Период классического естествознания

Датируется: 15 век – первая половина 19 века. При сравнении с хроно-логическими рамками предыдущего периода возникает резонный вопрос – почему отрезок времени в тысячу лет (см. выше) не относим ни к античному, ни к механистическому этапам развития естествознания? Если обобщить мнения историков науки, ответ может выглядеть так. Эпоха Средневековья (а именно она занимает данное тысячелетие) считается «темным временем», ко-гда в результате деградации и упадка античного мира возобладали религи-озные взгляды на ученость и образование. В данный период не было значи-тельных прорывов в науке, однако вновь возникшие мировые религии – хри-стианство и ислам – сохранили письменные памятники античной цивилиза-ции. Высокий интеллектуальный потенциал и большой объем знаний послед-ней позволили науке сначала выжить, а затем начать новый подъем.

Период классического естествознания начинается с ломки старых, ари-стотелевских представлений об устройстве мира. Это, прежде всего, гелио-центрическая система Коперника, заменившая ядро предыдущей, натурфило-софской картины мира – геоцентрическую систему Птолемея. Мировоззрен-ческая значимость коперниканизма в том, что он «отменил» центральное по-ложение Земли, как центра мироустройства, сделав её одной из периферий-ных, то есть неглавных и неуникальных планет Солнечной системы. На обе-лиске Копернику в Польше надпись: «Остановившему Солнце, сдвинувшему Землю». Ещё более радикальный вывод в плане развенчивания антропоцен-тризма (см. раздел 1.1) из теории Коперника сделал Джордано Бруно, про-возгласив тождество Солнца и остальных звезд, а, следовательно, множест-венность «солнечных систем» в бесконечной Вселенной. Именно Бруно при-надлежит первый и достаточно четкий эскиз картины вечной, никем не сот-воренной, вещественной, единой и безграничной Вселенной с бесконечным числом очагов Разума в ней. В свете учения Бруно теория Коперника снижа-ет свой ранг – она оказывается не теорией Вселенной, а теорией лишь одной из множества населяющих её планетных систем, и, скорее всего (вот он, на-иболее болезненный удар по самолюбию человека!), не самой выдающейся такой системы. Поэтому, если за первый, не столь обидный для нашей мании величия урон, Коперник заплатил двухсотлетним запретом на издание своих трудов, то за свое, более сокрушительное развенчание наших иллюзий, Джордано Бруно расплатился жизнью. Вот уж действительно, «тьмы низких истин нам дороже нас возвышающий обман». Сейчас, на Площади Цветов в Риме, где он был казнен, стоит памятник ему с посвящением, начинающимся словами: «От столетия, которое он предвидел …».

Разгром аристотелевской физики довершили Галилей и Кеплер. Пер-вый заменил старый, натурфилософский способ исследования природы экс-периментом как средством проверки на подтверждаемость (см. раздел 1.2) гипотез и теорий, создав тем самым собственно научный метод, как сочета-ние эмпирического и теоретического этапов (там же). С его помощью Гали-лей, например, доказал, что естественные, по Аристотелю, движения тел вверх или вниз (см. выше) обусловлены соотношением удельных весов тела и среды, в которой оно движется, что движение тела не прекращается, если, как полагал Аристотель, на него перестает действовать внешняя сила (прин-цип инерции, в последствии он же – первый закон Ньютона) и т.д.

Если Галилей заложил основы новой механики движения земных тел, то Иоганн Кеплер сделал это по отношению к телам небесным с той лишь разницей, что базой для формулировки и подтверждения законов движения планет ему послужили данные не эксперимента, конечно, а наблюдений. Зна-чение открытых Кеплером законов заключается в том, что они, как и законы движения земных тел, имеют объективный характер и являются частными случаями одного и того же вида движения – механического.

Наибольший вклад в создание классического естествознания внес Иса-ак Ньютон. Он разработал основы классической механики – парадигмы вто-рой, уже ньютоновской естественнонаучной картины мира, суть которой сводится к следующим положениям:

· мир состоит из вещественных (земных и небесных) тел, движущихся в трехмерном пространстве под действием силы тяжести. Время – чет-вертая координата движения тел, независимая от их пространствен-ных координат;

· движением как земных, так и небесных материальных тел управляют три закона динамики Ньютона, позволяющие математически строго и сколь угодно точно рассчитывать параметры этого движения;

· уравнения динамики Ньютона обратимы во времени, т.е. для них без-различно, в каком направлении – в будущее или в прошлое – произво-дится расчет параметров движения тел;

· это движение носит жестко детерминированный характер, когда точ-ность и однозначность определения параметров движения тела или со-вокупности тел (механической системы) целиком и полностью определя-ются его или её предыдущим состоянием соответственно (лапласовский детерминизм). Случайность целиком исключается из природы. Весь мир превращается в грандиозную машину (будильник, по выражению того же Пьера Симона Лапласа), в котором всё предопределено навсегда;

· задача описания состояния материальных систем, не поддающихся непо-средственному эмпирическому изучению (например, совокупности не-бесных тел), решается с помощью идеализированного объекта (см. раз-дел 1.2), представляющего собой совокупность материальных точек, параметры движения которых определяются с помощью специального аппарата математического моделирования поведения отдельно взя-тых фрагментов реального мира – анализа бесконечно малых (диффе-ренциального и интегрального счисления Ньютона – Лейбница);

· такого рода подход допускает изучение данного мира (природы) по час-тям, когда подлежащий эмпирическому и/или теоретическому исследованию природный объект рассматривается вне его связей с остальными фрагментами этой природы, как единого целого. С таким обстоятель-ством связано возникновение нового, свойственного именно картине мира Ньютона, метафизического типа мышления, отрицающего идеи всеобщей связи и развития. Приставка «мета» в переводе с греческого означает «за», то есть в нашем случае «за пределами физики», потому что, как будет показано ниже, физика действительно не может игнори-ровать такие очевидные свойства реального мира, как его целостность и развитие;

· в рамках же рассматриваемого этапа развития естествознания указанный выше господствующий тип мышления обусловил механистический ха-рактер классической науки. Механистицизмом принято называть фи-лософскую (именно поэтому механистическую, а не механическую!) тенденцию сведения (редукции) всех видов движения материи к его про-стейшей форме – механическому перемещению тел под воздействием силы тяжести. Примером механистического толкования сути иных, а не только вещественных природных объектов, является корпускулярная теория света того же Ньютона. Поэтому его естественнонаучную карти-ну мира принято называть еще механистической.

Общественная значимость периода классического естествознания зак-лючается в том, что именно благодаря ему произошло становление капита-лизма, как техногенной, в отличие от всех предыдущих,цивилизации. Приз-наваемая сейчас всеми главная заслуга капитализма состоит в том, что он сделал труд ручной трудом машинным, увеличив тем самым в десятки и даже в сотни раз его производительность и качество. Естественный в связи с этим вопрос – как ему это удалось? Ответ очевиден – за счет коммерциализации знанийпервой, по-настоящему научной, т.е. оперирующей языком математики (см. раздел 1.1), теории – классической механики, которая поз-воляла создавать (проектировать, рассчитывать и изготавливать) орудия труда с любым, в зависимости от хозяйственной (экономической) надобности, рабочим движением исполнительного органа, преобразующего предмет труда. Базирующиеся на трех законах Ньютона прикладные науки – техническая механика, баллистика, небесная механика, механика сплошных сред и др. – успешно выполнили свои управленческие и производственные функции (там же) соответственно в промышленности, военном деле, навигации, воздухоплавании, гидравлике и т.д. Наука, как отдельная сфера труда, превратилась из познавательной деятельности в источник получения прибыли от коммерциализации её продукта – знания.

Вторым «подарком» рассматриваемого этапа капитализму, благодаря которому он стал тем, кем стал, была теория и схема работы теплового двигателя, продукт еще одной естественнонаучной теории данного периода – классической термодинамики, изучающей явления передачи, распростране-ния и превращения тепла. Если механика Ньютона – это трансмиссия (кинематика) машины (орудия труда), то классическая термодинамика – это привод (динамика)данного средства производства. Теория и схема работы теплового двигателя позволили создать первое его поколение – паровые машины, которые обеспечивали энергией первые паровозы, колесные пароходы, ткацкие станки и другие рабочие машины. При этом парадигме естес-твеннонаучной картины мира второго этапа классическая термодинамика не соответствовала, поскольку сначала опиралась на иную (континуаль-ную) концепцию теплорода (см. раздел 1.2), а затем вообще отвергла попыт-ки объяснить тепловые процессы с позиций механики (взять, например, принцип обратимости времени – его неприменимость к тепловым явлениям очевидна даже из житейского опыта). Но подобная локальная противоречивость является, как будет показано ниже, неотъемлемой чертой любой ес-тественнонаучной картины мира, поскольку та, будучи новой, с одной стороны, всегда разрешает противоречия картины предыдущей, а с другой, обязательно ставит новые проблемы, которые призвана будет решить следующая её редакция. Одним словом, как в той песне – «… а точка усмехнулась, и стала запятой».

В полном соответствии с такой особенностью и сама классическая ме-ханика, как господствующая научная парадигма второго периода развития естествознания, не давала ответы на всевопросы, возникающие при трак-товке мира с позиций этой теории. Так, тот же Лаплас, очень метко и образно сравнивший мир по Ньютону с гигантским часовым механизмом (см. выше), все детали которого упорядоченно и предсказуемо двигаются в строгом соот-ветствии с его конструкцией, определяемой массами и скоростями этих дета-лей, потом, обращаясь к Ньютону, довольно ехидно вопрошал: «Но где же часовщик, который этот будильник собрал и завёл?». Действительно, опять «детский», и потому самый трудный вопрос – кто такой заботливый «разог-нал» менее массивные тела по их орбитам движения вокруг тел более тяже-лых, как центров тяготения (Луну вокруг Земли, Землю и другие планеты во-круг Солнца и т.д.), с таким точным расчетом, чтобы сила притяжения мел-ких тел крупными уравновешивалась разгоном первых относительно вторых, и тела менее массивные свободно, не чувствуя своего веса, миллионы лет па-дали в гравитационном поле своих центров тяготения, обеспечивая динами-ческую устойчивость материальных систем, населяющих Вселенную?

Ньютон, как известно, ответить на данный вопрос не смог и поэтому вынужден был допустить некий «первый толчок» божественного проис-хождения, благодаря которому и «закрутилась» вся небесная механика (Бог в науке, вообще, всегда был «крайним» – всё, что она не могла в какой-то пе-риод времени объяснить, валила на него). Спустя два века вся эта мистика была опровергнута, «часовщиком» оказался, конечно же, вовсе не Бог, а кон-кретный и доказательно объясненный, в соответствии с комментируемой особенностью взаимосвязи разных картин мира, на следующем этапе разви-тия науки процесс естественной эволюции материи.