Основные черты современного естествознания
Выделим несколько характерных черт современного естествознания.
1. Развитие естествознания в XVII-XVIII вв. и вплоть до конца XIX в. происходило под подавляющим превосходством механики, так что основными критериями естествознания были законы механики.
В этот период развитие естествознания направлялось классической механикой и только в течение 2÷3 последних десятилетий ее влияние существенно ослабло. В настоящее время согласно высказывания В. И. Вернадского: «для научной работы нашего века удобным учитывать, что научная картина мира не может быть сведена всецело к движению, даже в своем материальном выражении. Еще недавно такое сведение являлось идеалом научной работы». Таким образом, основным термином XX столетия становится «организованность» вместо основного термина столетия XIX, которым можно считать термин «движение».
2. Современное естествознание, исследуя оценку сложного осознало, что простота не присуща ни бесконечно малому, ни бесконечно большому. В первом нет «кирпичиков мироздания», у второго нет абсолютного предела.
От открытия электрона и других элементарных частиц ученые надеялись построить периодическую систему, аналогичную системе Менделеева. Однако после 1965 г., когда число открытых частиц превысило 200, стало ясно, что это невозможно. Частицы оказались слишком разными, и до сих пор ученые не знают такого параметра, по которому их можно классифицировать.
«Простоту» и соответствующие ей понятия следует искать в реальном мире, непосредственно окружающем человека (с учетом всех его взаимодействий с окружающей средой). Впервые данное положение было осознано выдающимся современным ученым И. Р. Пригожиным. Это привело к тому, что в естествознании сейчас особенно остро осознается необходимость нового диалога человека с природой и поднимается вопрос о разработке конкретных методов для такого диалога.
Одним из проявлений стремления к подобному диалогу является возникновение в XX в. наук биосферного класса. Эти науки отличаются тем, что они признают наличие наблюдателя, творческого субъекта, который вносит в процесс исследования свое отношение к протекающим процессам. Пожалуй, наиболее отчетливо основные идеи наук биосферного класса проявились на стыке биологических, географических и геологических наук.
3. Возникновение наук биосферного класса, в которых все процессы рассматриваются во взаимосвязи, а также в единстве взаимообусловленности их проявлений. Возникновение наук биосферного класса связывается с именем В. В. Докучаева, который определил понятие «почва», в которой сходятся все основные земные оболочки: литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера, ноосфера.
Литосфера проявляет себя как совокупность минеральных частиц, обломков различных горных пород и минералов, образующих матрицу почвы; гидросфера – как совокупность различных типов влаги и форм ее существования. Почва тесно связана с атмосферой, воздух является важнейшим компонентом почвы. Не случайно такое внимание уделяется аэрации почвы, различным способам ее рыхления: от механических до биологических (например, рыхление дождевыми червями). Почва тесно связана и с биосферой: в ней живут микробы, происходят процессы, обусловленные деятельностью живого. Без этих «вкладов» почва была бы мертва. Скажем, если почва не дышит или если в ней нет влаги, то она уже не может быть тем чудом природы, которое обеспечивает произрастание из маленьких семян овощей, злаков, деревьев. Это чудо рождения живого есть результат гармоничного сочетания всех перечисленных выше факторов. Почва связана с ноосферой (духовностью). Когда говорят «человек любит почву», то это не просто метафора. Любящий почву человек рассматривает себя как продолжение происходящих в ней процессов. Между этим человеком и почвой нет отчуждения, поскольку он знает, когда почву нужно поливать, когда подкармливать, когда делать посадки и снимать урожай.
4. Всеобщность циклов, их тесная связь с организованностью и самоорганизацией. Оказалось возможным свести многие устойчивые равновесия к соответствующим циклам. Можно сказать, что все в природе сводится к циклам. Циклы, связанные с движением звезд, планет, были замечены еще в глубокой древности. Но именно в современном естествознании было отчетливо осознано, что устойчивые равновесия обеспечиваются циклическими процессами, круговоротами энергии, вещества (информации) в природе. Методы циклов активно используются в термодинамике, различные типы круговоротов исследуются в биологии, географии, почвоведении и т.п. Современные ученые-естествоиспытатели обнаружили циклы во всех природных, земных сферах – в литосфере, гидросфере, атмосфере, биосфере. Выявлены циклы и в осадконакоплении, сейсмичности, составе газов, изменении уровней самых различных водоемов, уровней подземных вод и т.д. Ученые выяснили, что в жизни Земли существуют ритмы от часа и менее до сотен миллионов лет и эти ритмы имеют определенную иерархическую подчиненность.
Через исследование природных циклов и соответствующих им равновесий естествознание вплотную подходит к исследованию ритмов природы, космоса, бытия. Дальнейшее развитие человечества возможно только при ориентации на эти ритмы. Подобные мысли неоднократно высказывались в религиях, прежде всего в даосизме, а также в астрономии, биологии, физике, химии, медицине, экологии, и, наконец, в искусстве и литературе. Но только сейчас из них начинает формироваться единое мировоззрение на основе планетарного, синергетического мышления.
5. Тесная взаимосвязанность специальных естественно-научных дисциплин между собой. Появление значительного числа пограничных наук.
В настоящее время углубляются связи между астрономией и географией, биологией и медициной, совершенствуются методы математики, обеспечивающие взаимосвязи между естественными науками. В XX в. упор в исследованиях вследствие усложнения задач переносится на новые проблемы, так что возникли целые науки такой «проблемной ориентации», например, мерзлотоведение (геокриология), океанология, где на первый план выдвигается исследование конкретной части земной оболочки вместе с соответствующими ей проблемами. Важность перехода в современных исследованиях от узкоспециальных задач к проблемам подчеркивал В. И. Вернадский.
6. Тесная взаимосвязь современного естествознания с процессами формирования ноосферы. Под ноосферой понимается сфера разума, но разработано это понятие еще совершенно недостаточно. Однако точка зрения, что ноосфера есть одно из природных равновесий, являющихся естественным продолжением равновесий, возникших в биосфере, позволяет рассматривать это понятие в тесной связи, как с естественными науками, так и с духовностью.
С 70-х годов в разных разделах естествознания накопились открытия, требующие пересмотра основных мировоззренческих установок. Все большую роль играет информация. Компьютерыне только позволили проводить вычисления с огромной точностью, скоростью, исследовать сложнейшие процессы, они помогли иначе взглянуть на многие физические и математические теории, привели к появлению новых идей и методов, междисциплинарных подходов, изменив тем самым облик естествознания.
Оказалось, что интенсивные взаимодействия описываются нелинейными уравнениями, для которых нет общих рецептов решения. Нелинейность приводит к ряду новых эффектов, которыми не обладали линейные системы. В сложных открытых системах, например, вдали от равновесия появлялись упорядоченные состояния. Возникновение их не связано с конкретной природой рассматриваемых систем, и исследование процессов самоорганизации,а также и обратного процесса – детерминированного хаоса −стало возможным с применением ЭВМ при решении нелинейных уравнений. Настоящий бум, охвативший науку в последние 15÷20 лет в связи с изучением самоорганизации и хаоса,привел к созданию нового «нелинейного» (синергетического) мышленияв различных областях естествознания, а также в экологии и экономике.
В современном естествознании логические методы – приемы и методы исследования, присущи как научному, так и обыденному познанию в целом. Объективная предпосылка познавательных операций – структурность и целостность материальных объектов. Наиболее универсальные элементарные приемы познания: анализ и синтез, причем анализ ради синтеза, а не наоборот. Широко используются в современном естествознании частные логические методы познания: абстрагирование и обобщение, индукция и дедукция, аналогия, гомология и моделирование.