Концепции современного естествознания. Конспект лекций - Анатолий Горелов

Парадигмальная концепция развития научного знания затем была конкретизирована с помощью понятия «исследовательская программа» как структурная единица более высокого порядка, чем отдельная теория. В рамках исследовательской программы и обсуждается вопрос об истинности научных теорий.

Еще более высокая структурная единица – естественно-научная картина мира – объединяет в себе самые существенные естественно-научные представления эпохи.

Естественно-научная картина мира

«Первый шаг – создание из обыденной жизни картины мира – дело чистой науки», – писал выдающийся немецкий физик XX в., лауреат Нобелевской премии (1918) Макс Планк (1858–1947). Исторически первой естественно-научной картиной мира Нового времени была механистическая картина, которая напоминала часы: любое событие однозначно определяется начальными условиями, задаваемыми (по крайней мере в принципе) абсолютно точно. В таком мире нет места случайности. В нем возможен «демон Лапласа» – существо, способное охватить всю совокупность данных о состоянии Вселенной в любой момент времени, могло бы не только точно предсказать будущее, но и до мельчайших подробностей восстановить прошлое.

Представление о Вселенной как о гигантской заводной игрушке преобладало в XVII–XVIII вв. Это представление опиралось на религиозную основу, поскольку сама наука вышла из недр христианства. Бог как рациональное существо создал рациональный в своей основе мир. И человек как рациональное существо, созданное Богом по своему образу и подобию, способен познать мир. Такова основа веры классической науки в себя и веры людей в науку. Ограничив значение религии, человек эпохи Возрождения продолжал мыслить религиозно.

Механистическая картина мира предполагала Бога как часовщика и строителя Вселенной и основывалась на следующих принципах: связь теории с практикой; использование математики; эксперимент реальный и мысленный; критический анализ и проверка данных; главный вопрос: «как?», а не «почему?»; нет «стрелы времени» (регулярность, детерминированность и обратимость траекторий).

Но в XIX в. термодинамика провозгласила парадоксальный вывод: «Если бы мир был гигантской машиной, то такая машина неизбежно должна была бы остановиться, так как запас полезной энергии рано или поздно был бы исчерпан».

Главный результат современного естествознания, как писал немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики Вернер Гейзенберг (Нобелевская премия, 1932), в том, что оно разрушило неподвижную систему понятий XIX в. и усилило интерес к античной предшественнице науки – философской рациональности Аристотеля. «Одним из главных источников аристотелевского мышления явилось наблюдение эмбрионального развития – высокоорганизованного процесса, в котором взаимосвязанные, хотя и внешне независимые события происходят, как бы подчиняясь единому глобальному плану. Подобно развивающемуся зародышу, вся аристотелевская природа построена на конечных причинах. Цель всякого изменения, если оно сообразно природе вещей, состоит в том, чтобы реализовать в каждом организме идеал его рациональной сущности. В этой сущности, которая в применении к живому есть в одно и то же время его окончательная, формальная и действующая причина, – ключ к пониманию природы… рождение современной науки – столкновение между последователями Аристотеля и Галилея – есть столкновение между двумя формами рациональности»[26].

Итак, можно выделить три картины мира: сущностную преднаучную, механистическую, эволюционную. Современная естественно-научная картина мира основывается на принципе саморазвития. В этой картине присутствует человек и его мысль. Она эволюционна и необратима. В ней естественно-научное знание неразрывно связано с гуманитарным. Об этом мы будем подробно говорить в дальнейшем (табл. 2).

Таблица 2. Новые научные направления и их результаты

Научные революции ХХ века и структурные уровни организации материи

К научным революциям в ХХ в. привели следующие открытия в естествознании

Астрономия: модель Большого взрыва и расширяющейся вселенной

Геология: тектоника литосферных плит.

Физика: смещение точки отсчета от материи к энергии и от вещества к полю

Теория относительности: относительность пространства и времени

Квантовая механика: корпускулярно-волновой дуализм

Синергетика: становление новых структур в неживой природе

Биология: модели происхождения жизни

Генетика: механизм воспроизводства жизни

Экология: взаимодействие живого со средой

Этология: формы поведения организмов

Социобиология: соотношение естественного и социального

Антропология: открытие «Человека умелого»

Кибернетика: управление в неживой и живой природе

Нейрофизиология: модели сознания

Научные революции XX в. позволили сформулировать общие закономерности развития мира

• эволюция природы (от вселенной до кварков);

• самоорганизация (от неживых систем до биосферы);

• системность связи неживой природы, живой природы и человека (в экологии);

• неразрывная связь природных систем с пространством и временем (в теории относительности);

• относительность разделения на субъект и объект (в квантовой механике и синергетике)

Появились новые общенаучные концепции и подходы, например системный (исследование предметов как систем), структурный (исследование уровней организации), вероятностный (применение вероятностных методов).

Научные достижения XX в. позволяют нарисовать следующую современную естественно-научную картину мира (табл. 3).

Таблица 3. Уровни организации материи

Можно построить и более подробную картину, выделив такие уровни организации, как, например, ядро атома, ядро клетки, макромолекула, кристалл, планета, человек, ноосфера.

Наука как эволюционный процесс

Наука не только изучает развитие мира, но и сама выступает как процесс, фактор, результат эволюции. Если мы рассмотрим науку как эволюционный механизм, то увидим, что она становится все более сложно организованной системой, практически не способной к самоорганизации. Необходимость перестройки науки вызвана тем, что мир изменяется (под влиянием науки в том числе) и наука должна реагировать на эти изменения, как реагирует живой организм.

Очевидна необходимость внутренней целостности естествознания и его связи с гуманитарными и техническими науками. Ценность науки определяется не только отдельными достижениями, но и гибкостью ее функционирования как единой системы. Наука должна быть едина, как едина биосфера.

Решая вопрос об эволюции человека, приходим к выяснению роли науки, поскольку наука стала основным фактором эволюции в смысле не только ее вклада в совершенствование разума, но и ее участия в развитии, например, генной инженерии. Наука стала великим Конструктором эволюции Земли, и сама эволюция человека зависит от того, каким образом и в каком направлении будет развиваться наука. Наука может ускорить или затормозить эволюцию человека. Естественные механизмы эволюции под влиянием общественного и технического прогресса перестают действовать, а к новым факторам (к примеру, радиоактивности) человек эволюционно не приспособлен. Наука должна находиться в гармонии с эволюцией мира. Другими словами, должен образоваться контур обратной связи между наукой и другими сторонами жизни, который регулировал бы развитие науки.

Эволюция Вселенной начиная с точки сингулярности шла по пути увеличения разнообразия мира, создания новых частиц, которые не существовали изолированно, а объединялись в новые целостности – атомы, молекулы, клетки… упорядоченно функционирующие по своим законам. Аналогично увеличение разнообразия науки должно сопровождаться интеграцией и ростом упорядоченности, а это и называется становлением науки как целостной интегративно-разнообразной гармоничной системы.

На эволюцию науки в этом направлении дает основание надеяться известное диалектическое положение: познание мира совершенствуется по мере его преобразования

Человек ныне способен конструировать самого себя как генетически, так и меняя окружающую среду. Тут возникают новые перспективы и новая ответственность.

В современной науке наблюдаются важные процессы в качестве реакции на те задачи, которые встают в связи с интенсивным уплотнением системы функциональных связей между природой и обществом. Для современной науки характерны многие новые тенденции, например экологизации. Можно предположить, что наука вскоре станет более органичной частью культуры; вся культура будет развиваться как одно целое и часть биосферы, оборачиваясь экологичной культурой.