Понимать то, что мы знаем, и познавать то, чего мы не знаем, 2. Структурные уровни организации материи и структура естествознания 3. Методология и методы естествознания 4. Эволюционные этапы и научные революции 1. Что изучает физикаФизика - наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности природы, строение и законы движения материи. Физику относят к точным наукам. Ее понятия и законы составляют основу естествознания. Границы, разделяющие физику и другие естественные науки, исторически условны. Принято считать, что в своей основе физика является наукой экспериментальной, поскольку открытые ею законы основаны на установленных опытным путем данных. Физические законы представляются в виде количественных соотношений, выраженных на языке математики. В целом физика разделяется на экспериментальную, имеющую дело с проведением экспериментов с целью установления новых фактов и проверки гипотез и известных физических законов, и теоретическую, ориентированную на формулировку физических законов, объяснение на основе этих законов природных явлений и предсказание новых явлений. Структура физики сложна. В нее включаются различные дисциплины или разделы. В зависимости от изучаемых объектов выделяют физику элементарных частиц, физику ядра, физику атомов и молекул, физику газов и жидкостей, физику плазмы, физику твердого тела. В зависимости от изучаемых процессов или форм движения материи выделяют механику материальных точек и твердых тел, механику сплошных сред (включая акустику), термодинамику и статистическую механику, электродинамику (включая оптику), теорию тяготения, квантовую механику и квантовую теорию поля. В зависимости от ориентированности на потребителя получаемого знания выделяют фундаментальную и прикладную физику. Принято выделять также учение о колебаниях и волнах, рассматривающее механические, акустические, электрические и оптические колебания и волны под единым углом зрения. В основе физики лежат фундаментальные физические принципы и теории, которые охватывают все разделы физики и наиболее полно отражают суть физических явлений и процессов действительности. оглавление2. Структурные уровни организации материи и структура естествознанияВажнейшими свойствами материи являются структурность и системность. Материя структурирована определенным образом на всех масштабно-временных уровнях: от элементарных частиц до Вселенной в целом. Системность означает упорядоченность множества связанных друг с другом элементов, обладающих целостностью по отношению к другим объектам или внешним условиям. Таким образом, система характеризуется внутренними связями более сильными, чем связи с окружающей средой . Отсюда вытекает необходимость не просто систематизировать, классифицировать различные объекты природы, но и изучать связи между ними, или взаимодействия. Наиболее интересными с принципиальной точки зрения являются так называемые фундаментальные взаимодействия, лежащие в основе всего многообразия видимых и известных науке сил действия одного тела на другое. Каждому из них соответствует свое физическое поле. Их число невелико (в настоящее время три: гравитационное, электрослабое и сильное), и есть надежда, что в результате создания общей теории (суперобъединения) их можно будет свести к одной Универсальной Силе Природы. Эта глобальная проблема стоит на повестке дня со времен А. Эйнштейна, гения которого не хватило для ее решения, хотя он и потратил на это около 30 последних лет жизни. Надежды на такую возможность связаны с тем, что уже существует один универсальный подход к описанию всех видов фундаментальных взаимодействий, а именно, квантово-полевой. Схематически любое взаимодействие двух частиц (тел) в вакууме (т.е. без каких-либо передающих сред) можно описать как обмен этих частиц квантами соответствующего поля, испускаемых одной из них и поглощаемой другой. При этом кванты поля, распространяясь с конечной скоростью (в вакууме со скоростью света), переносят энергию и импульс, что ощущается частицами, поглощающими их, как действие силы. В связи с конечной скоростью распространения квантов поля в пространстве утвердилась концепция «близкодействия». Это означает, что любое действие, любая информация передается от одного тела к другому не мгновенно, а последовательно от точки к точке с конечной скоростью. Господствовавшая до этого противоположная точка зрения – «дальнодействие» – интуитивно, a priori предполагавшая, что информация о положении любой частицы и ее положении распространяется по всей Вселенной мгновенно, не выдержала испытаний опытом и представляет сейчас только историческую ценность. Частицам присуща масса покоя, в то время как кванты поля ее не имеют. Частицы локализованы в той или иной области пространства, а поля распределены в нем. Но при этом и те и другие одновременно обладают и свойствами волн и свойствами частиц (так называемый «корпускулярно-волновой дуализм»). Возможность превращений вещество - поле - вещество в мире элементарных частиц отражает внутреннее единство материи. Структура естествознания. Наиболее важные структурные единицы материи можно выстроить в ряд согласно их характерным размерам. Здесь важно понять, что речь идет лишь о порядках величин, характеризующих протяженность типичного представителя в пространстве и продолжительность типичных процессов в нем. Несмотря на общеметодологическое единство естествознания (см. следующий модуль) при изменении характерных размеров и времен на колоссальное число порядков величин возникает необходимость вырабатывать специфические приемы исследования и анализа. Укрупненно и очень условно (в смысле положения границ) природу можно разбить на три «этажа» (или «мира»): микро-, макро- и мега- . Первый – это мир элементарных частиц, фундаментальных полей и систем, содержащих небольшое число таких частиц. Это - корни естествознания, и в них сосредоточены наиболее принципиальные проблемы мироздания. Макромир - это привычный нам уровень окружающих нас предметов и явлений. Даже он кажется огромным и чрезвычайно разнообразным, хотя это всего лишь небольшая часть природы. Наконец, мегамир составляют объекты, сопоставимые по размерам с Вселенной, размеры которой пока не установлены даже по порядку величины. Более детальное и тоже весьма условное деление этих уровней привело к появлению соответствующих наук в естествознании: физика, химия, биология и т.д. Каждая из них содержит около сотни еще более узких конкретных дисциплин (например, механика, термодинамика, органическая химия, зоология, ботаника, физиология растений и т.д.). Существуют и междисциплинарные разделы науки, например, синергетика (от греческого слова совместный, согласованно действующий) – теория самоорганизации в открытых неравновесных системах, охватывающая все уровни структуры материи и рассматривающая природу как комплексную самоорганизующуюся систему. Макромир доступен прямому наблюдению, события в нем привычны нам, мы контактируем и взаимодействуем с ним каждый момент времени. Он изучается человеком много тысячелетий и знания о нем имеют прямую практическую полезность. Тем не менее, и в нем существует множество не разгаданных загадок природы и в этой области неуки продолжает трудиться подавляющая часть современных ученых. Явления в микро- и мегамирах практически не проявляются на бытовом уровне, поэтому множество людей и не подозревают об их существовании. Другим кажется, что в практическом смысле они не имеют никакого значения. Отчасти эту точку зрения можно понять, поскольку действительно, не только влияние, но и само существование элементарных частиц или, скажем, черных дыр в глубинах Вселенной, невозможно установить без сложных приборов. Даже качественные представления о них невозможно вывести из бытового опыта, по аналогии с известными макроскопическими событиями. Тем не менее, мы сами, будучи макроскопическими объектами, состоим на 100% из совокупности элементарных частиц, организованных и связанных между собой определенным образом, и являемся частью гигантской Вселенной. Так что новые знания о микро- и мегамирах важны не только в познавательном или мировоззренческом смысле, но и ведут к боле глубокому и ясному пониманию сущности процессов, протекающих в макромире. оглавление3. Методология и методы естествознанияМетодология – это система наиболее важных принципов и способов организации и осуществления какого-либо вида деятельности, а также учение об этой системе. У каждого вида деятельности имеется своя методология, существующая в явном или неявном виде, сформулированная и зафиксированная в каких-либо формах или применяемая стихийно-интуитивно. Принципы – это ключевые положения методологии, а методы – набор конкретных приемов, с помощью которых осуществляется тот или иной вид деятельности (с греческого «методос» – путь к чему-либо). Методология науки в целом и все научные методы исходят из принципа причинности. Его содержание менялось по мере развития науки, но ключевое положение, на котором зиждется научный подход, остается неизменным: все, что бы не происходило в природе, обусловлено своими причинами. Глобальная задача науки и заключается в выяснении всех значимых причинно – следственных связей в окружающем мире. Они могут быть неодномерны, сложны, непознанны, но это не отменяет их существования. Никакого места произволу, сверхъестественному вмешательству потусторонних сил природа не оставляет. Очень важно понять, что принцип причинности является основополагающим не только для «точных» наук, но и для истории, социологии, юриспруденции и т.д. Действительно, трудно себе представить, к примеру, следователя, расследующего уголовное преступление и допускающего «чудеса» в виде беспричинного появления или исчезновения улик с места преступления, «сверхъестественного» чутья на завоз денег в банк или внезапного падения курса определенных акций. Известный французский философ, физик, математик и физиолог 17 века Р. Декарт формулировал понятие метода следующим образом «Под методом я разумею точные и простые правила, строгое соблюдение которых … без лишней траты умственных сил, но постепенно и непрерывно увеличивая знания, способствует тому, что ум достигает истинного познания всего, что ему доступно». В наше время такому пониманию скорее соответствует термин «алгоритм». Обычно выделяют несколько групп (уровней) методов познания, в частности, практически во всех классификациях присутствуют: ü Общенаучные методы ü Частнонаучные методы ü Специальные методы По другим признакам их можно разделить на эмпирические, теоретические и методы моделирования. В свою очередь, все их можно дифференцировать и дальше. Так, общенаучные эмпирические методы включают наблюдение, эксперимент, измерение. Наблюдение – простейший их них. На начальных стадиях развития любой науки наблюдения играют важнейшую роль и образуют эмпирический базис науки. Он позволяет провести поиск, сравнение, классификацию объектов и т.п., однако по мере развития науки его ценность падает. Более информативен эксперимент – целенаправленное воздействие на объект в строго контролируемых условиях и изучение его поведения в этих условиях. Искусство экспериментатора в первую очередь как раз и заключается в создании таких условий эксперимента, которые позволяют «очистить» ситуацию от влияния большого числа побочных факторов и оставить один – два, которыми можно сознательно управлять и целенаправленно воздействовать на объект, изучая его отклики на эти контролируемые воздействия. При этом, зачастую заранее не известно, какие факторы являются важными, а какие – менее важными, все ли неконтролируемые воздействия исключены и не создают ли они помех, сопоставимых или даже больших, чем реакция объекта на контролируемое воздействие. В самой постановке опыта, ограничивающего степени свободы объекта и набор факторов на него действующих, заложена большая опасность «с пеной выплеснуть ребенка из ванночки». Эксперименты могут быть качественными и количественными. Первые могут помочь в решении принципиальных вопросов: существует ли такой эффект в природе? растет или падает скорость процесса при увеличении давления? постоянна ли данная величина в действительности при изменении условий в широких пределах (например, заряд электрона, скорость света в вакууме и т.п.)? и т.д. Гораздо более информативны количественные эксперименты, включающие измерения. Так, известный английский физик В. Томсон (лорд Кельвин), именем которого названа шкала абсолютных температур, писал «каждая вещь известна лишь настолько, насколько ее можно измерить». Измерение – есть процесс определения количественных характеристик объекта или процесса, выраженных в заранее принятых единицах измерения данной величины (например, в метрах, секундах, граммах, Вольтах, градусах и т.д.). Среди общенаучных теоретических методов можно выделить абстрагирование, мысленный эксперимент, индукцию, дедукцию и др. Абстрагирование состоит в мысленном упрощении объекта путем игнорирования ряда его несущественных (в данной постановке задачи) признаков и наделении его несколькими (иногда одним, двумя) наиболее существенными, например, материальная точка, береза, неустойчивое состояние. В первом примере игнорируются все геометрические и физические характеристики реального тела (объем, форма, материал и его физические свойства) кроме массы, мысленно сосредотачиваемой в центре масс. Во втором, несмотря на то, что в мире нет двух абсолютно одинаковых берез, - мы все-таки ясно понимаем, что речь идет о разновидности дерева со своими характерными особенностями архитектуры, формы и строения листочков и т.д., в третьем примере подразумевается некоторая абстрактная система (без рассмотрения ее устройства и состава), которая под действием ничтожно малых случайных причин может выйти из своего исходного состояния, характеризующегося некоторым набором параметров, и самопроизвольно перейти в другое, с другим набором характеристик. Конечно, мы теряем при таком рассмотрении множество деталей, характеризующих реальный объект, но взамен получаем простую схему, допускающую широкие обобщения. И впрямь, не можем же мы ставить перед собой задачу изучить каждую березу на Земле, хотя все они чем-то и отличаются друг от друга. Под материальной точкой в разных задачах может подразумеваться молекула, автомобиль, Луна, Земля, Солнце и т.д. Такая абстракция удобна для описания механического движения, но совершенно непродуктивна при анализе, скажем, физических или химических свойств реального твердого тела. Многие исключительно полезные абстракции пережили века и тысячелетия (атом, геометрическая точка и прямая линия) хотя и наполнялись разными смыслом в разные эпохи. Другие - (теплород, мировой эфир) не выдержали испытания временем и опытом. Другим методом теоретического анализа является мысленный эксперимент. Он проводится с идеализированными объектами, отражающими наиболее существенные свойства реальных, и в ряде случаев позволяет путем логических умозаключений получить некоторые предварительные результаты, помогающие упростить, сузить фронт дальнейших детальных исследований. Таким методом было решено много принципиальных задач в естествознании. Так, Галилей открыл закон инерции, мысленно понижая, а затем и вовсе исключая силы трения при движении, а Максвелл прояснил суть важнейшего для понимания природы закона – второго начала термодинамики – путем мысленного расположения на пути летящих молекул гипотетического «демона», сортирующего их по скоростям. Индукция (от латинского inductio – наведение, побуждение, возбуждение) – это метод познания, заключающийся в получении, выведении общих суждений, правил, законов на основании отдельных фактов. Т.е. индукция – это движение мысли от частного к общему и более универсальному. Строго говоря, большая часть наиболее общих законов природы получена методом индукции, т.к. изучить досконально абсолютно все объекты данного типа совершенно нереально. Обычно вопрос заключается лишь в том, сколько же частных случаев необходимо рассмотреть и потом учесть, чтобы на этом основании сделать убедительный обобщающий вывод. Скептики считают, что достоверно доказать этим способом ничего невозможно, поскольку ни тысяча, ни миллион, ни миллиард фактов, подтверждающих общий вывод не гарантируют, что тысяча первый или миллион первый факт не будет противоречить ему. Метод противоположный по направлению движения мысли – от общего к частному – называется дедукция (от латинского deductio – выведение). Вспомните знаменитый дедуктивный метод сыска Шерлока Холмса. Т.е. дедукция и индукция – взаимодополняющие методы построения логических умозаключений. Примерно в таком же соотношении между собой находятся методы анализа и синтеза, используемые как в эмпирических так и теоретических исследованиях. Анализ – мысленное или реальное расчленение объекта на составные части и исследование их порознь. Вспомните обычную поликлинику – учреждение для диагностики и лечения болезней человека и ее структуру, представленную кабинетами окулиста, невропатолога, кардиолога, уролога и т.д. Ввиду исключительной сложности человеческого организма гораздо легче научить врача распознавать болезни отдельных органов или систем, а не всего организма в целом. В ряде случаев этот подход дает желаемый результат, в более сложных – нет. Поэтому методы анализа дополняются методом синтеза, т.е. сведения всех знаний о частных фактах в единое связанное целое. В течение нескольких последних десятилетий интенсивно развивались методы моделирования, являющиеся младшими, но более развитыми братьями метода аналогий. Вывод «по аналогии» осуществляют переносом результатов, полученных на одном объекте, на другой – «аналогичный». Степень этой аналогичности определяют различными критериями, наиболее систематично вводимыми в так называемой «Теории подобия». Моделирование обычно подразделяют на мысленное, физическое и численное (компьютерное). Мысленное моделирование реального объекта или процесса посредством идеальных объектов и связей – важнейший метод науки. Без мысленной модели невозможно понять, проинтерпретировать результаты эксперимента, «сконструировать» математическую или компьютерную модели явления, поставить сложный натурный эксперимент. Известный по не только блестящим результатам в физике, но и остроумным высказываниям, академик А. Мигдал сказал как-то: «Если математика – это искусство избегать вычислений («чистая», неприкладная математика, как правило, не имеет дел с вычислениями), то теоретическая физика – это искусство вычислять без математики». Конечно же здесь слово «вычислять» не имеет буквального смысла – проведение тщательных, точных вычислений. Подразумевается искусство предвидеть результат в рамках удачной, адекватной модели по порядку величины, или в виде соотношения: если одна величина достигнет какого-то значения, то другая будет равна тому-то, или искомая величина обязана быть больше некоторой критической, или лежать в определенном интервале значений. Как правило, в большинстве задач и реальных проблем высококвалифицированный ученый может прийти к таким заключениям не проводя никаких опытов, а просто построив в уме некоторую качественную модель явления. Искусство в том и состоит, чтобы модель была реалистичной и в то же время простой. Физическое (предметное) моделирование проводят в тех случаях, когда невозможно или затруднительно (по технологическим или финансовым причинам) провести эксперимент на оригинальном объекте. Например, для определения трудно поддающегося расчетам аэродинамического сопротивления самолета, автомобиля, поезда или гидродинамического сопротивления корабля на стадии проектирования обычно строят модель уменьшенных размеров и продувают ее в специальных аэродинамических трубах или гидравлических каналах. В известном смысле любой натуральный эксперимент можно рассматривать как физическую модель некоторой более сложной ситуации. Математическое моделирование является важнейшей разновидностью символического моделирования. (К ним так же относятся разнообразные графовые и топологические представления, символьные записи структуры молекул и химических реакций и много другое). В сущности, математическая модель – это система уравнений, дополненная начальными и граничными условиями и другими данными, взятыми из опыта. Для того, чтобы такое моделирование было результативным, необходимо, во-первых, составить адекватную изучаемому явлению мысленную модель, отражающую все существенные стороны явления, а во-вторых, решить чисто математическую задачу, зачастую имеющую очень высокий уровень сложности. Наконец, в последние десятилетия большую популярность приобрели компьютерные методы моделирования. Обычно – это численные методы, т.е. не дающие решения задачи в общем виде, как в математическом моделировании. Это означает, что каждый конкретный численный вариант одной и той же задачи требует нового расчета. Частные и специальные методы представляют интерес для представителей конкретных научных дисциплин, и мы их рассматривать не будем. Методологические основы естествознания. Перейдем теперь к обсуждению наиболее важных и общих для естествознания методологических принципов научного творчества, идеалов, критериев и норм науки. Важнейшими из них являются следующие: 1. Материалистическая основа мировоззрения, объективность, убежденность в познаваемости природы рациональными методами. В свою очередь, эти требования напрямую связаны с важнейшей методологической концепцией обусловленности всего происходящего в действительности причинно-следственными связями. 2. Использование строго определенных понятий, характеристик, величин. Вместе с тем, необходимо понимать, что абсолютно строго определить ни один объект или процесс невозможно. Что такое шариковая ручка, которой Вы сейчас подчеркиваете текст? Где граница между ней и окружающим воздухом снаружи и между ней и чернилами внутри на бумаге? Что такое процесс подчеркивания текста? Это физический процесс переноса чернил на бумагу, или химический процесс взаимодействия молекул чернил с молекулами бумаги, или интеллектуальный процесс отбора и выделения наиболее значимых фрагментов текста? Очевидно выбор зависит от характера задачи и спектра ожидаемых результатов. Здесь таятся большие опасности субъективизма, поскольку в самой постановке задачи уже закладывается ограниченный набор возможных решений. 3. Воспроизводимость результатов в аналогичных условиях. Этот принцип подразумевает, что если условия наблюдения некоего явления воссоздать в другом месте (лаборатории, производстве) или в одном и том же, но спустя некоторое время, то явление или процесс повторится снова. Т.е. вопрос заключается лишь в строгости условий опыта, точности воспроизведения всех обстоятельств. Как уже говорилось, абсолютно точно ничего воспроизвести и измерить невозможно, но абстрагируясь от несущественных деталей, можно сколько угодно раз повторить главный, принципиальный результат. 4. Последней инстанцией в борьбе теорий, идей, концепций является опыт (эксперимент). Лишь он – верховный судья в вопросе, что есть Истина, а не самые изящные, логичные или авторитетные суждения. Не стоит здесь усматривать противопоставления теории и опыта. Чисто теоретически было открыто множество объектов, законов (например, электромагнитные волны, многие элементарные частицы, астрономические объекты и т.д.), но все эти открытия получили статус строгих научных фактов только после экспериментального подтверждения. Такое понимание соотношения роли теории и практики в естествознании возникло не сразу. Лишь в раннем Средневековье в борьбе со схоластическими методами укрепилось требование экспериментальной проверки любых умозаключений, какими бы авторитетами они не высказывались и логически стройными и безупречными не казались. Наиболее ярко и кратко этот принцип сформулировал, пожалуй, английский мыслитель 16-17 вв Фрэнсис Бэкон: «Критерий истины – практика» в своем труде «Новый Органон» (1620 г.), написанном, как бы, в продолжение и развитие знаменитого труда Аристотеля, точнее, сборника логических и методологических трудов «Органон» (от латинского инструмент, орудие) в 4 веке до н.э. В более художественной форме этот же принцип выражен в знаменитой фразе И.Гете : «Теория, мой друг, суха, но зеленеет жизни древо». 5. В предыдущем модуле уже шла речь о стремлении количественно охарактеризовать и описывать окружающую действительность. В современном естествознании количественные методы, математический аппарат играют большую и все возрастающую роль. Так что «математизацию» знаний о природе можно считать практически обязательным требованием. 6. В начале этого модуля обсуждалась роль моделирования как общенаучного метода изучения Природы. В связи с желанием «математизировать» естествознание, создание моделей того или того характера становится практически обязательным на всех стадиях исследования, будь то обдумывание идеи или мысленного эксперимента, натурной экспериментальной установки и опыта, обработки и интерпретации полученных результатов. Пытаясь выразить эту ситуацию в лаконичной форме афоризма, можно утверждать «Современное естествознание – это мир количественных моделей». Без разумного, осторожного, квалифицированного упрощения реальной ситуации, процесса, объекта никаких результативных математических подходов сделать невозможно. 7. Уже в Средние Века было очевидно, что лавинное нарастание различных фактов, данных, теорий требует их систематизации и обобщения. Иначе поток информации захлестнет и утопит принципиальные, ключевые положения в море частностей. Вместе с тем, новые понятия, объекты, принципы, «сущности» необходимо вводить в науку с величайшей осторожностью, тщательно проверяя, не сводятся ли они к известным, не являются ли всего лишь их разновидностями. Этот строгий фильтр оберегает науку от неоправданного распухания, делает ее в широком смысле «интернациональной», прозрачной, доступной для понимания и освоения разными слоями общества. Опасность противоположного подхода стала очевидной тоже на заре классического естествознания, и в присущей тому времени афористичной форме требование лаконизма, общности, универсальности сформулировал английский философ 14 в. Оккам: «сущности не следует умножать без крайней необходимости» или в более вольном переводе «не изобретай лишних сущностей». Часто этот важнейший методологический принцип науки называют «бритвой Оккама», отсекающей лишние, непродуктивные и загромождающие науку искусственно введенные «сущности». 8. Необходимость интеграции, универсализации знаний, сведение их к как можно меньшему числу фундаментальных принципов – идеал, к которому стремились мыслители, начиная со времен Древней Греции. Одновременно в этом усматривали и высшую эстетичность науки, отражающую гармоничность устройства мира. «Сведение множества к единому – в этом первооснова красоты» - так лаконично формулировал этот принцип еще Пифагор за 5 веков до н.э. 9. Поскольку наука – это не свод закостеневших правил, законов, теорий, а динамически развивающийся и непрерывно обновляющийся живой организм, регулярно возникает вопрос о соотношении устоявшегося «старого» знания и появляющегося «нового». С одной стороны, если некоторый закон, теория, учение путем многочисленных проверок, контрольных экспериментов, приложений к практическим задачам получили статус не гипотезы, а достоверной истины, то они уже вошли в золотой фонд науки. С другой стороны, если появились новые данные или теории, противоречащие старым, но описывающие родственные явления лучше, полнее или те, которые не могли быть объяснены в рамках старых представлений, последние должны уступить место новому. Но как уступить? Просто тихо удалиться в архивы истории науки, освободив нишу, или оставаться в строю, но в другом качестве, определенным образом взаимодействуя с новыми представлениями? Трудно себе представить, чтобы, скажем, такая могучая теория как классическая механика сэра И. Ньютона, три века доказывавшая свою справедливость и плодотворность (как в мире движения пылинок, шариков, паровых двигателей, кораблей, так и в мире планет) оказалась ошибочной или ненужной после создания квантовой механики. Нильс Бор – гениальный датский физик – один из создателей квантовой механики, обдумывая эту проблему, сформулировал в 1918 г. важнейший методологический подход: принцип соответствия. Вкратце он заключается в том, что более универсальная новая концепция, теория (если она не спекулятивна, а справедлива в действительности), не должна перечеркивать хорошо освоенное и многократно проверенное старое учение, а вобрать его в виде частного случая (рис. 3.3). При этом обычно легко можно сформулировать условия (границы применимости) внутри которых и старая (обычно более простая теория) будет давать правильные результаты. Их, конечно, можно получить и из более общей, но более сложной новой теории, но это не оправдано с точки зрения трудозатрат. В таком соотношении находится не только классическая и квантовая механика, но и, например, термодинамика равновесных систем и синергетика (теория самоорганизации в открытых неравновесных системах), классический электромагнетизм Фарадея – Максвелла и квантовая электродинамика, механика движения с небольшими (сравнительно со скоростью света) скоростями и специальная теория относительности Эйнштейна (механика движения с околосветными скоростями), дарвинизм и генетика и многое другие разделы естествознания. Это конечно не исключает отмирания и забвения идей, понятий, теорий, не выдержавших испытаний экспериментом (например, теория теплорода, вечный двигатель и т.д.), но в подавляющем большинстве случаев противоречия в науке снимаются в согласии с принципом соответствия. 10. Открытость, общедоступность результатов (если только они не попадают под категорию государственных секретов, но таких данных, как правило, ничтожно мало по сравнению с общим массивом информации в науке). Стремлении быстрее опубликовать полученные результаты в как можно более читаемом и авторитетном журнале, доложить на конференции специалистов с мировыми именами, разослать оттиски опубликованных работ или даже неопубликованные данные – это свидетельство искренности намерений заниматься серьезной наукой, а не имитацией этой деятельности. Этические и эстетические критерии в науке. Существуют конечно и другие, более размытые и менее определенные нормы, традиции и неписаные правила в научном сообществе. Как бы наука не старалась абстрагироваться от личностных, субъективных, эмоциональных подходов, оценок, она все равно остается не только миром идей, но и миром людей, с их амбициями, вольными или невольными заблуждениями, конфликтами и т.п. Поэтому за долгие века, в бесчисленных сражениях за приоритет, почести, звания, награды и привилегии выработались определенные, неписаные нигде нормы. Конечно, они являются всего лишь продолжением и частью общеэтических норм и традиций, но имеют и много специфичного. Попробуем хотя бы перечислить и кратко прокомментировать их. Никто не может утверждать, что он сделал вклад или переворот в науке абсолютно независимо от других. Наука – это в той или иной мере коллективное творчество. У всякой идеи, всякой работы, публикации есть предшественники, так или иначе повлиявшие на ход и результаты данной работы. Великий Ньютон говорил: «Если я и видел дальше других, то только потому, что стоял на плечах гигантов» (что не мешало ему бороться за приоритет не всегда безупречными методами с Гуком и Лейбницем). Из этого следует, что начиная излагать свой материал (письменно или устно – безразлично) обязательно следует сказать несколько слов о предыстории, динамике развития и состоянии проблематики, упомянуть людей, сделавших наиболее важный вклад в этой сфере, сделать ссылки на ключевые публикации. Помимо общей культуры это еще и тест на компетентность в обсуждаемом вопросе. Трудно представить себе хорошего специалиста, не знакомого с тем, что уже сделано и над чем сейчас работают коллеги по творческому цеху. И напротив, новичкам, мошенникам или шарлатанам от науки, как правило это и не известно и не кажется необходимым или существенным. Любые заимствования должны сопровождаться полной ссылкой на автора. Иначе – это справедливо расценивается во всем мире как плагиат и преследуется не только по моральной линии, но и по правовой. В связи с комплексным, коллективным, многофакторным характером научной работы, наличием разнообразных по характеру связей в научном сообществе проблемы авторства и соавторства в конкретном научном продукте должны решаться с максимальной деликатностью ввиду отсутствия четких критериев. Если не преследуются воспитательные цели в отношении начинающих, то состав авторского коллектива во избежание конфликтов, обид, неконструктивных диспутов должен включать всех, кто внес творческий вклад, хотя бы самый минимальный. Существуют также различные формы благодарности, выносимые в конце публикации, зачастую легко снимающие конфликты. Каждый научный работник имел Учителей, формальных или неформальных, находившихся годы рядом или в другом городе, стране (иногда и не подозревая об этом). Их вклад в данную конкретную работу может быть трудно учитываем, но от этого он не становится менее важным. Предавать забвению своих Учителей, предшественников не только аморально, но и нерационально, поскольку обязательно бумерангом бьет по неблагодарным и не слишком щепетильным мастеровым (часто уже руками собственных учеников, имевших перед глазами соответствующие примеры). Щедрость, открытость, желание помочь, проконсультировать без расчета на какую-либо отдачу – признаки настоящего ученого. И напротив, подозрительность, закрытость, нежелание поделиться знаниями, как правило, свидетельство низкого научного и духовного уровня. Еще труднее, чем моральные, этические нормы в науке описать эстетические. Но тем не менее, в научном сообществе все понимают о чем идет речь, когда говорят «красивый эксперимент», «изящное решение», «стройная теория», и т.д. Даже неспециалисту ясно, что четыре симметричных уравнения Максвелла, описывающих весь разнообразный мир электромагнитных явлений (в частности, электромагнитные волны), - это исключительно высокоэстетичная, элегантная теория. Редко громоздкое, вычурное, длинное построение эксперимента или теории бывает правильным и плодотворным. Одновременно оно и неэстетично, а скорее свидетельствует о слабости или бессилии автора решить проблему. Некоторые усматривают в этом мудрость Творца, создавшего мир по простым правилам. Слегка перефразируя известного украинского философа и поэта 18 века Г. Сковороду можно сказать об этом примерно так: «Это счастье жить в мире, где все истинное устроено просто, а все сложное – лишь кажущееся вследствие путаницы ума». Наука и псевдонаука. В заключение этого раздела – несколько слов о псевдонауке, «паранормальных явлениях» и тому подобных «чудесах». Конечно же, несмотря на впечатляющие достижения современной науки, многое об окружающем мире остается непознанным. Но строить иллюзии, что можно изучать Природу «параллельными» науке методами, по меньшей мере наивно. Как же распознать и отделить реальную науку от псевдонауки? Может ли помочь вторая первой в этом многотрудном процессе? Ответ на первый вопрос содержится по существу в материале этого модуля. Наука, какого бы профиля, возраста и уровня она не была, все-таки стоит на общих для нее методологических принципах, описанных выше. Их несоблюдение (даже одного – двух, а тем более сразу нескольких) автоматически выводит участников процесса за пределы научного поля. Может быть их занятия и имеют какое–то значение для общества: развлекательное, будящее здоровое любопытство и т.п. Например, И. Кио, А. Акопян, Д. Коперфильд и др. иллюзионисты – поистине большие артисты, творящие невероятные, на первый взгляд, вещи на сцене. Но это - честные люди. Они обозначают свой жанр как сложный фокус, хорошо поставленное шоу, а не демонстрацию непознанных сил природы. Как раз инженеры, оборудующие их площадки для выступления и создающие реквизит, хорошо знают и широко используют законы оптики, механики, электромагнетизма. Другое дело шарлатаны, «открыватели» так называемых «паранормальных» явлений (от греческого «пара»– возле, около). Они сознательно вводят в заблуждение людей, извлекая из этого моральные или материальные дивиденды. Это те же наперсточники, но работающие не на улицах и вокзалах, а в комфортабельных условиях и претендующие на уважение со стороны общества. Воистину, Кашпировский – это «Чумак ХХ века» (около 10-15 лет тому назад эти два телевизионных «целителя всего» буквально завладели вниманием страны и не сходили годами с экранов центрального телевидения). Излечение тысяч больных, страдающих самыми различными заболеваниями, за один сеанс, «заряжание» воды во всем городском водопроводе, управление выпадениями осадков над целыми регионами, розыск пропавших по фотокарточке – мало что еще придумано для околпачивания отчаявшихся людей. Столь резкая оценка отнюдь не свидетельство снобизма со стороны признанной, «правительственной» науки к Золушке, или стремление избавиться от конкурентов. Это естественное желание сэкономить драгоценное время и, в конце концов противостоять натиску на человеческое достоинство. Чтобы сказать новое слово в науке, надо, как минимум, знать старые. Случайные открытия в науке конечно изредка происходили, но все они были сделаны людьми, хорошо подготовленными профессионально (рентгеновские лучи, радиоактивность и т.п.). Случай обычно улыбается тому, кто хорошо знает, что с ним делать. оглавление4. Эволюционные этапы и научные революцииДеление истории развития науки на отдельные этапы, выделение революционных и эволюционных периодов и т.п. – вещь весьма условная. Даже на вопрос: когда возникла наука? – и то существует множество различных ответов. Одни науковеды считают, что первые знания, аккумулированные, обобщенные и примененные при изготовлении простейших орудий труда – это и есть точка отсчета в истории науки. Другая крайность – полагать началом науки зарождение экспериментального естествознания в 16-17 вв. Но более распространенное представление, согласно которому первые осознанные научные программы, формировавшиеся и осуществлявшиеся профессиональными группами людей, появились в Древней Греции в VI-IV вв. до н. э. Более древние цивилизации Востока (шумерская, египетская, вавилонская, индийская, китайская) хотя и имели опыт и организационные формы для сбора, хранения и передачи информации о мире из поколения в поколение, все-таки не ставили целей изучать фундаментальные закономерности в природе, а преследовали сугубо практические цели. Древнегреческая цивилизация впервые поставила задачу постижения действительности из чистого интереса к Истине. Как и во все другие эпохи, возникновение и развитие науки в Древней Греции необходимо рассматривать в контексте общекультурной динамики общества. Идеалы, методология, способы организации научного поиска всегда уходят корнями в культуру своей эпохи. Под научной революцией обычно подразумевают не просто открытие каких-либо существенных законов, важных явлений или методов исследования, а смену всей платформы – парадигмы научных знаний, методологических установок, стиля мышления, ориентиров и ценностной шкалы процесса познания. (Под парадигмой понимают определенное видение мира, общества, коренных проблем науки, модель постановки проблем и их решения). В исторических масштабах эти периоды занимали относительно немного времени (несколько десятков лет). Революционные этапы перемежались эволюционными периодами относительно спокойного, плавного роста или даже застоя. Так что условная кривая динамики развития науки имеет несколько скачкообразных подъемов. Интересно отметить, что хронологически эти скачки приходятся на период интенсивного развития культуры вообще, смены форм общественных отношений и господствующего типа сознания и мировоззрения. Это лишний раз доказывает, что наука и ее развитие – часть общекультурного процесса.
Ниже дан краткий обзор основных этапов развития естествознания
В начальном периоде накапливались простые наблюдения, знания и сведения, делались попытки их истолкования. Однако они не были систематическими, целенаправленными, рациональными. Таковы были астрономические, географические, медицинские, математические и другие знания Древнего Востока и Древней Греции приблизительно до V-IV вв. до н.э. Господствующей формой общественного устройства и отношений было рабовладение, сознание было мифологизированным, а мышление - синкретическим. Мифология не различала мир реальный и сакральный (божественный) и соединяла действительное и сверхъестественное в единое целое, т.е. являлась наиболее распространенной формой духовно - практического освоения мира. Синкретизм (от греческого - соединение, слитность) – форма мышления, в которой религиозное, эмоционально-чувственное, рациональное и эстетическое начала не расчленены и не существовали порознь ни в общественном сознании, ни в мышлении самых интеллектуально развитых индивидов. Первые систематические попытки объяснить действительность не мифологически, а рационально, через естественные начала, вводя абстрактные понятия и применяя логические методы доказательств, были предприняты в Древней Греции примерно в VI в. до н. э. Именно там возникли первые научные школы, программы и теоретические системы (Фалес, Левкипп, Демокрит, Евклид, Архимед, Птолемей, Аристотель). Ими были введены важнейшие понятия. Так, Фалес сводил все многообразие явлений и объектов природы к одному первоначалу. Демокрит ввел понятие «атом» (от греческого слова неделимый) как предел делимости вещества. Вечно движущиеся невидимые атомы, соединяющиеся между собой благодаря выпуклостям и впадинам в малые и большие тела, и создают все многообразие мира. Эта гениальная догадка была подтверждена экспериментально только через 2,5 тыс. лет! Конечно, в действительности атомы в твердых телах удерживаются друг около друга не за счет «выпуклостей», «впадин» или каких-либо еще геометрических особенностей подобно плодам репейника, а силами электромагнитного поля. Но это стало понятно всего лишь около ста лет тому назад. Эллинистический период развития науки дал системные геометрические представления (Евклид), основы механики (Архимед). Преодоление топоцентризма (от греческого слова «топос» –место) или антропоцентризма (от греческого слова «антрос» – человек), движение к геоцентризму (Анаксимандр, Евдокс Книдский, Аристотель, Птолемей) ознаменовал создание первой системы мира, основанной на астрономических наблюдениях, а не на мифологизированных верованиях. Аристотель (384 – 322 гг до н.э.), ученик Платона, вероятно, наиболее яркая фигура энциклопедиста того времени, оказавший огромное влияние на дальнейшее развитие научной и философской мысли, вошел в историю науки как создатель многих фундаментальных трудов («Органон», «Метафизика» и др.), многие из которых дошли до нашего времени и не потеряли своего методологического значения до сих пор. Царь Македонии Филипп доверил ему воспитание сына Александра, впоследствии великого завоевателя мира. Таким образом, в короткие исторические сроки на крошечном пятачке Европы создались общественные и политические условия для появления первых научных школ, профессиональных мыслителей и ученых, осуществивших первую научную революцию. Но это была не только научная революция, но и мировоззренческая. Впоследствии, через много веков христианская церковь использовала многие положения учения Аристотеля. Одной из важных вех в становлении христианства был так называемый 1-ый Никейский Собор, прошедший в 325 году; канонизировавший многие положения ортодоксального христианства. В XIII веке Фома Аквинский, философ, теолог и систематизатор ортодоксальной схоластики, переработал богословскую систему католицизма и включил в нее видоизмененную философию Аристотеля, приспособив ее к христианским догмам. Схоластика (от греческого и латинского термина, обозначающего школу, школьные занятия, беседу на научные темы) – религиозно-философская методология, основанная на соединении догматов церкви с рационалистической методикой доказательств. Формально-логический подход к любой проблематике достиг рассвета в средние века и стал господствующим образом мышления. Впоследствии, начиная с эпохи Просвещения, под схоластикой стали понимать бесплодное умствование, формальные знания, оторванные от реальной жизни, начетничество. Прогрессивная во времена Древней Греции и Эллинизма система мира Аристотеля стала тормозом в развитии науки в результате ее догматического восприятия в Средние века. Любые сомнения в ее истинности, любые попытки сопоставить с растущим объемом информации, полученным различными способами (в том числе и инструментальными астрономическими наблюдениями) преследовались и жестоко карались католической церковью. Итогом был длительный застой и даже регресс не только в науке, но и в общественном процессе в целом. Целые века, как бы, ничего не происходило. У некоторых исследователей даже возникло подозрение, что хронология и история этого периода искажена, а продолжительность сильно преувеличена по идеологическим, династическим, политическим и др. соображениям царствующими династиями (см, например, труды Фоменко, академика РАН, по специальности математика). Так или иначе, Европа на долгие века погрузилась в дремотное состояние, из которого она смогла выйти лишь спустя тысячу с лишним лет. В эпоху Средневековья основной интерес к явлениям природы концентрировался на иллюстрациях и доказательствах религиозных догматов и принципов морали, вытекающих из них. Любые проблемы, в том числе и естественнонаучные, трактовались с позиции Священного писания. В результате наука о природе утратила то значение и позиции в обществе, которое она имела в Античности и растворилась в теологии. С точки зрения тех норм и критериев научности, которые обсуждались в модуле 3, можно сказать, что наука не существовала тогда в Европе. Предвестниками пробуждения стали некоторые, на первый взгляд не глобальные, но все-таки примечательные события в эпоху Возрождения: перенос на европейскую почву ряда восточных изобретений: компаса, ветряных и водяных мельниц, пороха, бумаги. Практичный ум европейцев превратил их из игрушек и развлечений, которыми они были у себя на родине, в совершенно утилитарные вещи, приспособив для помола зерна, ведения военных действий, дальних плаваний с целью освоения и захвата новых земель. Развилось товарное производство – т.е. изготовление промышленных изделий в значительных масштабах не для внутреннего потребления, а для продажи. Изобретение книгопечатания в середине XV века Гутенбергом способствовало ускоренному распространению грамотности и знаний, а эпоха Великих географических открытий (открытие Америки Христофором Колумбом в 1492 году, обнаружение морского пути в Индию - плавание Васко-да-Гамма вокруг Африки в Индию в 1497 году, наконец, первое кругосветное путешествие Магеллана в 1519-1522 гг.) сильно расширили представления об окружающем мире. Под влиянием этих и других социальных факторов началось изменение мировоззрения, мироощущения: соотношение веры и разума стало меняться в пользу последнего, хотя лишь только в эпоху Возрождения Разум был поставлен выше Откровения. Таким образом, вторая научная революция XVI-XVII веков была подготовлена общекультурным прогрессом в эпоху Ренессанса. Первой ласточкой можно считать книгу польского астронома Н. Коперника «О вращении небесных сфер», увидевших свет в 1543 году. В тот же период зародилось и начало набирать силу движение, получившее впоследствии название Реформация. В узком смысле слова - это преобразование, исправление, принявшее форму борьбы против ортодоксального католического учения и папской церкви. Но по существу оно являлось формой общественно-политического движения за обновление всей жизни и имело антифеодальный характер. Идеологи Реформации утверждали, что человек для спасения своей души не нуждается в посредничестве церкви, внешних проявлениях религиозности. Лишь внутренняя вера в искупительную жертву Христа – есть истинный путь спасения. Этим сводилась на нет необходимость католической церкви со всей ее иерархией во главе с папой, всего духовенства как особого слоя общества, которое, якобы, одно только и способно передать человеку «божественную благодать». Протестантизм подготовил почву к индивидуализации сознания, относительной независимости мышления индивида, сыгравшим важную роль в переходе от феодально-общинных отношений к принципам буржуазного индивидуализма. Основы нового мировоззрения начали закладывать в эпоху Ренессанса многие философы, но особую роль в становлении новой науки сыграл Г. Галилей. Если Н. Коперник осторожно высказывал идеи о необходимости переноса центра Мира с Земли на Солнце, и в таком виде она была всего лишь гипотезой, новой качественной моделью Вселенной, то Галилей начал искать и создавать основы экспериментального количественного естествознания. Он изобрел и усовершенствовал для этого большое количество приборов, позволявших проводить количественные определения малых и больших размеров (микроскоп и телескоп), температуры (термометр), давления воздуха (барометр), времени (маятниковые часы) и т.д. Планомерный эксперимент, полученные данные он пытался осмыслить логически и аналитически, широко используя математику. Это и есть основные компоненты современной научной методологии, революционизировавшей естествознание Средневековья. Такой подход приводил на первых порах к механистическому истолкованию бытия, но в борьбе со схоластикой и догматизмом – это было эффективное оружие. В результате чисто умозрительные представления Аристотеля о природе механического движения (тяжелые тела должны падать быстрее, чем легкие, движение прекращается, если отсутствует непрерывно действующая сила со стороны других тел и причин и т.д.) Галилей заменил на экспериментально обоснованные законы: ускорение всех падающих тел одинаково, для сохранения движения по прямой с постоянной скоростью не требуется никаких внешних сил и т.д. Значение этих законов для механики очень велико. Но еще более ценным достижением было то, что впервые было сформулировано само понятие физического закона и развиты экспериментально – математические способы их выявления. Блестяще завершил дело, начатое Н. Коперником, а затем продолженное Декартом, Галилеем, Гуком и др., гениальный английский ученый Исаак Ньютон (1643 – 1727 гг.). Конечно, все мы со школьной скамьи знаем И. Ньютона как создателя классической механики и новой математики – математического анализа. Но значение его трудов для последующего развития науки, мировоззрения и культуры в целом выходит далеко за пределы созданных им собственно научных теорий. Остановимся на творчестве этого безусловно гениального мыслителя подробнее. (Кстати, составляемые иногда различными науковедами, культурологами, энциклопедическими изданиями перечни гениальных людей, когда – либо живших на Земле, содержат обычно около тысячи человек. Золотыми буквами вписали они свое имя в книгу общечеловеческой культуры благодаря творчеству в самых различных сферах деятельности. Понятна условность такого ранжирования и трудности сопоставления вкладов в копилку общечеловеческой культуры столь различных людей как Аристотель и Леонардо да Винчи, Ньютон и Моцарт, Гете и Эйнштейн, Эдисон и Сальвадор Дали. Интересно отметить, что вне зависимости от того, кто и с какой целью составлял эти списки И. Ньютон неизменно в любой такой классификации занимает место в первой тройке). Итак, сначала о собственно теории механического движения. Три закона движения и закон всемирного тяготения, носящие имя И. Ньютона, но так или иначе обсуждавшиеся до него его великими предшественниками – Галилеем, Декартом, Гуком – исчерпывающим и строго аналитическим способом описывают все механические движения во Вселенной. Им подчиняется и крошечная пылинка, и пушечное ядро, и морские приливы, и движение Луны, планет, комет и др. небесных тел. Для того, чтобы представить революционность этой теории, необходимо учесть, что со времен Др. Греции принято было разделять земные и небесные явления как принципиально различающиеся. Земные – сложные, беспорядочные, прерывающиеся – подчиняются одним законам, а небесные – совершенные, гармоничные, бесконечные – другим, божественным. Отголоски этих представлений находим у Пушкина, жившего уже в постньютоновскую эпоху, но вряд ли хорошо знакомого с творчеством И. Ньютона: “… доколь в подлунном мире жив будет хоть один пиит…” С точки зрения аристотелевского мировоззрения «подлунный» – как раз и означает мир несовершенный, земной, а «надлунный» - идеальный, божественный. В результате создания классической механики Земля превращалась из центра мира в обычное небесное тело, каких множество. Пространство и Вселенная бесконечны, а миров, аналогичных земному, может быть много. Упомянутые четыре уравнения механики и новый математический аппарат – дифференциальное и интегральное исчисление – позволили с единых позиций и строго количественно описать все движения во Вселенной. Возникло новое мироощущение, в котором Вселенная – всего лишь сложная механическая машина, упорядоченный механизм, подчиняющийся строгим математическим законам, которые могут и должны быть постигнуты наукой. Эти взгляды надолго стали основой главенствующей и общепризнанной научной парадигмы. Поскольку науке тогда не было известно никаких других видов движения кроме механического, утвердилась механистическая космология в духе Декарта – Ньютона, переросшая затем в механистическое мировоззрение для многих поколений ученых. Из этого мировоззрения следовало, что Бог, сотворив Вселенную, действующую по определенным законам, фактически принимал участие только в создании «законодательной базы», а потом устранился от дальнейшего деятельного участия или вмешательства в природу, позволив ей существовать в соответствии с теми совершенными и неизменными законами, которые были заложены в нее при сотворении мира. Все создатели новой картины мира были глубоко верующими людьми и не покушались в принципе на участие Бога в устройстве мироздания, отводя ему роль создателя всего сущего в соответствии с определенным планом. Но затем природа становилась самодостаточной и управлялась в соответствии с объективными законами, не нарушаемыми ничьим вмешательством. Другой столп английской культуры, почитаемый как величайший поэт Британии, Дж. Байрон, живший почти в одно время с И. Ньютоном, написал такие строки о «местонахождении» бога: Ужель в готическом соборе Творец быть может заключен? Твой храм – сиянье дня, а море, Земля и небо, вот твой трон. Роль человека в такой доктрине возрастала. Из игрушки в руках Божьих он становился венцом творения, способным постичь замысел Божий и использовать полученные знания для усиления своего могущества. С другой стороны, в этом мировоззрении возникло логическое противоречие. Жесткий детерминизм в явлениях природы, являющийся следствием причинно – следственного автоматизма, не оставлял человеку никакой возможности выбора, места свободе воли. Такая прямолинейная и несколько наивная трактовка Великого Принципа Причинности в природе вызывала усмешки задолго до его обоснования Лапласом. Известный восточный философ, поэт и математик, последователь Аристотеля и Ибн Сины Омар Хайям, живший в 11-12 веках, лукаво вопрошал:
Ты из праха меня изваял, Я причем? Ты наполнил вином мой фиал, Я причем? Все дурное и доброе, Что свершаю, Ты ведь сам, наш Творец, начертал, Я причем?
Борьба гуманистов и философов с механистически жестким Лапласовским детерминизмом растянулась на сотни лет. Этой проблеме – соотношения детерминизма и свободы воли. И. Ньютон создал высокий образец того, как должна выглядеть новая наука, которая впоследствии получила наименование «классическое естествознание». Воистину, трудности и тупики в науке существуют для того, чтобы гений исследователя проявился наиболее ярко. На протяжении более чем трех веков наука следовала этому почти недосягаемому образцу и достигла колоссальных успехов. Но это уже был эволюционный период ее развития. К концу 19 века у многих ученых стало возникать ощущение, что наступает закат науки. Все принципиальные законы выявлены, все известные явления непротиворечиво и даже строго количественно проинтерпретированы и объяснены, природные процессы вполне предсказуемы и количественно и качественно. На одном из парадных научных конгрессов рубежа 19 и 20 века крупнейшие ученые того времени высказывались с сожалением о самоисчерпании науки, а в адрес молодежи – в том духе, что им по существу уже нечем заниматься в науке, кроме уточнения мелких деталей. Однако не прошло и трех десятилетий, как классическая наука, метафизически – механистические представления о мире были полностью вытеснены новыми – квантово-релятивистскими. И по темпам, и по масштабам, и по глубине, и по философской и общественно-человеческой значимости – это была безусловно глобальная научная революция. В результате изменились представления о соотношении дискретного и непрерывного, абсолютного и относительного в причинно-следственных связях механистически детерминированных и вероятностных. Еще раз были пересмотрены и радикально изменены представления о происхождении и устройстве Вселенной. Возникло понимание того, что самым сложным объектом природы является не вещество или поле, а пространство и время. Следует заметить, что каждая научная революция сопровождалась пересмотром представлений о свойствах пространства и времени, хотя сами творцы первых двух научных революций, возможно, и не отдавали себе ясного отчета в этом. Третья научная революция снова изменила парадигму естествознания и привела к невиданному ранее по объему, скорости и последствиям внедрению результатов науки в практику. Развитие неклассической науки в течении нескольких десятилетий привело в конце концов к качественно новому феномену в научной, производственной, социальной сферах – научно-технической революции (середина 20 века). Каждому из упомянутых этапов в дальнейшем будет посвящен отдельный раздел (модуль), а пока подведем общие итоги. Наука, культура, общество развивались неравномерно. Этапы плавного эволюционного роста перемежались бурными революционными периодами, во время которых менялись самые основания науки, а не отдельные теории. Современный философ Томас Кун в своей нашумевшей книге «Структура научных революций» приводит схему смены этапов в динамике науки, изображенную на: Из этой модели следует, что развитие в рамках определенной парадигмы (сам термин «парадигма» тоже вошел в широкий научный оборот благодаря Т. Куну) происходит, главным образом, с помощью рационально-логических методов. Но когда возможности парадигмы исчерпываются и она подходит к границам своей применимости, выход из нарастающих противоречий возможен только иррациональным, алогичным путем (конечно, с точки зрения господствующей системы взглядов). Сначала такой протуберанец в другую плоскость, непривычную систему взглядов кажется совершенно безумным и неприемлемым. Однако очень скоро становится ясно, что кризис разрешился и в новой парадигме существует гораздо больше возможностей непротиворечиво и еще более полно постигать окружающий мир. И так до следующего периода исчерпания возможностей и этой парадигмы, за которым следует новая научная революция. Конечно – это только сильно упрощенная схема, модель развития реальной науки. В действительности приходится делать тысячи, миллионы попыток выбраться из возникающих п ротиворечий и лишь считанное число выживает и создает новую идеологическую платформу нового поколения. Некоторые науковеды склонны называть научными революциями и более мелкие события, сильно меняющие принципы и подходы внутри какой-либо одной дисциплины. Несмотря на то, что книга Т. Куна подвергалась в течение многих лет и даже десятилетий жесткой критике как со стороны науковедов, историков науки,, философов, так и ученых (зачастую вполне обоснованной и справедливой), она сыграла важную роль в осознании некоторых закономерностей в динамике развития науки. Для нас она интересна и с другой стороны. В связи с обсуждаемой уже проблемой источников, мотивов и методов научного творчества, очень важно отметить, что весьма распространенное мнение о науке, как крайне алгоритмизированной, логически-рациональной деятельности мало соответствует действительности. Таковой она является лишь в эволюционных фазах. Революции в науке всегда делались вопреки общепринятой логике, методологии, идеологии. И так возникали самые блестящие теории, самые выдающиеся достижения, влиявшие на динамику всей цивилизации. Так что творческий акт в науке (самой высшей пробы) сродни творчеству в искусстве, где никогда не возможно объяснить, каким образом Художник почувствовал образ, вдохновился на неожиданное видение и отражение его в своем произведении. Художники слова используют множество терминов для описания этого состояния: озарение, прозрение, наитие, эврика, осенило, ангел слетел, искра Божья проскочила, но вряд ли сами понимаем хорошенько, как это происходит и что надо делать, чтобы происходило почаще. Как бы полемизируя и даже поддразнивая Ф. Бэкона, который в «Новом Органоне» сформулировал в излюбленной тогда афористичной форме свою мысль «Знание - сила», современный философ Г. Маркузе возразил: «Сила - в воображении». Вероятно, это действительно определяющее качество ума, позволяющее человеку так далеко и так быстро в последние десятилетия продвинуться в понимании устройства и принципов функционирования всего сущего. оглавление |