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.doc

1247kb.

21.10.2012 17:12

скачать

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:

наблюдение — целенаправленное и организованное восприятие внешнего мира, доставляющее первичный материал для научного исследования;
эксперимент — исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования;
описание — фиксирование данных наблюдения или эксперимента с помощью определенных систем обозначений;
измерение — определение основных характеристик объектов с помощью

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:

формализация — отображение результатов мышления в точных понятиях или утверждениях;
аксиоматизация — построение теорий на основе неких аксиом (утверждений, не требующих доказательства своей истинности);
гипотетико-дедуктивный метод — выдвижение некоторых утверждений в качестве гипотез и проверка этих гипотез с помощью фактов.

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

анализ и синтез — процессы мысленного или фактического разложения целого на составные части и воссоединения целого из частей;
индукция и дедукция — движение от частного к общему, от единичных фактов к общим положениям, и, напротив, движение от общего к частному, от одних утверждений к другим на основе законов логики;
абстрагирование — отвлечение от неких несущественных в данном контексте свойств и отношений изучаемого явления;
обобщение — логический процесс перехода от единичного к общему, от менее общего к более общему знанию;
аналогия — прием познания, с помощью которого обнаруживают сходство нетождественных объектов в некоторых значимых сторонах и отношениях;
моделирование — воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте, специально созданном для их изучения;
классификация — разделение всех изучаемых предметов на какие-то группы в соответствии со значимыми для данного исследования признаками.

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 XIX—XX 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