Концепции естествознания и научная картина природы

Важнейшие концепции естествознания служат основой представлений об общей картине природы, поскольку в них формулируются фундаментальные понятия, принципы и законыестествознания в каждую историческую эпоху его развития. Так, в теснейшем взаимодействии с развитием наук о природе, начиная с XVII века, развивалась математика, которая создала для тогдашнего естествознания такие мощные математические методы, как дифференциальное и интегральное исчисления. Цементирующей основой картины природы и мира в целом служили мировоззренческие и философские идеи о строении мироздания, природы, его изменения и развития.

Люди издавна задумывались об окружающем их мире, его строении и происхождении. Такие представления вначале выступали в форме мифов и передавались от одного поколения к другому. Так, в соответствии с индийскими мифами, космический великан Пуруша был разделен на части и стал источником жизни для всех живых существ. Согласно античным мифам, весь видимый упорядоченный и организованный мир, который в античности назывался космосом, произошел из неупорядоченного хаоса. Сам термин «космос» обозначал у древних греков любую упорядоченность, совершенство, гармонию, согласованность и даже военный строй. Именно такое совершенство, гармония и организованность приписывались небесному миру.

В дальнейшем на смену мифологическим взглядам приходят натурфилософские представления, основанные на наблюдениях реальных процессов природы и опирающихся на здравый смысл. С появлением экспериментального естествознания и научной астрономии новые общие взгляды на природу стали основываться на результатах и выводах естествознания своей эпохи и поэтому формировали естественнонаучную картину мира.

Однако человек не только природное существо. Он теснейшими узами связан с обществом, в котором протекает вся его трудовая и общественная деятельность. Фундаментальные представления о жизнедеятельности общества составляют вторую, дополнительную часть целостной научной картины мира. Общая же научная картина мира представляет собой синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания и обществознания.

Наш учебный курс посвящен концепциям естествознания, и соответственно этому мы будем рассматривать, какое влияние эти концепции в процессе своего развития оказывали на формирование научной картины природы.

Чем отличается научная картина мира от стихийно-эмпирической картины одного человека? Попытка ответа на этот вопрос дана Альбертом Эйнштейном: «Человек 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 её 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»[2].

Науке же приходится абстрагироваться от личных ощущений и представлений и построить такую систему знаний о природе, с которой мог бы согласиться каждый исследователь. Такую общую систему знаний о природе в первом приближении можно назвать естественнонаучной картиной мира. При этом не любая система знаний может играть роль картины мира. Необходимо:

· во-первых, чтобы эта система отображала наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы;

· во-вторых, они должны рассматриваться в рамках единой, целостной картины;

· в-третьих, естественнонаучная картина должна быть такой теоретической моделью окружающей природы, которая допускает дополнения, исправления и уточнения в связи с развитием научных представлений о мире;

· в-четвертых, такую научную картину следует постоянно соотносить и проверять 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. В XIX веке такой наукой была физика, и поэтому идею о необходимости создания физической картины мира предложили выдающиеся физики того времени Генрих Герц и Макс Планк.

Термин «научная картина мира» применительно к физике ввел Г. Герц (1857 - 1894), который понимал под ней внутренний образ мира, который складывается у ученого в результате исследования объективного мира. Если такой образ адекватно отображает реальные связи внешнего мира, то и логические связи между понятиями и суждениями научной картины соответствуют объективным закономерностям внешнего мира. М. Планк считает, что преимущество научной картины мира состоит в её «единстве – единстве по отношению ко всем исследователям, все народностям, всем культурам»[3].

Научная картина мира конкретной науки (к примеру, физическая, химическая или биологическая картины мира) имеет, с одной стороны, ограниченный характер, поскольку она определена ограниченным предметом конкретной науки. С другой стороны, такая картина носит относительный характер, в силу исторически приближенного характера самого процесса человеческого познания. Поэтому построение её в окончательном, завершенном виде и М. Планк, и А. Эйнштейн закономерно считали недостижимой целью.

Чтобы фундаментальная теория определенной науки превратилась в научную картину мира, необходимо, чтобы её понятия и принципы (играющие ключевую роль в обобщенной концепции этой науки и концепциях естествознания в целом), приобрели общенаучныйи дажемировоззренческий характер. Например, в механистической картине мира такие принципы, как обратимость событий во времени, лапласовский детерминизм, исключающий роль случайностей в природе, стали распространяться на все события и процессы. Наряду с этим необычайная точность предсказаний при расчетах движения земных и небесных тел способствовали формированию такого идеала науки, который исключает случайности в природе и рассматривает все события и процессы под углом зрения строго однозначной механической причинности.

В результате обобщения результатов исследования и представлений о мире 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.

Связь научной картины мира с философией и мировоззрением. Научная картина мира, складывающаяся из естественнонаучной картины природы, и картины, создаваемой обществознанием, дает единое, целостное представление о фундаментальных законах и принципах развития природыиобщества. Однако законы общества существенно отличаются от законов природы, прежде всего тем, что действия людей всегда имеют осознанный и целенаправленный характер, в то время как в природе действуют слепые, стихийные силы и потому ней отсутствуют какие-либо цели. Тем не менее, и в обществе, несмотря на различие целей, интересов и стремлений разных людей, в конечном итоге формируются определенные закономерности, определяющие характер его развития. Поэтому между научной картиной естествознания и картиной обществознания существует глубокая внутренняя связь.

Если отдельные научные теории ставят своей целью объяснение, понимание и предсказание конкретных фактов изучаемой области мира, то картины мира стремятся выявить роль основных понятий, фундаментальных законов и принципов науки в целостном понимании мира. Обобщение и синтез знания в научной картине мира дают возможность понять, в каком направлениипроисходит развитие научного знания, какие наиболее важные проблемы выдвигаются перед наукой. Такой общий подход к познанию реальности теснейшим образом связывает научную картину мира с философией и мировоззрением в целом.

Однако мировоззрение и философия могут исходить также из ненаучных: религиозных, идеалистических или стихийно-эмпирических – представлений. Соответственно этому, и картины мира, опирающиеся на них, будут иметь либо религиозный, либо идеалистический или же стихийно-материалистический характер. Правда, в таких случаях предпочтительней говорить скорее о миросозерцании, основанном на других предпосылках, поскольку научная картина мира основана на научных предпосылках и предполагает определенное сходство с действительностью, соответствие с ней.

Картина же мира, создаваемая естествознанием, основывается на результатах обобщения и синтеза его достижений. Следовательно, если такая картина является подлинно научной, то она должна основываться на предпосылках материалистического мировоззрения или философии, даже если такая философия является стихийно-материалистической, научно реалистической или как-либо иначе. Между научной картиной мира и материалистическим мировоззрением существует глубокая внутренняя взаимосвязь и взаимодействие. Материалистическая философия, в какой бы форме она не выступала, служит в конечном итоге основой и предпосылкой для разработки научной картины мира, ибо именно ее наиболее общие категории и принципы могут в той или иной мере служить опорой для объективного рассмотрения природы и общества.

С другой стороны, 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 свои принципы и категории, придает им необходимую точность и общность.

Однако принципы и категории научной философии 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, что научная картина мира что-либо выиграет от включения философских категорий в свой состав. Скорей наоборот, такая рекомендация может быть оценена как попытка натурфилософского подхода к решению научных проблем.

Доминирующая картина мира может существенно повлиять на характер философского мировоззрения. Как известно представления механистической картины мира во многом определили метафизический и механистический характер материалистической философии XVIII в. Развитие естествознания и его 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.

Логика революций в естествознании. Две с половиной тысячи лет истории науки не оставляют сомнения в том, что она развивается. Прежде полагали, что в науке идет непрерывное приращение научного знания, создающее в итоге кумулятивный эффект на разных направлениях познания природы.

Ныне логика развития науки представляется иной: наука развивается через фундаментальные теоретические сдвиги, перекраивающие дотоле привычную общую картину мира и заставляющие ученых перестраивать свою деятельность на базе существенно изменившихся мировоззренческих установок. Логику неспешной эволюции науки сменила логика научных революций. Покажем некоторые из современных моделей развития науки.

В 60-х гг. ХХ века наибольшее внимание привлекла концепция развития науки американского историка и философа науки Томаса Куна. Он ввел в методологию науки принципиально новое понятие — «парадигма» (от греч. paradeigma — пример, образец). В нем фиксируется существование особого способа получения и организации знания, подразумевающего определенный набор предписаний, задающих характер видения мира, а значит, влияющих на выбор направлений исследования. По словам Т. Куна, парадигму составляют «...признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решений научному сообществу»[4].

Признанная научным сообществом парадигма на долгие годы определяет круг проблем, привлекающих внимание ученых, является как бы официальным подтверждением подлинной «научности» их занятий. К парадигмам в истории науки Т. Кун причислял, например, аристотелевскую динамику, птолемеевскую астрономию, ньютоновскую механику и т.д. Приращение научного знания в рамках такой парадигмы получило название «нормальной науки». Смена же парадигмы есть не что иное, как научная революция. Наглядный пример — смена классической физики (ньютоновской) на релятивистскую (эйнштейновскую).

Решающая же новизна концепции Т. Куна заключалась в мысли о том, что смена парадигм в развитии науки не носит линейного характера. Такая смена похожа, скорее, на развитие кактуса, прирост которого в принципе может начаться с любой точки его поверхности. Какая именно точка из многих возможных «пойдет в рост» — зависит от стечения самых разнообразных обстоятельств.

Переходы от одной научной парадигмы к другой Т. Кун сравнивал с обращением людей в новую религиозную веру: мир привычных объектов предстает в совершенно новом свете благодаря решительному пересмотру исходных объяснительных принципов. Выбор принципов, которые составят будущую успешную парадигму, осуществляется учеными, как считает Т. Кун, в результате внезапного «озарения», «просветления», иррационального акта веры в то, что мир устроен именно так, а не иначе.

Альтернативную модель развития науки, также ставшую весьма популярной, предложил И. Лакатос. Его концепция была названа методологией научно-исследовательских программ.И. Лакатос, в отличие от Т. Куна, считает, что выбор научным сообществом одной из многих конкурирующих исследовательских программ может и должен осуществляться рационально, на основе четких, рациональных критериев.

Исторически непрерывное развитие науки представляет собой конкуренцию научно-исследовательских программ. Эти программы имеют сложную структуру:

· «Жесткое ядро», включающее неопровержимые для сторонников программы исходные положения.

· «Негативная эвристика» -своеобразный «защитный пояс» ядра программы, состоящий из вспомогательных гипотез и допущений, снимающих противоречия с аномальными фактами. Если, допустим, небесная механика рассчитала траектории движения планет, а наблюдаются отклонения реальных орбит от расчетных, то законы механики подвергаются сомнению в самую последнюю очередь. Вначале же в ход идут гипотезы и допущения «защитного пояса»: можно предположить, что неточны измерения, ошибочны расчеты, присутствуют некие возмущающие факторы — неоткрытые еще планеты и т.д.

· «Позитивная эвристика» - это ряд доводов, предположений, направленных на то, чтобы изменять и развивать «опровержимые варианты» исследовательской программы, развивать и дополнять ее. В результате последняя предстает как серия модифицирующихся теорий, в основе которых лежат единые исходные принципы.

Последовательная смена моделей мотивируется, как правило, не аномальными наблюдаемыми фактами, а теоретическими затруднениями самой программы. Именно их разрешение и составляет суть «позитивной эвристики» по И. Лакатосу. Это придает устойчивость развитию науки. Однако рано или поздно позитивная эвристическая сила исследовательской программы исчерпывает себя. Встает вопрос о смене самой программы. «Вытеснение» одной программы другой представляет собой научную революцию. Причем эвристическая сила конкурирующих программ оценивается учеными вполне рационально: программа регрессирует, когда она дает только запоздалые объяснения либо случайных открытий, либо фактов, предвосхищаемых и открываемых конкурирующей программой. В результате возникает необходимость замены прежней исследовательской программы.В результате главным источником развития науки выступает конкуренция исследовательских программ.

Концепции Т. Куна и И. Лакатоса оказались в итоге самыми влиятельными концепциями логики развития науки во второй половине XX в.