Научные революции в истории естествознания

Развитие науки – сложный процесс, в нем периоды накопления знания сменяются революциями. В процессе научной революции происходит изменение картины мира, парадигмы.

Картина мира – общее представление о мире, складывающееся в определенный исторический период.

Парадигма (с греч. «образец») – понятие, введенное американским историком науки Т.Куном, которое обозначает совокупность идей, понятий, теорий и методов научного исследования, принятых научным сообществом в качестве модели для постановки и решения задач (например, механика Ньютона, теория относительности Эйнштейна). В результате научной революции формируется новая парадигма, новое видение мира.

XVII в. – эпоха первой глобальной научной революции. Она начинается с создания Н.Коперником гелиоцентрической картины мира, продолжается в работах Г.Галилея, И.Кеплера и завершается механикой И.Ньютона. В результате первой научной революции, появляется классическая наука. Для нее характерно стремление к объективности (созданию представлений об объекте самом по себе и исключению всего субъективного из научного знания), детерминизм (признание всеобщей причинной обусловленности явлений), механицизм (распространение законов механики на все мироздание, придание им универсального характера и непонимание специфики развития растительного и животного миров, не говоря уже об обществе).

Возникает механическая картина мира – представление о мире как о гигантском сложном механизме, действующем по определенным законам, которые можно познать. Несмотря на то, что механическая картина мира сыграла положительную роль в развитии науки, освободив природу от религиозных толкований, в целом она упрощала его, уподобляя машине. Кроме того, в этот период господствовал метафизический взгляд на мир, т.е. мир рассматривался как неразвивающийся.

Постепенно в науке накапливались факты, которые все труднее было согласовывать с принципами механицизма, что подтачивало основы механической картины мира.

Вторая глобальная научная революция начинается в конце XVIII в. Гипотеза Канта – Лапласа о возникновении Солнечной системы из газопылевого облака положила начало диалектизации естествознания. Идеи развития проникли в биологию и геологию.

Важнейшие открытия этого периода:

1) теория катастрофизма Ж.Кювье;

2)  теория эволюции Ч.Дарвина;

3) Клеточная теория Шлейдена и Шванна;

4) Закон сохранения и превращения энергии Джоуля-Майера;

5) Периодическая система элементов Д.И.Менделеева.

        В результате второй глобальной научной революции механистические представления о мире были разрушены, а важнейшие диалектические принципы – всеобщей связи и развития – получили мощное естественнонаучное обоснование. В этот же период происходит бурное развитие дисциплинарных наук. Формирование эволюционных идей является главным результатом этой революции.

Физики конца XIX века были уверены, что физика как наука практически завершена. Но в конце XIX – начале XX вв. были сделаны открытия, которые изменили прежнее механическое представление о мире и составили содержание третьей глобальной научной революции (рубеж XIX – XX вв.).

К ним относятся:

– открытие электрона, опровергнувшее представления о неделимости атома; – рентгеновские лучи,

– открытие радиоактивности;

– теория относительности Эйнштейна;

– создание квантовой механики.

Появляются новые научные направления: генетика; кибернетика; космология (создается концепция расширяющейся Вселенной).

Открытие делимости атомов стало многими интерпретироваться как исчезновение материи. Необходимо было уточнить философское понятие материи. Теперь материю не отождествляют с атомами и не связывают с какими-то конкретными свойствами вещества – протяженностью, массой и т.д. Материя понимается как объективная реальность, данная человеку в ощущениях. Главное свойство материи – существовать независимо от сознания, быть объективной реальностью.

В первой половине XX в. возникает неклассическая наука. Ее характеризует новый стиль научного мышления, что связано с изменением объекта исследования. Если классическое естествознание имело дело с макрообъектами, то неклассическая наука углубилась в изучение микромира. Это привело к потере прежних наглядных представлений об изучаемом объекте и возрастанием  роли теоретического мышления.

Чтобы исследовать субатомарный уровень строения материи, ученые вынуждены активно воздействовать на изучаемые частицы (например, бомбардировать атомы ионами серебра в камере Вильсона). Это означает, что один из основных принципов классической науки – объективизм начинает размываться. На смену ему приходит принцип сближения объекта и субъекта познания: знание об объекте зависит от того, какие средства и операции исследования используются учеными.

У объектов микромира обнаружились совершенно новые свойства, не имеющие аналогий в привычном мире. Прежде всего, это – корпускулярно-волновая двойственность (один и тот же объект может быть и частицей и волной). Открытие противоречивой природы микромира привело к формированию новых исследовательских принципов – дополнительности, неопределенности, вероятности. Вместо одной-единственной истины признается плюрализм истин (допускается истинность разных теорий, описывающих один и тот же объект).

Особое значение имели открытия А.Эйнштейна, показавшие неразрывную связь между пространством, временем и материей.

Пространство и время относятся к важнейшим характеристикам материального мира, являются всеобщими формами бытия материи. В мире нет материи, не обладающей пространственно-временными свойствами, как не существует пространства и времени самих по себе, вне материи.

    Пространство выражает протяженность и сорасположенность материальных объектов, их частей, а время выражает длительность существования объектов и последовательность смены состояний в их развитии.

    В истории философии и науки сложились две различные концепции пространства и времени: субстанциальная и реляционная.

    С точки зрения субстанциальной концепции пространство и время рассматривались как самостоятельные сущности, существующие наряду с материей и независимо от нее. Сторонником таких взглядов был И.Ньютон, считавший пространство и время абсолютными. Пространство – пустое «вместилище» тел, а время – «чистая длительность», текущая сама по себе.

    Вместе с тем, в XVII в. Г.Лейбницем разрабатывалась иная, реляционная концепция пространства и времени. Ее основы были заложены еще Аристотелем, утверждавшим, что пространственные отношения присущи телам и не существуют без них. Лейбниц считал, что пространство и время – это особые отношения между объектами, процессами и вне их не существуют. Другими словами, пространство и время не существуют вне материи, и их свойства не являются абсолютными, а зависят от особенностей материальных систем, например, скорости их движения, массы.

    А.Эйнштейн доказал, что в природе существует единое пространство-время, которое разделено только в человеческом мышлении. Наличие единого пространственно-временного континуума подтверждается тем фактом, что изменение пространства и времени происходит согласованно: при увеличении пространственного интервала сокращается временной, и наоборот. А это означает, что пространственно-временной интервал в итоге всегда остается постоянной формой материального объекта.

В конце XX в. происходит четвертая глобальная научная революция. В результате четвертой революции возникает постнеклассическая наука. Для нее характерны сближение субъекта и объекта на уровне целей и ценностей, междисциплинарность, исследование сложных процессов, протекающих в биосфере и в других развивающихся открытых нелинейных системах.

Ведущей научной дисциплиной становится синергетика, которая занимается исследованием целостных саморазвивающихся систем.

Ранее в науке считалось, что системы неживой природы могут изменяться лишь в сторону возрастания их энтропии, хаоса, а самоорганизующиеся процессы присущи только живым системам. Однако постепенно накапливалось все больше фактов, свидетельствовавших о возникновении самоорганизации и в неживой природе. В настоящее время считается установленным, что процессы самоорганизации могут происходить в физических и химических средах неорганической природы.

Эти наблюдения привели к возникновению синергетики – междисциплинарного научного направления, изучающего общие и универсальные механизмы самоорганизации, т.е. механизмы самопроизвольного возникновения и относительно устойчивого существования упорядоченных структур самой различной природы. Синергетика стирает, как казалось, непреодолимые грани между физическими и химическими процессами, с одной стороны, и биологическими и социальными процессами – с другой, ибо исследует общие механизмы самоорганизации и тех, и других.

Зарождение синергетики произошло в нашей стране в 60-е гг. ХХ в. в работах отечественных ученых Б.Н.Белоусова А.М.Жаботинского. Значительный вклад в развитие синергетики внесли И.Р.Пригожин, Г.Хакен и др.Они показали, что способность к самоорганизации является атрибутивным свойством материальных систем, а потому синергетика на сегодня является наиболее общей теорией самоорганизации и, более того, новым миропониманием, основой концепций глобального и космического эволюционизма.

Сознание.

Проблема сознания – одна из важнейших в философии. Отношение материи и сознания составляют основной вопрос философии.

В философии существуют две концепции сознания:

1) материалистическая, согласно которой сознание есть свойство материи, не существующее без нее (Демокрит, французские материалисты, Фейербах, Маркс);

2) идеалистическая, понимающая сознание как особую реальность, существующую независимо от материи и порождающую ее. У Платона это мир идей, у Гегеля – высший разум и т.д.

В современной науке сознание рассматривается в трех аспектах:

1) сознание – высшая форма отражения действительности;

2) сознание – функция мозга;

3) сознание имеет общественно-историческую природу.

Отражение – всеобщее свойство материи, заключающееся в способности материального тела сохранять в своей структуре следы воздействия других тел. Отражение существует в неживой и живой природе. Простейшая форма отражения в живой природе – раздражимость (характерна для растений). С формированием органов чувств и нервной системы, возникают более сложные формы отражения – чувствительность, у высших животных формируется психика, психическое отражение. Поведение на основе психических образов предполагает использование имеющегося опыта, памяти, воли и т.д. И, наконец, высшей формой отражения, присущей только человеку, является сознание. Таким образом, сознание является результатом усложнения и развития всеобщего свойства материи – отражения.

К предпосылкам возникновения сознания относят: переход к прямохождению, развитие руки, усложнение мозга.

Предками человека являются:

– австралопитек («южная обезьяна»);

– питекантроп («обезьяна – человек») ;

– неандерталец (500 тыс. лет, пользуется огнем, хоронит сородичей, нет речи);

– кроманьонец (100 тыс. лет назад) ;

–гомо сапиенс (40 тыс. лет назад).

Человек, общество, сознание и речь возникают одновременно в результате перехода наших предков от пассивного приспособления к ее активному преобразованию. Труд создал человека. Причина возникновения человека и сознания – переход к производству орудий труда. В основе сознания – предметно-практическая деятельность человека.

Обладать сознанием – значит относиться к миру со знанием. Сознание возникает в процессе активного освоения ребенком предметов внешнего мира. Сознание – способ передачи опыта от одного поколения к другому. В животном мире видовая информация передается на генетическом уровне, в человеческом обществе – с помощью средств культуры, различных предметов, в которых этот опыт воплощается.

Сознание обладает следующими свойствами:

– оперирует идеальными образами и понятиями,

– обладает познавательными способностями, основанными на проникновении в структуру мира,

– обладает способностью к соблюдению моральных норм поведения и способностью к саморазрушению;

– способно к самосознанию и рефлексии (отличию своего «Я» от других и осознанию собственных действий).