Научные революции как смена естественнонаучных картин мира

Термин «научная революция» имеет разное содержание. Самая радикальная его интерпретация заключается в признании одной-единственной революции, которая состоит в победе над невежеством, предрассудками, в результате чего и рождается, собственно, наука.

Самая же экстравагантная точка зрения на природу и характер научных революций разработана К. Поппером. Ее называют концепцией перманентной революции. По К. Попперу, только та теория может считаться научной, которая в принципе опровержима. При этом опровержимость потенциальная рано или поздно превращается в актуальную, т.е. теория в конце концов терпит неудачу. Это-то и есть, по К. Попперу, самое интересное в науке — ведь в результате крушения теории возникают новые проблемы. А движение от одних проблем к другим и составляет, по сути, прогресс науки (правда, по Попперу движение происходит от одного заблуждения к другому).

Однако обратимся к общепринятым представлениям о научных революциях.

Поскольку естественнонаучная картина мира представляет собой обобщенное, системное образование, ее радикальное изменение нельзя свести к отдельному, пусть даже и крупнейшему научному открытию. Однако такое развитие может породить некую цепную реакцию, способную дать целую серию научных открытий, которые и приведут в итоге к смене научной картины мира. В этом процессе наиболее важны, конечно, открытия в фундаментальных науках. Как правило, это физика и космология. Смена научной картины мира означает и радикальную перестройку методов получения нового знания, включая изменения и в самих нормах и идеалах научности.

Чаще всего в истории развития науки вообще и естествознания в частности выделяют три радикальные смены научных картин мира, т.е. глобальных научных революции. Если их персонифицировать по именам ученых, сыгравших наиболее заметную роль, то эти революции должны именоваться: аристотелевская, ньютоновская и эйнштейновская.

В VI – IV вв. до н. э. была осуществлена первая революция в познании мира, в результате которой и появляется на свет сама наука. Наиболее ясно наука осознала саму себя в трудах великого древнегреческого философа Аристотеля. Аристотель

· создал формальную логику, т.е. фактически учение о доказательстве — главный инструмент выведения и систематизации знания;

· разработал категориально-понятийный аппарат научного исследования;

· утвердил своеобразный канон организации научного исследования (история вопроса, постановка проблемы, аргументы «за» и «против», обоснование решения);

· предметно дифференцировал само научное знание, отделив науки о природе от метафизики (философии), математики и т.д.

Заданные Аристотелем нормы научности знания, образцы объяснения, описания и обоснования в науке пользовались непререкаемым авторитетом более тысячи лет, а многое (законы формальной логики, например) действенно и поныне.

Важнейшим фрагментом античной научной картины мира стало последовательное геоцентрическое учение о мировых сферах. Это был смелый шаг в неизвестность: ведь для единства и непротиворечивости устройства космоса пришлось дополнить видимую небесную полусферу аналогичной невидимой, допустить возможность существования антиподов, т.е. обитателей противоположной стороны земного шара и т.д. Получившаяся в итоге геоцентрическая система идеальных, равномерно вращающихся небесных сфер с принципиально различной физикой земных и небесных тел была существенной составной частью первой научной революции.

Вторая глобальная научная революцияприходится на XVI – XVIII вв. Ее исходным пунктом считается как раз переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической. Произошло становление классического естествознания. Классиками-первопроходцами признаны: Н. Коперник, Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, И. Ньютон.

В чем же заключаются принципиальные отличия созданной ими науки от античной?

1. Классическое естествознание заговорило языком математики. Античная наука ограничивала сферу применения математики «идеальными» небесными сферами, полагая, что описание земных явлений возможно только качественное, т.е. нематематическое.

2. Новоевропейская наука нашла мощную опору в методах экспериментального исследования явлений со строго контролируемыми условиями.

3. Классическое естествознание разрушило античные представления о космосе как вполне завершенном и гармоничном мире, который обладает совершенством, целесообразностью и пр. На смену им пришла концепция бесконечной, без цели и смысла существующей Вселенной, объединяемой лишь идентичностью законов.

4. Доминантой классического естествознания, да и всей науки Нового времени, стала механика. Утвердилась последовательно механическая картина природы.

5. Сформировался также четкий идеал научного знания: раз и навсегда установленная абсолютно истинная картина природы, которую можно подправлять в деталях, но радикально переделывать уже нельзя.

Итог второй глобальной научной революции – механистическая научная картина мирана базе экспериментально-математического естествознания.В общем русле этой парадигмы наука развивалась практически до конца XIX в. На завершающем этапе существования ньютоновской парадигмы во второй половине XIX был открыт принципиально новый вид материи – поле и сформировалась электромагнитная картина мира. Но она выступила лишь дополнением к классической механистической картине природы, основы которой казались в целом незыблемыми.

Подлинное «потрясение основ» — третья научная революция— произошло на рубеже XIX – XX вв. В это время последовала серия блестящих открытий в физике (открытие сложной структуры атома, явления радиоактивности, дискретного характера электромагнитного излучения и т.д.). Их общим мировоззренческим итогом явился сокрушительный удар по базовой предпосылке механистической картины мира – убежденности в том, что с помощью простых сил, действующих между неизменными объектами, можно описать все явления природы и что универсальный ключ к пониманию происходящего дает в конечном счете механика И. Ньютона.

Наиболее значимыми теориями, составившими основу новой парадигмы научного знания, стали теория относительности(специальная и общая) и квантовая механика. Принципиальные изменения, которые претерпела общая естественнонаучная картина мира, состояли в следующем.

1. Ньютоновская парадигма связана с переходом от геоцентризма к гелиоцентризму. Эйнштейновский переворот в этом плане означал принципиальный отказ от всякого центризма вообще. Привилегированных систем отсчета в мире нет, все они равноправны.

2. Классическое естествознание опиралось и на другие идеализации, интуитивно очевидные (понятия траектории частиц, одновременности событий, абсолютного характера пространства и времени, всеобщности причинных связей). Новая картина мира переосмыслила исходные понятая пространства, времени, причинности, непрерывности и в значительной мере «развела» их со здравым смыслом и интуитивными ожиданиями.

3. Неклассическая естественнонаучная картина мира отвергла классическое жесткое противопоставление субъекта и объекта познания. Научное описание объекта познания оказалось зависимым от определенных условий исследования: понадобился учет состояния движения систем отсчета при признании постоянства скорости света; способа наблюдения (класса приборов) при определении импульса или координат микрочастицы и пр.

4. Стало ясно, что «единственно верную», абсолютно точную естественнонаучную картину мира не удастся нарисовать никогда. Любая из таких «картин» может обладать лишь относительной истинностью.

Позднее, уже в рамках новорожденной неклассической картины мира, произошли мини-революции в космологии (концепции нестационарной Вселенной), биологии (становление генетики) и др. В связи с этим нынешнее (начала XXI в.) естествознание весьма существенно видоизменило свой облик по сравнению с началом ХХ века. Однако исходный посыл, импульс его развития остался прежним – эйнштейновским (релятивистским).

Конечно, в истории науки важны не одни лишь революции. На эволюционном этапе также делаются научные открытия, создаются новые теории и методы. Однако бесспорно то, что именно революционные сдвиги, затрагивающие основания фундаментальных наук, определяют общие контуры научной картины мира на длительный период.

При этом научные революции (в отличие от социально-политических) ученый мир не пугают. В нем уже утвердилась вера в то, что научные революции,

· во-первых, являются необходимым моментом «смены курса» в науке,

· во-вторых, они не только не исключают, но, напротив, предполагают преемственность в развитии научного знания.

В соответствии со сформулированным Н. Бором принципомсоответствия,всякая новая научная теория не отвергает целиком предшествующую, а включает ее в себя на правах частного случая, т.е. устанавливает для прежней теории ограниченную область применимости. И при этом обе теории (и старая, и новая) могут мирно сосуществовать.

Земля, как известно, имеет форму шара. Но в «частном случае» перехода, например, через улицу ее смело можно считать плоской. В этих пределах данное утверждение будет вполне «соответствовать действительности». Однако выход за эти пределы (в космическое, допустим, пространство) потребует радикально изменить наши представления и создать новую теорию, в которой найдется место и для старой, но лишь на правах частного случая. Та же картина наблюдается и в случае классической и релятивистской физики, евклидовой и неевклидовых геометрий и т.д.

Таким образом, диалектическое единство прерывности и непрерывности, революционности и стабильности можно считать одной из закономерностей развития науки.

В настоящее время все большую роль в формировании картины мира начинают играть эволюционные взгляды, тесно связанные с системным подходом и самоорганизацией. В связи этим в современную науку все шире проникает идея глобальной эволюции. В последующих лекциях мы более подробно остановимся на освещении наиболее важных концепций в развитии естествознания.

Литература

Основная:

1. Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. Курс лекций. - М.: Гардарики, 2006. Гл. 2.

2. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. С. 59 – 72.

3. Кун Г. Структура научных революций. - М.: Мысль, 1997.

4. Эйнштейн А. Эволюция физики. Изд. 2-е, испр. – М.: Тайдекс Ко, 2003.

Дополнительная:

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. 5-е изд., испр. и доп. – М.: ИЦ Академия, 2003.

2. Дышлевый П.С., Яценко Л.В. Что такое общая картина мира? М., 1984.

3. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М.: Едиториал УРСС, 2003.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называют естественнонаучной картиной мира?

2. Чем отличается такая картина мира от естествознания?

3. Какая связь существует между концепциями естествознания и картиной мира?

4. Какая связь существует между сменой картин мира и научными революциями?

5. Как взаимосвязаны и взаимодействуют картины мира и философия?

6. Почему ошибочен кумулятивистский взгляд на развитие науки?

7. Покажите модели развития науки Т. Куна и И. Лакатоса.

8. Покажите специфику аристотелевского типа науки и его отличие от ньютоновского типа науки.

9. В чем состояла революция в естествознании в конце ХIХ – начале ХХ вв.? Каковы ее результаты?

10. Что означает «принцип соответствия» Н. Бора?

ТЕМА 5. МАКРОМИР: КОНЦЕПЦИИ КЛАССИЧЕСКОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Согласно современным научным взглядам, все природные объекты представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы. Применяя системный подход, естествознание не просто выделяет типы материальных систем, а раскрывает их связь и соотношение. Выделяются три уровня строения материи.

Макромир — мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта; пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах.

Микромир — мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется от 10^-8 до 10^-16 см, а время жизни — от бесконечности до 10^-24 сек.

Мегамир — мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет.

И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности, микро-, макро- и мегамиры теснейшим образом взаимосвязаны.