Естественнонаучная картина мира и научные революции

В прошлом веке физики дополнили  механистическую картину мира электромагнитной. Электрические и магнитные явления  были известны давно, но изучались обособленно  друг от друга. Их изучение показало, что  между ними существует глубокая взаимосвязь, что заставило ученых искать эту  связь и создать единую электромагнитную теорию.

1.3.Эйнштейновская научная революция

В 30-е гг. XX в. было сделано другое важное открытие, которое показало, что элементарные частицы, например электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем было доказано экспериментально, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а частицы поля - свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы.

 Еще более радикальные  изменения в учении о пространстве  и времени 

10

произошли в связи с  созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой  теорией тяготения. Эта теория впервые  ясно и четко установила связь  между свойствами движущихся тел  и их пространственно-временной  метрикой. А. Эйнштейн (1879-1955), выдающийся американский ученый, физик-теоретик, сформулировал некоторые, основные свойства пространства и времени исходя из своей теории:

1) их объективность и  независимость от человеческого  сознания и сознания всех других  разумных существ в мире. Их  абсолютность они являются универсальными  формами бытия материи, проявляющимися  на всех структурных уровнях  ее существования;

2)неразрывную связь друг  с другом и с движущейся  материей;

3)единство прерывности  и непрерывности в их структуре  - наличие отдельных тел, фиксированных  в пространстве при отсутствии  каких-либо «разрывов» в самом  пространстве;

По существу относительность  восторжествовала и в квантовой  механике, т.к. ученые признали, что  нельзя:

1) найти объективную истину  безотносительно от измерительного  прибора;

2) знать одновременно  и положение, и скорость частиц;

3) установить, имеем мы  в микромире дело с частицами  или с волнами. Это и есть  торжество относительности в  физике XX века.

Учитывая столь огромный вклад в современную науку  и большое влияние на нее А. Эйнштейна, третью фундаментальную  парадигму в истории науки  и естествознания назвали эйнштейновской.

11

2.НАУЧНЫЕ РЕВОЛЮЦИИ

   Революция в науке — период развития науки, во время которого старые научные представления замещаются частично или полностью новыми, появляются новые теоретические предпосылки, методы, материальные средства, оценки и интерпретации, плохо или полностью несовместимые со старыми представлениями.

   Так, отрезок времени примерно от даты публикации работы Николая Коперника «Об обращениях небесных сфер», то есть с 1543 г., до деятельности Исаака Ньютона, сочинение которого «Математические начала натуральной философии» было опубликовано в 1687 году, обычно называют периодом «научной революции».

   Содержание «научной революции» любого периода заключается в том, что ученые делают научные открытия в различных областях наук, то есть устанавливают «неизвестные, ранее объективно существующие закономерности, свойства и явления материального мира, вносящие коренные изменения в уровень познания».

2.1.Первая научная революция (XVII век)

    Связана с именами: Коперника, Галилея, Кеплера, Ньютона.

• Коперник (1473—1543): наиболее известен как автор средневековой гелиоцентрической системы мира, положившей начало первой научной революции.
• Галилей (1564—1642): изучал проблему движения, открыл принцип инерции, закон свободного падения тел.
• Кеплер (1571—1630): установил 3 закона движения планет вокруг Солнца (не объясняя причины движения планет), разработал теорию солнечных и лунных затмений, способы их предсказания, уточнил расстояние между Землей и Солнцем.

12

• Ньютон (1643—1727): сформулировал понятия и законы классической механики, математически сформулировал закон всемирного тяготения, теоретически обосновал законы Кеплера о движении планет вокруг Солнца, создал небесную механику (Закон всемирного тяготения был незыблем до конца 19 в.), создал дифференциальное и интегральное исчисление как язык математического описания физической реальности, автор многих новых физических представлений  - о сочетании корпускулярных и волновых представлений о природе света и других, разработал новую парадигму исследования природы (метод принципов)- мысль и опыт, теория и эксперимент развиваются в единстве, разработал классическую механику как систему знаний о механическом движении тел, механика стала эталоном научной теории, сформулировал основные идеи, понятия, принципы механической картины мира.

Механическая картина  мира Ньютона:

• Вселенная от атомов до человека — совокупность неделимых и неизменных частиц, взаимосвязанных силами тяготения, мгновенное действие сил в пустом пространстве.
• Любые события предопределены законами классической механики.
• Мир, все тела построены из твердых, однородных, неизменных и неделимых корпускул — атомов.
• Основа механистической картины мира: движение атомов и тел в абсолютном пространстве с течением абсолютного времени. Свойства тел неизменны и независимы от самих тел.
• Природа — машина, части которой подчиняются жесткой детерминации.
• Синтез естественнонаучного знания на основе редукции (сведения) процессов и явлений к механическим.

13

   Механическая картина мира дала естественнонаучное понимание многих явлений природы, освободив их от мифологических и религиозных схоластических толкований. Её недостаток — исключение эволюции, пространство и время не связаны. Экспансия механической картины мира на новые области исследования (химия, биология, знания о человеке и обществе). Синонимом понятия науки стало понятие механики. Однако накапливались факты, не согласовывающиеся с механистической картиной мира и к середине 19 в. она утратила статус общенаучной.

Джераламо Кардано внёс значительный вклад в развитие алгебры, Франсуа Виет - основоположник символической алгебры,  Рене Декарт и Пьер Ферма внесли свой вклад в развитие математики.

2.2.Вторая научная революция (конца XVIII века — 1-я половина XIX века)

   Вторая научная революция определила переход к новому состоянию естествознания – дисциплинарно организованной науке.

   В это время механическая картина мира утрачивает статус общенаучной. В биологии, химии и других областях знания формируются специфические картины реальности, нередуцируемые к механической. 
    Одновременно происходит дифференциация дисциплинарных идеалов и норм исследования. Например, в биологии и геологии возникают идеалы эволюционного объяснения, в то время как физика продолжает строить свои знания, абстрагируясь от идеи развития. Но и в ней, с разработкой теории поля, начинают постепенно размываться ранее доминировавшие нормы механического объяснения. Все эти изменения затрагивали главным образом  слой организации идеалов и норм исследования, выражающий специфику изучаемых объектов. Что же касается общих познавательных установок классической науки, то они еще сохраняются в данный исторический период.  
   Соответственно особенностям дисциплинарной организации науки

14

видоизменяются ее философские основания. Они становятся гетерогенными,

включают довольно широкий спектр смыслов тех основных категориальных схем, в соответствии с которыми осваиваются объекты (от сохранения в определенных пределах механицистской традиции до включения в понимание "вещи", "состояния", "процесса" и другие идеи развития). В эпистемологии центральной становится проблема соотношения разнообразных методов науки, синтеза знаний и классификации наук.         Выдвижение ее на передний план связано с утратой прежней целостности научной картины мира, а также с появлением специфики нормативных

структур в различных областях научного исследования. Поиск путей единства науки, проблема дифференциации и интеграции знания превращаются в одну из фундаментальных философских проблем, сохраняя свою остроту на протяжении всего последующего развития науки. 
Первая и вторая глобальные революции в естествознании протекали как формирование и развитие классической науки и ее стиля мышления.

2.3.Третья научная революция (XIX века — середина XX века)

   Третья глобальная научная революция была связана с преобразованием этого стиля и становлением нового, неклассического естествознания. Она охватывает период с конца XIX до середины XX столетия. В эту эпоху происходит своеобразная цепная реакция революционных перемен в различных областях знания: в физике (открытие делимости атома, становление релятивистской и квантовой теории), в космологии (концепция нестационарной Вселенной), в биологии (становление генетики). Возникает кибернетика и теория систем, сыгравшие важнейшую роль в развитии современной научной картины мира. В процессе всех этих революционных преобразований формировались идеалы и нормы новой, неклассической науки. Они характеризовались отказом от прямолинейного онтологизма и пониманием относительной истинности теорий и картины природы,

15

выработанной на том или ином этапе развития естествознания. В противовес идеалу единственно истинной теории, "фотографирующей" исследуемые объекты, допускается истинность нескольких отличающихся друг от друга конкретных теоретических описаний одной и той же реальности, поскольку в каждом из них может содержаться момент объективно-истинного знания.   Осмысливаются корреляции между онтологическими постулатами науки и характеристиками метода, посредством которого осваивается объект. В связи с этим принимаются такие типы объяснения и описания, которые в явном виде содержат ссылки на средства и операции познавательной деятельности.   Наиболее ярким образцом такого подхода выступали идеалы и нормы объяснения, описания и доказательности знаний, утвердившиеся в квантово-релятивистской физике. Если в классической физике идеал объяснения и описания предполагал характеристику объекта "самого по себе", без указания на средства его исследования, то в квантово-релятивистской физике в качестве необходимого условия объективности объяснения и описания выдвигается требование четкой фиксации особенностей средств наблюдения. 
   Изменяются идеалы и нормы доказательности и обоснования знания. В отличие от классических образцов, обоснование теорий в квантово-релятивистской физике предполагало экспликацию при изложении теории операциональной основы вводимой системы понятий (принцип наблюдаемости) и выяснение связей между новой и предшествующими ей теориями. Новая система познавательных идеалов и норм как бы прокладывала пути к освоению сложных саморегулирующихся систем. В отличие от малых систем такие объекты характеризуются уровневой организацией, наличием относительно автономных и вариабельных подсистем, массовым стохастическим взаимодействием их элементов, существованием управляющего уровня и обратных связей,  
обеспечивающих целостность системы.

   Именно включение таких объектов в процесс научного исследования

16

вызвало резкие перестройки в картинах реальности ведущих областей естествознания. Процессы интеграции этих картин и развитие общенаучной картины мира стали осуществляться на базе представлений о природе как сложной динамической системе. Этому способствовало открытие специфики законов микро-, макро- и мега-мира в физике и космологии, интенсивное исследование механизмов наследственности в тесной связи с изучением надорганизменных уровней организации жизни, обнаружение кибернетикой общих законов управления и обратной связи. Тем самым создавались предпосылки для построения целостной картины природы, в которой прослеживалась иерархическая организованность Вселенной как сложного динамического единства. Картины реальности, вырабатываемые в отдельных науках, на этом этапе еще сохраняли свою самостоятельность, но каждая из них участвовала в формировании представлений, которые затем включались в общенаучную картину мира.

2.4.Четвертая научная революция (Последняя, 90-е годы XX века)

   В современную эпоху, в последнюю треть нашего столетия мы являемся свидетелями новых радикальных изменений в основаниях науки. Эти изменения можно охарактеризовать как четвертую глобальную научную революцию, в ходе которой рождается новая постнеклассическая наука. 
Интенсивное применение научных знаний практически во всех сферах социальной жизни, изменение самого характера научной деятельности, связанное с революцией в средствах хранения и получения знаний (компьютеризация науки, появление сложных и дорогостоящих приборных комплексов, которые обслуживают исследовательские коллективы и функционируют аналогично средствам промышленного производства и т.д.) меняет характер научной деятельности. Наряду с дисциплинарными исследованиями на передний план все более выдвигаются междисциплинарные и проблемно-ориентированные формы исследовательской деятельности. Если классическая наука была

17

ориентирована на постижение все более сужающегося, изолированного фрагмента действительности, выступавшего в качестве предмета той или иной научной дисциплины, то специфику современной науки конца XX века определяют комплексные исследовательские программы, в которых принимают участие специалисты различных областей знания. Организация таких исследований во многом зависит от определения приоритетных направлений, их финансирования, подготовки кадров и др. В самом же