Этап неклассического естествознания

Второй этап развития естествознания, как было показано выше, завер-шился созданием последней составляющей классической физики – класси-ческой термодинамики. На очереди стояли учения об электричестве и магне-тизме, которые, казалось бы, должны были получить понимание также с по-зиций метафизического типа мышления. Однако события пошли по сцена-рию, схожему с логикой формирования классического естествознания. Как работы Коперника, Бруно, Галилея и Кеплера «расчистили место» под соз-дание новой картины мира (см. выше), так и познание тайн электромагне-тизма положило начало крушению метафизического естествознания. Опира-ясь на впервые выдвинутую физиком-экспериментатором Майклом Фараде-ем идею поля, другой физик, теоретик Джеймс Клерк Максвелл разработал новую естественнонаучную теорию – электродинамику, обосновывающую существование электромагнитного поля как иной, ничего общего не имею-щей с веществом, а, следовательно, и не подчиняющейся законам механики, формы материи. В итоге механистическая картина мира утратила статус общенаучной, поскольку появилась альтернативная ей электромагнитная картина мира.В качестве принципиально разных положений, на которых базируются данные картины мира, можно указать следующие:

· согласно Ньютону, материя – это вещество, т.е. дискретная совокуп-ность частиц или корпускул (от лат. corpuscular – частица), причем данный термин толкуется расширительно – от атома до небесного те-ла. По Максвеллу же материя представляет собой непрерывное поле, или континуум (от лат. continuum – неразрывное, связанное единство чего-либо). Отсюда термины «корпускулярная, или вещественная» и «континуальная, или полевая» концепции описания природы;

· гравитационное притяжение тел друг к другу осуществляется через пустоту мгновенно, электромагнитное же поле само выступает мате-риальным посредником при своем распространении с конечной скоро-стью, равной скорости света. Принято считать в силу этого, что гра-витационное взаимодействие подчиняется принципу дальнодействия, а электромагнитное взаимодействие – принципу близкодействия.

Но были и общие, свойственные обеим картинам мира положения, та-кие, как однозначность причинно-следственных связей и понимание случай-ности, как неполноты имеющихся знаний.

Второй причиной крушения метафизического естествознания стали ве-ликие открытия в физике рубежа 19–20 веков:

ü рентгеновских лучей (немец В.К. Рентген, 1895 г.);

ü электрона (англичанин Дж. Дж. Томсон, 1895 г.);

ü естественной радиоактивности (француз А. Беккерель, 1896 г.).

Эти и другие открытия данного периода не могли быть объяснимы с позиций классического естествознания. Возник, по выражению А. Пуанкаре, «кризис физики», когда казавшиеся незыблемыми фундаментальные принци-пы существующей научной парадигмы – закон сохранения массы, закон сох-ранения энергии и другие – стали ставиться под сомнение. Действительно, в соответствии, например, с принципами классической механики, электроны, согласно планетарной модели атома Э. Резерфорда, обращающиеся вокруг его ядра по своим орбитам, как планеты вокруг Солнца, должны рано или поздно исчерпать неведомо кем, опять же, приданный им импульс, и упасть на ядро, тем самым разрушив атом – а они не падают, и атомы очень устойчивы во времени. Не лучше дела и у электродинамики Максвелла – электроны, движущиеся по своим орбитам, согласно ей обязаны, как имеющие заряд частицы, излучать электромагнитные волны. Излучение должно сопровождаться потерей энергии и таким же, как у Ньютона, неминуемым исходом – падением электрона на ядро атома. Но атомы не только устойчивы, но и нейтральны, то есть не излучают никаких волн. Правда, есть элементы, атомы которых испускают энергию (естественная радиоактивность), но от этого не легче – откуда в столь крошечных материальных объектах такое её количество, когда энергия выделяется непрерывно в течение суток, месяцев и даже лет в объеме, несоизмеримом, например, со сжиганием органического топлива (один килограмм делящегося вещества дает энергии в миллионы (!) раз больше, чем такое же количество углеводородного сырья)?

В итоге возникла ситуация, о которой, как о неотъемлемой черте науч-ного познания, уже не раз говорилось выше – парадигма классического есте-ствознания себя исчерпала, и необходимо было создавать новую, как основу такой же новой естественнонаучной картины мира.

С учетом длительности кризиса физики и времени его преодоления временными рамками этапа неклассического естествознания принято считать вторую половину 19 века – первую половину 20 века. Принципиально отлич-ным от метафизики и главным моментом его новой научной парадигмы стала идея всеобщей связи или диалектическийтип мышления. Теоретическую же её (парадигмы) основу составили теория относительности и квантовая ме-ханика. Первую можно квалифицировать как новую общую теорию прост-ранства, времени и тяготения. Вторая обнаружила вероятностный характер законов поведения материи и принципиально присущую ей тоже новую, а именно, двуединую – корпускулярно-волновую – сущность. Изменения, кото-рые в результате данной очередной смены научной парадигмы претерпела естественнонаучная картина мира и сам способ её построения, состояли в следующем:

o в новой картине мира познанные частные фрагменты природы были синтезированы в единое целое. Так, две считавшиеся отдельно сущест-вующими и не переходящими друг в друга формы материи – вещество и поле – оказались единой материей (гипотеза корпускулярно-волнового дуализма, Луи де Бройль, 1924 г.), имеющей в качестве главной во всех уровнях её организации черты, дискретность строения. Именно кван-товая гипотеза (М. Планк, 1900 г.), провозглашавшая наряду с атомиз-мом вещества атомизм энергии (взаимодействия), т.е. дискретный (квантовый) характер излучения, была началом отказа от представле-ний классической физики и началом формирования неклассического естествознания, или квантово-полевой картины мира;

o впервые за всю историю естествознания новый, диалектический тип мышления возобладал не только в физике, но и в других его областях. Так, в химии, периодическая система элементов Д.И. Менделеева объяс-нила именно общие закономерности изменения их физических и хими-ческих свойств, а в биологии генетика Менделя обосновала такие же общиезаконы наследственности и изменчивости;

o еще одним результатом нового, диалектического подхода к пониманию мира, стало выявление связи форм существования материи – прост-ранства и времени – с самой материей. В картине мира Ньютона счита-лось, что пространство, время и материя абсолютны, т.е. независимы друг от друга. Общая же теория относительности (А. Эйнштейн, 1916 г.) сначала теоретически, а потом и эмпирически подтвердила предпо-ложение Аристотеля (см. выше) о том, что пространство и время – это производныеот самого факта наличия материи;

o другая теория относительности – специальная (А. Эйнштейн, 1905 г.) – завершила начатый Коперником и Бруно разгром мании величия чело-века (также см. выше). Если механистическая картина мира базирова-лась на гелиоцентризме, то новая, квантово-полевая картина мира про-возглашала, с подачи Эйнштейна, отказ от всякого центризма (и тем более, антропоцентризма, см. раздел 1.1) вообще. Привилегированных, выделенных систем отсчета в мире нет, все они равноправны. Любое ут-верждение может считаться справедливым, только будучи «привязан-ным», соотнесенным с какой-либо конкретной системой отсчета. Это означает, что любые наши представления об окружающей нас реаль-ности, в том числе и вся научная картина мира в целом, относительны или релятивны (от лат. relative – переменный). Отсюда еще одно назва-ние диалектической концепции новой картины мира – квантово-реля-тивистская;

o данная картина мира отвергла жесткое разделение объекта и субъекта познания (см. раздел 1.1). Оказалось, что достоверность научного опи-сания первого зависит от условийэтого познания, когда, например, величина измеряемых параметров состояния микрочастицы определяет-ся видом (классом) применяемых для этого измерения макроприборов (суть одного из законов квантовой механики – принципа дополнитель-ности Н. Бора). Отсюда – отказ новой картины мира от лапласовского детерминизма и признание случайности и неопределенности неуст-ранимыми и фундаментальными свойствами реальности;

o из двух последних особенностей неклассической картины мира следует изменение представлений о сущности естественнонаучной картины мира вообще, а именно, что «единственно верную», абсолютно точную такую картину не удастся создать никогда, поскольку и квантово-поле-вая картина мира, и все другие, которые за ней появятся, всегда будут иметь только определенную полноту и завершенность, а также лишь относительно безусловную истинность (см. раздел 1.2).