и т.п.), механичес­кая обработка деталей, использование естественных материа­лов или простых сплавов.

Итак, все это, вместе взятое, и создавало предпосылки понимания мира как механического целого, а всей Вселен­ной — как собранного из простых отдельных совместимых де­талей механизма. Конкретный наглядный образ такого миро­устройства — часы типа ходиков, однажды запущенные не­кой силой в движение и затем функционирующие по заведенному порядку. Самой сложной при этом оставалось проблема источника толчка — кто же (или что же) запустил в ход эти огромные Вселенские часы? Ответ был вполне логи­чен для той эпохи, когда большинство ученых верили в Бога, — запустил Вселенский механизм в ход, вдохнул в них жизнь Господь Бог, Творец, устранившийся далее от дел и как бы наблюдающий со стороны за происходящим (теория деизма).

И, по-сути, исключением стал смелый ответ французско­го математика и астронома П. Лапласа на прямой вопрос им­ператора Франции Наполеона, почему он, Лаплас, в своих научных построениях обошелся без идеи Бога. «Я не нуждал­ся в этой гипотезе, сир», — был ответ знаменитого ученого.

Как видим, в своей основе механистическая картина мира была логичным следствием практики той эпохи, периода ме­ханизации физического труда, становления машинного фабрично-заводского производства. И как в производстве про­стые динамические системы с простыми технологическими связями функционировали по ясным, хорошо прогнозируе­мым законам, так и природа представлялась людям совокуп­ностью обособленных четко разделенных и очерченных тел, вступающих в элементарные связи и подчиненных однозначным и простым закономерностям. Поскольку в практику того времени были вовлечены преимущественно внешние слои природного мира, наука еще не могла глубоко проникнуть в сокровенную, невидимую невооруженным глазом сущность вещей и процессов и радикально изменить типичное видение природы. Поэтому первоначально картина мира формирова­лась преимущественно за счет образов, заимствованных из производственно-технической деятельности, и лишь позднее она начинает усложняться посредством привнесения экспе­риментально-измерительных процедур и более сложных абст­ракций.

Механистическая картина мира, в результате, явно несет печать определенного стиля научного мышления, тяготевше­го к формальной логике, метафизическому методу, натурализму. Из всех наук у такой картины мира наиболее тесные связи были с механикой в ее новой ньютоновской форме, интегрировавшей прикладное техническое знание и некоторые опорные естественнонаучные представления. В целом же, не будет преувеличением отметить, что механическая кар­тина мира есть рационализированный образ буржуазных про­изводственных отношений на начальном этапе механизации труда, приведших к появлению ущербного, одномерного чело­века — работника, функционирующего в качестве рядового тех­нологического звена производственного процесса. Стихия ме­ханических стереотипных операций —простая структура дей­ствий человека по отношению к природе — предопределила само видение природы и человека как части природы.

Такая общая картина мира и отпочковавшиеся от нее час­тные картины его позволяли сделать вывод о том, что с на­коплением конкретных материалов, относящихся к разным естественнонаучным дисциплинам, в относительно обозри­мое время вполне возможно приближение к некой завершен­ной, исчерпывающей характеристике мира в целом и царя­щих в нем законов. Однако, как показала дальнейшая исто­рия науки, этот вывод оказался несостоятельным.


8. Предпосылки научной революции в естествознании на рубеже XIXXX вв.

Наука никогда не стоит на месте, постоянно включая в зону анализа новые факты и явления. Стараясь быть доста­точно строгой и основательной, наука не может пройти мимо случаев, не получивших приемлемого истолкования с пози­ции принятых в ней законов и стандартов. Особенно часто это проявляется при выходе научных исследований на новые объекты, тем более принципиально новые, какими стали для науки на рубеже XIX—XX вв. объекты микро- (т.е малые и бесконечно малые) и мегамира (т.е. большие и бесконечно большие объекты космического уровня). Осмысление объек­тов такого рода потребовало от науки изменений схем позна­вательной деятельности, норм и идеалов, понимания опор­ных категорий — иными словами, потребовало настоящей научной революции.

Толчком к новым подходам к естественной науке стали ра­боты С. Карно (1796-1832), Р. Клаузиуса (1822-1888) и дру­гих ученых в области термодинамики, показавшие всевозрастающую роль в этой дисциплине случайностей, неопределен­ности, необратимости процессов. Тем самым было существенно поколеблено принципиальное положение классического естествознания о безусловном доминировании в мире гармонии над хаосом, закона над случайностью, определенности над нео­пределенностью. А одним из частных выводов новой термоди­намики был удивительный и пугающий вывод о неизбежности тепловой смерти Вселенной. Спокойный и такой предсказуе­мый мир земной и небесный, каким он выглядел в канонах классического естествознания, вдруг предстал парадоксальным и непредсказуемым, нарушающим привычные и, казалось бы, «на века» установленные законы развития природы

К концу XIX в. было существенно поколеблено также и положение классического естествознания о тождестве материи и вещества. Физики в это время считали, что в мире суще­ствуют не только вещественные объекты в твердом, жидком и газообразном состоянии, но и электричество, и эфир (не­весомая и непрерывная среда, передающая электрическое и магнитное взаимодействие). В то же время сохранялось убеж­дение, что все процессы в природе можно, так или иначе све­сти к механическому взаимодействию мельчайших частиц — атомов, частиц эфира и т.п. Однако уже к концу XIX в. ги­потезу механического эфира пришлось отбросить, и ее место заняло представление об электромагнитном поле, колебания которого порождают столь различные явления, как видимый свет, радиоволны, рентгеновское излучение.

Предметное изучение проблем электромагнетизма в рабо­тах английских физиков М. Фарадея (1791 — 1876) и Дж. Макс­велла (1831 — 1879) в конечном счете, привело авторов к изме­нению представлений о прерывности и непрерывности мате­рии, подорвало основы классических понятий абсолютного пространства и абсолютного времени. Например, выдающий­ся ученый, физик-теоретик А. Эйнштейн (1879—1955) рас­смотрел этот вопрос уже в 1905 г. в своей частной теории относительности.

Особенно много споров развернулось вокруг феномена «ис­чезновения материи». Обнаружение в опытах эффекта «раз­деления атомов» на более мелкие части, открытие электро­на, превращаемости атомов и радиоактивного распада четко поставило под сомнение классическую идею о дискретном (прерывном) существовании материальных объектов в неиз­менном пространстве. Скажем, радиоактивный распад ато­мов был истолкован в те годы рядом авторов как превраще­ние материи в энергию, т.е. по сути ее прямое «исчезнове­ние». В этом же духе был истолкован феномен исчезновения массы электрона в зависимости от энергии поля. Ведь в клас­сической механике Ньютона считалось, что масса и объем материальных тел неизменны и изначально заданы. Исчез­новение же массы электрона в зависимости от преобразова­ний структуры поля и скорости движения представало как нон­сенс, как существенный подрыв ранее незыблемых представ­лений о мире.

Некоторые ученые-физики, например австриец Э. Мах (1838—1916), предполагали, что сама материя — это не некая объективная реальность, а абстрактная идеальная структура. В этих условиях многие исследователи фактически стали отхо­дить от материалистического, традиционного для классичес­кого естествознания, понимания мира, склоняясь к идеалистическим схемам. Фактически сложилась кризисная мировоз­зренческая ситуация, требовавшая глубокого общенаучного и философского осмысления.

Не случайно именно в те годы (1909 г.) появилась концеп­туальная философская работа В.И. Ленина (1870—1924) «Ма­териализм и эмпириокритицизм», в которой он рассмотрел глубокий кризис в физике и высказал ряд важных идей по его преодолению. В частности, он показал, что исчезла не ма­терия, а наши устаревшие представления о ней как дискрет­но существующих в пространстве вещественных объектах с не­изменными характеристиками.

По мнению В.И Ленина, представления о материи не сле­дует жестко увязывать с какими-то конкретными формами ее проявления. В этом смысле электрон, известная в то время наиболее мельчайшая и неделимая частица, так же неисчер­паем, как и атом, оказавшийся сложным и делимым образо­ванием. Понимать материю, следовательно, стоит именно диалектически, как некую объективную реальность, данную людям в ощущениях и существующую независимо от людей. Этот вывод В.И. Ленина, сформировавшийся под влиянием марксизма, стал опорным для создания новой модели есте­ственной науки.

Существенным трансформациям подверглось и понимание таких опорных категорий-понятий, которые показывают ре­альное бытие материи как пространство, время, взаимодействие. Эйнштейновское понятие «пространственно-времен­ного континуума», в котором реально существуют материаль­ные объекты, исходило из того факта, что, во-первых, и пространство и время предстают сложными, изменчивыми ве­личинами (искривление пространства, изменение хода вре­мени и т.п.), а во-вторых, они выступают тесно связанными друг с другом, взаимоопределяющими. Гораздо более слож­ным стало представлять и материальное взаимодействие, уже не как исключительно гравитационное, но и электромагнит­ное. Итак, материальная основа мира представала в новой формирующейся модели науки сложной, изменчивой, пара­доксальной, во многом непредсказуемой.
9. Специфика неклассического естествознания

Постепенно в первой половине XX в. новая, неклассичес­кая модель естествознания с присущими ей особыми идеями и принципами все более утверждалась на собственной основе, «достраивалась» новыми идеями, превращаясь в целостную си­стему знания. Все меньше места в ней оставалось для лапласовского «железного детерминизма» с его жесткими причинно-след­ственными связями, и все более утверждалось новое мировидение с доминированием непредсказуемости, неопределенности, особенно при изучении сложных динамичных систем.

С течением времени оформилась и особая дисциплина — синергетика — наука, исследующая развитие сложных откры­тых саморазвивающихся систем, какими и представало боль­шинство объектов микро - и мегамира, с позиции взаимодей­ствия в них хаоса и гармонии. В этом плане принципиальную роль сыграли работы бельгийского физико-химика русского про­исхождения И. Пригожина (1917) и его сотрудников.

По-новому стало пониматься и общее взаимодействие субъекта и объекта в науке. Если ранее считалось незыблемым декартовское требование о стремлении подлинной на­уки к «строго объективному» знанию, то в науке некласси­ческой это требование, исключающее субъективный опыт и особое понимание конкретного исследователя из структуры научного знания, уже стало практически невозможным. Субъект познания рассматривается здесь уже не как дистан­цирующийся от изучаемого мира, а как находящийся внутри него, взаимодействующий с ним. Точность ответов на воп­росы об устройстве природы зависит теперь не только от са­мой природы, но и от способов постановки исследователем вопросов, адресованных природе, от методов познавательной деятельности.

На этой основе стало формироваться новое понимание ка­тегории истины, реальности, факта, соотношения теории и практики, форм научного объяснения и т.п.

Как это ни покажется странным, но в неклассической на­уке отнюдь не тождественными выступают такие близкие по­нятия, как «физическая реальность» и «объективная реаль­ность». Причиной такого парадоксального на первый взгляд явления выступает то, что определенные свойства объектов проявляются лишь в конкретных экспериментах и неизвест­но, существуют ли они сами по себе. Об этом много гово­рят, например, специалисты по квантовой физике. Поэтому фиксируемая физическая реальность зачастую оказывается не столько актуально присущей объектам, сколько некоторой предрасположенностью их поведения при определенных об­стоятельствах.

Потенциальные возможности квантовых объектов — это свой­ства, как бы не всегда находящиеся в наличии и реализующи­еся при определенных условиях и при определенной опытно-экспериментальной базе. Действительно, в неклассической на­уке под наглядностью понимают чаще всего не непосредственно наблюдаемое, а, скорее, соответствующее концептуально-те­оретическим позициям. Разумеется, это принципиально по-новому поставило вопрос о точности и строгости получаемого знания, степени надежности результатов исследований. Дан­ными проблемами стала заниматься специальная теория дока­зательств, вырабатывающая правила вывода знаний в совре­менной науке. По сути дела в науке стало доминировать не абсолютное, а некое вероятностное знание.

На стадии неклассической науки мыслительная проработ­ка процессов зачастую производится в обход эмпирических исследований, которые к тому же просто не всегда возмож­ны. В этих условиях теоретические построения опираются на так называемые сверхэмпирические регулятивы такие как простота, красота, надежность, симметричность. Все чаще при этом используется тактика математических гипотез, опирающаяся на сложный математический аппарат с множеством неизвестных. Поэтому если в науке классической доминиро­вал путь от опыта и эксперимента к рациональному объяснению фактов, а затем к построению гипотез и теорий, то в неклассической науке это просто невозможно. Все чаще в науке используют какие-то уже апробированные идеи, метод аналогий для осмысления изучаемой реальности.

Наглядно видно, как существенно неклассическое естествознание отличается от классического естествознания. Иногда в; этой связи высказывается мнение о том, что наука неклассическая просто вытеснила науку классическую, как несовершенную, некорректную. Думается, однако, что, несмотря на относительное устаревание некоторых отдельных положе­ний классической науки, она как целое не потеряла своего эвристического (познавательного) значения. При решении большого класса задач, связанных с проблемами макроуров­ня бытия, т.е. уровня непосредственной человеческой прак­тики, как и во времена И. Ньютона, наука классическая все' еще дает верные и действенные выводы и рекомендации. Скажем, действительно, материя, пространство и время существуют в тесном взаимодействии и выступают изменчивыми, как утверждал А. Эйнштейн, а не независимыми друг от друга и простыми, как считалось во времена И. Ньютона. По­этому необходимо исследовать проблемы искривления простран­ства, его многомерности, изменчивый ход времени и т.п. Однако на уровне обычной человеческой практики этими моментами, проявляющимися на уровне суперскоростей порядка скорости света, просто можно пренебречь как несуще­ственными в данном конкретном контексте. Вот уж действительно — истина всегда конкретна!

Поэтому неклассическая наука отнюдь не безнадежно вытеснила науку классическую, не «победила» ее, а, выйдя на более широкий круг проблем, превратила ее в свой частный случай, справедливый для определенного класса задач. Можно сказать, что и здесь хорошо применим великий научный прин­цип XX в. — принцип дополнительности, сформулированный датским физиком Н. Бором (1885—1962) и исходящий из идеи сотрудничества разных, порой противоречащих друг другу научных программ и принципов, а не их мнимого анта­гонизма.


10. Особенности развития естествознания в современных

условиях

Начиная со второй половины XX в. исследователи обычно фиксируют вступление науки в новый этап развития — этап постнеклассический. Что же отличает этот новый этап развития науки? На этот счет есть разные точки зрения, однако! некоторые ученые выделяют целый ряд опорных принципов и форм организации науки.

В качестве опорных принципов выделяют чаще всего эволюционизм в его особых формах, космизм, экологизм, антропный принцип, холизм (подход к объектам как целостным образованиям) и гуманизм. Думается, что при этом верно схватываются главные отличия опорных принципов современ­ной науки вообще и естествознания в частности.

Специфика форм организации современной науки также! просматривается по целому ряду принципиальных позиций.

Прежде всего, современная наука ориентирована не только! и не столько на поиски абстрактной истины, бесстрастной к человеческим целям и ценностям, сколько на полезность для общества и каждого отдельного человека. Главными ориентирами при этом становятся не экономическая целесообразность, экономия времени и т.п., а улучшение среды обитания людей, рост их материального и духовного благосостояния. Наука как бы реально поворачивается лицом к человеку, преодолевая извечный нигилизм по отношению к злободневным потребностям людей.

Современная наука имеет преимущественно проблемную, междисциплинарную ориентированность вместо доминировавшей ранее узкодисциплинарной ориентированности научных исследований. Вообще, вся история науки убедительно показывает, что процессы интеграции и дифференциации наук развиваются достаточно противоречиво. Сегодня принципиально важно при решении сложных комплексных проблем использовать возможности разных наук в их своеобразном соче­тании применительно к конкретному случаю. И здесь следует подчеркнуть доминирование социально значимых, «человеко-ориентированных» проблем.

Отсюда становится понятной и такая особенность постнеклассической науки, как нарастающая интеграция естествен­ных, технических и гуманитарных наук. Исторически они дифференцировались, отпочковывались от некой единой ос­новы, развиваясь, длительное время во многом автономно. Однако сегодня это уже неприемлемо. Характерно, что веду­щим звеном такой нарастающей интеграции основных ветвей современной науки становятся науки гуманитарные, а глав­ными технологиями — социальные технологии, увязывающие человеческую деятельность в единое целое, гармонизирую­щие интересы отдельных людей и социальных групп.

Следует особо отметить еще и такую принципиальную осо­бенность развития современного естествознания (и вообще современной науки) — с ее объектами, как правило, нельзя свободно экспериментировать. Иными словами, реальный «полевой» эксперимент зачастую оказывается или резко за­труднен, или просто опасен для жизни и здоровья людей. Дело в том, что пробуждаемые современной наукой и техни­кой супермощные природные силы (атомные, гравитацион­ные, тектонические и т.п.) способны при неумелом обраще­нии с ними привести к тяжелейшим локальным, региональ­ным и даже глобальным кризисам и катастрофам. Вспомним наш Чернобыль, где недостаточно продуманная защита от не­поладок системы АЭС привела к сопряжению ряда крайне не­благоприятных факторов и крупнейшей техногенной ката­строфе XX в.

Исследователи отмечают, что современная наука органи­чески срастается с производством, техникой, бытом людей, превращаясь в могучий фактор прогресса всей нашей цивили­зации. Она уже не является уделом кабинетных ученых, а включает в свою орбиту мощные комплексные коллективы исследователей разных направлений.

Ученые все более ясно начинают осознавать тот факт, что Вселенная представляет собой целостность с недостаточно пока понятными законами развития, с парадоксами, причем жизнь каждого человека удивительным образом связана с космическими закономерностями и ритмами. Универсальная связь процессов и явлений во Вселенной требует комплексного, адекватного их природе изучения, и в частности глобального моделирования на основе методов системного анализа. В этих целях используются методы системной динамики, синергетики, теории игр, программно-целевого управления, составляются сценарии возможного дальнейшего развития сложных систем и их подсистем.

Синтез учения об универсальном и глобальном эволюционизме с синергетикой позволяет описать мировое развитие; как последовательную смену рождающихся из хаоса структур, временно обретающих стабильность, но затем вновь стремящихся к хаотическим состояниям. Кроме того, многие ре­альные системы предстают как сложноорганизованные, многофункциональные, открытые, неравновесные, развитие ко­торых носит малопредсказуемый характер. В этих условиях; анализ возможностей дальнейшей эволюции сложных объектов зачастую предстает как принципиально непредсказуемый, сопряженный со многими случайными факторами, могущи­ми стать своеобразным «пусковым механизмом» новых форм! эволюции.

Что же касается специфики методологии и методов исследования, отличающих постнеклассическую науку от науки неклассической и классической, то они достаточно трудно­уловимы. И практически весь исследовательский арсенал, накопленный в рамках классической и неклассической на­уки, продуктивно используется и в современных условиях.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации