Наука в собственном смысле: главные этапы становления
В соответствии с концепцией генезиса науки и периодизации ее истории рассмотрим основные особенности главных этапов становления науки в собственном смысле. Последняя исторически первоначально возникла в форме экспериментально-математического естествознания. Социально-гуманитарные науки – в силу определенных причин – возникли и формировались несколько позднее.
Хронологически этот период, а значит, становление естествознания как определенной системы знания, начинается примерно в XVI – XVII вв. и завершается на рубеже XIX – XX вв. В свою очередь данный период можно разделить на два этапа: этап механистического естествознания (до 30-х гг. XIX в.) и этап зарождения и формирования эволюционных идей (до конца XIX – XX в.).
1. Этап механистического естествознания. Начало этого этапа совпадает со временем перехода от феодализма к капитализму в Западной Европе. Начавшееся бурное развитие производительных сил (промышленности, горного и военного дела, транспорта и т.п.) потребовало решения целого ряда технических задач. А это в свою очередь вызвало интенсивное формирование и развитие частных наук, среди которых особую значимость приобрела механика в силу необходимости решения названных задач.
Активное деятельностное отношение к миру требовало познания его существенных связей причин и закономерностей, а значит, резкого усиления внимания к проблемам самого познания и его форм, методов, возможностей, механизмов и т.п. Одной из ключевых проблем стала проблема метода. Укрепляется идея о возможности изменения, переделывания природы на основе познания закономерностей; все более осознается практическая ценность научного знания («знание – сила»). Механистическое естествознание начинает развиваться ускоренными темпами.
В свою очередь этап механистического естествознания можно условно подразделить на две ступени – доньютоновскую и ньютоновскую, - связанные соответственно с двумя глобальными научными революциями, происходящими в XVI – XVII вв. и создавшими принципиально новое (по сравнению с античностью и средневековьем) понимание мира.
Доньютоновская ступень – и соответственно первая научная революция происходила в период Возрождения, и ее содержание определило гелиоцентрическое учение Н. Коперника (1473 – 1543). Это был конец геоцентрической системы, которую Коперник отверг на основе большого числа астрономических наблюдений и расчетов, - это и было первой научной революцией, подрывавшей также и религиозную картину мира. Кроме того, он высказал мысль о движении как естественном свойстве материальных объектов, подчиняющихся определенным законам, и указал на ограниченность чувственного познания (“Солнце ходит вокруг Земли”).
Вторую глобальную научную революцию XVII в. чаще всего связывают с именами Галилея, Кеплера и Ньютона, который ее и завершил, открыв тем самым новую – посленьютоновскую ступень развития механистического естествознания. В учении Г. Галилея (1564 – 1642) уже были заложены достаточно прочные основы нового механистического естествознания. В центре его научных интересов стояла проблема движения. Открытие принципа инерции, исследование им свободного падения тел имели большое значение для становления механики как науки.
Исходным пунктом познания, по Галилею, является чувственный опыт, который, однако, сам по себе не дает достоверного знания. Оно достигается планомерным и реальным или мысленным экспериментированием, опирающимся на строгое количественно-математическое описание. Критикуя непосредственный опыт, Галилей первым показал, что опытные данные в своей первозданности вовсе не являются исходным элементом познания, что они всегда нуждаются в определенных теоретических предпосылках. Иначе говоря, опыт не может не предваряться определенными теоретическими допущениями, не может не быть «теоретически нагруженным».
Галилей выделял два основных метода экспериментального исследования природы:
1. Аналитический («метод резолюций») – прогнозирование чувственного опыта с использованием средств математики, абстракций и идеализации. С помощью этих средств выделяются элементы реальности (явления, которые «трудно себе представить»), недоступные непосредственному восприятию (например, мгновенная скорость). Иначе говоря, вычленяются предельные феномены познания, логические возможные, но не представимые в реальной действительности.
2. Синтетически-дедуктивный («метод композиций») – на базе количественных соотношений вырабатываются некоторые теоретические схемы, которые применяются при интерпретации явлений, их объяснении.
Иоганн Кеплер (1571 – 1630) установил три закона движения планет относительно Солнца. Кроме того, он предложил теорию солнечных и лунных затмений и способы их предсказания, уточнил расстояние между Землей и Солнцем и др. Но Кеплер не объяснил причины движения планет, ибо динамика – учение о силах и их взаимодействии – была создана позже Ньютона. Вторая научная революция завершилась творчеством Ньютона (1643 – 1727), научное наследие которого чрезвычайно глубоко и разнообразно, уже хотя бы потому, что, как сказал он сам, «я стоял на плечах гигантов».
Научный метод Ньютона имел целью четкое противопоставление достоверного естественнонаучного знания вымыслам и умозрительным схемам натурфилософии. Знаменитое его высказывание «гипотез не измышляю» было, лозунгом этого противопоставления.
С помощью этого метода были сделаны многие важные открытия в науке. На основе метода Ньютона в рассматриваемый период был разработан и использовался огромный «арсенал» самых различных методов. Это, прежде всего, наблюдение, эксперимент, индукция, дедукция, анализ, синтез, математические методы, идеализация и др. Все чаще говорили о необходимости сочетания различных методов.
Несмотря на ограниченность уровнем естествознания XVII в., механическая картина мира сыграла в целом положительную роль в развитии науки и философии. Она давала естественнонаучное понимание многих явлений природы, освободив их от мифологических и религиозных схоластических толкований. Она ориентировала на понимание природы из нее самой, на познание естественных причин и законов природных явлений.
Несмотря на свою ограниченность, механическая картина мира оказала мощное влияние на развитие всех других наук на долгое время. Экспансия механической картины мира на новые области исследования осуществлялась в первую очередь в самой физике, но потом – в других областях знаний. Освоение новых областей требовало развития математического формализма ньютоновской теории и углубленной разработки ее концептуального анализа.
Механицизм есть крайняя форма редукционизма. Редукционизм (лат. reductio – отодвигание назад, возвращение к прежнему состоянию) – методологический принцип, согласно которому высшие формы могут быть полностью объяснены на основе закономерностей, свойственных низшим формам, т.е. сведены к последним (например, биологические явления – с помощью физических и динамических законов).
Само по себе сведение сложного к более простому в ряде случаев оказывается плодотворным – например, применение методов физики и химии в биологии. Однако абсолютизация принципа редукции, игнорирование специфики уровней (т.е. того нового, что вносит переход на более высокий уровень организации) неизбежно ведут к заблуждениям в познании.
Таким образом, небывалые успехи механики породили представление о принципиальной сводимости всех процессов в мире к механическим. «Поэтому в XIX в. механика прямо отождествлялась с точным естествознанием. Ее задачи и сфера ее применяемости казались безграничными. Еще Больцман утверждал, что мы можем понять физический процесс лишь в том случае, если объясним его механически.
Первую брешь в мире подобных представлений пробила максвелловская теория электромагнитных явлений, дававшая математическое описание процессов, не сводя их к механике».
Этап зарождения и формирования эволюционных идей – с начала 30-х гг. XIX в. до конца XIX – начала ХХ в. Уже с конца XVIII в. в естественных науках (в том числе и в физике, которая выдвинула на первый план, как издевались факты, эмпирический материал, который не “вмещался” в механическую картину мира и не объяснялся ею. “Подрыв” этой картины мира шел главным образом с двух сторон: во-первых, со стороны самой физики и, во-вторых, со стороны теологии и биологии).
Первая линия “подрыва” была связана с активизацией исследований в области электрического и магнитного полей. Особенно большой вклад в эти исследования внесли английские ученые М. Фарадей (1791 – 1867) и Д. Максвелл (1831 – 1879). Благодаря их усилиям стали формироваться не только корпускулярные, но и континуальные (“сплошная среда”) представления.
Таким образом, работы в области электромагнетизма сильно подорвали механическую картину мира и по существу положили начало ее крушению. С тех пор механистические представления о мире были существенно поколеблены; и будучи в не силах объяснить новые явления – механическая картина мира начала сходить с исторической сцены, уступая место новому пониманию физической реальности.
Что касается второго направления “подрыва” механической картины мира, то его начало связано с именем английского геолога Ч. Лайеля (1797 – 1875) и французскими биологами Ж.Б. Ламарком (1744 – 1829) и Ж. Кювье (1769 – 1832).
Ж.В. Ламарк создал первую целостную концепцию эволюции живой природы. По его мнению, виды животных и растений постоянно изменяются, усложняясь в своей организации в результате влияния высшей среды и некоего внутреннего стремления всех организмов к усовершенствованию.
Итак, уже в первые десятилетия XIX в. было фактически подготовлено «свержение» метафизического в целом способа мышления, господствовавшего в естествознании. Особенно этому способствовали три великих открытия: создание клеточной теории, открытие закона сохранения и превращения энергии и разработка Дарвином эволюционной теории.
Открытие в 40-х гг. XIX в. закона сохранения и превращения энергии (Ю. Майер, Д. Джоуль, Э. Ленд) показало, что признававшиеся ранее изолированными “силы” – теплота, свет, электричество, магнетизм и т.п. – взаимосвязаны, переходят при определенных условиях одна в другую и представляют собой лишь различные формы одного и того же движения в природе. Энергия как общая количественная мера различных форм движения материи не возникает из ничего и не исчезнет, а может только переходить из одной формы в другую.