Формирование опытной науки в новоевропейской культуре

Формирование опытной науки связано с изменяющимися представлениями человека о его взаимосвязи с природой. Человек дол­жен представить себя активным началом в исследовании приро­ды, и это связано с зарождением идеи экспериментального исследования в культуре Нового времени. В искусственных условиях эксперимента человек призван «испытать» природный объект с тем, чтобы выявить его скрытые сущностные определения, зна­ние которых создаст ему условия более комфортного существова­ния в мире.

Большинство исследователей средневековой науки отмечают, что в XIV—XV вв. естествознание близко подошло к созданию методов новой науки. Этому предшествовал прогресс ремесленного производства, рост городов, а успешные торговые контакты с арабским Востоком вернули Западу многие труды античных мыслителей и вместе с ними принесли и натурфилософские труды самих арабов.

Оксфордская школа сыграла значительную роль в развитии и распространении естествознания. Главная роль в становлении школы принадлежала францисканцу Роберту Гроссетесту (Больше­головому, 1175—1253), который был магистром, а затем и канц­лером Оксфордского университета. В 1235 г. стал также еписко­пом Линкольна. Зная еврейский, арабский и греческий языки, он один из первых стал переводить естественнонаучные произведе­ния Аристотеля непосредственно с оригинала, писал коммента­рии к ним. Но более интересен Гроссетест как автор собственных естественнонаучных трактатов, среди которых важнейший трак­тат «О свете или о начале форм». Для проверки гипотез Грос­сетест использует методы фальсификации и верификации.

Метод фальсификации используется там, где нет еще никакой рациональной теории, и естествоиспытатель вынужден произвести отбор подходящих гипотез, т. е. отбросить то, что «не соответствует природе вещей». Метод верификации предполагает установление зависимостей путем наблюдения и проверку их в изолирующем эксперименте.

В построении объяснительных схем и в выборе между ними Гроссетест руководствовался двумя общими формальными «метафизическими» принципами. Один из них — принцип единообразия (uniformity) природы, подразумевающий, что причины всегда единообразны в своих действиях, что из разнородных дей­ствий следует умозаключать к разнородным причинам, и наобо­рот. Этот своеобразный принцип простоты был для него не толь­ко принципом отбора теорий или принципом, руководящим про­цессом индукции, он же использовал его и в качестве принципа самого физического объяснения. Второе предположение, которое делает Гроссетест, состоит в принципе экономии. Он заимствует его у Аристотеля, который установил этот прин­цип как некий прагматический регулятив: если одна вещь более доказана из многих предпосылок, а другая вещь — из немногих предпосылок, одинаково ясных, то лучшая из них та, которая до­казана из немногих, потому что она быстрее дает нам знание.

Наиболее фундаментальным достижением оксфордской фи­зики являются теория света и оптика, которые могут пониматься как основа некоторой универсальной физической теории. Натур­философская концепция света Гроссетеста, например, уменьша­ла творческую роль бога. Согласно этой концепции, бог создает вначале некий светящийся пункт, который, мгновенно расширя­ясь, рождает огромную сферу, где слиты начала материи и фор­мы. На поверхности сферы материя более разрежена, но она сгу­щается к центру. Такая поверхность и называется небом, «пер­вым телом», — единство первой материи и первой формы. Небес­ная сфера ограничена в пространстве. Самое важное в этой кон­цепции — понятие о свете, геометрические законы распростране­ния которого составляют конститутивные законы мироздания, которые доступны человеческому познанию.

Р. Бэкон выделял два основных способа познания — «с помощью доказательств и из опыта». Также существует и два вида опыта. Один из них приобретается посредством «внешних чувств» — человек может полагаться на свои органы чувств (на­пример, зрение), на свидетельства очевидцев, а также на специально изготовленные инструменты (если мы, например, исследу­ем небесные явления). Однако этого внешнего опыта недостаточ­но, «ибо он не вполне удостоверяет нас относительно телесных вещей из-за трудностей познания и совсем не касается духовных вещей». Поэтому необходим другой вид опыта — опыт «внутрен­ний», который становится возможным только в мистических со­стояниях избранных благодаря обретению внутреннего озарения, божественной «иллюминации». Причем, добавляет Бэкон, этот второй род опыта гораздо лучше первого. Допускает Р. Бэкон и третью разновидность опыта.

В. В. Соколов отмечает: «Он учил, что существовал некий со­всем уже фантастический проопыт, которым всемогущий бог на­делил «святых отцов и пророков». Они совсем не опирались на свои органы чувств, ибо бог открыл им науки через внутреннее озарение (как открывает он их некоторым верующим и впослед­ствии). Ветхозаветные патриархи и пророки оказались в соответ­ствии с этой концепцией первыми философами и учеными, знав­шими всю истину и все науки, греческие же философы, в частно­сти Аристотель, заимствовали от них только часть этих истин. И вообще бог, недовольный людьми, сообщает им лишь частичную истину, правду смешивает с ложью. Опираясь на опыт, они мо­гут выявить ее, но истина в ее полном объеме не может быть доступна людям».

Р. Бэкон подчеркивал, что «голое доказательство», не сопро­вождаемое опытом, не может доставить полного удовлетворения. Как ни неопровержимы, например, доказательства различных те­орем относительно равностороннего треугольника, окончательную убедительность они приобретают, если доказывающий строит дан­ный треугольник и все, что связано с доказательством той или иной теоремы, собственными усилиями. Философ заключает: «Опытная наука— владычица умозрительных наук». Предпола­гают, что здесь впервые введен термин «опытная наука». Опыт включает в себя физику, в которую входят алхимия, астрономия, астрология, медицина, в известном смысле и математика. Соглас­но Р. Бэкону, опытная наука, являясь источником новых истин, не входящих в эмпирическое содержание других наук, должна обеспечить верификацию (т. е. подтверждение или опроверже­ние) умозрительных начал. Кроме того, она «предписывает, как делать удивительные орудия и как, создав их, ими пользоваться, а также рассуждает обо всех тайнах природы на благо государства и отдельных лиц и повелевает остальными науками, как своими служанками».

Как отмечает А. В. Ахутин, «когда средневековые ученые па­тетически призывают к опытному исследованию, порицают, по­добно Роджеру Бэкону, ложный авторитет, дурную традицию и невежественные мнения толпы, отсюда еще никоим образом нельзя делать вывод, что здесь закладывается фундамент «экспе­риментальной науки» в современном смысле слова". Ни Гроссетесту, ни Альберту Великому, ни Р. Бэкону не приходило в голову сомневаться в основах христианского мировоззрения. Речь шла только о необходимости и, может быть, даже о преимуществе опытного постижения божественных истин через наблюдение порядка творения. Никто из них не нарушал иерархии средневе­ковых наук с теологией и метафизикой во главе. Даже Р. Бэкон отводит лишь одну часть своего «Большого сочинения» для указа­ния преимуществ опытной науки, в которую он включает астро­логию и алхимию. Может быть, еще большую роль играла кон­цепция мистического опыта, непосредственного, чувственного по­стижения божественных истин внутренним созерцанием, озаре­нием, для которого простой «натуралистический» опыт служит лишь подготовительным этапом, известного рода упражнением и очищением.

Английский философ и логик Уильям Оккам внес большой вклад в развитие логического учения. Он ро­дился недалеко от Лондона, учился и преподавал в Оксфордском университете и, несомненно, испытал значительное воздействие эмпирической философской школы, связанной с именами Гроссетеста и Роджера Бэкона. Среди работ Оккама наиболее значительны — «Распорядок», «Избранное», «Свод всей логики» («Summa totius logicae»). В эпоху Оккама в формировании знания преобладали вербальные псевдообобщения, которые становились тормозящими для предметного знания. Целям разрушения такого тормоза служила знаменитая «бритва Оккама». Чаще всего она формулируется словами: «Без необходимости не следует утверждать многое». Реже фигурирует другая формулировка: «То, что можно объяснить посредством меньшего, не следует выражать посредством большего». В последующей традиции оккамизма была выработана еще более краткая формулировка «бритвы Оккама»: «Сущностей не следует умножать без необходимости», что означает, что каждый термин обозначает лишь определенный предмет. Для Оккама реально существуют только единичные вещи и интенция - устремление человеческой души на предмет познания.

Изменяется и роль человека в мире. Зарождается новый тип мышления, связанный с процессом секу­ляризации, начинающимся в Европе в XV в. и выражающимся в приобретении самостоятельности, автономности по отношению к церкви и религии социально-политической, экономической, ду­ховной жизни — философии, науки, искусства. Происходит по­степенная смена мировоззренческой ориентации: для человека зна­чимым становится посюсторонний мир, автономным, универсаль­ным и самодостаточным становится индивид. В протестантизме происходит разделение знания и веры, ограничение сферы при­менения человеческого разума миром «земных вещей», под кото­рым понимается практически ориентированное познание природы. «Предоставив дело спасения души «одной лишь вере», проте­стантизм тем самым вытолкнул разум на поприще мировой прак­тической деятельности — ремесла, хозяйства, политики. Приме­нение разума в практической сфере тем более поощрялось, что сама эта сфера, с точки зрения реформаторов, приобретает особо важное значение: труд выступает теперь как своего рода мирская аскеза, поскольку монашескую аскезу протестантизм не прини­мает. Отсюда уважение к любому труду — как крестьянскому, так и ремесленному, как деятельности землекопа, так и деятельности предпринимателя. Этим объясняется характерное для про­тестантов признание особой ценности технических и научных изоб­ретений, всевозможных усовершенствований, которые способству­ют облегчению труда и стимулированию материального произ­водства». В этих условиях и возникает экспериментально-мате­матическое естествознание.

Среди тех, кто подготавливал рождение науки, был Николай Кузанский (1401—1464), идеи которого оказали влияние на Джор­дано Бруно, Леонардо да Винчи, Н. Коперника, Галилео Гали­лея, И. Кеплера. В своих философских воззрениях на мир Кузанский вводит методологический принцип совпадения противопо­ложностей — единого и бесконечного, максимума и минимума, из которого следует тезис об относительности любой точки отсче­та, тех предпосылок, которые лежат в фундаменте арифметики, геометрии, астрономии и других знаний. Отсюда философ делает заключение о предположительном характере всякого человечес­кого знания, а не только того, которое мы получаем, опираясь на опыт, как считали в античности. Поэтому он уравнивает в правах и науку, основанную на опыте, и науку, основанную на доказа­тельствах.

Человек становится творцом, поднимаясь почти на один уро­вень с Богом, ведь он наделен свободой воли и должен сам ре­шать свою судьбу, способен творить, стать мастером, которому по силам любая задача. Отсюда и характерное для эпохи Возрож­дения стремление познать принципы функционирования механиз­мов, приборов, устройств и самого человека. В этой связи особый интерес представляют попытки Леонардо да Винчи (1452—1519) применить в анатомии, которой он занимался на протяжении всей своей жизни, знания из прикладной механики и найти соответ­ствие между функционированием органов человека и животных и функционированием известных ему технических устройств, ме­ханизмов.

Как и Р. Бэкон, Леонардо да Винчи считал, что «опыт никогда не ошибается, ошибаются только суждения ваши», и что для получения в науках достоверных выводов следует применять ма­тематику, в которую он обычно включал и механику: «.. .никакой достоверности нет в науках там, где нельзя приложить ни одной из математических наук, и в том, что не имеет связи с математи­кой». Следует добавить, что механика мыслилась им еще не как теоретическая наука, какой она станет во времена Галилея и Нью­тона, а как чисто прикладное искусство конструирования различ­ных машин и устройств. Леонардо да Винчи подошел к необходи­мости органического соединения эксперимента и его математи­ческого осмысления, которое и составляет суть того, что в даль­нейшем назовут современным естествознанием, наукой в собствен­ном смысле слова.

 

33. 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 — начала XX в.).

I. 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 ее 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, происходившими 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 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, логически 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 Ньютоном. 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 науках. 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 потребовало развития математического формализма ньютоновской теории и углубленной разработки ее концептуального аппарата.

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 З0-х гг. XIX в. до конца XIX — начала XX в. Уже с конца XVIII в. в естественных науках (в том числе и в физике, которая выдвинулась на первый план) накапливались факты, эмпирический материал, которые не «вмещались» в механическую картину мира и не объяснялись ею. «Подрыв» этой картины мира шел главным образом с двух сторон: во-первых, со стороны самой физики и, во-вторых, со стороны геологии 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 не в 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 именами 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 внешней 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 Дарвиным 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 так называемые «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.