Естественнонаучная картина мира
Представления о свойствах и закономерностях окружающей нас природы возникают на основе тех знаний, которые в каждый исторический период дают конкретные науки, изучающие определенные области явлений и процессов природы. Поскольку природа есть нечто единое целое, постольку и знания о ней должны иметь целостный характер, т.е. представлять собой определенную систему. Такую общую совокупность научных знаний о природе издавна называют учением о природе или естествознанием.
Раньше в естествознание входили все сравнительно немногочисленные знания, которые были известны о природе, но уже с эпохи Возрождения возникают и обособляются отдельные его отрасли и дисциплины, т.е. начинается процесс дифференциации естественнонаучного знания. Ясно, что не все знания являются одинаково важными для понимания природы.
Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, ученые ввели понятие естественнонаучной картины мира, под которой подразумевают систему важнейших понятий, принципов и фундаментальных законов, лежащих в основе понимания окружающей нас природы. Сам термин «картина мира» указывает на то, что речь здесь идет не о части или фрагменте мира, а о целостной концепции природы. Как правило, в формировании такой картины природы наибольшее значение приобретают фундаментальные понятия и законы наиболее развитых отраслей естествознания, которые в определенный исторический период выдвигаются в качестве основополагающей науки или лидера естествознания. Не подлежит сомнению, что фундаментальные науки оказывают свое влияние на представления о мире других наук и ученых определенной эпохи. Но это отнюдь не означает, что другие науки не участвуют в формировании картины природы. В действительности такая картина возникает как результат синтеза
фундаментальных открытий и законов разных отраслей и дисциплин естествознания.
2.1. Концепции естествознания и научная картина природы
Важнейшие концепции естествознания служат основой научных представлений об общей картине природы, поскольку в них формулируются фундаментальные понятия, принципы и законы естествознания в каждую историческую эпоху его развития. Именно они составляют научную основу картины природы в целом и поэтому в значительной степени определяют научный климат эпохи. В теснейшем взаимодействии с развитием наук о природе, начиная с XVII в., развивалась математика, которая создала для тогдашнего естествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное и интегральное исчисления, а также дальнейшие их ответвления.
Цементирующей основой картины природы и мира в целом служили мировоззренческие и философские идеи о строении мироздания, законы его изменения и развития. Человек всегда стремился понять окружающий его мир и свое место в нем. Поэтому уже на ранних этапах цивилизации возникают мифологические и религиозные представления о мире, которые со временем вытесняются научными взглядами на него.
Однако без учета результатов исследования экономических, социальных и гуманитарных наук наши знания о мире в целом будут заведомо неполными и ограниченными. Человек не только природное существо, он теснейшими узами связан с обществом, в котором протекает вся его деятельность. Фундаментальные понятия и принципы жизнедеятельности общества составляют вторую, дополнительную часть целостной научной картины мира. Поэтому следует различать естественнонаучную картину природы, которая составляет первую часть общей картины мира и формируется из результатов исследований и достижений наук о природе. Общая же научная картина мира представляет собой синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания и обществознания.
Наша книга посвящена концепциям естествознания, и поэтому мы будем рассматривать, какое влияние эти концепции оказывали на формирование научной картины природы в процессе исторического развития естествознания. Однако еще до появления научных представлений о природе люди задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали
в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Согласно древнегреческим мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в Античности назывался космосом, произошел из неупорядоченного хаоса. Эти идеи перекликаются с идеями, которые в рамках теории образования диссипативных структур в наше время развивает И. Пригожин со своими сотрудниками. Примечательно, что свою книгу, написанную вместе с И. Стенгерс, он назвал «Порядок из хаоса».
В древнегреческой натурфилософии такие взгляды нашли свое отражение в учениях ряда философов, в том числе и наиболее выдающихся. Так, в частности, у Аристотеля (384—322 до н.э.) мы находим деление мира на совершенный небесный космос и несовершенный земной мир. Сам термин «космос» обозначал у древних греков любую упорядоченность, совершенство, гармонию, согласованность. Именно совершенство, гармония и организованность приписывались небесному миру.
В дальнейшем на смену мифологическим и натурфилософским взглядам приходят представления, основанные на наблюдении реальных явлений и процессов природы, опирающиеся на здравый смысл. Именно из них возникает, по сути дела, стихийно-эмпирическая картина мира, которая в значительной мере носит индивидуальный, личностный характер, так как связана с непосредственным жизненным опытом конкретного индивида, его ощущениями, восприятиями, их объяснением и пониманием. В то же время такая картина мира существенно отличается как от мифологической, так и от натурфилософской картины потому, что она основывается на реальных, а не на мифических и придуманных фактах.
С появлением экспериментального естествознания и научной астрономии новые общие взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводах естественных наук своего времени и поэтому стали называться естественнонаучной картиной мира.
Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпирической картины конкретного субъекта? Почему наука вынуждена была строить свою картину мира? В чем состоит преимущество научной картины мира?
Ответ на эти вопросы мы найдем у классиков естествознания, которые анализировали это понятие в своих трудах. Наиболее ясный ответ дал А. Эйнштейн.
«Человек, — пишет он, — стремится каким-то адекватным способом создать в себе простую и ясную картину мира для того, чтобы в известной степени заменить этот мир созданной таким образом картиной. Этим занимается художник, поэт, теоретизирующий философ и
естествоиспытатель, каждый по-своему. На эту картину и ее оформление человек переносит центр тяжести своей духовной жизни, чтобы в ней обрести покой и уверенность, которые он не может найти в слишком тесном головокружительном круговороте собственной жизни»1.
Картина мира у любого человека слишком индивидуальна, поскольку она основана на собственном опыте, личных впечатлениях и ощущениях. Естествознание, как и наука в целом, стремится найти объективные, не зависящие от индивидуального субъекта закономерности природы. Поэтому в науке приходится абстрагироваться от личных ощущений и представлений и построить такую систему знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь. Ясно, однако, что не всякая система знаний представляет собой картину природы. Для этого необходимо, во-первых, чтобы эта система отображала наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы; во-вторых, все такие свойства должны рассматриваться в рамках единой, целостной картины, так как никакой отдельный фундаментальный закон естествознания не составляет еще картины природы; в-третьих, естественнонаучная картина мира должна быть такой общей теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о мире; в-четвертых, научную картину мира следует постоянно соотносить и сверять как с самой природой, так и с изменением фундаментальных знаний о ней.
Первые научные картины природы возникли в рамках отдельных естественнонаучных дисциплин, и прежде всего занимавших лидирующее положение в науке своего времени. В XVII—XVIII вв. такое положение занимала механика, а во второй половине XIX в. такой наукой, несомненно, считалась физика, которая включала в свой состав также термодинамику и теорию электромагнетизма. Поэтому идею о необходимости создания физической картины мира предложили выдающиеся физики того времени Г. Герц и М. Планк.
Сам термин «научная картина мира» применительно к физике ввел Герц (1857—1894), который понимал под ней внутренний образ мира, который складывается у ученого в результате исследования внешнего, объективного мира. Если такой образ адекватно отображает реальные связи и закономерности внешнего мира, то и логические связи между понятиями и суждениями научной картины должны соответствовать объективным закономерностям внешнего мира. Как подчеркивал Герц, логические связи между представлениями внутреннего образа
1 Эйнштейн Л. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 2. М., 1967. С. 136.
внешнего мира должны быть «образами естественно необходимых следствий отображаемых предметов».
Более подробный анализ научной картины мира мы находим в высказываниях М. Планка, которые опубликованы в его книге «Единство физической картины мира». Как и позднее Эйнштейн, Планк указывал, что научная картина мира создается для того, чтобы получить целостное представление об изучаемом внешнем мире. Такое представление должно быть очищено от антропоморфных, связанных с человеком впечатлений и ощущений. Однако в результате отвлечения от таких конкретных ощущений полученный образ мира выглядит «гораздо более бледным, сухим и лишенным непосредственной наглядности по сравнению с пестрым, красочным великолепием первоначальной картины, которая возникла из разнообразных потребностей человеческой жизни и несла на себе отпечаток всех специфических ощущений»1.
В чем же тогда заключается преимущество научной картины перед непосредственным живым созерцанием внешнего мира, на котором основана, по сути дела, практическая картина мира, создаваемая каждым человеком на основе своего жизненного опыта? Планк считает, что преимущество научной картины мира, благодаря которому она вытеснит все прежние картины, состоит в ее «единстве — единстве по отношению ко всем исследователям, всем народностям, всем культурам»2. Следовательно, она имеет объективный характер, и поэтому ее цель «состоит не в полном приспособлении наших мыслей к нашим ощущениям, а в полном освобождении физической картины мира от индивидуальности творческого ума»3.
Разумеется, без творческой деятельности ученого, его воображения и интуиции, невозможно создание картины мира, но в окончательном виде эта картина не должна содержать каких-либо ссылок на индивидуальные особенности исследователя. Именно поэтому Планк подчеркивает общность полученной картины мира, возможность ее использования учеными разных народов и культур. Эту же мысль более подробно развивает и обосновывает в своих работах Эйнштейн.
Наконец, нельзя не отметить, что и Планк и Эйнштейн обращали внимание на то, что научная картина мира любой науки имеет, с одной стороны, ограниченный характер, поскольку она определена предметом конкретной науки. С другой стороны, такая картина относительна в силу исторически ограниченного характера самого процесса человеческо-
1 Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966. С. 44.
2 Там же.
3 Там же. С. 49.
го познания. Поэтому построение ее в окончательном, завершенном виде они считали недостижимой целью. В применении к физике такой взгляд на картину мира подробно обосновывает А. Эйнштейн.
«Какое место, — спрашивает он, — занимает картина мира физиков-теоретиков среди всех возможных таких картин? Благодаря использованию языка математики, эта картина удовлетворяет высоким требованиям в отношении строгости и точности выражения взаимозависимостей. Но зато физик вынужден сильно ограничивать свой предмет, довольствуясь изображением наиболее простых, доступных нашему опыту явлений, тогда как все сложные явления не могут быть воссозданы человеческим умом с той точностью, которые необходимы физику-теоретику. Высшая аккуратность, ясность и уверенность — за счет полноты. Но какую прелесть может иметь охват такого небольшого среза природы, если наиболее тонкое и сложное малодушно оставляется в стороне? Заслуживает ли результат столь скромного занятия гордого названия «картины мира»? Я думаю — да, ибо общие положения, лежащие в основе мысленных построений теоретической физики, претендуют быть действительными для всех происходящих в природе событий»1.
По мере развития науки и практики в научную картину мира будут вноситься изменения, исправления и улучшения, но эта картина никогда не обретет характера абсолютной истины.
Анализируя физическую картину мира, Г. Герц, М. Планк, А. Эйнштейн и другие ученые подчеркивали, таким образом, ее общий, целостный и относительный характер. Чтобы яснее понять сущность картины мира, которую создает любая наука, следует сравнить ее с какой-либо общей ее теорией. Хотя такая теория тоже дает общее, целостное, относительно верное отображение конкретной области реального мира, но по отношению к картине мира соответствующей науки она будет представлять лишь фрагмент, часть этой обшей картины. Приблизительно такое же соотношение существует между картиной мира отдельной науки о природе и естественнонаучной картиной мира в целом. В сравнении с картиной отдельной науки естественнонаучная картина мира отображает не какую либо часть или фрагмент исследуемой области природы, а всю природу в целом. Правда, при своем формировании она опирается на общие концепции, фундаментальные понятия, принципы и теории лидирующей в определенный период истории естествознания науки, т.е. на определенную парадигму.
Все эти соображения говорят о тесной взаимосвязи научной картины природы, создаваемой отдельными фундаментальными науками
1 Эйнштейн А. Собр. научных трудов: В 4 т. Т. 4. М., 1967. С. 40.
естествознания, с основными их концепциями. Первоначально такие картины отдельных областей природы возникали в рамках частных наук, таких, как физика, химия, биология и другие. В дальнейшем в результате обобщения результатов их исследования и созданных концепций с позиций лидирующей в данный период времени науки возникала общая естественнонаучная картина природы. Отсюда становится ясным, какую важную роль играют концепции естествознания в формировании научной картины мира. В связи с этим необходимо выявить роль концепций и парадигм в становлении этой картины.
В науке термин «концепция» используется обычно для обозначения системы понятий и принципов, в частности при объяснении определенного круга явлений и процессов. Такие концепции могут заметно отличаться друг от друга как по глубине раскрытия сущности явлений, так и по широте их применения. Как правило, в начале для объяснения применяются феноменологические концепции, основанные на непосредственном описании изучаемых явлений, или феноменов, откуда происходит название самой этой концепции. В дальнейшем обращаются к различным теоретическим концепциям, которые раскрывают внутренние механизмы протекания явлений и опираются на абстрактные понятия и принципы. Так, например, при объяснении оптических явлений сначала появилась феноменологическая концепция, которая описывала простейшие явления прямолинейного распространения света, его отражения и преломления. Но она не касалась вопросов о природе света и не пыталась объяснить, почему световые лучи распространяются по прямой линии или угол отражения равен углу падения луча. Первой концепцией, которая попыталась это объяснить, была корпускулярная концепция, поддержанная Ньютоном. Она рассматривала свет как движение мельчайших корпускул света и удовлетворительно объясняла все простейшие эмпирические законы световых явлений. Однако корпускулярная концепция оказалась не в состоянии объяснить явления интерференции и дифракции света. Поэтому она была вынуждена уступить место новой, волновой концепции, которая рассматривала свет как волновое движение, подобное движению волн на поверхности воды. Эта концепция сумела объяснить интерференцию света посредством взаимодействия световых волн (их наложения друг на друга), а дифракцию — огибанием световыми волнами препятствий. Однако слабым местом волновой концепции было допущение о существовании светового эфира, упругой специфической среды, поперечными колебаниями которой объяснялось распространение световых волн. Впоследствии благодаря созданию Дж. Максвеллом теории электромагнетизма исчезла необходимость в обращении к световому
эфиру, а сами оптические явления стали рассматриваться как особый вид электромагнитных колебаний. Установление взаимосвязи между электрическими, магнитными и световыми явлениями способствовало объединению их в рамках единой электромагнитной концепции. Эта концепция в конечном итоге способствовала формированию новой электромагнитной картины природы, которая показала, что наряду с веществом в мире существует также электромагнитное поле.
Этот краткий экскурс в историю физики ясно показывает, как происходит формирование теорий, научных концепций и картин природы, создаваемых отдельными науками. То же самое можно было бы проиллюстрировать на примере химии и биологии.
Таким образом, построение картины природы в отдельной науке проходит ряд последовательных стадий. Сначала для объяснения наблюдаемых явлений создаются простейшие понятия и эмпирические законы. Затем открываются законы и теории, с помощью которых пытаются объяснить сущность наблюдаемых явлений и эмпирических законов. В дальнейшем возникают фундаментальные теории или концепции, которые могут стать картиной природы, создаваемой отдельной наукой. Диалектический синтез картин природы отдельных наук приводит к формированию целостной естественнонаучной картины мира. Вполне понятно, что никакая отдельная научная теория не может претендовать на роль научной картины природы. Больше всего на эту роль могут претендовать фундаментальные понятия и теории, которые формулируются в концепциях и парадигмах Науки. Как и концепции естествознания, научные парадигмы выступают в качестве ведущих теорий конкретных наук и образцов исследования частных проблем. В рамках научной картины мира они должны приобрести форму принципов, имеющих мировоззренческий и философский характер. Именно такой характер имеет, например, понятие электромагнитного поля, которое дополнило понятие вещества, безраздельно господствовавшее в механистической картине природы.
Поэтому задача парадигм и концепций скорее методологическая, чем мировоззренческая и философская. Тем не менее любые парадигмы и концепции науки играют важнейшую роль в становлении научной картины мира. Именно они отображают наиболее существенные и общие свойства и отношения отдельных областей научного познания. Так, например, концепции естествознания выражают специфические понятия и закономерности отдельных областей естественных наук, а концепции обществознания — общественных наук.
Таким образом, чтобы получить ясное представление о научной картине той или иной области природы, изучаемой соответствующей
естественной наукой, необходимо изучить ту систему основных понятий и законов, на которые она опирается. Именно эта система включает в свой состав важнейшие понятия, фундаментальные законы и принципы соответствующей науки. Исторически так в основном и происходило: сначала возникали конкретные научные парадигмы и концепции, потом научные картины отдельных наук, а затем и целых отраслей естествознания.
В процессе эволюции и прогресса научного познания происходит смена старых понятий новыми понятиями, менее общих теорий более общими и фундаментальными теориями. А это со временем неизбежно приводит к смене научных картин мира, но при этом продолжает действовать принцип преемственности, общий для развития всего научного знания. Старая картина мира не отбрасывается целиком, а продолжает сохранять свое значение, уточняются только границы ее применимости. Электромагнитная картина мира не отвергла механистическую картину мира, а уточнила область ее применения. Аналогично этому квантово-релятивистская картина не отбросила электромагнитную картину, а указала пределы ее применимости.
Кроме того, становление картины мира, как отмечено выше, тесно связано с философскими категориями и научным мировоззрением в целом.
2.2. Связь научной картины мира с мировоззрением и философией
Человек живет не только в природной среде, но и в обществе, и поэтому его взгляд на мир не ограничивается представлениями о природе, но также включает его мнения об общественном устройстве, его законах и порядках. Поскольку индивидуальная жизнь людей складывается под влиянием собственного жизненного опыта, постольку и их взгляды на общество, и, следовательно, картина общества у них различны. Наука же ставит своей целью создать целостную картину общества, которая имела бы общий, универсальный и — что особенно важно — объективный характер.
Таким образом, общая научная картина мира, складывающаяся из картины природы, формируемой естествознанием, и картины общества, создаваемой обществознанием, дает единое, целостное представление о фундаментальных принципах развития природы и общества. Однако законы общества существенно отличаются от законов природы прежде всего тем, что действия людей имеют осознанный и целенаправленный характер, в то время как в природе действуют сле-
пые, стихийные силы и потому в ней отсутствуют какие-либо цели. Тем не менее и в обществе, несмотря на различие целей, интересов и стремлений разных людей, в конечном итоге устанавливается определенный порядок, выражающий закономерный характер его развития. Отсюда становится ясным, что между научной картиной естествознания и картиной обществознания существует глубокая внутренняя связь, которая находит свое конкретное воплощение в существовании общей научной картины мира. Поскольку общие понятия, принципы и законы научной картины мира и категории и принципы, изучаемые в рамках философии, тесно связаны друг с другом, постольку возникает вопрос об их различии и специфике.
Научные картины, создаваемые отдельными науками, так же как картины естествознания и мира в целом, ставят своей важнейшей целью систематизацию знаний разной степени общности. Процесс систематизации и синтеза знаний предполагает поиск таких общих понятий и принципов, с помощью которых становится возможным понять место и роль конкретных закономерностей в общей системе научного знания, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Такое понимание означает целостное рассмотрение научных знаний, их постижение не как отдельных элементов, а как единой системы знаний. Поэтому картина природы, создаваемая отдельной наукой о природе или естествознанием в целом, представляет собой систему знаний различной степени общности и глубины, которая возникает в результате их синтеза. При этом картина отдельной науки, например физики, будет частью, или фрагментом, общей естественнонаучной картины природы, а последняя будет составлять часть картины мира в целом, включающей природу и общество.
Если отдельные научные теории ставят своей целью объяснение, понимание и предсказание конкретных фактов изучаемой области мира, то картины мира стремятся выделить основные понятия и фундаментальные принципы науки, в которую входит данная теория. Опираясь на них, картина мира помогает понять роль и место отдельных понятий и закономерностей в общей системе мира. Именно в этом отношении она играет систематизирующую роль в познании и благодаря этому же приобретает общий эвристический и прогностический характер. Действительно, в рамках узких границ отдельной научной теории или даже конкретной научной дисциплины трудно уловить общие тенденции развития достаточно широкой области явлений, а тем более природы и общества в целом. Обобщение и синтез знания в научной картине мира дают возможность понять, в каком направлении происходит это развитие, какие наиболее важные про-
блемы выдвигаются перед наукой. Такой общий подход к познанию реальности теснейшим образом связывает научную картину мира с философией и мировоззрением в целом.
Под мировоззрением подразумевается общий взгляд на мир, совокупность представлений о его устройстве, месте и назначении в нем человека, отношении людей к миру и к самим себе. Сначала все эти элементы оказываются нерасчлененными, и только с появлением науки в мировоззрении начинают выделять познавательные, ценностные, эмоциональные, нравственные и другие аспекты. Одной из ранних форм мировоззрения была мифология, которая в своих мифах давала фантастическое отображение происхождения мира, его устройства, а также защищала установленные в древнем обществе порядки, отношения между людьми, правила их поведения и т.п. На смену мифологии приходит религия, основанная на вере в существование верховного творца мира, определяющего как судьбу человечества, так и отдельных людей. С возникновением науки появляется научное мировоззрение. Ядром научного мировоззрения является философия, которая с помощью универсальных категорий бытия и познания может, с одной стороны, влиять на мировоззрения, а с другой — на науку и научные картины мира. Поскольку философские системы могут исходить из религиозных, идеалистических, иррационалистических воззрений, постольку и возникающие на их основе мировоззрения будут иметь соответственно религиозный, идеалистический, иррационалис-тический, субъективный или стихийно-эмпирический характер.
Научное мировоззрение отличается от других форм мировоззрения тем, что в своих выводах оно сознательно опирается на данные науки и ее достижения. С получением принципиально новых результатов оно вносит уточнения и коррективы в свои положения. Такое взаимодействие с наукой мировоззрение осуществляет через философию как свою теоретическую основу. Уже отсюда становится ясным, что мировоззрение и философия — это не одно и то же. Мировоззрение более емкое понятие, которое включает в свой объем кроме философии также аксиологию, или учение о ценностях. Познавая мир, каждый человек подходит к нему с определенной оценкой, что в нем его удовлетворяет и не удовлетворяет, что необходимо сделать для его изменения. Анализ таких ценностных ориентаций и составляет предмет аксиологии.
Научные картины мира занимают промежуточное положение между мировоззрением и философией. Непосредственно они связаны с философией, так как именно универсальные категории философии оказывают свое влияние на характер и структуру научной картины мира. Вместе с тем научная картина оказывает обратное воздействие
на философию, а через нее и на научное мировоззрение. Ведь научная картина мира предполагает определенное сходство с объективным миром, представляя относительно верное его отображение. Действительно, картина природы, создаваемая современным естествознанием, основывается на результатах исследования целого ряда естественнонаучных дисциплин, обобщения их достижений и синтеза достигнутого. В целом эти результаты относительно верно отображают закономерности существования и развития природы. Следовательно, если такая картина является адекватной действительности, то она не должна противоречить исходным посылкам научного мировоззрения. К ним относятся, во-первых, принцип объективного исследования мира, во-вторых, принцип его развития. Трудность здесь возникает в рамках философии, составляющей теоретическую основу мировоззрения. Принцип объективности познания мира признает и стихийный, и метафизический, и естественноисторический, и диалектический материализм. Но когда заходит речь о принципе развития познания вообще и науки в особенности, то мнения здесь расходятся. Сторонники метафизического и стихийного материализма не признают развития понятий, законов и принципов науки, считают их не относительными истинами, а истинами неизменными, не подлежащими пересмотру и уточнению. Вместе с тем некоторые философы из факта относительности научных истин, их пересмотра и изменения приходят к отрицанию объективной истины в науке. Иногда даже сами ученые, вопреки своим научным результатам, отстаивают подобные взгляды. Вот почему научное мировоззрение и философия должны опираться на итоги и результаты науки и развиваться в тесном взаимодействии с принципами научной картины мира. Осмысливая и интерпретируя достижения естествознания и создаваемую им картину мира, научная философия совершенствует свою форму, уточняет и развивает свои принципы и категории, придает им необходимую точность и общность. Однако эти принципы и категории имеют специфический характер, и вряд ли поэтому их следует непосредственно включать в состав научной картины мира. Бесспорно, они важны и необходимы для понимания и обоснования научной картины мира, но эта картина имеет свои особые понятия и принципы. Поэтому представляется сомнительным, чтобы научная картина мира могла что-либо выиграть от включения философских категорий в свой состав. Скорее наоборот, такая рекомендация может быть оценена как попытка натурфилософского подхода к решению научных проблем.
Как показывает история естествознания, такие фундаментальные философские категории и принципы, как причинность и детерми-
низм, взаимосвязь случайности и необходимости, возможности и действительности и другие, отражающие наиболее общие закономерности реального мира, неизбежно находят свое выражение и интерпретацию в последовательно сменяющихся научных картинах мира. В свою очередь, доминирующая картина мира может существенно повлиять на характер философского мировоззрения. Как известно, представления механистической картины мира во многом предопределили метафизический и механистический характер материалистической философии XVIII в.
Развитие естествознания и научных картин мира продолжают оказывать влияние на философию и в дальнейшем. Достаточно отметить, какое огромное воздействие новые революционные открытия в квантовой механике и теории относительности оказали на понимание таких основополагающих категорий философии, как причинность, случайность и детерминизм. В наше время возникновение системного подхода и синергетики заставили пересмотреть прежние представления о роли случайности в мире, порядке и беспорядке, организации и самоорганизации.
2.3. Революции в естествознании и смена картин мира
Первую революцию в науке относят к XVII в. и связывают с возникновением экспериментального естествознания. Вместо разного рода натурфилософских догадок и гипотез о скрытых качествах вещей ученые той эпохи, начиная с Г. Галилея, стали проверять свои предположения и гипотезы с помощью точно построенного эксперимента. Экспериментальный метод с тех пор стал важнейшим методом исследования природы, и его значение трудно переоценить. Вместе с ним совершенствовались также теоретические методы.
Вторая революция возникла в конце XIX — начале XX в., когда в естествознании были сделаны крупнейшие открытия, которые коренным образом изменили наши представления о научной картине мира. Эти открытия были связаны прежде всего с обнаружением кванта энергии, установлением строения вещества и взаимосвязи массы и энергии. Если раньше последними неделимыми частицами материи, своеобразными «кирпичиками мироздания», из которых состоит природа, считались атомы, то в конце XIX в..были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, состоящих из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц). Согласно первой модели атома, построенной англий-
ским ученым Э. Резерфордом (1871—1937), атом уподоблялся миниатюрной Солнечной системе, в которой вокруг ядра вращаются электроны. Такая система была, однако, неустойчивой: вращающиеся электроны, теряя свою энергию, в конце концов должны были упасть на ядро. Но опыт показывает, что атомы являются весьма устойчивыми образованиями и для их разрушения требуются огромные силы. В связи с этим прежняя модель строения атома была значительно усовершенствована выдающимся датским физиком Н. Бором (1885—1962), который предположил, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается или поглощается в виде кванта, или порции энергии, только при переходе электрона с одной орбиты на другую.
Значительно изменились также взгляды на энергию. Если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то тщательно поставленные эксперименты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, например, явление фотоэффекта, когда кванты энергии видимого света вызывают электрический ток. Это явление, как известно, используется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при экспозиции.
В 30-х гг. XX в. было сделано другое важнейшее открытие, которое показало, что элементарные частицы вещества, как, например, электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем экспериментально былю доказано, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а в других — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки обычного здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, состоящее из разнообразных материальных частиц, может обладать лишь корпускулярными свойствами, а энергия поля — распространяться в виде волн. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых свойств совершенно исключалось. Но под давлением неопровержимых экспериментальных результатов ученые вынуждены были признать, что элементарные частицы одновременно обладают как свойствами корпускул, так и волн.
В 1925—1927 гг. для объяснения процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире, была создана новая, квантовая механика. Последнее название и утвердилось за новой наукой. Впоследствии возникли разнообразные квантовые теории: квантовая
4-925
электродинамика, теория элементарных частиц и другие, которые исследуют закономерности движения элементарных частиц микромира.
Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности — в корне изменила научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом движении. Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы имеют ковариантную, или ту же самую, математическую форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явлений. В дальнейшем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Точнее говоря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших в этой теории.
Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоял в том, что она впервые ясно показала, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика.
Еще более радикальные изменения в учении о пространстве и времени произошли в связи с созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической ньютоновской теории. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой. Теоретические выводы из нее были экспериментально подтверждены во время наблюдения солнечного затмения. Согласно предсказаниям теории, луч света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, должен отклониться от своего прямолинейного пути и искривиться, что и было подтверждено с помощью фотографии луча на фотопластинке. Более подробно все эти вопросы мы рассмотрим в следующих главах книги.
Научно-техническая революция, развернувшаяся в последние десятилетия XX в., внесла много нового в наши представления о сущности естественнонаучной картины мира. Возникновение системного подхода позволило взглянуть на окружающий нас мир как на единое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодействующих друг с другом систем. Вместе с тем появление такого междисциплинарного направления исследований, как синергетика,
или учение о самоорганизации, дало возможность не только раскрыть внутренние механизмы эволюционных процессов, которые происходят в природе, но и представить весь мир как совокупность самоорганизующихся процессов. Заслуга синергетики состоит прежде всего в том, что она впервые показала, что процессы самоорганизации могут происходить в простейших системах неорганической природы, если для этого имеются определенные условия (открытость системы и ее неравновесность, достаточное удаление от точки равновесия и некоторые другие). Чем сложнее система, тем более высокий уровень приобретают в них процессы самоорганизации. Так, уже на предбиотиче-ской стадии эволюции возникают автопоэтические процессы, т.е. процессы самообновления, которые в развитых живых системах выступают в виде взаимосвязанных процессов ассимиляции и диссимиляции. Главное достижение синергетики и возникшей на ее основе новой концепции самоорганизации состоит в том, что они помогают взглянуть на природу как на мир, находящийся в процессе непрестанного усложнения, совершенствования и эволюции.
В каком отношении синергетический подход находится к подходу общесистемному? Прежде всего подчеркнем, что два этих подхода не исключают, а, наоборот, предполагают и дополняют друг друга. Действительно, когда рассматривают множество каких-либо объектов как систему, то обращают внимание на их взаимосвязь, взаимодействие и целостность. Синергетический подход ориентируется на исследование процессов изменения и развития систем. Он изучает процессы возникновения и формирования новых систем в процессе самоорганизации. Чем сложнее протекают эти процессы в различных системах, тем выше находятся такие системы на эволюционной лестнице развития. Таким образом, эволюция систем напрямую связана с процессами и механизмами самоорганизации. Исследование конкретных механизмов самоорганизации и основанной на ней эволюции составляет задачу конкретных наук. Синергетика же выявляет и формулирует общие принципы самоорганизации любых систем, и в этом отношении она аналогична системному методу, который рассматривает общие принципы функционирования, развития и строения любых систем. В целом же системный подход имеет более фундаментальный и широкий характер, поскольку наряду с динамическими, развивающимися системами рассматривает также системы статические.
Эти новые мировоззренческие подходы к исследованию естественнонаучной картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер познания в отдельных отраслях естествознания,
4*
так и на понимание природы научных революций в естествознании. А ведь именно с революционными преобразованиями в естествознании связано коренное изменение представлений о картине природы.
В наибольшей мере это коснулось наук, изучающих живую природу. Переход от клеточного уровня исследования к молекулярному уровню ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез происхождения жизни и многого другого. Такой переход стал возможен в результате взаимодействия различных наук естествознания, широкого использования в биологии точных методов физики, химии, информатики и вычислительной техники.
В свою очередь, живые системы послужили для химии той природной лабораторией, опыт которой ученые стремились воплотить в своих исследованиях по синтезу сложных соединений. По-видимому, учения и принципы биологии оказали значительное стимулирующее воздействие на развитие физики. Действительно, как мы покажем в последующих главах, представление классической термодинамики о закрытых системах и их эволюции в сторону беспорядка и разрушения находилось в явном противоречии с эволюционной теорией Дарвина, которая доказывала, что в живой природе происходит возникновение новых видов растений и животных, их совершенствование и адаптация к окружающей среде. Это противоречие было разрешено благодаря возникновению неравновесной термодинамики, опирающейся на новые фундаментальные понятия об открытых системах и принципе необратимости развития.
Выдвижение на передний край естествознания биологических проблем, а также особая специфика живых систем дали повод целому ряду ученых заявить о смене лидера современного естествознания. Если раньше таким бесспорным лидером считалась физика, то теперь на такую роль все решительнее претендует биология. Соответственно этому если идеалом устройства окружающего мира в прошлом признавали часы и машины, то теперь таким идеалом считается живой организм. Однако многочисленные противники такого взгляда не без основания заявляют, что поскольку живой организм состоит из тех же молекул, атомов, элементарных частиц, то по-прежнему лидером естествознания должна оставаться физика.
Вопрос о лидерстве в естествознании зависит от множества разнообразных факторов, среди которых решающую роль играют ценность лидирующей науки для общества, точность, разработанность и фундаментальность методов ее исследования, возможность их применения в других науках и некоторые другие. Несомненно, однако, что са-
мыми впечатляющими для современников являются наиболее крупные открытия, сделанные в лидирующей науке, и перспективы ее дальнейшего развития. С этой точки зрения биология второй половины XX столетия может рассматриваться, по крайней мере, как кандидат в лидеры современного естествознания, ибо именно в ее рамках были сделаны наиболее революционные открытия.
Говоря о революциях в естествознании, следует в первую очередь отказаться от наивных и предвзятых представлений о них как о процессах, связанных с ликвидацией прежнего знания, с отказом от преемственности в развитии науки, и прежде всего от ранее накопленного и проверенного эмпирического материала. Такой отказ касается главным образом прежних гипотез и теорий, которые оказались неспособными объяснить вновь установленные факты наблюдений и результаты экспериментов.
Революционные преобразования в естествознании означают коренные, качественные изменения в концептуальном содержании его теорий, учений и научных дисциплин. Развитие науки отнюдь не сводится к простому накоплению и даже обобщению фактов, т.е. к тому, что называют кумулятивным процессом. Факты всегда стремятся объяснить с помощью гипотез и теорий.
В XX в. возникли, с одной стороны, квантово-механистическая картина мира, а с другой — релятивистская картина пространства-времени. В настоящее время все большую роль в формировании картины мира начинают играть эволюционные взгляды, тесно связанные с системным подходом и самоорганизацией. В связи с этим в современную науку все шире проникает идея о глобальной эволюции. Такое общее, предварительное и схематическое представление о связи между фундаментальными концепциями и парадигмами исследования и естественнонаучными картинами мира свидетельствует о качественных изменениях в развитии самого естествознания, сопровождающихся научными революциями. В последующих главах мы более подробно остановимся на освещении наиболее важных концепций в развитии естествознания.
| Основные понятия и вопросы | |
| Картина мира: | Мировоззрение: |
| естественнонаучная | научное |
| стихийно-эмпирическая | стихийно-эмпирическое |
| Концепция | ненаучное |
| Кумулятивизм | Парадигма |
| Принцип | Самоорганизация |
| Развитие | Системный подход |
| Реализм научный | Теория |
| Революция: | Фундаментальный закон |
| в науке | Эволюция |
| в обществе |
Принцип Самоорганизация
Развитие Системный подход
Реализм научный Теория
Революция: Фундаментальный закон
в науке Эволюция
в обществе
1. Чем отличается естественнонаучная картина мира от естествознания?
2. Какая связь существует между концепциями и картиной мира?
3. Что такое практическая картина мира?
4. Чем она отличается от научной картины мира?
5. Какая связь существует между сменой картин мира и научными революциями?
6. Как взаимосвязаны и взаимодействуют картины мира и философия?
7. Почему нельзя включать философские категории в картину мира?
8. Каковы соотношения между парадигмами, концепциями естествознания и научной картиной мира?
9. Почему ошибочен кумулятивистский взгляд на развитие науки?
10. В чем заключается несостоятельность тезиса Т. Куна о выделении нормального и экстраординарного периодов в развитии науки?
11. В чем состояла революция в естествознании в конце XIX — начале XX в.?
12. В чем особенности современной научно-технической революции?
Литература
Основная:
Дышлевый П.С, Яценко Л.В. Что такое общая картина мира. М., 1984.
Кун Т. Структура научных революций. М., 1975.
Пахомов Б.Я. Становление современной научной картины мира. М., 1985.
Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966.
Степин B.C., Кузнецова Л.Ф. Научная картина мира в культуре техногенной
цивилизации. М., 1996. Философия науки. Современные философские проблемы областей научного
знания. М., 2005.
Дополнительная:
Эйнштейн А. Физика, философия и научный прогресс // Собр. научных
трудов: В 4 т. Т. 4. Философия естествознания. М., 1966. Философия: энциклопедический словарь / Под ред. А.А. Ивина. М., 2004.
Глава 3