2_Otvety_k_kandidatskomu_po_filosofii_i_istorii_nauki_dlya_fizikov


Внимание! Два вопроса прощены!1. Три аспекта бытия науки: наука как познавательная деятельность, социальный институт и особая сфера культуры.Наука – особый вид познавательной деятельности, направленной на выработку объективных знаний о мире и их теоретическую систематизацию. Познание не ограничено сферой науки (обыденное познание, философское, художественное, религиозно-мифологическое). Различают формы знания, имеющие понятийную, символическую или художественно-образную основу. Наука выступает в 3 основных ипостасях:
1.Форма деятельности. Наука предстает как особый способ деятельности, направленный на фактически выверенное и логически упорядоченное познание предметов и процессов окружающей действительности.
2.Система или совокупность дисциплинарных знаний, отвечающих критериям объективности, адекватности, истинности, научное знание пытается обеспечить себе зону автономии и быть нейтральным по отношению к идеологическим и политическим приоритетам.
3. Социальный институт. Это понимание науки подчеркивает ее социальную природу и объективирует ее бытие в качестве формы общественного сознания. Наука как социальный институт или форма общественного сознания, связанная с производством научно-теоретического знания, представляет собой определенную систему взаимосвязей между научными организациями, членами научного сообщества, систему норм и ценностей. Но то, что она является институтом, где тысячи нашли профессию, - результат недавнего развития.
С наукой нельзя связывать только фиксацию совокупности фактов и их описание. В настоящее время наука предстает прежде всего как социокультурный феномен. Как социокультурный феномен наука возникла, отвечая на определенную потребность человечества в производстве и получении истинного, адекватного знания о мире, и существует, оказывая весьма заметное воздействие на развитие всех сфер общественной жизни. Она рассматривается в качестве социокультурного феномена т.к. границы сегодняшнего понимания науки, расширяются до границ "культуры". И с другой стороны, наука претендует на роль единственно устойчивого и "подлинного" фундамента последней в целом в ее первичном - деятельностном и технологическом - понимании. Наука выступает как фактор социальной регуляции общественных процессов. Она воздействует на потребности общества, становится необходимым условием рационального управления. Любая инновация требует аргументированного научного обоснования. Проявление социокультурной регуляции науки осуществляется через сложившуюся в данном обществе систему воспитания, обучения и подключения членов общества к исследовательской деятельности.
Научно-исследовательская деятельность признается необходимой и устойчивой социокультурной традицией, без которой нормальное существование и развитие общества невозможно. Она - приоритетное направление деятельности любого цивилизованного государства. Современную науку называют Большой. В конце XX в. численность ученых в мире превысила 5 млн. человек. Наука включает около 15 тыс. дисциплин. Новые источники энергии и информационные технологии - перспективные направления современной науки.
Возрастают тенденции интернационализации науки, а она сама становится предметом междисциплинарного комплексного анализа. К ее изучению приступают не только науковедение, философия науки, но и социология, психология, история. Исследователи указывают на "внешнюю" и "внутреннюю" социальность науки. Зависимость от социально-экономических, идеологических и духовных условий функционирования того или иного типа общества и государства, определяющего политику по отношению к науке, способы поддержки ее развития или сдерживания ее роста, составляют "внешнюю" социальность науки. Влияние внутренних ментальных установок, норм и ценностей научного сообщества и отдельных ученых, окрашивающих стилистические особенности мышления и их самовыражение, зависимость от особенностей эпохи и конкретного периода времени составляют представление о "внутренней" социальности.
Не только производство, но и факторы, институциональные, интеллектуальные, философские, религиозные и даже эстетические влияют на прогресс науки. Наука как социальный институт включает в себя ученых с их знаниями, квалификацией и опытом; разделение и кооперацию научного труда; четко налаженную и эффективно действующую систему научной информации; научные организации и учреждения, научные школы и сообщества; экспериментальное и лабораторное оборудование и др.
Наука была и остается прежде всего средством формирования научного знания, научной картины мира. Само существование науки как специфического социального института, ее все возрастающая роль в обществе в конечном счете обусловлены тем, что наука призвана выполнять в системе общественного разделения труда функции, связанные с осуществлением деятельности по формированию и развитию научного знания, определенных норм познавательного отношения к действительности.
2. Генезис науки и проблемы периодизации ее истории.
В истории формирования и развития науки можно выделить две стадии, которые соответствуют двум различным методам построения знаний и двум формам прогнозирования результатов деятельности. Первая стадия характеризует зарождающуюся науку (преднауку), вторая - науку в собственном смысле слова. Зарождающаяся наука изучает преимущественно те вещи и способы их изменения, с которыми человек многократно сталкивался в производстве и обыденном опыте. Он стремился построить модели таких изменений с тем, чтобы предвидеть результаты практического действия. Первой и необходимой предпосылкой для этого было изучение вещей, их свойств и отношений, выделенных самой практикой. Эти вещи, свойства и отношения фиксировались в познании в форме идеальных объектов, которыми мышление начинало оперировать как специфическими предметами, замещающими объекты реального мира. Эта деятельность мышления формировалась на основе практики и представляла собой идеализированную схему практических преобразований материальных предметов. Соединяя идеальные объекты с соответствующими операциями их преобразования, ранняя наука строила таким путем схему тех изменений предметов, которые могли быть осуществлены в производстве данной исторической эпохи.
Используя такого типа знания, можно было предвидеть результаты преобразования предметов, характерные для различных практических ситуаций, связанных с объединением предметов в некоторую совокупность.
Способ построения знаний путем абстрагирования и схематизации предметных отношений наличной практики обеспечивал предсказание ее результатов в границах уже сложившихся способов практического освоения мира. Однако по мере развития познания и практики наряду с отмеченным способом в науке формируется новый способ построения знаний. Он знаменует переход к собственно научному исследованию предметных связей мира.
Если на этапе преднауки как первичные идеальные объекты, так и их отношения, выводились непосредственно из практики и лишь затем внутри созданной системы знания (языка) формировались новые идеальные объекты, то теперь познание начинает строить фундамент новой системы знания как бы "сверху" по отношению к реальной практике и лишь после этого, путем ряда опосредований, проверяет созданные из идеальных объектов конструкции, сопоставляя их с предметными отношениями практики.
При таком методе исходные идеальные объекты черпаются уже не из практики, а заимствуются из ранее сложившихся систем знания (языка) и применяются в качестве строительного материала при формировании новых знаний. Эти объекты погружаются в особую "сеть отношений", структуру, которая заимствуется из другой области знания, где она предварительно обосновывается в качестве схематизированного образа предметных структур действительности. Соединение исходных идеальных объектов с новой "сеткой отношений" способно породить новую систему знаний, в рамках которой могут найти отображение существенные черты ранее не изученных сторон действительности. Прямое или косвенное обоснование данной системы практикой превращает ее в достоверное знание.
Благодаря новому методу построения знаний наука получает возможность изучить не только те предметные связи, которые могут встретиться в сложившихся стереотипах практики, но и проанализировать изменения объектов, которые в принципе могла бы освоить развивающаяся цивилизация. С этого момента кончается этап преднауки и начинается наука в собственном смысле. В ней наряду с эмпирическими правилами и зависимостями (которые знала и преднаука) формируется особый тип знания - теория, позволяющая получить эмпирические зависимости как следствие из теоретических постулатов. Меняется и категориальный статус знаний - они могут соотноситься уже не только с осуществленным опытом, но и с качественно иной практикой будущего, а поэтому строятся в категориях возможного и необходимого. Знания уже не формулируются только как предписания для наличной практики, они выступают как знания об объектах реальности "самой по себе", и на их основе вырабатывается рецептура будущего практического изменения объектов.
Возникает потребность в особой форме практики, которая обслуживает развивающееся естествознание. Такой формой практики становится научный эксперимент.
Поскольку демаркация между преднаукой и наукой связана с новым способом порождения знаний, проблема генезиса науки предстает как проблема предпосылок собственно научного способа исследования. Эти предпосылки складываются в культуре в виде определенных установок мышления, позволяющих возникнуть научному методу. Их формирование является результатом длительного развития цивилизации.
Переход к науке в собственном смысле слова был связан с двумя переломными состояниями развития культуры и цивилизации. Во-первых, с изменениями в культуре античного мира, которые обеспечили применение научного метода в математике и вывели ее на уровень теоретического исследования, во-вторых, с изменениями в европейской культуре, произошедшими в эпоху Возрождения и перехода к Новому времени, когда собственно научный способ мышления стал достоянием естествознания (становление эксперимента как метода изучения природы, соединение математического метода с экспериментом и формирование теоретического естествознания).
Для перехода к собственно научной стадии необходим был особый способ мышления (видения мира), который допускал бы взгляд на существующие ситуации бытия, включая ситуации социального общения и деятельности, как на одно из возможных проявлений сущности (законов) мира, которая способна реализоваться в различных формах, в том числе весьма отличных от уже осуществившихся.
Для того чтобы осуществился переход к собственно научному способу порождения знаний, с его интенцией на изучение необычных, с точки зрения обыденного опыта, предметных связей, необходим был иной тип цивилизации с иным типом культуры. Такого рода цивилизацией, создавшей предпосылки для первого шага по пути к собственно науке, была демократия античной Греции. Именно здесь происходит мутация традиционных культур и здесь социальная жизнь наполняется динамизмом, которого не знали земледельческие цивилизации Востока с их застойно-патриархальным круговоротом жизни. Хозяйственная и политическая жизнь античного полиса была пронизана духом состязательности, все конкурировали между собой, проявляя активность и инициативу, что неизбежно стимулировало инновации в различных сферах деятельности.
Социальный климат полиса снимал с нормативов деятельности ореол нерушимого сверхчеловеческого установления и формировал отношение к ним как к изобретению людей, которое подлежит обсуждению и улучшению по мере необходимости. На этой основе складывались представления о множестве возможных форм действительности, о возможности других, более совершенных форм по сравнению с уже реализовавшимися. Это видение можно обозначить как идею "вариабельного бытия", которая получила свое рациональное оформление и развитие в античной философии. Оно стимулировало разработку целого спектра философских систем, конкурирующих между собой, вводящих различные концепции мироздания и различные идеалы социального устройства.
Развертывая модели "возможных миров", античная философия, пожалуй, в наибольшей степени реализовала в эту эпоху эвристическую функцию философского познания, что и послужило необходимой предпосылкой становления науки в собственном смысле слова.
Любое познание мира, в том числе и научное, в каждую историческую эпоху осуществляется в соответствии с определенной "сеткой" категорий, которые фиксируют определенный способ членения мира и синтеза его объектов.
В процессе своего исторического развития наука изучала различные типы системных объектов: от составных предметов до сложных саморазвивающихся систем, осваиваемых на современном этапе цивилизационного развития.
Каждый тип системной организации объектов требовал категориальной сетки, в соответствии с которой затем происходит развитие конкретно-научных понятий, характеризующих детали строения и поведения данных объектов
Но как только наука переходит к освоению больших систем, в ткань научного мышления должна войти новая категориальная канва. Представления о соотношении категорий части и целого должны включить идею о несводимости целого к сумме частей. Важную роль начинает играть категория случайности, трактуемая не как нечто внешнее по отношению к необходимости, а как форма ее проявления и дополнения.
В развитии общества периодически возникают кризисные эпохи, когда прежняя исторически сложившаяся и закрепленная традицией "категориальная модель мира" перестает обеспечивать трансляцию нового опыта, сцепление и взаимодействие необходимых обществу видов деятельности. В такие эпохи традиционные смыслы универсалий культуры утрачивают функцию мировоззренческих ориентиров для массового сознания. Они начинают критически переоцениваться, и общество вступает в полосу интенсивного поиска новых жизненных смыслов и ценностей, призванных ориентировать человека, восстановить утраченную "связь времен", воссоздать целостность его жизненного мира.
Существуют 2 подхода к анализу развития:
1. Интернализм – концепция развития науки, в которой главное значение придается внутренним факторам развития; наука автономна и ее развитие можно объяснить только из нее самой. История науки это развитие мыслей, теорий, стилей мышления. Стиль мышления – это совокупность познавательных форм, фундаментальных категорий, принципов и схем объяснения действительности. «Переход от средневековья к классической науке осуществился на основе изменения стилей мышления».
2. Экстернализм – ведущая роль в развитии науки отводится внешним факторам – социально - экономические, культурные факторы.
Более менее подлинная картина происходит при объединении интернализма и экстернализма.
Античная философия продемонстрировала, как можно планомерно развертывать представление о различных типах объектов (часто необычных с точки зрения наличного опыта) и способах их мысленного освоения. Она дала образцы построения знаний о таких объектах. Это поиск единого основания (первоначал и причин) и выведение из него следствий (необходимое условие теоретической организации знаний). Эти образцы оказали бесспорное влияние на становление теоретического слоя исследований в античной математике.
Идеал обоснованного и доказательного знания складывался в античной философии и науке под воздействием социальной практики полиса. Греческий полис принимал социально значимые решения, пропуская их через фильтр конкурирующих предложений и мнений на народном собрании. Преимущество одного мнения перед другим выявлялось через доказательство, в ходе которого ссылки на авторитет, особое социальное положение индивида, предлагающего предписание для будущей деятельности, не считались серьезной аргументацией. Диалог велся между равноправными гражданами, и единственным критерием была обоснованность предлагаемого норматива. Этот сложившийся в культуре идеал обоснованного мнения был перенесен античной философией и на научные знания. Именно в греческой математике мы встречаем изложение знаний в виде теорем: "дано - требуется доказать - доказательство".
Характерно, что разработка в античной философии методов постижения и развертывания истины (диалектики и логики) протекала как отражение мира сквозь призму социальной практики полиса. Первые шаги к осознанию и развитию диалектики как метода были связаны с анализом столкновения в споре противоположных мнений (типичная ситуация выработки нормативов деятельности на народном собрании). Что же касается логики, то ее разработка в античной философии началась с поиска критериев правильного рассуждения в ораторском искусстве и выработанные здесь нормативы логического следования были затем применены к научному рассуждению.
Сформировав средства для перехода к собственно науке, античная цивилизация дала первый образец конкретно-научной теории - Евклидову геометрию. Однако она не смогла развить теоретического естествознания и его технологических применений. Причину этому видят в рабовладении и использовании рабов в функции орудий при решении тех или иных производственных задач. Дешевый труд рабов не создавал необходимых стимулов для развития солидной техники и технологии, а следовательно, и обслуживающих ее естественно-научных и инженерных знаний.
Известно, например, что Архимед, прославившийся не только своими математическими работами, но и приложением их результатов в технике, считал эмпирические и инженерные знания "делом низким и неблагодарным" и лишь под давлением обстоятельств (осада Сиракуз римлянами) вынужден был заниматься совершенствованием военной техники и оборонительных сооружений.
Средневековье является темным пятном в развитии научного знания.
В этот период не было выдвинуто новых научных программ. Средневековье изменяло содержание понятий, которыми пользовались в античности, что подготовило переход к новому времени. Здесь научное знание сочетается с вненаучным, пример – алхимия (сочетание экспериментальных исследований с вненаучными знаниями). Средневековье подготовило мышление к новому пониманию природы, науки и целей научного исследования.
Средневековье на первое место выдвигает человеческую душу и целью познания становится душа. Человек обладает телом, духом и душой. Подлинным бытием является бытие души, следовательно, появляется самосознание (а это уже основа науки нового времени). Основная идея – человек есть царь природы. Для средневековья, Бог – беспредельное, бесконечное, совершенное. Мир имеет начало и конец. Бесконечное становится признаком совершенства, неотъемлемой частью Бога. Необходимо познавать Бога, следовательно, бесконечность познаваема.
В средневековье меняется отношение к механике: все механические орудия являются аналогами природных объектов. Такой подход позволяет перейти к классической науке.
В эпоху возрождения окончательно завершилось формирование теоретических предпосылок науки. Возникает новое понимание человека, его места в мире и его познавательных способностей. Природа пронизана магическими силами. Идея бесконечности приписывается самой природе. Возрождение ставит человека наравне с Богом, возникает идея могущества человеческого разума. Человек – это главная основа изменения мира; чтобы изменить нужно знать, «Знание – сила» (а не вера, как в средневековье).
Переосмысление понятия материи: для античности материя изменчива, бесформенна, вторична. Теперь материя начинает пониматься как некая телесность. На смену пристального внимания к душе (средневековье) приходит внимание к человеческому телу. Материя приобретает пространственные характеристики и внутри себя обладает формой.
3. Культура античного полиса и становление первых форм теоретической науки.
расширение торговли и судоходства, возникновение и расширение греческих колоний, увеличение богатства и его перераспределение, рост народонаселения и прилив его в города. В результате расширения торговли, мореходства, колонизации новых земель расширился географический горизонт греков. Средиземное море стало известным до Гибралтара, куда достигали ионийские торговые суда, а тем самым гомеровское представление о вселенной обнаружило свою неадекватность. Но самым важным, пожалуй, было расширение связей и контактов с другими народами, открытие прежде незнакомых грекам обычаев, нравов и верований, которое естественно наводило на мысль об относительности, условности их собственных социальных и политических установлений. Эти факторы способствовали социальному расслоению и разрушению прежних форм жизни, порождали классовые антагонизмы и политическое напряжение, вели к кризису традиционного уклада и к утрате прочных нравственных ориентиров. В традиционных обществах передача и усвоение знаний и умений происходит преимущественно "по вертикали", от отца к сыну. Понятно, что социально-экономические изменения, происходившие в VII-VI вв. до н.э., вели к разрушению сложившихся форм связи между людьми и требовали от индивида выработки новой жизненной позиции
На место обычаев приходило образование, место отца в воспитании занимал учитель, а тем самым и власть отца в семье становилась под вопрос. Спецификой греческой философии, особенно в начальный период ее развития, является стремление понять сущность природы, космоса, мира в целом.
Уже у первых "физиков" философия мыслится как наука о причинах и началах всего сущего. И хотя в качестве начала каждый из них предлагает свое, однако само требование восходить к началам и из них объяснять устройство космоса, человека, познания ~ это требование в основном сохраняется у большинства греческих мыслителей
Освобождение от метафоричности мышления, характерной для ранних натурфилософов, предполагало переход от знания, обремененного чувственными образами, к знанию, оперирующему понятиями. Этот переход осуществляется постепенно. Один из этапов здесь - учение пифагорейцев, последователей Пифагора, жившего во второй половине VI-V в. до н.э.
Первые научные программы античности.
Греки заложили фундамент будущей науки. Для появления науки они создали следующие условия: систематические доказательства, рациональное обоснование, дедуктивное мышление, использование абстрактных объектов. Главное, что они отказались от использования науки в материально - предметных действиях. Они осуществили переход к созерцательному умозрительному постижению сущности, т.е. к идеализации. Но в эпоху античности наука в современном значении этого слова не существовала. Особенности научного знания Др. Греции появились в тех исследовательских программах, которые возникли в 6-5 веках до н.э.. Математическая программа: Фалес ввел доказательства как необходимый элемент математического знания. Пифагорейцы пытались объяснить мироустройство через числовые отношения. Мир – это космос (гармония, порядок), где господствуют числа. Они были первыми, кто пытался не только технически апеллировать с числами, но и понять их сущность (единица – как обобщающий момент существующих вещей, единица есть то, через что каждое из существующих является единым). Зенон поставил проблему соотношения конечного и бесконечного, движения и покоя, прерывного и беспрерывного. Платон помог математике обрести сферу чистого разума, санкционировал дальнейшее отделение математики от практических задач. Помимо материального мира вещей существует подлинный мир, мир чистых идей, идея служит причиной, целью для существования вещей. Своей вершины математическая программа достигает в образе геометрии Евклида, в основе которой лежат аксиомы, постулаты и определения. Физическая программа: Исторически физика возникла в недрах философии как ее составная часть. Изучая природные явления античные авторы стремились ответить на вопрос, что является сущностью природных явлений, чем определяется единство мира и т.д.. Можно выделить две модели в рамках этой физической программы: это натурфилософская модель (Фалес, Анаксемен, Анексемандр). Здесь философы пытались ответить на вопрос из чего все состоит, они выдвигают разные основания, разные стихии. Например – вода (влажность, Фалес), воздух (Анаксемен) Физика в этих учениях представлена как наука о естественных причинах возникновения, развития и строения мира. Ценно то, что природа объясняется из нее самой. Другая модель – это модель атомистическая (Демакрит, Эпикур). Признается, что многообразие мира объясняется различными соединениями и различной формой атомов (мельчайших, далее неделимых частиц). Эти представления утверждают неизменность первовещества, атомы находятся в непрерывном движении. Атомистическая модель представлена теоретической моделью, где целое пытаются объяснить как сумму составных частей. Применяется метод синтеза путем механического соизмерения. Атомы создают вещи и мир в целом.
Наивысшего развития физическая программа получает в учении Аристотеля. Он создает качественную физику, близкую к современному представлению. Он называет математику – наукой о неподвижном, а физику - о подвижном. Универсальная программа Аристотеля: Аристотель исследует основные причины бытия, считая, что действуют следующие 4 фактора (причины):
1. материя – пассивна, никакая, вещи существуют в ней как возможность. 2. форма – ей Аристотель отдает предпочтение, благодаря форме (активному началу) возникает предмет. 3.целевая – для чего существуют вещи.4. действующая (двигательная) – то благодаря чему существуют предметы. Аристотель, накопленные в античности знания, пытается привести в единую систему. Он дает классификацию наук, различая теоретические (математике), практические (этика, политика), поэтические (риторика, эстетика). Аристотель говорит о единстве материального и идеального, осуждая мир идей Платона. Форма у Аристотеля существует как понятие и существует как субстанция. Аристотель обращал внимание на соотношение действительности и возможности. Материя – это отсутствие формы и одновременно ее возможность. Аристотель является основателем такой науки как логика – науки о правильном мышлении. Он разработал учение о дедуктивном умозаключении, о законах правильного мышления (Закон тождества: а=а, т.е. понятие должно употребляться в одном и том же значении.Закон исключения противоречия: а не есть а. Закон исключенного третьего: есть либо а, либо не а, третьего не дано). Аристотель считал свою логику методологией научного познания. Гуманитарная программа: (соффисты, Сократ) от изучения явлений природы перешли к изучению возможностей человека в научном познании. Интересовались литературой, искусством, изучали поэтов древности. Сами сочиняли стихи и оды. Он обратили внимание, что в научном познании важен субъективный фактор, т.е. особенность мышления человека. Вывод их был неправилен: истина субъективна, т.е. сколько людей, столько мышлений. Соффисты явились первыми представителями гуманитарного знания. Сократ в отличие от соффистов ищет причины объективной истины.
4. Средневековая наука, ее идейные и социокультурные особенности.
Для эпохи средневековья характерны религиозная картина мира и «стиль социокультурного поведения», опирающийся на теологические ценности. Западноевропейское средневековье в качестве официальной доктрины избрало христианство, независимые от него представления жестоко карались.
В рамках средневековья философия, как и наука, выступают «служанками» богословия. Положения, расходящиеся с христианскими догматами, осуждаются. С точки зрения средневековых представлений весь мир наполнен таинственными символическими знаками, которые нужно уметь интерпретировать, согласовывая с религиозными догмами. Молитвенное созерцание истины достигается лишь на основе смирения и любви. Поэтому наука в средние века часто оценивается как своеобразное интеллектуальное Устремление, лишенное свободы поиска и скованное предрассудками и заблуждениями. Задачи научного исследования также направляются на достижение благодати и спасения. В науке господствовал схоластический метод с его необходимым компонентом - цитированием авторитетов, что лишало значимости задачу по исследованию природных закономерностей.
Схоласты шлифуют и защищают основные догматы официальной теологической доктрины, приспосабливая ее к удобствам преподавания в университетах и школах. Они культивируют навыки интеллектуального мышления. Основной путь постижения Бога видится в логике и рассуждениях. Со схоластикой связан оттачивание логического аппарата, рассудочных способов обоснования знания, при которых сталкиваются тезис и антитезис, аргументы и контраргументы.
Схоластика опиралась на учение о двойственной истине, разделявшее истины богословия и истины философии. Истинное в философии может быть ложным в теологии, и наоборот. Принцип двойственности истины указывал на наличие двух принципиально разных картин мира - теолога и натурфилософа. Первая связывала истину с божественным откровением, вторая - с естественным разумом. В отличие от веры философия, как и знание, опирается на доказательства разума. Человеческие познания постоянно возрастают, авторитет отодвигается на последнее место.
Кредо средневековья, сформулированное Фомой Аквинским, состоит в том, чтобы философские дисциплины, которые получают свое знание от разума, были дополнены наукой, священной и основанной на откровении. Священное учение есть наука теология, которая к другим наукам прибегает как к подчиненным ей служанкам. Таким образом, в средневековье оформился специфический критерий истинности со ссылкой на авторитет Бога.
В эпоху возрождения окончательно завершилось формирование теоретических предпосылок науки. Возникает новое понимание человека, его места в мире и его познавательных способностей. Зарождается пантеизм (Кузанский, Бруно); Бог присутствует во всех природных вещах (мировая душа) и является причиной изменения мира. Природа пронизана магическими силами. Идея бесконечности приписывается самой природе. Кузанский показал единство конечного и бесконечного (совпадение минимума и максимума), т.е. возможное единство противоположностей. Вводит парадокс противоречия, как начало всякого размышления. Античность не допускает противоречии для научного знания. В эпоху возрождения парадокс считается синонимом точного знания. Если мир бесконечен, то отдельные различия исчезают. Т.к. конечное и бесконечное совпадают, это положение привело к возникновению дифференциального исчисления.
Возрождение ставит человека наравне с Богом, возникает идея могущества человеческого разума. Человек – это главная основа изменения мира; чтобы изменить нужно знать, «Знание – сила» (а не вера, как в средневековье).
Средневековая философия вошла в историю мысли под именем схоластики, которое уже с давних пор употребляется в нарицательном смысле как символ оторванного от реальности, пустого словопрения. Особенность схоластики состоит в том, что она сознательно рассматривает себя как науку, поставленную на службу теологии, как «служанку теологии». Начиная примерно с 16 века в средневековых университетах возрастает интерес к проблемам логики, которая в ту эпоху носила название диалектики и предмет которой составляла работа над понятиями. Большое влияние на философов 16—17 веков оказали логические сочинения Боэция, комментировавшего «Категории» Аристотеля и создавшего систему тонких различений и определений понятий, с помощью которых теологи пытались осмыслить «истины веры». Стремление к рационалистическому обоснованию христианской догматики привело к тому, что диалектика превратилась в одну из главных философских дисциплин, а расчленение и тончайшее различение понятий, установление определений и дефиниций, занимавшее многие умы, подчас вырождалось в тяжеловесные многотомные построения. Увлечение таким образом понятой диалектикой нашло свое выражение в характерных для средневековых университетов диспутах, которые иной раз длились по 10—12 часов с небольшим перерывом на обед. Эти словопрения и хитросплетения схоластической учености порождали к себе оппозицию. Схоластической диалектике противостояли различные мистические течения, а в 15 — 16 веках эта оппозиция получает оформление в виде гуманистической светской культуры, с одной стороны, и неоплатонической натурфилософии, с другой. Первые университеты возникли в XII в. в Париже и Болонье. В 13- 15 вв. Европа покрылась целой сетью университетов. Потребность в них обусловливалась в первую очередь нуждами и задачами церкви. В большинстве случаев университеты прямо опирались на поддержку церковных властей. Главная цель университетской науки состояла в изучении и истолковании Священного Писания и Священного Предания (т.е. произведений святых Отцов церкви). Истолкование священных текстов было исключительной прерогативой церкви и связанных с ней университетских ученых, с тем чтобы воспрепятствовать распространению невежественных суждений о христианской вере. К истолкованию допускались ученые не ниже магистерского звания. В соответствии с основной задачей большинство университетов включало в свой состав два факультета - факультет свободных искусств и факультет теологии (богословия). Первый был необходимой подготовительной ступенью ко второму. Факультет теологии имел целью точное изучение Библии путем ее толкования и систематического изложения христианской доктрины. Итогом этой работы были так называемые «Суммы теологии». Магистрами теологии становились лишь те, кто ранее прошел обучение на факультете свободных искусств. Впечатляющими были сроки обучения: на факультете свободных искусств - шесть лет, на факультете теологии - не менее восьми лет. Таким образом, чтобы стать магистром богословия, приходилось затратить на обучение не менее четырнадцати лет. Впрочем, учение не могло не быть увлекательным, поскольку предполагало активное участие в дискуссиях и диспутах. Лекции чередовались с семинарами, на которых учащиеся отрабатывали умение самостоятельно применять полученные знания. Высоко ценились логическая дисциплина ума критическое мышление, острая проницательность.
Университеты решали несколько взаимосвязанных задач: они готовили кадры хорошо обученных и подготовленных идейных защитников христианства, они же производили богословско-философскую продукцию - трактаты различного назначения, с изощренно-логическим.
1) Онтология теоцентризма (учение о бытие): 1. подлиным бытием обладает трансцендентный миру Богу. 2. креационизм-мир сотворен Богом из ничего (способы творения: генерация (родители ребенок), фабрикация (глина горшок), креация (творение Богом)). 3.провиденциализм-все подчиняется воле Бога. 4.эсхатология-учение о конечных судьбах мира, о втором пришествии и страшном суде. 5.телеологизм-каждая вещь стремится к той цели, которую назначил Бог. 6.иерархизм-вещи различаются по степени одухотворен.
2) Гносеология-теория познания. Теотиан «Верую, ибо абсурдно». Августин Блаженный «Верую, чтобы познать». Вильгельм «Знаю, чтобы верить». 1.основной источник знания Библия и другие священные тексты. 2.метод познания признавалась экзегетика – толкование священных текстов (буквальный, эсхотологический – о запретном мире, аллегорический, духовный). 3.критерий истины-это не противоречие священным текстам. 4.вера выше знания. 5.предметом познания полагалось только имеющее отношение к духовному. 6.символизм – всякая вещь означает не саму себя, а является символом Бога. За ней надо видеть идеальный мир.
3)Антропология и аксеология-теория о человеке и ценностей.1.Критерии ценности – это отношение объекта к духовному, священному, церковному. 2.Смысл жизни человека – спасение души. 3.Идеал жизни- покорность, смирение, принятие воли Бога (монашеская жизнь). 4.человек понимался дуалистически, и как божественное существо, и как изменившее ему, т.е. дьявольское.
4) Эпистемология (научное знание). 1.Становление полумистического экспериментального метода познания природы. Идеологический фундамент опытной деятельности: представление о себе, как о деятеле; человек стал восприниматься как хозяин природы, который должен извлекать из нее пользу; труд для монаха –богоугодное дело, допускается деятельность по облегчению этого труда на основе создания механизмов. Наиболее ярко экспериментальная деятельность проявилась в алхимии, ятрохимии (лекарства) и натуральной химии (цель - воздействие на потусторонние силы). Идеолог экспериментального метода Роджер Бекон. Он выделял 2 вида познания: на основе доказательства и опыта, причем опыт ставил выше, а природу предлагал изучать через понятия материи и силы, где первое описывается физически, а второе – материалистически.
2. Качественный характер знания. В основе лежала идея Аристотеля о неоднородном и анизотропном пространстве, в котором все точки и направления неравноценны, т.е. бытие качественно неоднородно.
3. Отрицание объективных законов природы, не являющейся автономной, природа зависит от Бога.
4. Универсализм мировоззрения. Все отдельное, частное рассматривается как порочное, отпавшее от целого, единство обеспечивает Бог. Ценилось комплексное, универсальное, всеобщее знание, основными жанрами «научных» работ были суммы (Сумма против язычников), компендиумы, бестиарии (договоры против чегото).
5. Комментаторский характер знаний.
Основные направления: 1.Патристика (с лат – отец) – это учение «Отцов церкви» (Террушан, Ориген, Августин) имеющие целью теологизацию греко-римской языческой религиозной мысли, с опорой на учение Платона (Догматика, опологетика, казуистика). 2.Схоластика (от греч. «схола»-комментарий) – это направление средневековой мысли 9-14 вв имеющее целью рационализацию и систематизацию христианского учения с опорой на учения Аристотеля (Знание абсолютно текстовое, они были лишь логиками).
Теология – наука о целесообразности: естественная (вытекает из процессов развития общества) и сверхъестественная (исходит от Бога). Познание при таких условиях могло существовать только под контролем церкви. Все то, что противоречило церкви, подлежало запрету. 1131 г. – запрет на медиц. и юридич. лит-ру. В этот период исследуются не реальные вещи и исследования, а понятия. В мире созданном Богом, не было места объективным законам, без этого наука не могла быть. Существовали области знания, к-е подготавливали возможность рождения науки (алхимия, астрология, натур. магия) и др. Универсальным методом исследования была дедукция Аристотеля (идеалистическая дедукция).
Важнейшая хар-ка схоластики - идея рационализации положений христианства, что подразумевало нахождение соответствия м/у Божьим словом и миром. Метод схоластов - построение схол (комментариев к священным текстам): восходящие (от мира к слову Божьему) и нисходящие (от слова к миру). 5 доказательств бытия Бога Фомы Аквинского: 1-док-во от движения (Бог-перводвигатель), 2-док-во от причинности (я –мама и папа… - адам и ева – Бог), 3-док-во от цели (река течет в направление, заданным Богом) 4.док-во от бытия совершенства (наиболее добр, красив, справедлив – Бог), 5-док-во от абсол необход (небытие….Бог).
Важнейшая логическая проблема схоластов - спор об универсалиях (общие понятия обозначающие классы объектов: дом, дерево, человек). Как соотносятся универсалии и вещи: реализм (вначале существовали универсалии - как идеи Бога, а потом на их основе появились вещи); номинализм (береза, дуб, пальма - многол, ствол, крона; дерево – многол растение, имеющее твердый ствол, ветки, крону); концептуалисты (компромиссная позиция: универсалии реальны, но только относительно ума человека).
Негативное значение - мысль схоластов не выходит за пределы текста, не имеет отношения к актуал. проблем.
Важная особенность средневековой науки - становление полумистического опытного знания. Предпосылки опытного знания: 1-Христианское отношение к труду: трудился Иесус, апостолы, а также монахи для усмирения гордыни. 2-Изменение отношения к природе, должна быть трансформирована для принесения пользы людям. Т.О. появляется прослойка людей соединяющих теоретич и практич д-ть, т.е. монашество.
Роберт Гроссетест - неоплатонизм, где бытие - процесс эмонации света из единого, именно свет есть зримое проявление Бож. первоосновы, изучал оптику. Роджер Бекон - «знание - сила человека»: 1)Критика теоретич знания, подвержено 4 порокам: лже авторитет, лже знание, предубеждение и привычки. Предлагает 4 лекарства: изучение древних языков, оптики, математики, 4-опыт (всякое знание полученное непосредственно, а не логически). 2)Учение об опытном познании, включает: веру в авторитеты, логические выводы и опыт. Опыт: внутренний (откровение - сверхест истины) и внешний (на основе органов чувств - естеств истина). Уильям Оккам - учение о знании: 1) интуитивном (ощущения, переживания) 2) абстрагированным (отвлечение от существования и несуществования вещей). Существуют лишь единичные вещи и интенция (устремление души к познанию). Ввел теорию общих понятий (терминизм). Из разновидностей терминов вытекают науки: 1)реальные (о бытие), 2)рациональные (рассматриваются понятия по отношению к другим понятиям – логика).
Магия – это мистическая д-ть, имеющая целью принуждение сверхест-х силы к необходимому шагу, образу действий. Различают черную и белуб. Белая включает в себя: алхимию (опыт: химич экспер, позволил получить лекарство, спирт, яды, возгорающие в-ва и мистика: поиск Красного льва –превращающего все в золото) и астрологию (опыт: астрономич знания, математика, космобиология, астропсихология(знаки зодиака) и мистика – цель астрол поиск путей откровений). В овнове мистики алхимиков лежал поиск путей творения мира. Золотой век (рай) – Грехопадение (смеш) – Искупление (д-ть алхим) – Спасение (рай).
В средние века наука: 1)анбивалентна (соединяет созерцательность и мистические аспекты), поэтому нельзя средневековье назвать началом науки. Еще отсутствовала идея автономности природы (средство выражения духовных сил). 2)качеств-й хар-р знаний: определить сущность вещи – постичь ее божественный замысел, найти ее место в мировой иерархии. 3)полумистич хар-р опытного знания. 4) созерцательный теологотесктовый хар-р познания - божественные тексты имели больший научный статус, чем природа.
5. Наука в собственном смысле (от классического естествознания до современности)
Возникновение естествознания
Важно зафиксировать, что сама идея экспериментального исследования неявно предполагала наличие в культуре особых представлений о природе, о деятельности и познающем субъекте, представлений, которые не были свойственны античной культуре, но сформировались значительно позднее, в культуре Нового времени. Идея экспериментального исследования полагала субъекта в качестве активного начала, противостоящего природной материи, изменяющего ее вещи путем силового давления на них. Природный объект познается в эксперименте потому, что он поставлен в искусственно созданные условия и только благодаря этому проявляет для субъекта свои невидимые сущностные связи. Недаром в эпоху становления науки Нового Времени в европейской культуре бытовало широко распространенное сравнение эксперимента с пыткой природы, посредством которой исследователь должен выведать у природы ее сокровенные тайны.
Природа в этой системе представлений воспринимается как особая композиция качественно различных вещей, которая обладает свойством однородности. Она предстает как поле действия законосообразных связей, в которых как бы растворяются неповторимые индивидуальности вещей.
Такое понимание природы выражалось в культуре Нового времени категорией «натура». Но у древних греков такого понимания не было. У них универсалия «природа» выражалась в категориях «фюсис» и «космос». Фюсис обозначал особую, качественно отличную специфику каждой вещи и каждой сущности, воплощенной в вещах. Это представление ориентировало человека на постижение вещи как качества, как оформленной материи, с учетом ее назначения, цели и функции. Космос воспринимался в этой системе мировоззренческих ориентации как особая самоцельная сущность со своей природой. В нем каждое отдельное «физически сущее» имеет определенное место и назначение, а весь Космос выступает в качестве совершенной завершенности.
Как отмечал А.Ф. Лосев, нескончаемое движение Космоса представлялось античному мыслителю в качестве своеобразного вечного возвращения, движения в определенных пределах, внутри которых постоянно воспроизводится гармония целого, и поэтому подвижный и изменчивый Космос одновременно мыслился как некоторое скульптурное целое, где части, дополняя друг друга, создают завершенную гармонию. Образ вечного движения и изменения сочетался в представлениях греков с идеей шарообразной формы (космос почти всеми философами уподоблялся шару). А.Ф. Лосев отмечал глубинную связь этих особых смыслов универсалии «природа» с самими основаниями полисной жизни, в которой разнообразие и динамика хозяйственной деятельности и политических интересов различных социальных групп и отдельных граждан соединялись в целое гражданским единством свободных жителей города-государства. В идеале полис представлялся как единство в многообразии, а реальностью такого единства полагался Космос. Природа для древнего грека не была обезличенным, неодушевленным веществом, она представлялась живым организмом, в котором отдельные части — вещи — имеют свои назначения и функции. Поэтому античному мыслителю была чужда идея постижения мира путем насильственного препарирования его частей и их изучения в несвободных, несвойственных их естественному бытию обстоятельствах. В его представлениях такой способ исследования мог только нарушить гармонию Космоса, но не в состоянии был обнаружить эту гармонию. В связи с чем постижение Космоса, задающего цели всему «физически сущему», может быть достигнут только в умозрительном созерцании, которое расценивалось как главный способ поиска истины.
Знание о природе (фюсис) древние греки противопоставляли знанию об искусственном (тэхне). Античности, как и сменившему ее европейскому Средневековью, было свойственно резкое разграничение природного, естественного и технического, искусственного. Механика в античную эпоху не считалась знанием о природе, а относилась только к искусственному, созданному человеческими руками. И если мы расцениваем опыты Архимеда и его механику как знание о законах природы, то в античном мире оно относилось к «тэхне», искусственному, а экспериментирование не воспринималось как путь познания природы.
Теоретическое естествознание, опирающееся на метод эксперимента, возникло только на этапе становления техногенной цивилизации. Проблематика трансформаций культуры, которые осуществлялись в эту эпоху, активно обсуждается в современной философской и культурологической литературе. Не претендуя на анализ этих трансформаций во всех аспектах, отметим лишь, что их основой стало новое понимание человека и человеческой деятельности, которое было вызвано процессами великих преобразований в культуре переломных эпох — Ренессанса и перехода к Новому времени. В этот исторический период в культуре складывается отношение к любой деятельности, а не только к интеллектуальному труду как к ценности и источнику общественного богатства.
Это создает новую систему ценностных ориентации, которая начинает просматриваться уже в культуре Возрождения. С одной стороны, утверждается, в противовес средневековому мировоззрению, новая система гуманистических идей, связанная с концепцией человека как активно противостоящего природе в качестве мыслящего и деятельного начала. С другой стороны, утверждается интерес к познанию природы, которая рассматривается как поле приложения человеческих сил. Уже в эпоху Возрождения начинает складываться новое понимание связи между природным, естественным и искусственным, создаваемым в человеческой деятельности. Традиционное христианское учение о сотворении мира Богом получает здесь особое истолкование. По отношению к божественному разуму, который создал мир, природа рассматривается как искусственное. Деятельность же человека истолковывается как своеобразное подобие в малых масштабах актов творения. И основой этой деятельности полагается подражание природе, распознавание в ней разумного начала (законов) и следование осмысленной гармонии природы в человеческих искусствах — науке, художественном творчестве, технических изобретениях. Ценность искусственного и естественного уравниваются, а разумное изменение природы в человеческой деятельности выступает не как нечто противоречащее ей, а как согласующееся с ее естественным устройством. Именно это новое отношение к природе было закреплено в категории «натура», что послужило предпосылкой для выработки принципиально нового способа познания мира: возникает идея о возможности ставить природе теоретические вопросы и получать на них ответы путем активного преобразования природных объектов.
Новые смыслы категории «природа» были связаны с формированием новых смыслов категорий «пространство» и «время», что также было необходимо для становления метода эксперимента. Средневековые представления о пространстве как качественной системе мест и о времени как последовательности качественно отличных друг от друга временных моментов, наполненных скрытым символическим смыслом, были препятствием на этом пути.
Как известно, физический эксперимент предполагает его принципиальную воспроизводимость в разных точках пространства и в разные моменты времени. Понятно, что физические эксперименты, поставленные в одной лаборатории, могут быть повторены в других лабораториях, независимо от их местоположения (при прочих равных условиях). Если бы такой воспроизводимости не существовало, то и физика как наука была бы невозможна. Это же касается и воспроизводимости экспериментов во времени. Если бы эксперимент, осуществленный в какой-либо момент времени, нельзя было бы принципиально повторить в другой момент времени, никакой опытной науки не существовало бы.
Но что означает это, казалось бы, очевидное требование воспроизводимости эксперимента? Оно означает, что все временные и пространственные точки должны быть одинаковы в физическом смысле, т.е. в них законы природы должны действовать одинаковым образом. Иначе говоря, пространство и время здесь полагаются однородными.
Однако в средневековой культуре человек вовсе не мыслил пространство и время как однородные, а полагал, что различные пространственные места и различные моменты времени обладают разной природой, имеют разный смысл и значение.
Такое понимание пронизывало все сферы средневековой культуры — обыденное мышление, художественное восприятие мира, религиозно-теологические и философские концепции, средневековую физику и космологию и т.п. Оно было естественным выражением системы социальных отношений людей данной эпохи, образа их жизнедеятельности.
В частности, в науке той эпохи оно нашла свое выражение в представлениях о качественном различии пространства земного и небесного. В мировоззренческих смыслах средневековой культуры небесное всегда отождествлялось со «святым» и «духовным», а земное — с «телесным» и «греховным». Считалось, что движения небесных и земных тел имеют принципиальное различие, поскольку эти тела принадлежат к принципиально разным пространственным сферам.
Радикальная трансформация всех этих представлений началась уже в период Возрождения. Она была обусловлена многими социальными факторами, в том числе влиянием на общественное сознание Великих географических открытий, усиливающейся миграцией населения в эпоху первоначального накопления, когда разорившиеся крестьяне сгонялись с земли, разрушением традиционных корпоративных связей и размыванием средневекового уклада жизни, основанного на жесткой социальной иерархии.
Показательно, что новые представления о пространстве возникали и развивались с начала Возрождения в самых разных областях культуры: в философии (концепция бесконечности пространства Вселенной у Дж. Бруно), в науке (система Н. Коперника, которая рассматривала Землю как планету, вращающуюся вокруг Солнца, и тем самым уже стирала резкую грань между земной и небесной сферами), в области изобразительных искусств, где возникает концепция живописи как «окна в мир» и где доминирующей формой пространственной организации изображаемого становится линейная перспектива однородного евклидова пространства.
Все эти представления, сформировавшиеся в культуре Ренессанса, утверждали идею однородности пространства и времени и тем самым создавали предпосылки для утверждения метода эксперимента и соединения теоретического (математического) описания природы с ее экспериментальным изучением. Они во многом подготовили переворот в науке, осуществленный в эпоху Галилея и Ньютона и завершившийся созданием механики как первой естественнонаучной теории.
Показательно, что одной из фундаментальных идей, приведших к ее построению, была сформулированная Галилеем эвристическая программа — исследовать закономерности движения природных объектов, в том числе и небесных тел, анализируя поведение механических устройств (в частности, орудий Венецианского арсенала).
В свое время Нильс Бор высказал мысль, что новая теория, которая вносит переворот в прежнюю систему представлений о мире, чаще всего начинается с «сумасшедшей идеи». В отношении Галилеевой программы это вполне подошло бы. Ведь для многих современников это была действительно сумасшедшая идея — изучить законы движения, которым подчиняются небесные тела, путем экспериментов с механическими орудиями Венецианского арсенала. Но истоки этой идеи лежали в предыдущем культурном перевороте, когда преодолевались прежние представления о неоднородном пространстве мироздания, санкционировавшие противопоставление небесной и земной сфер.
Кстати, продуктивность Галилеевой программы была продемонстрирована в последующий период развития механики. Традиция, идущая от Галилея и Гюйгенса к Гуку и Ньютону, была связана с попытками моделировать в мысленных экспериментах с механическими устройствами силы взаимодействия между небесными телами. Например, Гук рассматривал вращение планет по аналогии с вращением тела, закрепленного на нити, а также тела, привязанного к вращающемуся колесу. Ньютон использовал аналогию между вращением Луны вокруг Земли и движением шара внутри полой сферы.
Характерно, что именно на этом пути был открыт закон всемирного тяготения. К формулировке Ньютоном этого закона привело сопоставление законов Кеплера и получаемых в мысленном эксперименте над аналоговой механической моделью математических выражений, характеризующих движение шара под действием центробежных сил.
Теоретическое естествознание, возникшее в ту историческую эпоху, предстало в качестве второй (после становления математики) важнейшей вехи формирования науки в собственном смысле этого слова.
Формирование технических и социально-гуманитарных наук
В качестве последующих исторически значимых этапов науки, определивших ее развитие и функции в культуре, можно выделить становление технических и социально-гуманитарных наук. Их становление как особых подсистем опытной науки (наряду с естествознанием) также имело социокультурные предпосылки. Оно происходило в эпоху вступления техногенной цивилизации в стадию индустриализма и знаменовало обретение наукой новых функций — быть производительной и социальной силой.
К концу XVIII — началу XIX столетия наука окончательно становится бесспорной ценностью цивилизации. Она все активнее участвует в формировании мировоззрения, претендуя на достижение объективно истинного знания о мире, и вместе с тем все отчетливее обнаруживает прагматическую ценность, возможность постоянного и систематического внедрения в производство своих результатов, которые реализуются в виде новой техники и технологии. Примеры использования научных знаний в практике можно обнаружить и в предшествующие исторические периоды, что давало импульсы к осмыслению практической значимости науки (вспомним известное изречение Бэкона: «Знание — сила»). И все же использование результатов науки в производстве в доиндустриальные эпохи носило скорее эпизодический, чем систематический характер.
В конце XVIII — первой половине XIX в. ситуация радикально меняется. К. Маркс справедливо отмечал, что «научный фактор впервые сознательно и широко развивается, применяется и вызывается в таких масштабах, о которых предшествующие эпохи не имели никакого понятия». Индустриальное развитие поставило достаточно сложную и многоплановую проблему: не просто спорадически использовать отдельные результаты научных исследований в практике, но обеспечить научную основу технологических инноваций, систематически включая их в систему производства.
Именно в этот исторический период начинается процесс интенсивного взаимодействия науки и техники и возникает особый тип социального развития, который принято именовать научно-техническим прогрессом. Потребности практики все отчетливее обозначали тенденции к постепенному превращению науки в непосредственную производительную силу. Внедрение научных результатов в производство в расширяющихся масштабах становилось основной характеристикой социальной динамики, а идея социального прогресса все отчетливее связывалась с эффективным технологическим применением науки.
Важную роль в развитии науки, в частности в формировании новых отраслей знания, сыграло развитие крупной машинной индустрии, пришедшей на смену мануфактурному производству. Не случайно в тех странах, где капитализм приобретал более развитые формы, наука получала преимущества в развитии. Внедрение ее результатов в производство все чаще рассматривалось как условие получения прибыли производителями, как свидетельство силы и престижа государства. Ценность науки, ее практическая полезность, связанная с извлечением дивидендов, отчетливо начинали осознаваться теми, кто вкладывал средства в проведение исследований.
Расширяющееся применение научных знаний в производстве сформировало общественную потребность в появлении особого слоя исследований, который бы систематически обеспечивал приложение Фундаментальных естественнонаучных теорий к области техники и технологии. Как выражение этой потребности между естественнонаучными дисциплинами и производством возникает своеобразный посредник — научно-теоретические исследования технических наук.
Их становление в культуре было обусловлено, по меньшей мере, двумя группами факторов. С одной стороны, они утверждались на базе экспериментальной науки, когда для формирования технической теории оказывалось необходимым наличие своей «базовой» естественнонаучной теории (во временном отношении это был период XVIII—XIX вв.). С другой стороны, потребность в научно-теоретическом техническом знании была инициирована практической необходимостью, когда при решении конкретных задач инженеры уже не могли опираться только на приобретенный опыт, а нуждались в научно-теоретическом обосновании создания искусственных объектов, которое невозможно осуществить, не имея соответствующей технической теории, разрабатываемой в рамках технических наук.
Технические науки не являются простым продолжением естествознания, прикладными исследованиями, реализующими концептуальные разработки фундаментальных естественных наук. В развитой системе технических наук имеется свой слой как фундаментальных, так и прикладных знаний, и эта система имеет специфический предмет исследования. Таким предметом выступает техника и технология как особая сфера искусственного, создаваемого человеком и существующего только благодаря его деятельности.
С точки зрения современных представлений об эволюции Вселенной, возникновение человека и общества открывает особую линию эволюции, в которой формируются объекты и процессы, чрезвычайно маловероятные для природы, практически не могущие в ней возникнуть без целенаправленной человеческой активности. Природа не создает ни колеса, ни двигателя внутреннего сгорания, ни ЭВМ на кристаллах — все это продукты человеческой деятельности. Вместе с тем все созданные человеком предметы и процессы возможны только тогда, когда порождающая их деятельность соответствует законам природы.
Идея законов природы выступает тем основанием, которое, сохраняя представление о специфике естественного и искусственного, связывает их между собой. Сама же эта идея исторически сформировалась в качестве базисного мировоззренческого постулата и ценности в эпоху становления техногенной цивилизации. Она выражала новое понимание природы и места человека в мире, отличное от представлений, свойственных большинству традиционных культур. Неразрывно связанное с этой мировоззренческой идеей представление об относительности разделения искусственного и естественного было одной из предпосылок не только становления естествознания, но и последующего формирования технических наук.
Первые образцы научных технических знаний, связанных с применением открытых естествознанием законов при создании новых технологий и технических устройств, возникли уже на ранних стадиях развития естественных наук. Классическим примером может служить конструирование X. Гюйгенсом механических часов. Гюйгенс опирается на открытые Галилеем законы падения тел, создает теорию колебания маятника, а затем воплощает эту теорию в созданном техническом устройстве. Причем между теоретическими знаниями механики (законом падения тел и законом колебания идеального маятника), с одной стороны, и реальной конструкцией маятниковых часов, с другой, Гюйгенс создает особый слой теоретического знания, в котором знания механики трансформируются с учетом технических требований создаваемой конструкции. Этот слой знания (разработанная Гюйгенсом теория изохронного качания маятника как падения по циклоиде, обращенной вершиной вниз) можно интерпретировать в качестве одного из первых образцов локальной технической теории. Что же касается систематической разработки технических теорий, то она началась позднее, в эпоху становления и развития индустриального машинного производства. Его потребности, связанные с тиражированием и модификацией различных технических устройств, конструированием их новых видов и типов, стимулировали формирование и превращение инженерной деятельности в особую профессию, обслуживающую производство. В отличие от технического творчества в рамках ремесленного труда, эта деятельность ориентировала на систематическое применение научных знаний при решении технических задач.
Развитие инженерной деятельности в XIX и XX вв. привело к дифференциации ее функций, их выделению в относительно самостоятельные специализации: проектирование, конструирование, обслуживание технических устройств и технологических процессов. С развитием инженерной деятельности усложнялось научное техническое знание. В нем сформировались эмпирический и теоретический уровни; наряду с прикладными техническими теориями возникли фундаментальные. Их становление было стимулировано не только прогрессом естествознания, но прежде всего потребностями инженерной практики. Характерным примером в этом отношении может служить формирование теории машин и механизмов. Первые шаги к ее созданию были сделаны еще в эпоху первой промышленной революции и связаны с задачами конструирования относительно сложных машин (подъемных, паровых, ткацких, прядильных и т.д.). Их разработка основывалась на использовании в качестве базисных компонентов, так называемых простых машин (блок, ворот, винт, рычаг и т.п.), исследование которых было важным исходным материалом открытия законов механики (программа Галилея). Но в процессе конструирования выяснялось, что работа большинства сложных машин предполагает преобразование движения с изменением его характера, направления и скорости. Поэтому главная проблема состояла не столько в выделении «простых машин» в качестве компонентов сложных, сколько в разработке теоретических схем их состыковки и преобразования присущих им типов движения. Потребности решения этой проблемы постепенно привели к созданию вначале отдельных теоретических моделей, а затем и фундаментальной теории машин и механизмов. Разработка последней была завершена в первой половине XX в. (В.А. Ассур, В.В.Добровольский, И.И.Артоболевский)28. Характерной ее особенностью стало не только создание методов расчета существующих типов машин и механизмов, но и предсказание принципиально новых типов, еще не применявшихся в практике (подобно тому как периодическая система элементов, созданная Д.И. Менделеевым, предсказала существование еще не открытых химических элементов, фундаментальная теория машин и механизмов предсказывала принципиально новые семейства механических устройств, до ее создания неизвестных практическому конструированию).
Возникая на стыке естествознания и производства, технические науки все яснее обозначали свои специфические черты, отличающие их от естественнонаучного знания. Они обретали свое предметное поле, формировали собственные средства и методы исследования, свою особую картину исследуемой реальности, т.е. все то, что позволяет говорить о становлении определенной научной дисциплины.
Сформировавшись, технические науки заняли прочное место в системе развивающегося научного знания, а технико-технологические инновации в производстве все в большей мере стали основываться на применении результатов научно-технических исследований. И если раньше наука, как отмечал Дж. Бернал, мало что давала промышленности, то с утверждением технических наук ситуация изменилась. Они стали не только обеспечивать потребности развивающейся техники, но и опережать ее развитие, формируя схемы возможных будущих технологий и технических систем.
Технические науки вместе с техническим проектированием начиная с середины XIX столетия стали выступать связующим звеном между естественнонаучными дисциплинами, с одной стороны, и производственными технологиями — с другой.
Эпоха индустриализма создала предпосылки не только для возникновения технических дисциплин в качестве особой области научного знания. В этот же исторический период начинает складываться система социально-гуманитарных наук. Как и другие науки, они имели свои истоки еще в древности, в накапливаемых знаниях о человеке, различных способах социального поведения, условиях воспроизводства тех или иных социальных общностей. Но в строгом смысле слова социальные и гуманитарные науки конституировались в XIX столетии, когда в культуре техногенной цивилизации отчетливо оформилось отношение c различным человеческим качествам и к социальным феноменам как к объектам управления и преобразования. Отношение к любым исследуемым явлениям и процессам как к объектам служит одним из обязательных условий научного способа познания, в том числе и социально-гуманитарного. Поэтому его предпосылками было формирование практик и типов дискурса, в которых человек, его качества, его деятельность и социальные связи предстают как особые объекты целера-ционального действия. Именно в эпоху индустриализма объектно-предметное отношение к человеку и человеческим общностям становится доминирующим в техногенной культуре. В это время окончательно оформляется приоритетный статус «отношений вещной зависимости», которые подчиняют себе и ограничивают сферу «отношений личной зависимости», выступавших основой организации социальной жизни в традиционных обществах. Главным фактором такой смены социально-культурных приоритетов стало всеохватывающее развитие товарно-денежных отношений, когда капиталистический рынок превращал различные человеческие качества в товары, имеющие денежный эквивалент. К. Маркс одним из первых проанализировал процессы и социальные последствия опредмечивания человеческих качеств в системе отношений развитого капиталистического хозяйства. Он интерпретировал эти процессы как отчуждение, порождающее неподвластные человеку социальные силы и превращающее людей в объекты социального манипулирования. Сходные мысли позднее развивал Г. Зиммель. Отталкиваясь от идей Маркса, он разработал свою философскую концепцию денег, в которой главное внимание уделялось социально-психологическим аспектам денежных отношений, их влиянию на духовную жизнь людей. Деньги рассматривались Зиммелем не только как феномен экономической жизни общества, но как универсальный способ обмена, определяющий характер отношений и общения в самых различных областях человеческой жизнедеятельности. Зиммелем была высказана мысль о зна-ково-символической роли денег и их функционировании как особого культурного феномена, опосредующего отношения людей.
Комментируя книгу Г. Зиммеля «Философия денег», современный Французский психолог Серж Московичи писал: «Зиммель не открыл Деньги. Тем не менее он первым охватил во всей полноте философию культуры, рожденной ими, и первым сформулировал целостную теорию Их власти». Эта власть проявлялась в самых различных сферах человеческого бытия. Она фиксировала дистанцию между предметом и потребляющим его человеком. Именно благодаря деньгам как посреднику не только материальные предметы, но и духовные сущности, идеи и ценности «становятся миром столь же автономным и объективным, как и мир физический». Деньги «раздробляют и стерилизуют, как нечто мешающее им, тот тип человеческих связей, в основе которого лежит смесь чувств и интересов, превращают личные отношения в безличные, при которых человек становится вещью для другого человека»30.
И еще на одно свойство денег обращает особое внимание Зиммель: на их способность превращать индивидуально неповторимые вещи, состояния, человеческие качества в количественные, калькулируемые объекты.
После работ Маркса и Зиммеля эти идеи были развиты М. Вебером в рамках его концепции духа капитализма. Вебер особо подчеркивал роль идеала целерационального действия в становлении и функционировании новой цивилизации, зародившейся в эпоху Ренессанса и Реформации. Этот идеал предполагал особый тип рациональности, основанной на принципах объективности, законодательного регулирования, планирования и расчета. Новая рациональность включалась в самые различные области человеческой жизнедеятельности, организуя экономику, право, науку, искусство, повседневную жизнь людей.
Отношение к человеку как к предмету рациональной регуляции характеризовало огромное многообразие практик, сложившихся в историческую эпоху становления и развития техногенной цивилизации. В знаменитых исследованиях М. Фуко, посвященных формированию клиники, истории тюрьмы, истории сексуальности, достаточно убедительно показано, что во всех этих, на первый взгляд малосвязанных между собой сферах человеческой жизни реализовался некоторый общий принцип «знания-власти». Человек выступал здесь как предмет, который нужно исследовать и рационально регулировать. Фуко показывает, как это отношение проявлялось в исторически возникающей организации надзора и контроля в тюрьмах, в системе обезличенного наказания от имени закона, в правилах внутреннего распорядка тюрем, больниц, учебных заведений, в самой их архитектуре и планировке внутреннего пространства. К этому же классу феноменов, выступающих в качестве своеобразных культурных символов «знания-власти». Фуко относит практику медицинского обследования, основанную на осмотре тела, которое предстает как объект, открытый для наблюдения; практику тестирования и медицинской документации; публичное обсуждение проблем сексуальности; периодические смотры-экзамены в учебных заведениях, когда власть заставляет человека-объекта публично демонстрировать себя, и т.п. Такого рода практики и дискурсы формировали и закрепляли новое отношение к индивиду — как к объекту наблюдаемому, описываемому и регулируемому определенными правилами. Соответствующие смыслы укоренялись в мировоззренческих универсалиях культуры, в понимании человека и его социального бытия, создавая предпосылки для возникновения социально-гуманитарных наук. Как подчеркивает Фуко, с того момента, «когда «норма» заняла место «предка», а мера соответствия норме — место статуса, когда место индивидуальности человека известного заняла индивидуальность человека вычислимого, в этот момент и стало возможным формирование наук о человеке, ибо именно тогда была запущена новая технология власти и новая политическая анатомия тела».
Возникновение социально-гуманитарных наук завершало формирование науки как системы дисциплин, охватывающей все основные сферы мироздания: природу, общество и человеческий дух. Наука обрела привычные для нас черты универсальности, специализации и междисциплинарных связей. Экспансия науки во все новые предметные области, расширяющееся технологическое и социально-регулятивное применение научных знаний сопровождались изменением институционального статуса науки. В конце XVIII — первой половине XIX столетия возникает дисциплинарная организация науки с присущими ей особенностями трансляции знаний, их применением и способами воспроизводства субъекта научной деятельности.
Институциональная организация науки и ее историческая эволюция
Развитие естественнонаучного, технического, а вслед за ними и социально-гуманитарного знания вызвало резкий рост научной информации. Наука конца XVIII — первой половины XIX в. характеризовалась увеличением объема и разнообразия научных знаний, углубляющейся Дифференциацией видов исследовательской деятельности и усложнением их взаимосвязей. Все это приводило к изменениям институциональных форм научного познания. Складывалась ситуация, при которой ученому все труднее было овладевать накопленной научной информацией, необходимой для успешных исследований. Если воспользоваться терминологией М.К. Петрова, можно сказать, что для конкретного человека достаточно отчетливо определились новые пределы «информационной вместимости», связанные как с физиологическими, так и с ментальными ограничениями человека.
Век энциклопедистов постепенно уходил в прошлое. Чтобы профессионально владеть научной информацией, необходимо было ограничить сферы исследования и организовать знания в соответствии с возможностями «информационной вместимости» индивида. Все это с неизбежностью вело к специализации знания. Исследователь постепенно становился специалистом в одной, порой достаточно узкой, области знания, становясь «сторонним наблюдателем» в других сферах исследования и не претендуя на всеобъемлющее знание. Нарастающая специализация способствовала оформлению предметных областей науки, приводила к дифференциации наук, каждая из которых не претендовала на исследование мира в целом и построение некой обобщенной картины мира, а стремилась вычленить свой предмет исследования, отражающий особый фрагмент или аспект реальности.
Фрагментация мира сопровождалась своеобразным расщеплением ранее синкретической деятельности ученого-исследователя на множество различных деятельностей, каждая из которых осуществлялась особым исследователем в соответствии с принципом «информационной вместимости». То, что раньше осуществлял отдельный мыслитель, теперь предполагает усилия коллективного субъекта познания. Отсюда возникала необходимость в поиске новых форм трансляции знания в культуре, а также новом типе воспроизводства субъекта научной деятельности.
В науке XVII столетия главной формой закрепления и трансляции знаний была книга (манускрипт, фолиант), в которой должны были излагаться основополагающие принципы и начала «природы вещей». Она выступала базисом обучения, дополняя традиционную систему непосредственных коммуникаций «учитель—ученик», обеспечивающих передачу знаний и навыков исследовательской работы от учителя его ученикам. Одновременно книга выступала и главным средством фиксации новых результатов исследования природы.
Перед ученым XVII столетия стояла весьма сложная задача. Ему недостаточно было получить какой-либо частный результат (решить частную задачу), в его обязанности входило построение целостной картины мироздания, которая должна найти свое выражение в достаточно объемном фолианте. Ученый был обязан не просто ставить отдельные опыты, но заниматься натурфилософией, соотносить свои знания с существующей картиной мира, внося в нее соответствующие изменения. Так работали все выдающиеся мыслители того времени — Галилей, Ньютон, Лейбниц, Декарт и другие.
В то время считалось, что без обращения к фундаментальным основаниям нельзя дать полного объяснения даже частным физическим явлениям. Не случайно Декарт в письме к М. Мерсенну писал: «Я охотно ответил бы на Ваши вопросы, касающиеся пламени свечи и других подобных вещей, но предвижу, что никогда не смогу достаточно удовлетворительно сделать это до тех пор, пока Вы не ознакомитесь со всеми принципами моей философии».
Однако по мере развития науки и расширения поля исследовательской деятельности все настоятельнее формировалась потребность в такой коммуникации ученых, которая обеспечивала бы их совместное обсуждение не только конечных, но и промежуточных результатов, не только «вечных» проблем, но и конечных и конкретных задач. Как ответ на этот социальный запрос в XVII столетии возникает особая форма закрепления и передачи знаний — переписка между учеными. Письма, которыми они обменивались, как правило, не только содержали сведения бытового характера, но и включали в себя результаты исследования и описание того пути, которым они были получены. Тем самым письма превращались в научное сообщение, излагающее результаты отдельных исследований, их обсуждение, аргументацию и контраргументацию. Систематическая переписка велась на латыни, что позволяло сообщать свои результаты, идеи и размышления ученым, живущим в самых разных странах Европы. Так возникает особый тип сообщества, которое избрало письмо в качестве средства научного общения и объединило исследователей Европы в так называемую «Республику ученых» (La Republigue des Lettres). Переписка между учеными не только выступала как форма трансляции знания, но и служила еще основанием выработки новых средств исследования. В частности, мысленный эксперимент, полагают, получил свое закрепление в качестве осмысленного исследовательского приема именно благодаря переписке ученых, когда в процессе описания реального предмета он превращался в идеализированный объект, не совпадающий с действительным предметом.
Способы общения между исследователями и формы трансляции знания, возникшие в XVII столетии, обеспечивали успешное развитие наук этой исторической эпохи, но по мере накопления объема научной информации потребовалось их изменение.
Уже во второй половине XVIII столетия постепенно началось углубление специализации научной деятельности. В различных странах образуются сообщества исследователей-специалистов, часто поддер-экиваемые общественным мнением и государством. Примером может служить сообщество немецких химиков — одно из первых национальное дисциплинарно ориентированных объединений исследователей, сложившееся в Германии к концу XVIII столетия. Как пишет по этому поводу историк науки К. Хуфбауэр, «в конце XVIII столетия германские химики образовали единое сообщество... Они стали относиться друг к другу как к необходимым коллегам и основным юарбитрам во всем, что касается научной истины и личных достижений». Коммуникации между исследователями осуществляются уже на национальном языке (а не на латыни), и в них сочетаются как личные коммуникации, так и обмен результатами исследований благодаря публикации отдельных сообщений в журнале «Химические анналы». Этот журнал сыграл особую роль в объединении немецких химиков, позволив интенсивно вести обсуждения проблем на его страницах, побуждая немецких химиков «рассматривать друг друга в качестве основной аудитории», все более «ощущая свою солидарность»35. Примерно такой же процесс характеризовал формирование сообществ специалистов в других областях разрастающегося массива научного знания.
Ученые уже не ограничивались только перепиской между собой и публикацией книг-фолиантов как основного продукта их научной деятельности. Переписка постепенно утрачивает свой прежний статус одного из основных объединителей исследователей, а «Республика ученых» заменяется множеством национальных дисциплинарно ориентированных сообществ. Внутренняя коммуникация в этих сообществах протекает значительно интенсивнее, чем внешняя.
Место частных писем, выступающих как научное сообщение, занимает статья в научном журнале. Статья приобретает особую значимость: в отличие от книги она меньше по объему, в ней не требуется излагать всю систему взглядов, поэтому время появления ее в свет сокращается. Но в ней не просто фиксируется то или иное знание, она становится необходимой формой закрепления и трансляции нового научного результата, определяющего приоритет исследователя. Для того чтобы новое знание вошло в культуру, необходимо его объективировать, закрепить в тексте, который был бы доступен самым различным исследователям. Статья успешно решает эту задачу. В этом процессе все более широкое применение находят национальные языки. Прежний язык научного общения — латынь — постепенно уступает место общедоступному национальному языку, который благодаря специальным терминам, особой системе научных понятий трансформируется (модифицируется) в язык научной коммуникации. Он дает возможность все более широкому кругу исследователей ознакомиться с полученными научными результатами и включить их в состав собственных исследований.
В отличие от письма, ориентированного на конкретного человека, зачастую лично знакомого автору, статья была адресована анонимному читателю, что приводило к необходимости более тщательного выбора аргументов для обоснования выдвигаемых положений. Статья не сразу приобрела все эти необходимые характеристики. Лишь к середине XIX столетия (период интенсивного оформления дисциплинарной организации науки) статья обрела те функции, в которых она предстает в современном научном сообществе: с одной стороны, она выступает как форма трансляции знания, предполагая преемственную связь с предшествующим знанием, поскольку ее написание предполагает указание на источники (институт ссылок), с другой, является заявкой на новое знание36.
Появление статьи как новой формы закрепления и трансляции знаний было неразрывно связано с организацией и выпуском периодических научных журналов. Первоначально они выполняли особую функцию объединения исследователей, стремясь показать, что и кем делается, но затем наряду с обзорами стали публиковать сведения о новом знании, и это постепенно стало их главной функцией.
Научные журналы становились своеобразными центрами кристаллизации новых типов научных сообществ, возникающих рядом с традиционными объединениями ученых. В этот исторический период многие ранее возникшие академические учреждения дополняются новыми объединениями, со своими уставами, в которых определялись цели науки. В отличие от «Республики ученых», где складывались неформальные отношения между учеными, такие сообщества были формально организованы, в них обязательно были предусмотрены еженедельные заседания, наличие уставов, определяющих жизнедеятельность данных учреждений, и т.д.
Показательно, что в уставах академий обращалось внимание не только на необходимость теоретических разработок, но и на практическое внедрение результатов научных исследований. Это был существенный аргумент, которым ученые стремились добиться поддержки со стороны правительства.
В конце XVIII — первой половине XIX в. в связи с увеличением объема научной, научно-технической информации, наряду с академическими учреждениями, возникшими в XVII — начале XVIII столетия (Лондонское королевское общество — 1660 г., Парижская академия наук — 1666 г., Берлинская академия наук — 1700.г., Петербургская академия — 1724 г. и др.), начинают складываться различного рода новые ассоциации ученых, такие, как «Французская консерватория (хранилище) технических искусств и ремесел» (1795), «Собрание немецких естествоиспытателей» (1822), «Британская ассоциация содействия прогрессу» (1831) и др.
Исследователи, работавшие в различных областях знания, начинает объединяться в научные общества (физическое, химическое, биологическое и т.п.). Новые формы организации науки порождали и новые формы научных коммуникаций. Все чаще в качестве главной формы трансляции знания выступают научные журналы, вокруг которых ученые объединялись по интересам.
Тенденция к специализации служила объективной основой, при которой ученый уже не ставил (или не мог поставить) задачу построения целостной картины мироздания. Все чаще в его обязанности входило решение отдельных задач, «головоломок» (Т. Кун).
Ситуация, связанная с ростом объема научной информации и пределами «информационной вместимости» субъекта, не только существенно трансформировала формы трансляции знания, но и обострила проблему воспроизводства субъекта науки. Возникала необходимость в специальной подготовке ученых, когда на смену «любителям науки, вырастающим из подмастерьев, приходил новый тип ученого как тип университетского профессора».
Не случайно в данный период все более широкое распространение приобретает целенаправленная подготовка научных кадров, когда повсеместно создаются и развиваются новые научные и учебные учреждения, в том числе и университеты. Первые университеты возникли еще в XII—XIII вв. (Парижский — 1160 г., Оксфордский — 1167 г., Кембриджский — 1209 г., Падуанский — 1222 г., Неапольский — 1224 г. и т.д.) на базе духовных школ и создавались как центры по подготовке духовенства. Длительное время в преподавании главное внимание уделялось проблеме гуманитарного знания. Однако в конце XVIII — начале XIX в. ситуация меняется. Начинает постепенно осознаваться необходимость в расширении сети учебных предметов. Именно в этот исторический период большинство существующих и возникающих университетов включают в число преподаваемых курсов естественнонаучные и технические дисциплины. Открывались и новые центры подготовки специалистов, такие, как известная политехническая школа в Париже (1795), в которой преподавали Ж. Лагранж, П. Лаплас и др.
Растущий объем научной информации привел к изменению всей системы обучения. Возникают специализации по отдельным областям научного знания, и образование начинает строиться как преподавание групп отдельных научных дисциплин, обретая ярко выраженные черты дисциплинарно-организованного обучения. В свою очередь это оказало обратное влияние на развитие науки, в частности на ее дифференциацию и становление конкретных научных дисциплин.
Процесс преподавания требовал не только знакомства слушателей с совокупностью отдельных сведений о достижениях в естествознании, но систематического изложения и усвоения полученных знаний-
Систематизация по содержательному компоненту и совокупности методов, с помощью которых были получены данные знания, стала рассматриваться как основа определенной научной дисциплины, отличающая одну совокупность знаний (научную дисциплину) от другой. Иначе говоря, систематизация знаний в процессе преподавания выступала как один из факторов формирования конкретных научных дисциплин.
Специальная подготовка научных кадров (воспроизводство субъекта науки) оформляла особую профессию научного работника. Наука постепенно утверждалась в своих правах как прочно установленная профессия, требующая специфического образования, имеющая свою структуру и организацию.
XX век принес новые перемены в институциональном статусе науки. В эту эпоху возникает так называемая Большая наука. Резко возрастает число занятых в науке профессиональных исследователей. К началу XIX столетия в мире насчитывалось около 1 тыс. ученых, к началу XX в. их численность составляла уже 100 тыс., а к концу XX столетия — 5 млн. После Второй мировой войны удвоение числа людей, занятых в науке, происходило в Европе за 15 лет, в США — за 10 лет, в СССР - за 7 лет.
Усиливается специализация научной деятельности. К концу XX в. в науке насчитывалось уже более 15 тыс. дисциплин. Возникают крупные исследовательские коллективы (НИИ, национальные лаборатории, исследовательские центры), которые сосредоточиваются только на решении исследовательских задач в соответствующей области знания. Время кустарей-одиночек, делающих научные открытия, давно прошло. Это не значит, что открытия становятся анонимными и не имеют своих авторов. Речь идет о том, что самим открытиям предшествует работа исследовательских коллективов над определенными задачами и проблемами, без которой открытия могли бы не состояться.
В Большой науке возникает разнообразие типов научных сообществ. Официально функционирующие коллективы сочетаются с неформальными. Последние возникают и действуют как «незримые колледжи» (термин, введенный американским историком науки Д. Прайсом), в которых исследователи, работающие над определенной проблемой по интересам, поддерживают информационные контакты, обмениваются результатами и обсуждают их. «Незримые колледжи» могут возникать как в рамках того или иного отдельного Крупного исследовательского коллектива (НИИ, университет), так и в качестве объединения исследователей, работающих в разных коллективах, в разных городах и регионах. По подсчетам Д. Прайса, в «незримом колледже» благодаря большей частоте информационных контактов и работе по интересу производительность труда ученых выше, чем в формально фиксированных сообществах. Но возможности неформальных объединений ограничены. Они не обладают необходимой материальной базой для исследований. Поэтому их эффективность проявляется только в их симбиозе с формально фиксированными коллективами (НИИ, университетами, национальными лабораториями и исследовательскими центрами).
Сегодня исследования в большинстве наук требуют серьезных финансовых затрат. Например, современные эксперименты в физике элементарных частиц используют весьма дорогостоящие ускорители. Ускоритель ЦЕРН (европейского центра ядерных исследований) в Женеве установлен на 100-метровой глубине под поверхностью Земли, в двух взаимосвязанных кольцеобразных тоннелях длиною более 20 км. Его обслуживает особая электростанция и мощная сеть компьютеров, обрабатывающая экспериментальную информацию. Работа на таком экспериментальном устройстве осуществляется по заранее составленным планам, посменно различными исследовательскими группами. Само сооружение таких установок требует огромных затрат, оцениваемых в миллиарды долларов. Аналогично обстоит дело с работой таких приборов, как, допустим, мощные телескопы, выводимые на околоземную орбиту для наблюдения за дальними галактиками и другими космическими объектами. Их изготовление, доставка на орбиту, компьютерная обработка получаемых данных в соответствующих лабораториях на Земле суммарно исчисляются уже сотнями миллионов и даже миллиардами долларов. В не меньшей степени это относится и к таким формам «космического эксперимента», как фотографирование поверхности дальних планет или бомбардировка ядра кометы с целью выяснить его состав.
Наука становится областью специального финансирования. В рыночной экономике в этом процессе участвуют как фирмы и корпорации (преимущественно инвестирующие те прикладные исследования и разработки, которые дают технологические результаты, внедряемые в производство и сферу услуг), так и государство. Оно играет доминирующую роль в финансировании фундаментальных исследований - Вложения в науку в технологически развитых странах постоянно растут. В США расходы на науку в 1950 г. составляли 3 млрд долларов, в 1960 — 13 млрд, а в 2000 - уже 228 млрд долларов (примерно 2,5 годовых бюджета России). «Национальные затраты человеческой энергии и денег, — пишет Д. Прайс, — неожиданно превратили науку в одну из решающих отраслей национальной экономики».
Эти слова были сказаны в 1962 г. Через полвека технологически развитые страны продемонстрировали, что именно продукция наукоемких производств и прямая торговля высокими технологиями, воплощающими достижения науки, являются основным источником наращивания общественного богатства. Производительная сила науки обрела новые измерения в современных процессах формирования и развития экономики знаний.
Рост научного знания выступает одним из важнейших факторов динамизма современной цивилизации, характерных для нее тенденций постоянного изменения и обновления.
Современная дисциплинарно-организованная наука с четырьмя основными блоками научных дисциплин — математикой, естествознанием, техническими и социально-гуманитарными науками — характеризуется внутридисциплинарными и междисциплинарными механизмами порождения знаний, которые обеспечивают ее систематические прорывы в новые предметные миры. Эти прорывы каждый раз открывают новые возможности для технико-технологических инноваций в самых различных сферах человеческой жизнедеятельности. Поэтому исследование механизмов роста знаний в их исторической эволюции важно для понимания не только самой науки, но и цивилизационных изменений, которые она постоянно порождает.
6. Структура научного знания. Соотношение эмпирического и теоретического уровней познания.
Научное познание есть целостная развивающаяся система, имеющая довольно сложную структуру. Структура научного познания может быть представлена в различных ее срезах и соответственно - в совокупности специфических своих элементов. Предварительно отметим, что в структуре всякого научного знания существуют элементы, не укладывающиеся в традиционное понятие научности: философские, религиозные, магические представления; интеллектуальные и сенсорные навыки, не поддающиеся вербализации и рефлексии; социально-психологические стереотипы, интересы и потребности; определенные конвенции, метафоры, противоречия и парадоксы; следы личных пристрастий и антипатий, привычек, ошибок и т.д С точки зрения взаимодействия объекта и субъекта научного познания, последнее включает в себя четыре необходимых компонента в их единстве:а) Субъект науки - ключевой ее элемент: отдельный исследователь, научное сообщество, научный коллектив и т.п.. в конечном счете - общество в целом. Они-то, т.е. субъекты науки, и исследуют свойства, стороны и отношения объектов и их классов (материальных или духовных) в данных условиях и в определенное время. Научная деятельность требует специфической подготовки познающего субъекта, в ходе которой он осваивает предшествующий и современный ему концептуальный материал, сложившиеся средства и методы его постижения, делает их своим достоянием, учится грамотно им оперировать, усваивает определенную систему ценностных, мировоззренческих и нравственных ориентаций и целевых установок, специфичных именно для научного познания. б) Объект (предмет, предметная область), т.е. то, что именно изучает данная наука или научная дисциплина. В широком смысле понятие "предмет", во-первых, обозначает некоторую ограниченную целостность, выделенную из мира объектов в процессе человеческой деятельности и познания; во-вторых, объект (вещь) в совокупности своих сторон, свойств и отношений, противостоящий субъекту познания. Предмет познания может быть материальным (атом, живые организмы, электромагнитное поле, галактика и др.) или идеальным (сам познавательный процесс, концепции, теории, понятия и т.п.). Тем самым в гносеологическом плане различие предмета и объекта относительно и состоит в том, что в предмет входят лишь главные, наиболее существенные (с точки зрения данного исследования) свойства и признаки объекта. в) Система методов и приемов, характерных для данной науки или научной дисциплины и обусловленных своеобразием их предметов. г) Свой специфический, именно для них язык - как естественный, так и искусственный (знаки, символы, математические уравнения, химические формулы и т.п.).
С другой стороны система научного знания каждой дисциплины гетерогенна. В ней можно обнаружить различные формы знания: эмпирические факты, законы, принципы, гипотезы, теории различного типа и степени общности и т.д. Все эти формы могут быть отнесены к двум основным уровням организации знания: эмпирическому и теоретическому. Соответственно можно выделить два типа познавательных процедур, порождающих эти знания.
Разумеется, для того чтобы проанализировать особенности и внутреннюю структуру каждого из этих уровней научного исследования, необходим предварительный выбор исходного материала для анализа. В качестве такого материала выступают реальные тексты науки, взятой в ее историческом развитии.
Обращаясь в качестве эмпирического материала к текстам развитых в теоретическом отношении наук, методология сталкивается с проблемой реконструкции текста, выделения тех или иных единиц знания, связи которых позволяют выявить структуру научной деятельности.
В методологических исследованиях до середины нашего столетия преобладал так называемый «стандартный подход», согласно которому в качестве исходной единицы методологического анализа выбиралась теория и ее взаимоотношение с опытом. Но затем выяснилось, что процессы функционирования, развития и трансформации теорий не могут быть адекватно описаны, если отвлечься от их взаимодействия. Выяснилось также, что эмпирическое исследование сложным образом переплетено с развитием теорий и нельзя представить проверку теории фактами, не учитывая предшествующего влияния теоретических знаний на формирование опытных фактов науки. Но тогда проблема взаимодействия теории с опытом предстает как проблема взаимоотношения с эмпирией системы теорий, образующих научную Дисциплину. В этой связи в качестве единицы методологического анализа уже не могут быть взяты отдельная теория и ее эмпирический базис. Такой единицей выступает научная дисциплина как сложное взаимодействие знаний эмпирического и теоретического уровней, связанная в своем развитии с интердисциплинарным окружением (другими научными дисциплинами).
Но тогда анализ структуры научного исследования целесообразно начать с такого выяснения особенностей теоретического и эмпирического уровней научной дисциплины, при котором каждый из этих уровней рассматривается в качестве сложной системы, включающей разнообразие типов знания и порождающих их познавательных процедур.
Эмпирический уровень научного познания включает в себя: наблюдение, эксперимент, группировку, классификацию и описание результатов наблюдения и эксперимента.
Теоретический уровень научного познания включает в себя: выдвижение, построение и разработку научных гипотез и теорий; формулирование законов; выведение логических следствий из законов; сопоставление друг с другом различных гипотез и теорий, а также процедуры объяснения, предсказания и обобщения.
Достаточно четкая фиксация этих уровней была осуществлена уже в позитивизме 30-х гг., когда анализ языка науки выявил различие в смыслах эмпирических и теоретических терминов. Такое различие касается средств исследования. Но кроме этого можно провести различение двух уровней научного познания, принимая во внимание специфику методов и характер предмета исследования.
(1) Рассматриваемые уровни различаются по предмету.
Эмпирическое исследование в своей основе направлено на изучение явлений и (эмпирических) зависимостей между ними. Здесь более глубокие, сущностные связи не выделяются еще в чистом виде:
они представлены в связях между явлениями, регистрируемых в эмпирическом акте познания.
На уровне же теоретическом имеет место выделение сущностных связей, которые определяют основные черты и тенденции развития предмета.
(2) Эмпирический и теоретический уровни научного познания различаются по средствам познания. Эмпирическое исследование основывается на непосредственном взаимодействии исследователя с изучаемым объектом. Теоретическое исследование, вообще говоря, не предполагает такого непосредственного взаимодействия исследователя с объектом: здесь он может изучаться, в той или иной мере, опосредовано, а если и говорится об эксперименте, то это "мысленный эксперимент", то есть идеальное моделирование.
Уровни научного познания различаются также понятийными средствами и языком. Содержание эмпирических терминов - это особого рода абстракции - "эмпирические объекты". Они не являются объектами изучаемой реальности (или "данности"): реальные объекты предстают как идеальные, наделенные фиксированным и ограниченным набором свойств (признаков). Каждый признак, который представлен в содержании термина, обозначающего эмпирический объект, присутствует и в содержании термина, обозначающего реальный объект, хотя и не наоборот. Предложения языка эмпирического описания, - их можно назвать эмпирическими высказываниями, - поддаются конкретной, непосредственной проверке в следующем смысле. Высказывание вроде "стрелка динамометра установилась около деления шкалы 100" является истинным, если показание названного прибора действительно такое. Что касается теоретических высказываний, то есть предложений, которые мы используем в теоретических выкладках, то они вышеописанным непосредственным образом, как правило, не проверяются. Они сопоставляются с результатами наблюдений и экспериментов не изолированно, а совместно - в рамках определенной теории. В языке теоретического исследования используются термины, содержанием которых являются признаки "теоретических идеальных объектов". Например:
"материальная точка", "абсолютно твердое тело", "идеальный газ", "точечный заряд" (в физике), "идеализированная популяция" (в биологии), "идеальный товар" (в экономической теории в формуле:
"товар - деньги - товар"). Эти идеализированные теоретические объекты наделяются не только свойствами, которые мы обнаруживаем реально, в опыте, но также и свойствами, которых ни у одного реального объекта нет.
(3) Эмпирический и теоретический уровни научного познания различаются по характеру используемых методов. Методы эмпирического познания нацелены на как можно более свободную от субъективных напластований объективную характеристику изучаемого объекта. А в теоретическом исследовании фантазии и воображению субъекта, его особым способностям и "профилю" его личностного познания предостав-ляется свобода, пусть что ни есть конкретная, то есть ограниченная.
Между эмпирическим и теоретическим уровнями познания имеется существенная связь. Без теории исследователь не знал бы, что он собственно наблюдает и для чего он проводит эксперимент, - то есть, что он ищет и что изучает.
Можно сказать так: эмпирические данные всякой науки - это теоретически истолкованные результаты того, что мы воспринимаем в опыте.
Итак, эмпирический и теоретический уровни познания отличаются по предмету, средствам и методам исследования. Однако выделение и самостоятельное рассмотрение каждого из них представляют собой абстракцию. В реальности эти два слоя познания всегда взаимодействуют.
7. Проблема как форма научного познания.
Осваивая действительность самыми разнообразными методами, научное знание проходит разные этапы. Каждому из них соответствует определенная форма развития знаний. Основными из этих форм являются факт, теория, проблема (задача), гипотеза, программа.
Проблема — форма теоретического знания, содержанием которой является то, что еще не познано человеком, но что нужно познать - это знание о незнании, вопрос, возникший в ходе познания и требующий ответа. Проблема не есть застывшая форма знания, а процесс, включающий два основных момента (этапа движения познания) — ее постановку и решение. Правильное выведение проблемного знания из предшествующих фактов и обобщений, умение верно поставить проблему — необходимая предпосылка ее успешного решения.
«Формулировка проблемы часто более существенна, чем ее разрешение, которое может быть делом лишь математического или экспериментального искусства. Постановка новых вопросов, развитие новых возможностей, рассмотрение старых проблем под новым углом зрения требуют творческого воображения и отражают действительный успех в науке».
В. Гейзенберг отмечал, что при постановке и решении научных проблем необходимо следующее: а) определенная система понятий, с помощью которых исследователь будет фиксировать те или иные феномены; б) система методов, избираемая с учетом целей исследования и характера решаемых проблем; в) опора на научные традиции, поскольку, по мнению ученого, «в деле выбора проблемы традиция, ход исторического развития играют существенную роль», хотя, конечно, определенное значение имеют интересы и наклонности самого ученого.
Как считает К. Поппер, наука начинает не с наблюдений, а именно с проблем, и ее развитие есть переход от одних проблем к другим — от менее глубоких к более глубоким. Проблемы возникают, по его мнению: а) либо как следствие противоречия в отдельной теории; б) либо при столкновении двух различных теорий; в) либо в результате столкновения теории с наблюдениями.
Конечно, рассуждает Поппер, наблюдение и эксперимент играют в науке решающую роль. Однако этим процедурам всегда предшествует вопрос или проблема, т.е. «нечто теоретическое». «Для того чтобы мы могли наблюдать, в нашем уме должен присутствовать конкретный вопрос, который мы могли бы разрешить при помощи наблюдений».
Для успешного решения любой научной проблемы Поппер формулирует два основных условия: а) ясное, четкое ее формулирование; б) критическое исследование различных ее решений.
Тем самым научная проблема выражается в наличии противоречивой ситуации (выступающей в виде противоположных позиций), которая требует соответствующего разрешения. Определяющее влияние на способ постановки и решения проблемы имеет, во-первых, характер мышления той эпохи, в которую формулируется проблема, и, во-вторых, уровень знания о тех объектах, которых касается возникшая проблема. Каждой исторической эпохе свойственны свои характерные формы проблемных ситуаций.
Научные проблемы следует отличать от ненаучных (псевдопроблем), например, проблема создания вечного двигателя. Решение какой-либо конкретной проблемы есть существенный момент развития знания, в ходе которого возникают новые проблемы, а также выдвигаются те или иные концептуальные идеи, в том числе и гипотезы. Наряду с теоретическими существуют и практические проблемы.
Проблемные ситуации в науке.
Этап проблемного осмысления, формулировки основной проблемы исследования — это этап, который не может избежать ни одна научная дисциплина. Он опирается на использование уже имеющегося познавательного арсенала, т.е. теоретических конструктов, идеализации, абстрактных объектов, но учитывает новые факты и данные, которые могут расходиться с устоявшимся объемом знания. Вслед за осознанием проблемы для ее разрешения выдвигается гипотеза, которая оценивается как необходимое основание при создании теоретической модели.
Гипотезы, как и абстрактные объекты и идеализации, являются средствами построения теоретических моделей, их строительным материалом. Вместе с тем они должны содержать в себе предметность, отражать стоящие за ними эмпирические связи, данные опыта, экспериментов и измерений.
Проблемные ситуации являются необходимым этапом развития научного познания и достаточно явно фиксируют противоречие между старым и новым знанием, когда старое знание не может развиваться на своем прежнем основании, а нуждается в его детализации или замене. Проблемные ситуации предполагают особую концентрацию рефлексивного осмысления и рационального анализа, они указывают на недостаточность и ограниченность прежней стратегии научного исследования и культивируют эвристический поиск. При этом необходимо соотнести ряд параметров, в которые должна вписаться формулируемая проблемная ситуация, среди них понятия «приемлемо», «адекватно», «необходимо», а также «санкционировано». Проблемные ситуации свидетельствуют о столкновении программ исследования, подвергают их сомнению, заставляют искать новые способы вписывания предметности в научный контекст.
Симптоматикой проблемных ситуаций в науке является возникновение множества контрпримеров, которые влекут за собой множество вопросов и рождают ощущение сомнения, неуверенности и неудовлетворенности наличным знанием. Результатом выхода из проблемных ситуаций является конституирование новых, рационально осмысленных форм организации теоретического знания.
Проблемные ситуации возникают, когда трудно установить специфику функционирования теории в соотношении с ее эмпирическим базисом. В этом случае поиск причинно-следственных отношений является основополагающим условием разрешения данной проблемной ситуации. Принцип причинности всегда занимает доминирующее место в научном исследовании. Вместе с тем проблемные ситуации могут возникать и в силу того, что изучение современной наукой более сложных объектов (типа саморазвивающихся систем) фиксирует помимо причинных связей иные: функциональные, структурные, коррелятивные, целевые и пр. В связи с этим современная философия науки осознает в качестве глобальной проблемную ситуацию, связанную с заменой представлений о линейном детерминизме и принудительной каузальности, нелинейной парадигмой, предполагающей квантово-механические эффекты, т.е. не элиминируемость случая, стохастические взаимодействия. Вселенная, понимаемая в контексте механистического мировоззрения как «точный часовой механизм», как «гигантская заводная игрушка», перестала восприниматься. Современный мир не стабилен, связан с неопределенностью и неоднозначностью сценариев будущего, и эта проблемная ситуация также требует своего научного изучения.
Другой, не менее масштабной проблемной ситуацией считается напряжение между рациональностью и сопровождающими ее внерациональными формами постижения действительности. Слепая вера в рациональноть осталась в прошлом, как образец классического естествознания. Сейчас для ученых актуальны дискуссии по поводу открытой рациональности, впускающей в себя интуицию, ассоциацию, метафору, многоальтернативность и пр.
Проблемные ситуации в науке свидетельствуют о том, что имеет смысл различать «знает что-либо» и «знает, что». Знание необходимо рассматривать как отношение между человеком и объектом и как отношение между человеком и суждением. Первое названо перцептуальным знанием, а второе — сужденческим.
Важная роль в преодолении проблемных ситуации принадлежит точности репрезентации, т.е. представлению объекта понятийным образом. Репрезентация может быть формальной, а может быть и интуитивной. В последнем случае схватываются основные характеристики, особенности поведения и закономерности объектов, не проводя дополнительных или предварительных логических процедур. Процесс освоения материала сжат в точку, в мгновение всплеска осознавания. Формальная репрезентация требует тщательно проведенных процедур обоснования и экспликации (уточнения) понятий, их смыслового и терминологического совпадения. Два вида репрезентаций предполагают социально-исторический контекст.
В поле проблемных ситуаций «затянут» и столь прочный способ эмпирического исследования как эксперимент. Эксперимент считается наиболее характерной чертой классической науки, однако он не может быть применен в языкознании, истории, астрономии и (по этическим соображениям) в медицине. Таким образом, проблемные ситуации, фиксируя противоречие между теорией и фактом, старыми и новыми данными, универсальны и играют в научном исследовании роль пускового механизма.
8. Структура эмпирического познания. Эксперимент и наблюдение. Проблема теоретической нагруженности факта.
Структура эмпирического исследования
Выделив эмпирический и теоретический уровни, мы получили лишь первичное и достаточно грубое представление об анатомии научного познания. Формирование же более детализированных представлений о структуре научной деятельности предполагает анализ строения каждого из уровней познания и выяснение их взаимосвязей.
Как эмпирический, так и теоретический уровни имеют достаточно сложную системную организацию. В них можно выявить особые слои Знания и, соответственно, порождающие эти знания познавательные Процедуры.
Рассмотрим вначале внутреннюю структуру эмпирического уровня. Его образуют, по меньшей мере, два подуровня: а) непосредственные наблюдения и эксперименты, результатом которых являются данные наблюдения; б) познавательные процедуры, посредством которых осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и фактам.
Эксперименты и данные наблюдения
Данные наблюдения в языке науки выражаются в форме особых высказываний — записей в протоколах наблюдения. В протоколе наблюдения указывается, кто наблюдал, время наблюдения, описываются приборы, если они применялись в наблюдении, а протокольные предложения формулируются как высказывания типа: «N наблюдал, что после включения тока стрелка на приборе показывает цифру 5»,' «N наблюдал в телескоп на участке неба (с координатами х, у) яркое световое пятнышко» и т.п.
Если, например, проводился социологический опрос, то в роли протокола наблюдения выступает анкета с ответом опрашиваемого. Если же в процессе наблюдения осуществлялись измерения, то каждая фиксация результата измерения эквивалентна протокольному предложению.
Протокольные предложения не только содержат информацию об изучаемых явлениях, но и, как правило, включают ошибки наблюдателя, наслоения внешних возмущающих воздействий, систематические и случайные ошибки приборов. Но тогда данные наблюдения, в силу того что они отягощены субъективными наслоениями, не могут служить эмпирическим основанием для теоретических построений.
Такими основаниями выступают эмпирические факты. Именно они образуют эмпирический базис, на который опираются научные теории. Факты фиксируются в языке науки в высказываниях типа: «сила тока в цепи зависит от сопротивления проводника»; «в созвездии Девы вспыхнула сверхновая звезда»; «более половины опрошенных в городе недовольны экологией городской среды» и т.п.
Уже сам характер фактофиксирующих высказываний подчеркивает их особый объективный статус, по сравнению с протокольными предложениями. Но тогда возникает новая проблема: как осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим фактам и что гарантирует объективный статус научного факта?
Постановка этой проблемы была важным шагом на пути к выяснению структуры эмпирического познания. Эта проблема активно разрабатывалась в методологии науки XX столетия. В конкуренции различных подходов и концепций она выявила многие важные характеристики научной эмпирии, хотя и на сегодняшний день проблема далека от окончательного решения.
Определенный вклад в ее разработку был внесен и позитивизмом, хотя нелишне еще раз подчеркнуть, что его стремление ограничиться только изучением внутренних связей научного знания и абстрагироваться от взаимоотношения науки и практики резко сужало возможности адекватного описания исследовательских процедур и приемов формирования эмпирического базиса науки.
Представляется, что деятельностный подход открывает наилучшие возможности для анализа. С позиций этого подхода мы и будем рассматривать структуру и функции каждого из отмеченных слоев эмпирического уровня познания. Начнем с более детального анализа подуровня наблюдений, который обеспечивает непосредственный контакт субъекта с исследуемыми процессами. Важно сразу же уяснить, что научное наблюдение носит деятельностный характер, предполагая не просто пассивное созерцание изучаемых процессов, а их особую предварительную организацию, обеспечивающую контроль за их протеканием.
Деятельностная природа эмпирического исследования на уровне наблюдений наиболее отчетливо проявляется в ситуациях, когда наблюдение осуществляется в ходе реального эксперимента. По традиции эксперимент противопоставляется наблюдению вне эксперимента. Не отрицая специфики этих двух видов познавательной деятельности, мы хотели бы тем не менее обратить внимание на их общие родовые признаки.
Для этого целесообразно вначале более подробно рассмотреть, в чем заключается особенность экспериментального исследования как практической деятельности, структура которой реально выявляет те или иные интересующие исследователя связи и состояния действительности3.
Предметная структура экспериментальной практики может быть рассмотрена в двух аспектах: во-первых, как взаимодействие объектов, протекающее по естественным законам, и, во-вторых, как искусственное, человеком организованное действие. В первом аспекте мы Можем рассматривать взаимодействие объектов как некоторую совокупность связей действительности, где ни одна из этих связей актуально не выделена в качестве исследуемой. В принципе, объектом познания может служить любая из них. Лишь учет второго аспекта Позволяет выделить ту или иную связь по отношению к целям познания и тем самым зафиксировать ее в качестве предмета исследования Но тогда явно или неявно совокупность взаимодействующих в опыте объектов как бы организуется в системе определенной цепочки отношений: целый ряд их реальных звеньев оказывается несущественным и функционально выделяется лишь некоторая группа отношений, характеризующих изучаемый «срез» действительности.
Проиллюстрируем это на простом примере. Допустим, что в рамках классической механики изучается движение относительно поверхности Земли массивного тела небольших размеров, подвешенного на длинной не растягивающейся нити. Если рассматривать такое движение только как взаимодействие природных объектов, то оно предстает в виде суммарного итога проявления самых различных законов. Здесь как бы накладываются друг на друга такие связи природы, как законы колебания, свободного падения, трения, аэродинамики (обтекание газом движущегося тела), законы движения в неинерциальной системе отсчета (наличие сил Кориолиса вследствие вращения Земли) и т.д. Но как только описанное взаимодействие природных объектов начинает рассматриваться в качестве эксперимента по изучению, например, законов колебательного движения, то тем самым вычленяется определенная группа свойств и отношений этих объектов.
Прежде всего взаимодействующие объекты — Земля, движущееся массивное тело и нить подвеса — рассматриваются как носители только определенных свойств, которые функционально, самим способом «включения» их в «экспериментальное взаимодействие», выделяются из всех других свойств. Нить и подвешенное на ней тело предстают как единый предмет — маятник. Земля фиксируется в данной экспериментальной ситуации 1) как тело отсчета (для этого выделяется направление силы тяжести, которое задает линию равновесия маятника) и 2) как источник силы, приводящий в движение маятник. Последнее в свою очередь предполагает, что сила тяжести Земли должна рассматриваться лишь в определенном аспекте. А именно, поскольку, согласно цели эксперимента, движение маятника представляется как частный случай гармонического колебания, то тем самым учитывается лишь одна составляющая силы тяжести, которая возвращает маятник к положению равновесия. Другая же составляющая не принимается во внимание, поскольку она компенсируется силой натяжения нити.
Описанные свойства взаимодействующих объектов, выступая в акте экспериментальной деятельности на передний план, тем самым вводят строго определенную группу отношений, которая функционально вычленяется из всех других отношений и связей природного взаимодействия. По существу, описанное движение подвешенного на нити массивного тела в поле тяжести Земли предстает как процесс периодического движения центра массы этого тела под действием квазиупругой силы, в качестве которой фигурирует одна из составляющих силы тяготения Земли. Эта «сетка отношений», выступающая на передний план в рассматриваемом взаимодействии природы, и есть та объектная структура практики, в рамках которой изучаются законы колебательного движения.
Допустим, однако, что-то же самое движение в поле тяжести Земли тела, подвешенного на нити, выступает как эксперимент с маятником Фуко. В этом случае предметом изучения становится иная природная связь — законы движения в инерциальной системе. Но тогда требуется выделить совершенно иные свойства взаимодействующих фрагментов природы.
Фактически закрепленное на нити тело функционирует теперь только как движущаяся масса с фиксированным относительно Земли направлением движения. Строго говоря, при этом система «тело плюс нить в поле тяжести» уже не рассматривается как маятник (поскольку здесь оказывается несущественной с точки зрения изучаемой связи основная характеристика маятника — период его колебания). Далее, Земля, относительно которой рассматривается движение тела, теперь фиксируется по иным признакам. Из всего многообразия ее свойств в рамках данного эксперимента оказываются существенными направление оси вращения Земли и величина угловой скорости вращения, задание которых позволяет определить кориолисовы силы. Силы же тяготения, в принципе, уже не играют существенной роли для целей экспериментального исследования кориолисовых сил. В результате выделяется новая «сетка отношений», которая характеризует изучаемый в рамках данного эксперимента «срез» действительности. На передний план выступает теперь движение тела с заданной скоростью вдоль радиуса равномерно вращающегося диска, роль которого играет плоскость, перпендикулярная оси вращения Земли и проходящая через ту точку, где в момент наблюдения находится рассматриваемое тело. Это и есть структура эксперимента с маятником Фуко, позволяющего изучать законы движения в неинерциальной (равномерно вращающейся) системе отсчета.
Аналогичным образом в рамках анализируемого взаимодействия природных объектов можно было бы выделить объектные структуры иного типа, если данное взаимодействие представить как разновидность экспериментальной практики по изучению, например, законов свободного падения или, допустим, законов аэродинамики (разумеется, отвлекаясь при этом от того, что в реальной экспериментальной деятельности такого рода опыты для данной цели не используются) Анализ таких абстрактных ситуаций хорошо иллюстрирует то обстоятельство, что реальное взаимодействие природных объектов может быть представлено как своего рода «суперпозиция» различного типа «практических структур», число которых, в принципе, может быть неограниченным.
В системе научного эксперимента каждая из таких структур выделяется благодаря фиксации взаимодействующих объектов по строго определенным свойствам. Эта фиксация, конечно, не означает, что у объектов природы исчезают все другие свойства, кроме интересующих исследователя. В реальной практике необходимые свойства объектов выделяются самим характером оперирования с ними. Для этого объекты, приведенные во взаимодействие в ходе эксперимента, должны быть предварительно выверены практическим употреблением для выявления у них свойств, стабильно воспроизводящихся в условиях будущей экспериментальной ситуации. Так, нетрудно видеть, что эксперимент с колебанием маятника мог быть осуществлен лишь постольку, поскольку предшествующим развитием практики было строго выявлено, что, например сила тяжести Земли в данном месте постоянна, что любое тело, имеющее точку подвеса, будет совершать колебания относительно положения равновесия и т.п. Важно подчеркнуть, что вычленение этих свойств стало возможным лишь благодаря соответствующему практическому функционированию рассматриваемых объектов. В частности, свойство Земли быть источником постоянной силы тяготения многократно использовалось в человеческой практике, например при перемещении различных предметов, забивании свай с помощью падающего груза и т.п. Подобные операции позволили функционально выделить характеристическое свойство Земли «быть источником постоянной силы тяжести».
В этом смысле в экспериментах по изучению законов колебания маятника Земля выступает не просто как природное тело, а как своеобразный «искусственно изготовленный» объект человеческой практики, ибо для природного объекта «Земля» данное свойство не имеет никаких «особых привилегий» по сравнению с другими свойствами. Оно существует реально, но на передний план как особое, выделенное свойство выступает только в системе определенной человеческой практики. Экспериментальная деятельность представляет собой специфическую форму природного взаимодействия, и, важнейшей чертой, определяющей эту специфику, является именно то, что взаимодействующие в эксперименте фрагменты природы всегда предстают как объекты с функционально выделенными свойствами.
В развитых формах эксперимента такого рода объекты изготовляются искусственно. К ним относятся в первую очередь приборные установки, с помощью которых проводится экспериментальное исследование. Например, в современной ядерной физике это могут быть установки, приготовляющие пучки частиц, стабилизированные по определенным параметрам (энергия, пульс, поляризация); мишени, бомбардируемые этими пучками; приборы, регистрирующие результаты взаимодействия пучка с мишенью. Для наших целей важно уяснить, что само изготовление, выверка и использование таких установок аналогичны операциям функционального выделения свойств у объектов природы, которыми оперирует исследователь в описанных выше экспериментах с маятником. В обоих случаях из всего набора свойств, которыми обладают материальные объекты, выделяются лишь некоторые свойства, и данные объекты функционируют в эксперименте только как их носители.
С таких позиций вполне правомерно рассматривать объекты природы, включенные в экспериментальную ситуацию, как «квазиприборные» устройства независимо от того, получены они искусственным путем или естественно возникли в природе независимо от деятельности человека. Так, в экспериментальной ситуации по изучению законов колебания Земля «функционирует» как особая приборная подсистема, которая как бы «приготовляет» постоянную силу тяготения (аналогично тому, как созданный человеком ускоритель при жестко фиксированном режиме работы будет генерировать импульсы заряженных частиц с заданными параметрами). Сам маятник играет здесь роль рабочего устройства, функционирование которого дает возможность зафиксировать характеристики колебания. В целом же система «Земля плюс маятник» может быть рассмотрена как своеобразная квазиэкспериментальная установка, «работа» которой позволяет исследовать законы простого колебательного движения.
В свете изложенного специфика эксперимента, отличающая его от взаимодействий в природе «самой по себе», может быть охарактеризована так, что в эксперименте взаимодействующие фрагменты природы всегда выступают в функции приборных подсистем. Деятельность по «наделению» объектов природы функциями приборов будем в Дальнейшем называть созданием приборной ситуации. Причем саму приборную ситуацию будем понимать как функционирование квазиприборных устройств, в системе которых испытывается некоторый Фрагмент природы. И поскольку характер взаимоотношений испытуемого фрагмента с квазиприборными устройствами функционально выделяет у него некоторую совокупность характеристических свойств, наличие которых в свою очередь определяет специфику взаимодействий в рабочей части квазиприборной установки, то испытуемый фрагмент включается как элемент в приборную ситуацию.
В рассматриваемых выше экспериментах с колебанием маятника мы имели дело с существенно различными приборными ситуациями в зависимости от того, являлось ли целью исследования изучение законов колебания или законов движения в равномерно вращающейся системе. В первом случае маятник включен в приборную ситуацию в качестве испытуемого фрагмента, во втором он выполняет совершенно иные функции. Здесь он выступает как бы в трех отношениях: 1) самодвижение массивного тела (испытуемый фрагмент) включено в функционирование рабочей подсистемы в качестве ее существенного элемента (наряду с вращением Земли); 2) периодичность же движения маятника, которая в предыдущем опыте играла роль изучаемого свойства, теперь используется только для того, чтобы обеспечить стабильные условия наблюдения (в этом смысле колеблющийся маятник функционирует уже как приготовляющая приборная подсистема); 3) свойство маятника сохранять плоскость колебания позволяет использовать его и в качестве части регистрирующего устройства (сама плоскость колебания здесь выступает в роли своеобразной стрелки, поворот которой относительно плоскости вращения Земли фиксирует наличие кориолисовой силы). Такого рода функционирование взаимодействующих в опыте природных фрагментов в роли приборных подсистем или их элементов и выделяет актуально, как бы «выталкивает» на передний план, отдельные свойства этих фрагментов. Все это приводит к функциональному вычленению из множества потенциально возможных объектных структур практики именно той, которая репрезентирует изучаемую связь природы.
Такого рода связь выступает как объект исследования, который изучается и на эмпирическом, и на теоретическом уровне познавательной деятельности. Выделение объекта исследования из совокупности всех возможных связей природы определяется целями познания и на разных уровнях последнего находит свое выражение в формулировке различных познавательных задач. На уровне экспериментального исследования такие задачи выступают как требование зафиксировать (измерить) наличие какого-либо характеристического свойства у испытуемого фрагмента природы. Однако важно сразу же уяснить, что объект исследования всегда представлен не отдельным элементом (вещью) внутри приборной ситуации, а всей ее структурой.
На примерах, разобранных выше, по существу, было показано, что соответствующий объект исследования — будь то процесс гармонического колебания или движение в неинерциальной системе отсчета — может быть выявлен только через структуру отношений, участвующих в эксперименте природных фрагментов.
Аналогичным образом обстоит дело и в более сложных случаях, относящихся, например, к экспериментам в атомной физике. Так, в известных опытах по обнаружению комптон-эффекта предмет исследования — «корпускулярные свойства рентгеновского излучения, рассеянного на свободных электронах» — определялся через взаимодействие потока рентгеновского излучения и рассеивающей его графитной мишени при условии регистрации излучения особым прибором. И только структура отношений всех этих объектов (включая прибор для регистрации) репрезентирует исследуемый «срез» действительности. Такого рода фрагменты реальных экспериментальных ситуаций, использование которых задает объект исследования, будем называть в дальнейшем объектами оперирования. Данное различение позволит избежать двусмысленности при использовании термина «объект» в процессе описания познавательных операций науки. В этом различии фиксируется тот существенный факт, что объект исследования не совпадает ни с одним из отдельно взятых объектов оперирования любой экспериментальной ситуации. Подчеркнем также, что объекты оперирования по определению не тождественны «естественным» фрагментам природы, поскольку выступают в системе эксперимента как своеобразные «носители» некоторых функционально выделенных свойств. Как было показано выше, объекты оперирования обычно наделяются приборными функциями и в этом смысле, будучи реальными фрагментами природы, вместе с тем выступают и как продукты «искусственной» (практической) деятельности человека.
Наблюдения выступают в этом случае не просто фиксацией некоторых признаков испытуемого фрагмента. Они несут неявно информацию и о тех связях, которые породили наблюдаемые феномены.
Но тогда возникает вопрос: справедливо ли сказанное для любых наблюдений? Ведь они могут быть получены и вне экспериментального исследования объекта. Более того, наблюдения могут быть случайными, но, как показывает история науки, они весьма часто являются началом новых открытий. Где во всех этих случаях практическая деятельность, которая организует определенным способом взаимодействие изучаемых объектов? Где контроль со стороны познающего субъекта за условиями взаимодействия, контроль, который позволяет сепарировать многообразие связей действительности, функционально выделяя именно те, проявления которых подлежат исследованию?
Ответы на эти вопросы могут показаться неожиданными, поэтому рассмотрим их более детально.
Систематические и случайные наблюдения
Научные наблюдения всегда целенаправленны и осуществляются как систематические, а в систематических наблюдениях субъект обязательно конструирует приборную ситуацию. Эти наблюдения предполагают особое деятельностное отношение субъекта к объекту, которое можно рассматривать как своеобразную квазиэкспериментальную практику. Что же касается случайных наблюдений, то для исследования их явно недостаточно. Случайные наблюдения могут стать импульсом к открытию тогда и только тогда, когда они переходят в систематические наблюдения. А поскольку предполагается, что в любом систематическом наблюдении можно обнаружить деятельность по конструированию приборной ситуации, постольку проблема может быть решена в общем виде. Несмотря на различия между экспериментом и наблюдением, оба предстают как формы практически деятельностного отношения субъекта к объекту. Теперь остается доказать, что систематические наблюдения предполагают конструирование приборной ситуации. Для этого мы специально рассмотрим такие наблюдения, где заведомо невозможно реальное экспериментирование с изучаемыми объектами. К ним относятся, например, наблюдения в астрономии.
Рассмотрим один из типичных случаев эмпирического исследования в современной астрономии — наблюдение за поляризацией света звезд в облаках межзвездной пыли, проводившееся с целью изучения магнитного поля Галактики.
Задача состояла в том, чтобы выяснить, каковы величина и направление напряженности магнитного поля Галактики. При определении этих параметров в процессе наблюдения использовалось свойство частиц межзвездной пыли, заключающихся в их ориентации магнитными силовыми линиями Галактики. В свою очередь об этой ориентации можно было судить, изучая эффекты поляризации света, проходящего через облако пыли. Тем самым параметры поляризованного света, регистрируемые приборами на Земле, позволяли получить сведения об особенностях магнитного поля Галактики.
Нетрудно видеть, что сам процесс наблюдения предполагал здесь предварительное конструирование приборной ситуации из естественных объектов природы. Звезда, излучающая свет, функционировала как приготовляющая подсистема, частицы пыли, ориентированные в магнитном поле Галактики, играли роль рабочей подсистемы, и лишь регистрирующая часть была представлена приборами, искусственно созданными в практике. В результате объекты: «звезда как источник излучения», «облако межзвездной пыли», «регистрирующие устройства на Земле» образовывали своего рода гигантскую экспериментальную установку, «работа» которой позволяла изучить характеристики магнитного поля Галактики.
В зависимости от типа исследовательских задач в астрономии конструируются различные типы приборных ситуаций. Они соответствуют различным методам наблюдения и во многом определяют специфику каждого такого метода. Для некоторых методов приборная ситуация выражена настолько отчетливо, что аналогия между соответствующим классом астрономических наблюдений и экспериментальной деятельностью прослеживается с очевидностью. Так, например, при определении угловых размеров удаленных космических объектов — источников излучения — широко используется метод покрытия наблюдаемого объекта Луной. Дифракция излучения на краях Луны позволяет с большой точностью определить координаты соответствующего источника. Таким путем были установлены радиокоординаты квазаров, исследован характер рентгеновского излучения Крабовидной туманности (был получен ответ на вопрос, является ли источником радиоизлучения вся туманность либо внутри ее находится точечный рентгеновский источник); этот метод широко применяется при определении размеров некоторых астрономических объектов. Во всех наблюдениях такого типа Луна используется в качестве передвижного экрана и служит своеобразной «рабочей подсистемой» в приборной ситуации соответствующих астрофизических опытов.
Довольно отчетливо обнаруживается приборная ситуация и в наблюдениях, связанных с определением расстояния до небесных объектов. Например, в задачах по определению расстояния до ближайших звезд методом параллакса в функции прибора используется Земля; при установлении расстояний до удаленных галактик методом Цефеид этот класс переменных звезд также функционирует в качестве средств наблюдения и т.д.
Правда, можно указать и на такие виды систематических наблюдений в астрономии, которые на первый взгляд весьма далеки от аналогии с экспериментом. В частности, при анализе простейших форм астрономического наблюдения, свойственных ранним этапам развития астрономии, нелегко установить, как конструировалась в них приборная ситуация. Тем не менее здесь все происходит аналогично уже рассмотренным случаям. Так, уже простое визуальное наблюдение за перемещением планеты на небесном своде предполагало, что наблюдатель должен предварительно выделить линию горизонта и метки на небесном своде (например, неподвижные звезды), на фоне которых наблюдается движение планеты. В основе этих операций, по существу, лежит представление о небесном своде как своеобразной проградуированной шкале, на которой фиксируется движение планеты как светящейся точки (неподвижные же звезды на небесном своде играют здесь роль средств наблюдения). Причем по мере проникновения в астрономическую науку математических методов градуировка небесного свода становится все более точной и удобной для проведения измерений. Уже в IV столетии до н.э. в египетской и вавилонской астрономии возникает зодиак, состоящий из 12 участков по 30 градусов, как стандартная шкала для описания движения Солнца и планет. Использование созвездий зодиака в функции шкалы делает их средствами наблюдения, своеобразным приборным устройством, позволяющим точно фиксировать изменение положения Солнца и планет.
Таким образом, не только в эксперименте, но и в процессе научного наблюдения природа дана наблюдателю не в форме созерцания, а в форме практики. Исследователь всегда выделяет в природе (или создает искусственно из ее материалов) некоторый набор объектов, фиксируя каждый из них по строго определенным признакам, и использует их в качестве средств эксперимента и наблюдения (приборных подсистем).
Отношение последних к изучаемому в наблюдении объекту образует предметную структуру систематического наблюдения и экспериментальной деятельности. Эта структура характеризуется переходом от исходного состояния наблюдаемого объекта к конечному состоянию после взаимодействия объекта со средствами наблюдения (приборными подсистемами).
Жесткая фиксация структуры наблюдений позволяет выделить из бесконечного многообразия природных взаимодействий именно те, которые интересуют исследователя.
Конечная цель естественнонаучного исследования состоит в том, чтобы найти законы (существенные связи объектов), которые управляют природными процессами, и на этой основе предсказать будущие возможные состояния этих процессов. Поэтому если исходить из глобальных целей познания, то предметом исследования нужно считать существенные связи и отношения природных объектов.
Но на разных уровнях познания такие связи изучаются по-разному. На теоретическом уровне они отображаются «в чистом виде» через систему соответствующих абстракций. На эмпирическом они изучаются по их проявлению в непосредственно наблюдаемых эффектах. Поэтому глобальная цель познания конкретизируется применительно к каждому из его уровней. В экспериментальном исследовании она выступает в форме специфических задач, которые сводятся к тому, чтобы установить, как некоторое начальное состояние испытуемого фрагмента природы при фиксированных условиях порождает его конечное состояние. По отношению к такой локальной познавательной задаче вводится особый предмет изучения. Им является объект, изменение состояний которого прослеживается в опыте. В отличие от предмета познания в глобальном смысле его можно было бы называть предметом эмпирического знания. Между ним и предметом познания, единым как для эмпирического, так и для теоретического уровня, имеется глубокая внутренняя связь.
Когда в эксперименте и наблюдении исследователь регистрирует конечное состояние О2 испытуемого объекта, то при наличии фиксированной приборной ситуации и начального состояния О1 объекта, это эквивалентно нахождению последнего недостающего звена, которое позволяет охарактеризовать структуру экспериментальной деятельности. Определив эту структуру, исследователь тем самым неявно выделяет среди многочисленных связей природного объекта те (закономерности), которые управляют изменением состояний объекта эмпирического знания. Переход объекта из состояния О1 в состояние О2 не произволен, а определен законами природы. Поэтому, многократно зарегистрировав в эксперименте и наблюдении изменение состояний объекта, исследователь неявно фиксирует самой структурой деятельности и соответствующий закон природы.
Объекты эмпирического знания выступают здесь в качестве своеобразного индикатора предмета исследования, общего как для эмпирического, так и для теоретического уровня.
Фиксация предмета исследования в рамках экспериментальной или квазиэкспериментальной деятельности является тем признаком, по которому можно отличить эксперимент и систематические наблюдения от случайных наблюдений. Последние суть наблюдения в условиях, когда приборная ситуация и изучаемый в опыте объект еще не выявлены. Регистрируется лишь конечный результат взаимодействия, который выступает в форме эффекта, доступного наблюдению. Однако неизвестно, какие именно объекты участвуют во взаимодействии и что вызывает наблюдаемый эффект. Структура ситуации наблюдения здесь не определена, а поэтому неизвестен и предмет исследования. Вот почему от случайных наблюдений сразу невозможен переход к более высоким уровням познания, минуя стадию систематических наблюдений. Случайное наблюдение способно обнаружить необычные явления, которые соответствуют новым характеристикам уже открытых объектов либо свойствам новых, еще не известных объектов. В этом смысле оно может служить началом научного открытия. Но для этого оно должно перерасти в систематические наблюдения, осуществляемые в рамках эксперимента или квазиэкспериментального исследования природы. Такой переход предполагает построение приборной ситуации и четкую фиксацию объекта, изменение состояний которого изучается в опыте. Так, например, когда К. Янский в опытах по изучению грозовых помех на межконтинентальные радиотелефонные передачи случайно натолкнулся на устойчивый радиошум, не связываемый ни с какими земными источниками, то это случайное наблюдение дало импульс серии систематических наблюдений, конечным итогом которых было открытие радиоизлучения области Млечного Пути. Характерным моментом в осуществлении этих наблюдений было конструирование приборной ситуации.
Главная задача здесь состояла в том, чтобы определить источник устойчивого радиошума. После установления его внеземного происхождения решающим моментом явилось доказательство, что таким источником не являются Солнце, Луна и планеты. Наблюдения, позволившие сделать этот вывод, были основаны на применении двух типов приборной ситуации. Во-первых, использовалось вращение Земли, толща которой применялась в наблюдении в функции экрана, перекрывающего в определенное время суток Солнце, Луну и планеты (наблюдения показали, что в моменты такого перекрытия радио-шум не исчезает). Во-вторых, в наблюдении исследовалось поведение источника радиошума при перемещении Солнца, Луны и планет на небесном своде относительно линии горизонта и неподвижных звезд. Последние в этой ситуации были использованы в качестве реперных точек (средств наблюдения), по отношению к которым фиксировалось возможное перемещение источника радиошума. Вся эта серия опытов позволила в конечном итоге идентифицировать положение источника с наблюдаемыми в каждый момент времени суток и года положениями на небосводе Млечного Пути.
Характерно, что в последнем шаге исследований К. Янского была четко обозначена предметная структура наблюдения, в рамках которой изучаемый эффект (радиошум) был представлен как радиоизлучение Млечного Пути. Были выделены начальное состояние объекта эмпирического знания — положение источника радиошум3 на небесном своде в момент Т1 и конечное состояние — положение источника в момент Т2 и приборная ситуация (в качестве средств исследования фиксировались небесный свод с выделенным на нем расположением звезд, линия горизонта, Земля, вращение которой обеспечивало изменение положений радиоисточника по отношению к наблюдателю, и, наконец, приборы — регистраторы радиоизлучения). Наблюдения с жестко фиксированной структурой названного типа позволили раскрыть природу случайно обнаруженного эффекта радиоизлучения Млечного Пути.
Таким образом, путь от случайной регистрации нового явления к выяснению основных условий его возникновения и его природы проходит через серию наблюдений, которые отчетливо предстают в качестве квазиэкспериментальной деятельности.
Важно обратить внимание на следующее обстоятельство. Само осуществление систематических наблюдений предполагает использование теоретических знаний. Они применяются и при определении целей наблюдения, и при конструировании приборной ситуации. В примере с открытием Янского систематические наблюдения были целенаправленны теоретическими представлениями о существовании разнообразных космических источников радиоизлучения. В примере с исследованием магнитного поля Галактики при конструировании приборной ситуации в явном виде использовались представления классической теории электромагнитного поля (рассмотрение поля как конфигурации силовых линий, применение законов поляризации света и т.п.).
Все это означает, что наблюдения не являются чистой эмпирией, а несут на себе отпечаток предшествующего развития теорий.
В еще большей мере это относится к следующему слою эмпирического познания, на котором формируются эмпирические зависимости и факты.
Процедуры перехода к эмпирическим зависимостям и фактам
Переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и научному факту предполагает элиминацию из наблюдений содержащихся в них субъективных моментов (связанных с возможными ошибками наблюдателя, случайными помехами, искажающими протекание изучаемых явлений, ошибками приборов) и получение достойного объективного знания о явлениях.
Такой переход предполагает довольно сложные познавательные процедуры. Чтобы получить эмпирический факт, необходимо осуществить по меньшей мере два типа операций. Во-первых, рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого, инвариантного содержания. Для формирования факта необходимо сравнить между собой множество наблюдений, выделить в них повторяющиеся признаки и устранить случайные возмущения и погрешности, связанные с ошибками наблюдателя. Если в процессе наблюдения производится измерение, то данные наблюдения записываются в виде чисел. Тогда для получения эмпирического факта требуется определенная статистическая обработка результатов измерения, поиск среднестатистических величин в множестве этих данных.
Если в процессе наблюдения применялись приборные установки, то наряду с протоколами наблюдения всегда составляется протокол контрольных испытаний приборов, в котором фиксируются их возможные систематические ошибки. При статистической обработке данных наблюдения эти ошибки также учитываются, они элиминируются из наблюдений в процессе поиска их инвариантного содержания.
Поиск инварианта как условия формирования эмпирического факта свойствен не только естественнонаучному, но и социально-историческому познанию. Скажем, историк, устанавливающий хронологию событий прошлого, всегда стремится выявить и сопоставить множество независимых исторических свидетельств, выступающих для него в функции данных наблюдения.
Во-вторых, для установления факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания. В процессе такого истолкования широко используются ранее полученные теоретические знания.
Рассмотрим две конкретные ситуации, иллюстрирующие эту роль теоретических знаний при переходе от наблюдений к факту.
Известно, что одним из важных физических открытий конца XIX в. было обнаружение катодных лучей, которые (как выяснилось в ходе дальнейших исследований) представляют собой поток электронов. Экспериментируя с катодными лучами, У. Крукс зарегистрировал их отклонение под воздействием магнита. Полученные в этом опыте данные наблюдения были интерпретированы им как доказательство того, что катодные лучи являются потоком заряженных частиц. Основанием такой интерпретации послужили теоретические знания о взаимодействии заряженных частиц и поля, почерпнутые из классической электродинамики. Именно применение этих знаний привело к переходу от инварианта наблюдений к соответствующему эмпирическому факту.
Не менее показательным в этом отношении является открытие в астрономии таких необычных космических объектов, как пульсары.
Летом 1976 г. мисс Белл, аспирантка известного английского радиоастронома Э. Хьюиша, случайно обнаружила на небе радиоисточник, который излучал короткие радиоимпульсы. Многократные систематические наблюдения позволили установить, что эти импульсы повторяются строго периодически, через 1,33 с. Первая интерпретация этого инварианта наблюдений была связана с гипотезой об искусственном происхождении сигнала, который посылает сверхцивилизация. Вследствие этого наблюдения засекретили, и почти полгода о них никому не сообщалось.
Затем была выдвинута другая гипотеза — о естественном происхождении источника, подкрепленная новыми данными наблюдений (были обнаружены новые источники излучения подобного типа). Эта гипотеза предполагала, что излучение исходит от маленького, быстро вращающегося тела. Применение законов механики позволило вычислить размеры данного тела — оказалось, что оно намного меньше Земли. Кроме того, было установлено, что источник пульсации находится именно в том месте, где более тысячи лет назад произошел взрыв сверхновой звезды. В конечном итоге был установлен факт, что существуют особые небесные тела — пульсары, являющиеся остаточным результатом взрыва сверхновой звезды.
Установление этого эмпирического факта потребовало применения целого ряда теоретических положений (это были сведения из области механики, электродинамики, астрофизики и т.д.).
В обоих рассмотренных случаях факт был получен благодаря интерпретации данных наблюдения. Эту процедуру не следует путать с процессом формирования теории, которая должна дать объяснение полученному факту.
Установление факта, что катодные лучи являются электрически заряженными частицами, не является еще теорией, точно так же как факт обнаружения пульсаров не означал, что построена теория пульсаров.
Самое важное, что такая теория ко времени открытия пульсаров уже была создана. Это была теория нейтронных звезд, построенная нашим соотечественником, физиком Л.Д. Ландау. Однако пульсары были обнаружены независимо от этой теории, и сами первооткрыватели нового астрономического объекта никак не ассоциировали свое открытие с теорией нейтронных звезд. Понадобилось время, чтобы отождествить пульсары с нейтронными звездами, и только после этого новые факты получили теоретическое объяснение.
Но тогда возникает очень сложная проблема, которая дискутируется сейчас в методологической литературе: получается, что для установления факта нужны теории, а они, как известно, должны проверяться фактами. Эта проблема решается только в том случае, если взаимодействие теории и факта рассматривается исторически. Безусловно, при установлении эмпирического факта использовались многие полученные ранее теоретические законы и положения. Для того чтобы существование пульсаров было установлено в качестве научного факта, потребовалось принять законы Кеплера, законы термодинамики, законы распространения света — достоверные теоретические знания, ранее обоснованные другими фактами. Иначе говоря, в формировании нового факта участвуют теоретические знания, которые были ранее проверены независимо от него. Что же касается новых фактов, то они могут служить основой для развития новых теоретических идей и представлений. В свою очередь новые теории, превратившиеся в достоверное знание, могут использоваться в процедурах интерпретации при эмпирическом исследовании других областей действительности и формировании новых фактов.
Таким образом, при исследовании структуры эмпирического познания выясняется, что не существует чистой научной эмпирии, не содержащей в себе примесей теоретического. Но это является не препятствием для формирования объективно истинного эмпирического знания, а условием такого формирования.
Но эмпирический и теоретический уровни знания тесно связаны. Например, рассмотрим проблему теоретической нагруженности фактов.
На эмпирическом уровне мы можем выделить два подуровня: 1) наблюдений 2) эмпирических фактов.
Данные наблюдения содержат первичную информацию, которую мы получаем непосредственно в процессе наблюдения за объектом.
Переход от данных наблюдения к эмпирическому факту предполагает след познавательные операции. 1) рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого инвариантного содержания. 2) истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания. При этом широко используются ранее полученные теоретические знания. Из-за этого возникает проблема теоретической нагруженности фактов: получается, что для установления факта нужны теории, а они, как известно, должны проверяться фактами. Этот парадокс разрешается, если рассматривать взаимодействие теории и факта исторически. Эмпирический факт действит зависим от предшествующих теоретических знаний. Но если эти предшествующие законы окажутся неверными, то необходимо будет пересмотреть и факты, основывающиеся на этих законах. Итак, в формировании факта участвуют знания, которые проверены независимо от теории, а факты дают стимул для образования новых теоретических знаний, которые, в свою очередь, если они достоверны, могут снова участвовать в формировании новейших фактов и т.д.
Итак, научное знание представляет собой огромную массу взаимодействующих между собой различных типов знаний. Теория принимает участие в формировании фактов, в свою очередь, факты требуют построения новых теоретических моделей, которые сначала строятся как гипотезы, а потом обосновываются и превращаются в теории. Бывает и так, что сразу строится развитая теория, которая дает объяснение известным, но не нашедшим ранее объяснения фактам, либо заставляет по-новому интерпретировать известные факты.
9. Структура научной теории и ее становление.
Перейдем теперь к анализу теоретического уровня познания. Здесь тоже можно выделить (с определенной долей условности) два подуровня. Первый из них образует частные теоретические модели и законы, которые выступают в качестве теорий, относящихся к достаточно ограниченной области явлений. Второй составляют развитые научные теории, включающие частные теоретические законы в качестве следствий, выводимых из фундаментальных законов теории.
Примерами знаний первого подуровня могут служить теоретические модели и законы, характеризующие отдельные виды механического движения: модель и закон колебания маятника (законы Гюйгенса), движения планет вокруг Солнца (законы Кеплера), свободного падения тел (законы Галилея) и др. Они были получены до того, как была построена ньютоновская механика. Сама же эта теория, обобщившая все предшествующие ей теоретические знания об отдельных аспектах механического движения, выступает типичным примером развитых теорий, которые относятся ко второму подуровню теоретических знаний.
Своеобразной клеточкой организации теоретических знаний на каждом из его подуровней является двухслойная конструкция — теоретическая модель и формулируемый относительно нее теоретический закон.
Например, если изучаются механические колебания тел (маятник, тело на пружине и т.д.), то, чтобы выявить закон их движения, вводят представление о материальной точке, которая периодически отклоняется от положения равновесия и вновь возвращается в это положение. Само это представление имеет смысл только тогда, когда зафиксирована система отсчета. А это второй теоретический конструкт, фигурирующий в теории колебаний. Он соответствует идеализированному представлению физической лаборатории, снабженной часами и линейками. Наконец, для выявления закона колебаний необходим еще один абстрактный объект — квазиупругая сила, которая вводится по признаку: приводить в движение материальную точку, возвращая ее к положению равновесия.
Система перечисленных абстрактных объектов (материальная точка, система отсчета, квазиупругая сила) образует модель малых колебаний (называемую в физике осциллятором). Исследуя свойства этой модели и выражая отношения образующих ее объектов на языке математики, получают формулу, которая является законом малых колебаний.
Этот закон непосредственно относится к теоретической модели, описывая связи и отношения образующих ее абстрактных объектов. Но поскольку модель может быть обоснована как выражение сущности реальных процессов колебания тел, постольку полученный закон можно применить ко всем подобным ситуациям.
Теоретические модели не являются чем-то внешним по отношению к теории. Они входят в ее состав. Их следует отличать от аналоговых моделей, которые служат средством построения теории, ее своеобразными строительными лесами, но целиком не включаются в созданную теорию. Например, аналоговые гидродинамические модели трубок с несжимаемой жидкостью, вихрей в упругой среде и т.д., применявшиеся при построении Максвеллом теории электромагнитного поля, были «строительными лесами», но модели, характеризующие процессы электромагнетизма как взаимосвязи электрических и магнитных полей в точке, зарядов и электрических токов в точке, были составной частью теории Максвелла.
Формулировка новых теоретических законов позволяет расширить возможности теоретического описания исследуемой реальности. Но для этого каждый раз нужно вводить новую систему идеализации (теоретических конструктов), которые образуют в своих связях соответствующую теоретическую схему.
Соответственно двум подуровням теоретического знания можно выделить теоретические схемы и в составе фундаментальной теории, и в составе частных теорий. В основании развитой теории это фундаментальная теоретическая схема, которая построена из небольшого набора базисных абстрактных объектов, конструктивно независимых друг от друга, и относительно которой формулируются фундаментальные теоретические законы.
Например, в ньютоновской механике ее основные законы формулируются относительно системы абстрактных объектов: «материальная точка», «сила», «инерциальная пространственно-временная система отсчета». Связи и отношения перечисленных объектов образуют теоретическую модель механического движения, изображающую механические процессы как перемещение материальной точки по континууму точек пространства инерциальной системы отсчета с течением времени и как изменение состояния движения материальной точки под действием силы.
Аналогичным образом в классической электродинамике сущность электромагнитных процессов представлена посредством теоретической модели, которая образована отношениями конструктов «электрическое поле в точке», «магнитное поле в точке» и «ток в точке». Выражением этих отношений являются фундаментальные законы теории электромагнитного поля.
Кроме фундаментальной теоретической схемы и фундаментальных законов в состав развитой теории входят частные теоретические схемы и законы.
В механике это теоретические схемы и законы колебания, вращения тел, соударения упругих тел, движение тела в поле центральных сил и т.п. В классической электродинамике к слою частных моделей и законов, включенных в состав теории, принадлежат теоретические схемы электростатики и магнитостатики, кулоновского взаимодействия зарядов, магнитного действия тока, электромагнитной индукции, постоянного тока и т.д.
Любая теория - это целостная развивающаяся система истинного знания (включающая и элементы заблуждения), которая имеет сложную структуру и выполняет ряд функций. В современной методологии науки выделяют следующие основные элементы структуры теории: 1) Исходные основания - фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы и т.п. 2) Идеализированный объект - абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, "абсолютно черное тело", "идеальный газ" и т.п.). 3) Логика теории - совокупность определенных правил и способов доказательства, нацеленных на прояснение структуры и изменения знания. 4) Философские установки, социокультурные и ценностные факторы. 5) Совокупность законов и утверждений, выведенных в качестве следствий из основоположений данной теории в соответствии с конкретными принципами.
Методологически важную роль в формировании теории играет идеализированный объект ("идеальный тип"), построение которого - необходимый этап создания любой теории, осуществляемый в специфических для разных областей знания формах. Этот объект выступает не только как мысленная модель определенного фрагмента реальности, но и содержит в себе конкретную программу исследования, которая реализуется в построении теории.
Многообразию форм идеализации и соответственно типов идеализированных объектов соответствует и многообразие видов (типов) теорий, которые могут быть классифицированы по разным основаниям (критериям). В зависимости от этого могут быть выделены теории: описательные, математические, дедуктивные и индуктивные, фундаментальные и прикладные, формальные и содержательные, "открытые" и "закрытые", объясняющие и описывающие (феноменологические), физические, химические, социологические, психологические и т.д.
Для современной (постнеклассической) науки характерны усиливающаяся математизация ее теорий (особенно естественнонаучных) и возрастающий уровень их абстрактности и сложности.
В современной науке резко возросло значение вычислительной математики (ставшей самостоятельной ветвью математики), так как ответ на поставленную задачу часто требуется дать в числовой форме. В настоящее время важнейшим инструментом научно-технического прогресса становится математическое моделирование. Его сущность - замена исходного объекта соответствующей математической моделью и в дальнейшем ее изучение, экспериментирование с нею на ЭВМ и с помощью вычислительных алгоритмов.
Общая структура теории специфически выражается в разных типах (видах) теорий. Так, математические теории характеризуются высокой степенью абстрактности. Они опираются на теорию множеств как на свой фундамент. Решающее значение во всех построениях математики имеет дедукция. Доминирующую роль в построении математических теорий играют аксиоматический и гипотетико-дедуктивный методы, а также формализация.
Теории опытных (эмпирических) наук по глубине проникновения в сущность изучаемых явлений можно разделить на два больших класса: феноменологические и нефеноменологические.
Феноменологические (их называют также описательными, эмпирическими) описывают наблюдаемые в опыте свойства и величины предметов и процессов, но не вникают глубоко в их внутренние механизмы. Такие теории не анализируют природу исследуемых явлений и поэтому не используют сколь-нибудь сложные абстрактные объекты, хотя, разумеется, в известной мере схематизируют и строят некоторые идеализации изучаемой области явлений.
Феноменологические теории решают прежде всего задачу упорядочивания и первичного обобщения относящихся к ним фактов. Они формулируются в обычных естественных языках с привлечением специальной терминологии соответствующей области знания и имеют по преимуществу качественный характер. С феноменологическими теориями исследователи сталкиваются, как правило, на первых ступенях развития какой-нибудь науки, когда происходит накопление, систематизация и обобщение фактологического эмпирического материала. Такие теории - вполне закономерное явление в процессе научного познания.
С развитием научного познания теории феноменологического типа уступают место нефеноменологическим (их называют также объясняющими). Они не только отображают связи между явлениями и их свойствами, но и раскрывают глубинный внутренний механизм изучаемых явлений и процессов, их необходимые взаимосвязи, существенные отношения, т.е. их законы. Наряду с наблюдаемыми эмпирическими фактами, понятиями и величинами здесь вводятся весьма сложные и ненаблюдаемые, в том числе весьма абстрактные понятия.
Одним из важных критериев, по которому можно классифицировать теории, является точность предсказаний. По этому критерию можно выделить два больших класса теорий. К первому из них относятся теории, в которых предсказание имеет достоверный характер. В теориях второго класса предсказание имеет вероятностный характер, который обусловливается совокупным действием большого числа случайных факторов. Важнейшим методом построения и развития теорий (особенно нефеноменологических) является метод восхождения от абстрактного к конкретному.
Таким образом, теория (независимо от своего типа) имеет следующие основные особенности:
1. Теория - это не отдельные взятые достоверные научные положения, а их совокупность, целостная органическая развивающаяся система. Объединение знания в теорию производится прежде всего самим предметом исследования, его закономерностями.
2. Не всякая совокупность положений об изучаемом предмете является теорией. Чтобы превратиться в теорию, знание должно достигнуть в своем развитии определенной степени зрелости. А именно - когда оно не просто описывает определенную совокупность фактов, но и объясняет их, т.е. когда знание вскрывает причины и закономерности явлений.
3. Для теории обязательным является обоснование, доказательство входящих в нее положений: если нет обоснований, нет и теории.
4. Теоретическое знание должно стремиться к объяснению как можно более широкого круга явлений, к непрерывному углублению знаний о них.
5. Характер теории определяет степень обоснованности ее определяющего начала, отражающего фундаментальную закономерность данного предмета.
6. Структура научных теорий содержательно "определена системной организацией идеализированных (абстрактных) объектов (теоретических конструктов). Высказывания теоретического языка непосредственно формулируются относительно теоретических конструктов и лишь опосредованно, благодаря их отношениям к внеязыковой реальности, описывают эту реальность".
7. Теория - это не только готовое, ставшее знание, но и процесс его получения, поэтому она не является "голым результатом", а должна рассматриваться вместе со своим возникновением и развитием.
К числу основных функций теории можно отнести следующие:
1. Синтетическая функция - объединение отдельных достоверных знаний в единую, целостную систему.
2. Объяснительная функция - выявление причинных и иных зависимостей, многообразия связей данного явления, его существенных характеристик, законов его происхождения и развития, и т.п.
3. Методологическая функция - на базе теории формулируются многообразные методы, способы и приемы исследовательской деятельности.
4. Предсказательная - функция предвидения. На основании теоретических представлений о "наличном" состоянии известных явлений делаются выводы о существовании неизвестных ранее фактов, объектов или их свойств, связей между явлениями и т.д. Предсказание о будущем состоянии явлений (в отличие от тех, которые существуют, но пока не выявлены) называют научным предвидением.
5. Практическая функция. Конечное предназначение любой теории - быть воплощенной в практику, быть "руководством к действию" по изменению реальной действительности. Поэтому вполне справедливо утверждение о том, что нет ничего практичнее, чем хорошая теория. Но как из множества конкурирующих теорий выбрать хорошую?
Иначе говоря, теории современной науки создаются не просто путем индуктивного обобщения опыта, а за счет первоначального движения в поле ранее созданных идеализированных объектов, которые используются в качестве средств конструирования гипотетических моделей новой области взаимодействий. Обоснование таких моделей опытом превращает их в ядро будущей теории. "Именно теоретическое исследование, основанное на относительно самостоятельном оперировании идеализированными объектами, способно открывать новые предметные области до того, как они начинают осваиваться практикой. Теоретизация выступает своеобразным индикатором развитой науки".
10. Понятие научного метода и методологии.
Метод — это система регулятивных принципов преобразующей, практической или познавательной, теоретической деятельности
Методология — это учения о методах познания и преобразования действительности.
Метод конкретизируется в методике. Методика — это конкретные приемы, средства получения и обработки фактического материала.
НАУЧНЫЙ МЕТОД это совокупность действий, с помощью которых решается некоторый тип научных задач.
Каждая наука вырабатывает специальные методы, приспособленные к ее объектам исследования. Вместе с тем существенное значение в современной науке имеет перенос методов из одних дисциплин в другие. Например, использование физических методов в химии, в биологии и медицине, применение математических методов в естествознании и общественных науках.
Наряду со специальными есть также общие методы, находящие применение во многих науках. Их называют общенаучными. К ним относятся все методы рационального мышления – анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, индукция, дедукция и др., а, кроме того, такие методы, как наблюдение, эксперимент, моделирование, идеализация и пр.
Оценка научных методов зависит от их приспособленности к решению тех или иных классов задач. Методы можно оценивать по следующим характеристикам:
общность, то есть широта области применимости;
продуктивность, то есть информативность, надежность, точность;
рациональность, то есть доступность для понимания и освоения.
Общность и продуктивность - определяют мощность метода, а продуктивность и рациональность – его эффективность.
Однако бывает и так, что наука сталкивается с проблемами. Они не поддаются решению никакими известными методами. В этом случае ученым приходится заниматься творческим поиском.Творчество это высшее проявление интеллекта. Нахождение нового научного метода – результат творческой деятельности, для которой не существует никакой заранее известной методики (если не считать методом, так называемый, «метод проб и ошибок»).
Выбор и применение методов и различных методик исследовательской работы предопределяются и вытекают и из природы изучаемого явления, и из задач, которые ставит перед собой исследователь.
Классификация методов научного познания:
Методы эмпирического исследования:
Наблюдение
Сравнение
Измерение
Эксперимент
Методы исследования на эмпирическом и теоретическом уровнях.
Абстрагирование
Анализ и синтез
Индукция и дедукция
Моделирование и использование приборов
Исторический и логический методы
Аналогия
Методы теоретического исследования
Восхождение от абстрактного к конкретному
Идеализация
Формализация
Аксиоматический метод
Формы научного познания
1. Гипотеза 2. Теория 3. Закон
Метод (греч. methodos) - в самом широком смысле слова - "путь к чему-либо", способ деятельности субъекта в любой ее форме. Понятие "методология" имеет два основных значения: система определенных способов и приемов, применяемых в той или иной сфере деятельности (в науке, политике, искусстве и т.п.); учение об этой системе, общая теория метода, теория в действии.
Основная функция метода - внутренняя организация и регулирование процесса познания или практического преобразования того или иного объекта. Поэтому метод (в той или иной своей форме) сводится к совокупности определенных правил, приемов, способов, норм познания и действия. Он есть система предписаний, принципов, требований, которые должны ориентировать в решении конкретной задачи, достижении определенного результата в той или иной сфере деятельности. Он дисциплинирует поиск истины, позволяет (если правильный) экономить силы и время, двигаться к цели кратчайшим путем. Истинный метод служит своеобразным компасом, по которому субъект познания и действия прокладывает свой путь, позволяет избегать ошибок.
Каждый метод - безусловно, важная и нужная вещь. Однако недопустимо впадать в крайности: а) недооценивать метод и методологические проблемы, считая все это незначительным делом, "отвлекающим" от настоящей работы, подлинной науки и т.п. ("методологический негативизим"); б) преувеличивать значение метода, считая его более важным, чем тот предмет, к которому его хотят применить, превращать метод в некую "универсальную отмычку" ко всему и вся, в простой и доступный "инструмент" научного открытия ("методологическая эйфория").
Каждый метод окажется неэффективным и даже бесполезным, если им пользоваться не как "руководящей нитью" в научной или иной форме деятельности, а как готовым шаблоном для перекраивания фактов. Главное предназначение любого метода - на основе соответствующих принципов (требований, предписаний и т.п.) обеспечить успешное решение определенных познавательных и практических проблем, приращение знания, оптимальное функционирование и развитие тех или иных объектов.
Методология как общая теория метода формировалась в связи с необходимостью обобщения и разработки тех методов, средств и приемов, которые были открыты в философии, науке и других формах деятельности людей.
Особенно активно второе направление разрабатывается в рамках таких зрелых наук, как физика, биология, химия, все большее внимание оно привлекает и в гуманитарных науках (в частности, стоит вопрос о выделении в особую дисциплину "методологии истории"). Эмпирической базой разработки методологии науки (научной методологии) является история науки, но взятая не сама по себе, а в широком философском, общественно-историческом, социокультурном контексте, т.е. в системе культуры в ее целостности.
Любой научный метод разрабатывается на основе определенной теории, которая тем самым выступает его необходимой предпосылкой. Эффективность, сила того или иного метода обусловлена содержательностью, глубиной, фундаментальностью теории, которая "сжимается в метод". В свою очередь "метод расширяется в систему", т.е. используется для дальнейшего развития науки, углубления и развертывания теоретического знания как системы, его материализации, объективизации в практике. "Как известно, развитие науки заключается в нахождении новых явлений природы и в открытии тех законов, которым они подчиняются. Чаще всего это осуществляется благодаря тому, что находят новые методы исследования".
Тем самым теория и метод одновременно тождественны и различны. Их сходство состоит в том, что они взаимосвязаны, и в своем единстве есть аналог, отражение реальной действительности. Будучи едиными в своем взаимодействии, теория и метод не отделены жестко друг от друга и в то же время не есть непосредственно одно и то же. Они взаимопереходят, взаимопревращаются: теория, отражая действительность, преобразуется, трансформируется в метод посредством разработки, формулирования вытекающих из нее принципов, правил, приемов и т.п., которые возвращаются в теорию (а через нее - в практику), ибо субъект применяет их в качестве регулятивов, предписаний, в ходе познания и изменения окружающего мира по его собственным законам.
Основные различия теории и метода состоят в следующем: а) теория - результат предыдущей деятельности, метод - исходный пункт и предпосылка последующей деятельности; б) главные функции теории - объяснение и предсказание (с целью отыскания истины, законов, причины и т.п.), метода - регуляция и ориентация деятельности; в) теория - система идеальных образов, отражающих сущность, закономерности объекта, метод - система регулятивов, правил, предписаний, выступающих в качестве орудия дальнейшего познания и изменения действительности; г) теория нацелена на решение проблемы - что собой представляет данный предмет, метод - на выявление способов и механизмов его исследования и преобразования.
К числу характерных признаков научного чаще всего относят: объективность, воспроизводимость, эвристичность, необходимость, конкретность и др.
Все методы научного познания могут быть разделены на следующие основные группы (по степени общности и широте применения).
I. Философские методы, среди которых наиболее древними являются диалектический и метафизический. По существу каждая философская концепция имеет методологическую функцию, является своеобразным способом мыслительной деятельности.
II. Общенаучные подходы и методы исследования, которые получили широкое развитие и применение в современной науке. Они выступают в качестве своеобразной "промежуточной методологии" между философией и фундаментальными теоретико-методологическими положениями специальных наук. К общенаучным понятиям чаще всего относят такие понятия, как "информация", "модель", "структура", "функция", "система", "элемент", "оптимальность", "вероятность" и др.
Характерными чертами общенаучных понятий являются, во-первых, "сплавленность" в их содержании отдельных свойств, признаков, понятий ряда частных наук и философских категорий. Во-вторых, возможность (в отличие от последних) их формализации, уточнения средствами математической теории, символической логики.
На основе общенаучных понятий и концепций формулируются соответствующие методы и принципы познания, которые и обеспечивают связь и оптимальное взаимодействие философии со специально-научным знанием и его методами. К числу общенаучных принципов и подходов относятся системный и структурно-функциональный, кибернетический, вероятностный, моделирование, формализация и ряд других.
Особенно бурно в последнее время развивается такая общенаучная дисциплина как синергетика - теория самоорганизации и развития открытых целостных систем любой природы - природных, социальных, когнитивных (познавательных). Среди основных понятий синергетики такие понятия, как "порядок", "хаос", "нелинейность", "неопределенность", "нестабильность", "диссипативные структуры", "бифуркация" и др. Синергетические понятия тесно связаны и переплетаются с рядом философских категорий, особенно таких, как "бытие", "развитие", "становление", "время", "целое", "случайность", "возможность" и др.
III. Частнонаучные методы - совокупность способов, принципов познания, исследовательских приемов и процедур, применяемых в той или иной науке, соответствующей данной основной форме движения материи.
IV. Дисциплинарные методы - система приемов, применяемых в той или иной научной дисциплине, входящей в какую-нибудь отрасль науки или возникшей на стыках наук. Каждая фундаментальная наука представляет собой комплекс дисциплин, которые имеют свой специфический предмет и свои своеобразные методы исследования.
V. Методы междисциплинарного исследования как совокупность ряда синтетических, интегративных способов (возникших как результат сочетания элементов различных уровней методологии), нацеленных главным образом на стыки научных дисциплин.
Проблемы современной методологии
Современная методология - наиболее стойкая и сопротивляющаяся изменениям сфера. Независимо от того, насколько осознают данную ситуацию сами методологи, в целом вся теоретико-концептуальная конструкция методологии базируется на принятии научного знания как принципиально интерсубъективного и деперсонифицированного. Те методы, которые она изучает и обобщает, рассчитаны на фиксацию данного без примесей субъективных наслоений. В современной методологии наиболее сильна абстракция (отвлечение) или демаркация (разграничение) от индивидуальных, психологических, коллективистских или исторических и культурных условий. Можно сказать, что сфера методологии - это та достаточно устойчивая среда, в которой арсенал средств, методов, принципов и ориентаций имеется в наличии, готов к применению, а не изготовляется для каждого случая отдельно. Поэтому можно встретиться с определением методологии, которое отождествляет ее с предельной рационализацией мировоззрения.
Многоуровневость методологии (о чем речь шла выше), как и сама необходимость ее развития, связана с тем, что в настоящее время исследователь, как правило, сталкивается с исключительно сложными познавательными конструкциями и ситуациями. Поэтому с очевидностью просматривается тенденция усиления методологических изысканий внутри самой науки.
В. М. Розин специально оговаривает, какого рода проблемы будет призвана решать современная методология:
¦ проблему преодоления натурализма философского и методологического мышления;
¦ проблему реальности;
¦ проблему выработки нового понимания и отношения к символическим системам и реалиям;
¦ проблему антропологического и психологического горизонтов;
¦ проблему высшего мира Космоса, Культуры, Реальности, т.е. того целого, которое едино для всех людей.
Концептуализация современной методологии с новой силой доказывает, что за ней закреплена функция определения стратегии научного познания. Первый постулат в выработке подобной стратегии может носить название "против подмены методов". Уже достаточно тривиальным для современной методологии является суждение, что исследование предмета требует "своих", адекватных его природе методов. Сочетание предмета и метода, их органичность выделяется методологией как одно из самых необходимых условий успеха научного исследования. Если предположить противную ситуацию, когда дисциплины пытаются изучить свой предмет с использованием неадекватных ему методов исследования, то сразу станет понятной правомерность данного методологического постулата. Подмена методов может обречь исследование на провал или облечь его в одежды антинауки, чему особенно способствуют приемы аналогии, редуцирования, связанные с переносом особенностей и характеристик одной предметной сферы на другую, либо принципиальное их упрощение.
Когда проблемы не могут быть разрешены старыми методами или изучаемый объект обладает такой природой, к которой старые методы неприменимы, тогда условием решения задачи становится создание новых средств и методов. Методы в исследовании являются одновременно и предпосылкой, и продуктом, и залогом успеха, оставаясь непременным и необходимым орудием анализа.
Для методологии характерно изучение не только методов, но и прочих средств, обеспечивающих исследование, к которым можно отнести принципы, регулятивы, ориентации, а также категории и понятия. Весьма актуально на современном этапе развития науки, который именуют постнеклассическим, выделение ориентаций как специфических средств методологического освоения действительности в условиях неравновесного, нестабильного мира, когда о жестких нормативах и детерминациях вряд ли правомерно вести речь.
Весомым компонентом современного методологического исследования являются средства познания, в которых находит свое материальное воплощение специфика методов отдельных наук.
Понятия "куматоид", "case studies", "абдукция" кажутся чуждыми слуху, воспитанному на звучании привычных методологических языковых конструктов. Вместе с тем именно они указывают на то, что отличительная особенность современного этапа развития методологии заключена во введении принципиально новых понятийных образований, которые часто уходят своим происхождением в сферу конкретных (частных) наук. К таким понятиям можно отнести весьма популярные ныне синергетические понятия бифуркации, флуктуации, диссипации, аттрактора, а также инновационное понятие куматоида (греч. - волна). Означая определенного рода плавающий объект, он отражает системное качество объектов и характеризуется тем, что может появляться, образовываться, а может исчезать, распадаться. Он не репрезентирует всех своих элементов одновременно, а как бы представляет их своеобразным "чувственно-сверхчувственным" образом. Скажем, такой системный объект, как русский народ, не может быть представим и локализован в определенном пространственно-временном участке. Невозможно, иными словами, собрать всех представителей русского народа с тем, чтобы объект был целостно представлен. И вместе с тем этот объект не фиктивен, а реален, наблюдаем и изучаем. Он во многом определяет направление всего цивилизационно-историческо-го процесса в целом.
Другой принципиальной новацией в современной методологии является ведение исследований по типу "case studies" - ситуационных исследований. Последние опираются на методологию междисциплинарных исследований, но предполагают изучение индивидуальных субъектов, локальных групповых мировоззрений и ситуаций. Термин "case studies" отражает наличие прецедента, т.е. такого индивидуализированного объекта, который находится под наблюдением и не вписывается в устоявшиеся каноны объяснения. Считается, что сама идея ситуационной методологии восходит к идиографическому методу баденской школы неокантианства. "Нам придется принять во внимание ситуационную детерминацию в качестве неотъемлемого фактора познания - подобно тому, как мы должны будем принять теорию реляционизма и теорию меняющегося базиса мышления, мы должны отвергнуть представление о существовании "сферы истины в себе" как вредную и недоказуемую гипотезу" [1].
Современная методология сознает ограниченную универсальность своих традиционных методов.
Выделяется несколько сущностных черт, характеризующих "методологические новации":
¦ во-первых, это усиление роли междисциплинарного комплекса программ в изучении объектов;
¦ во-вторых, укрепление парадигмы целостности и интег-ративности, осознание необходимости глобального всестороннего взгляда на мир;
¦ в-третьих, широкое внедрение идей и методов синергетики, стихийно-спонтанного структурогенеза;
¦ в-четвертых, выдвижение на передовые позиции нового понятийного и категориального аппарата, отображающего постнеклассическую стадию эволюции научной картины мира, его нестабильность, неопределенность и хаосомность;
¦ в-пятых, внедрение в научное исследование темпорального фактора и многоальтернативной, ветвящейся графики прогностики;
¦ в-шестых, изменение содержания категорий "объективности" и "субъективности", сближение методов естественных и социальных наук;
¦ в-седьмых, усиление значения нетрадиционных средств и методов исследования, граничащих со сферой внерационального постижения действительности.
Взгляд на современную методологию будет неполон, если не обратить внимания на существование своего рода "методологических барьеров". И когда утвердившаяся научная парадигма сниспосылает всем научным сообществам стереотипизированные стандарты и образцы исследования, в этом можно различить следы методологической экспансии. Существует множество примеров того, как ученые переступают "методологические барьеры".
К методологическим барьерам относится и существующий механизм методологической инерции, когда переход на использование новой методологической стратегии оказывается довольно болезненной для исследователя процедурой.
Для современной методологии, как и в прежние времена, весьма остра проблема экспликации эмпирического и теоретического. Развитие научного познания показало, что изменения в теоретическом аппарате могут совершаться и без непосредственной стимуляции со стороны эмпирии. Более того, теории могут стимулировать эмпирические исследования, подсказывать им, где искать, что наблюдать и фиксировать. Это в свою очередь показывает, что не всегда эмпирический уровень исследования обладает безусловной первичностью, иначе говоря, его первичность и базисность не является необходимым и обязательным признаком развития научного знания.
Соотношение философии и частных наук. Эвристическая ценность философских идей.
Философия и наука. Связи между наукой и философией фундаментальны и многие крупнейшие философы были одновременно и выдающимися учеными. Пифагора и Фалеса, Декарта и Лейбница. Флоренского и Рассела. Науку и философию роднит то, что они являются сферами рациональной и доказательной духовной деятельности, ориентированными на достижение истины, которая в ее классическом понимании есть «форма согласования мысли с действительностью». Однако между ними есть по меньшей мере два серьезных различия:
1) любая наука имеет дело с фиксированной предметной областью и никогда не претендует на формулировку универсальных закономерностей бытия. Так, физика открывает законы физической реальности. При этом законы физики весьма опосредованно связаны с психической жизнью, а законы психической жизни, в свою очередь, не работают в сфере физических взаимодействий. Философия же, в отличие от науки, выносит универсальные суждения и стремится открыть законы всего мирового целого. Более того, если какая-нибудь философская школа отказывается от такой задачи построения универсальных миросхематик, - она должна привести универсальное обоснование своего нежелания заниматься подобными проблемами;
2) наука традиционно абстрагируется от проблемы ценностей и от вынесения ценностных суждений. Она ищет истину - то, что есть в самих вещах, не обсуждая, хорошим или плохим является то, что она нашла, и есть ли во всем этом какой-то смысл. В отличие от науки, ценностная компонента знания неустранима из философии. Она, претендуя на решение вечных проблем бытия, ориентирована не только на поиск истины, как формы согласования мысли с бытием, но также на познание и утверждение ценностей, как форм согласования бытия с человеческой мыслью.
В трактовке взаимоотношений с наукой у философии есть две тупиковых крайности. Это, с одной стороны, натурфилософия, как попытка строить универсальные картины мира без опоры на данные науки, а, с другой - позитивизм, призывающий философию отказаться от обсуждения метафизической (прежде всего ценностной) проблематики и сосредоточиться исключительно на обобщении положительных фактов науки.: внимание конкретных наук к универсальным философским моделям и схемам объяснения и, обратно, учет философской мыслью теоретических и экспериментальных результатов, полученных в современных научных исследованиях.
Философия - не наука, но в ней господствуют понятийность, идея причинности, ориентация на объективность и стремление к обнаружению наиболее общих, часто повторяющихся связей и отношений, т.е. закономерностей. Наука, претендующая на отражение мира в понятийной форме и с точки зрения закономерности, рассматривается как высший этап развития человеческого познания, свободный от предрассудков метод постижения истины, совокупность эмпирически достоверного и логически организованного знания. Философия и наука как "звенья единой цепи" в направленности человеческого интеллекта к постижению основ бытия, в сфере натурфилософии, космологии, онтологии не отличались. В структуру философии, как и в науки включается субъект, объект, средства познания и прогнозируемые результаты, только философия еще обогащает эту структурность возможностью выхода за пределы частных проблем, ее субъект одарен возможностью устремляться в сферы трансцендентного. Средства, представленные категориальным аппаратом философии, обладают статусом всеобщности и необходимости. Наука не содержит внутри себя критериев социальной значимости своих результатов. Однако философия несет ответственность за науку перед человечеством. Положительная задача философии состоит в оценке совокупности результатов науки в их гуманистической перспективе, в движении согласно логике развития научных исследований до рубежей, этико-мировоззренческих проблем.
Из лекции Кравца:
Эвристическая ценность философии заключается в ее возможности помочь естествознанию. В эвристическом понимании: «Философия – сова, вылетающая в сумерки».
Выделяют следующие эвристические способности философии (эвристические подходы):
Метод спуска – от философских картин, категорий проецируем на конкретные науки;
Метод восхождения – от конкретных научных открытий рождаются философии, теории.
Фарадей: поле – пространство, наполненное силой.
Максвелл – дал математическую интерпретацию полю.
Эйнштейн – относительность пространства объективно.
Мах – относительность пространства субъективно и обусловлено нашим восприятием.
Квантовая электродинамика является убедительным свидетельством эвристичности метода математической гипотезы. Ее история началась с построения формализма, позволяющего описать "микроструктуру" электромагнитных взаимодействий.
Перестройка картины мира и идеалов познания требует особых идей, которые позволяют перегруппировать элементы старых представлений о реальности и процедурах ее познания, элиминировать часть из них, включить новые элементы с тем, чтобы разрешить имеющиеся парадоксы и ассимилировать накопленные факты. Такие идеи формируются в сфере философского анализа познавательных ситуаций науки. Они играют роль весьма общей эвристики, обеспечивающей интенсивное развитие исследований. В истории современной физики примерами тому могут служить философский анализ понятий пространства и времени, а также анализ операциональных оснований физической теории, проделанный Эйнштейном и предшествовавший перестройке представлений об абсолютном пространстве и времени классической физики.
Философско-методологические средства активно используются при перестройке оснований науки и в той ситуации, когда доминирующую роль играют факторы междисциплинарного взаимодействия. Особенности этого варианта научной революции состоят в том, что для преобразования картины реальности и норм исследования некоторой науки в принципе не обязательно, чтобы в ней были зафиксированы парадоксы. Преобразование ее оснований осуществляется за счет переноса парадигмальных установок и принципов из других дисциплин, что заставляет исследователей по-новому оценить еще не объясненные факты (если раньше считалось, по крайней мере большинством исследователей, что указанные факты можно объяснить в рамках ранее принятых оснований науки, то давление новых установок способно породить оценку указанных фактов как аномалий, объяснение которых предполагает перестройку оснований исследования).
Внедряясь в новую отрасль исследования, парадигмальные принципы науки затем как бы притачиваются к специфике новой области, превращаясь в картину реальности соответствующей дисциплины и в новые для нее нормативы исследования.
Парадигмальные принципы, модифицированные и развитые применительно к специфике объектов некоторой дисциплины, затем могут оказать обратное воздействие на те науки, из которых они были первоначально заимствованы.
Гипотетико-дедуктивный метод в научном познании и его ограниченность.
В первой половине XX в. одной из наиболее популярных становится гипотетико-дедуктивная модель научного познания.
Создание логики открытия предполагало, что сам процесс получения нового знания гарантирует его истинность. Но если не существует никаких методов открытия, то очевидно, что в науку проникают утверждения, носящие гипотетический характер. Они, конечно, требуют испытания на непротиворечивость, а главное — на соответствие наблюдаемым и опытным данным. Свободное творчество в процессе выдвижения различного рода обобщений, таким образом, имеет вполне естественное ограничение.
Складывалось следующее представление о процессе научного познания.
Ученый выдвигает гипотетическое обобщение, из него дедуктивно выводятся различного рода следствия, которые затем сопоставляются с эмпирическими данными.
Те гипотезы, которые противоречат опытным данным, отбрасываются, а подтвержденные утверждаются в качестве научного знания.
Эмпирическое содержание любого обобщения и определяет его подлинный смысл.
Теоретическое утверждение, чтобы быть научным, обязательно должно иметь возможность соотноситься с опытом и подтверждаться им.
С логической точки зрения гипотетико-дедуктивная система представляет собой иерархию гипотез. На вершине располагаются гипотезы, имеющие наиболее общий характер. Из них как посылок выводятся гипотезы более низкого уровня. На самом низшем уровне системы находятся гипотезы, которые можно сопоставить с эмпирическими данными. Если они подтверждаются этими данными, то это служит косвенным подтверждением и гипотез более высокого уровня, из которых (они) логически выведены.
Однако, когда мы говорим, что истинность того или иного утверждения известна из опыта, мы фактически ссылаемся на принцип индукции, согласно которому универсальные высказывания основываются на индуктивных выводах.
"Этот принцип, — утверждает Рейхенбах, — определяет истинность научных теорий. Устранение его из науки означало бы не более и не менее как лишение науки ее способности различать истинность и ложность ее теорий. Без него наука, очевидно, более не имела бы права говорить об отличии своих теорий от причудливых и произвольных созданий поэтического ума". Поэтому основной задачей методологии науки становится разработка индуктивной логики.
Однако никакими эмпирическими данными, как отмечал Р.Карнап, невозможно установить истинность универсального обобщающего суждения. Сколько бы раз ни испытывался какой-либо закон, не существует гарантий, что не появятся новые наблюдения, которые будут ему противоречить.
“Никогда нельзя достигнуть полной верификации закона, — писал Р.Карнап. — Фактически мы вообще не должны говорить о "верификации" — если под этим словом мы понимаем окончательное установление истинности, — а только о подтверждении”.
Итак, теоретические построения науки по своей сути могут быть лишь гипотетическими. Они не в силах стать истинными, а могут претендовать лишь на правдоподобие. Поскольку оно выявляется в сопоставлении теоретических гипотез с эмпирическими данными, процедура подтверждения становится в научном познании чрезвычайно важной. Также очевидно, что индуктивная логика, устанавливающая их связь, может быть лишь вероятностной.
Как считал Р.Карнап, именно стадия подтверждения в отличие от стадии открытия, выдвижения гипотезы должна и может находиться под рациональным контролем.
"Наука похожа на детективный рассказ, — писал Ф.Франк. — Все факты подтверждают определенную гипотезу, но правильной оказывается в конце концов совершенно другая гипотеза".
Когда естествоиспытатель ставит эксперимент, он, по сути дела, задает определенный вопрос природе. Результаты эксперимента - факты представляют собой ответы, которые дает природа. Чтобы понять эти факты, ученый должен их интерпретировать, или истолковать, для чего их в первую очередь необходимо осмыслить, т.е. придать им определенное, конкретное значение или смысл.
Современная методология осознает ограниченную универсальность своих традиционных методов. Так, гипотетико-дедуктивный метод подвергается критике на том основании, что начинает с готовых гипотез и проскакивает фазу «заключения к наилучшему объяснению фактов». Последняя названа абдукцией, что означает умозаключение от эмпирических фактов к объясняющей их гипотезе. Такого рода умозаключения широко используются в быту и на практике. Не замечая того, каждый чело­век при поиске объяснений обращается к абдукции. Врач по симптомам болезни ищет его причину, детектив по оставшимся следам преступления ищет преступника. Таким же образом и ученый, пытаясь отыскать наиболее удачное объяснение происходящему, пользуется методом абдукции. И хотя термин не имеет такой популярности и признания, как индукция и дедукция, значимость отражаемой им процедуры в построении новой и эффективной методологической стратегии весьма существенна.
Понимание и объяснение в науке
Проблема понимания и его соотношения с познанием (и объяснением) обсуждается давно и сегодня является актуальной и во многом дискуссионной. Поэтому предметом понимания является не смысл, вложенный автором в текст, а то предметное содержание ("суть дела"), с осмыслением которого связан данный текст.
Что касается процессов смыслообразования, то объективно они происходят в сфере традиций, обычаев, ритуалов, символики и находят свое отражение в языке.
Кроме внутренних, существуют и внешние причины смыслообразований - взаимодействие и общение самобытных культур, практическое и духовное сопоставление их смысловых фондов и др. Поэтому понимание - это всегда подключение к смыслам человеческой деятельности, оно выступает формой взаимодействия между предметной заданностью понимаемого (текста) и интерпретатором. Результатом такого взаимодействия является формирование новых смыслов.
Прежде всего следует иметь в виду, что процедуру понимания не следует квалифицировать как чисто иррациональный акт, "эмфатическое постижение - вживание". Иррациональный момент здесь хотя и присутствует, но ни в коем случае не является основным, а тем более исчерпывающим всю суть дела. Но нельзя и принижать значение этого момента, а тем более полностью отвергать его "присутствие" в герменевтических рассуждениях. Последние тесно связаны с "внерациональным", немыслимы без него и это важная особенность указанных рассуждений. Понимание нельзя смешивать с тем, что называют "озарением", "инсайтом", интуицией, хотя все это есть в процессе понимания.
Процесс понимания органически связан с процессом познания человеком окружающего мира, однако не сводится целиком и полностью только к познавательной деятельности. Проблематика понимания не может вытеснить вопросы теории познания, а должна анализироваться на основе диалектики единства познания и предметно-практической деятельности в широком социокультурном контексте.
Наряду с описанием, объяснением, истолкованием (интерпретацией) понимание относится к основным процедурам функционирования научного знания. Многочисленные подходы к исследованию понимания показывают, что процесс этот обладает своей спецификой, отличающей его от других интеллектуальных процессов и гносеологических операций.
Поэтому понимание не следует отождествлять с познанием ("понять - значит выразить в логике понятий") или смешивать с процедурой объяснения, хотя они и связаны между собой. Однако чаще всего процесс понимания связывается с осмыслением, т.е. выявлением того, что имеет для человека какой-либо смысл. Вот почему следует согласиться с выводом о том, что "понимание как реальное движение в смыслах, практическое владение этими смыслами сопровождает всякую конструктивную познавательную деятельность" [1], есть ее необходимый момент.
Причем понимание может выступать в двух ракурсах: как приобщение к смыслам человеческой деятельности и как смыслообразование. Понимание как раз и связано с погружением в "мир смыслов" другого человека, постижением и истолкованием его мыслей и переживаний. Понимание - это поиск смысла: понять можно только то, что имеет смысл. Этот процесс происходит в условиях общения, коммуникации и диалога. Понимание неотделимо от самопонимания и происходит в стихии языка.
В современной литературе существуют различные классификации видов, типов и уровней понимания. Так, Г. И. Рузавин выделяет три основных типа понимания:
A) Понимание, возникающее в процессе языковой коммуникации, происходящей в диалоге. Результат понимания или непонимания здесь зависит от того, какие значения вкладывают собеседники в свои слова.
Б) Понимание, связанное с переводом с одного языка на другой. Тут имеют дело с передачей и сохранением смысла, выраженного на чужом языке, с помощью слов и предложений родного языка.
B) Понимание, связанное с интерпретацией текстов, произведений художественной литературы и искусства, а также поступков и действий людей в различных ситуациях. Здесь недостаточно ограничиться интуитивным постижением смысла (интуиция, воображение, сопереживание и др. психологические факторы). Это первый уровень понимания. Второй уровень понимания требует привлечения других средств и методов исследования: логико-методологических, аксиологических (ценностных), культурологических и т.п.
Началом процесса понимания является предпонимание, которое часто связывают с интуитивным пониманием целого, с дорефлексивным содержанием сознания. Предпонимание обычно задано традицией, духовным опытом соответствующей эпохи, личностными особенностями индивида.
Таким образом, понимание и есть постижение смысла того или иного явления, его места в мире, его функции в системе целого. Оно помогает раскрыть бесконечные смысловые глубины бытия. Что необходимо для того, чтобы процесс понимания состоялся: предмет, выраженный в тексте любой природы; наличие в нем смысла ("сути дела"); предпонимание - исходное, предварительное представление об этом смысле; интерпретация - толкование текстов, направленное на понимание их смыслового содержания; наличие самопонимания у интерпретатора; общение, коммуникация; "стихия языка"; умение всемерно поддерживать диалог; стремление сказать свое слово и дать слово инакомыслящему, уметь усваивать произносимое им; уяснение того, что один и тот же текст имеет несколько смыслов (кроме авторского); соотнесение предметного содержания текста ("сути дела") с культурным мыслительным опытом современности.
Наряду с пониманием существует и такая важнейшая познавательная процедура, как объяснение. Ее главная цель - выявление сущности изучаемого предмета, подведение его под закон с выявлением причин и условий, источников его развития и механизмов их действия. Объяснение обычно тесно связано с описанием и составляет основу для научного предвидения. Поэтому в самом общем виде объяснением можно назвать подведение конкретного факта или явления под некоторое обобщение (закон и причину прежде всего). Раскрывая сущность объекта, объяснение также способствует уточнению и развитию знаний, которые используются в качестве основания объяснения. Таким образом, решение объяснительных задач - важнейший стимул развития научного знания и его концептуального аппарата.
В современной методологии научного познания наиболее широкой известностью и признанием пользуется дедуктивно-помологическая модель научного объяснения. Эта модель (схема) подводит объясняемое явление под определенный закон - в этом состоит его особенность. В данной модели объяснение сводится к дедукции явлений из законов. В качестве законов в этой модели рассматриваются не только причинные, но и функциональные, структурные и другие виды регулярных и необходимых отношений. Следует обратить внимание на то, что дедуктивно-номологическая модель объяснения описывает лишь конечный результат, а не реальный процесс объяснения в науке, который отнюдь не сводится к дедукции факта из закона или эмпирического закона из теории, а всегда связан с весьма трудоемким исследованием и творческим поиском.
Понимание и объяснение тесно связаны. Однако надо иметь в виду, что понимание не сводится к объяснению, т.е. подведению изучаемого явления под закон и причину, так как - особенно в социальном познании - невозможно отвлечься от конкретных личностей, их деятельности, от их мыслей и чувств, целей и желаний и т.п. Кроме того, понимание нельзя противопоставлять объяснению, а тем более отрывать друг от друга эти две исследовательские процедуры, которые дополняют друг друга и действуют в любой области человеческого познания.
Стиль научного мышления. Идеалы и нормы научного познания.
Стиль мышления – ценностный феномен, который работает в среде ученых. Стиль – это явление не научное, а общекультурное понятие. Он касается идеалов и норм научного познания.
Стиль научного познания нельзя отождествлять с методами научного познания. Возникает вопрос, как различить близкие понятия?
Стиль мышления является общественным мнением ученых на вопрос: как делается наука, что научное, а что нет?
Но мнение далеко от действительности. Стиль мышления – это некоторый господствующий взгляд. Он воспитывается практикой научной деятельности.
По сути – это некие каноны и стереотипы, выражающие научные исследования. Стиль мышления не так практичен, как научный метод. К тому же стиль обладает ценностным базисом.
Состояние науки и стиль науки. Первое выступает надстройкой, имеющий ценностный характер (регулятив).
Состояние науки – совокупность параметров, по которым мы можем судить об эволюции науки.
Наука сейчас меняет свое лицо (или состояние). Состояние науки – это все ее достижения в какой-то момент времени.
Стиль мышления – некая надстройка над состоянием науки, формирующиеся в обществе. Т.к. он надстройка, то его нельзя отождествлять с методом. Стиль достояние научного сообщества.
Первый стиль мышления – механистический. «Наука – враг случайности».
Лапласовский детерминизм: ничто из ничего не возникает.
Демон Лапласа: способный рассчитать всю историю вперед и назад.
Демокрит: жесткий детерминизм. Неопределенность – степень нашей недостаточности.
Но в какой-то мере фильтр, который был плодом механистического мышления, стал нормой (после квантовой механики). По сути, сменился стиль мышления.
Надо помнить, что стиль может стать модой. Старые понятия могут менять свои названия вслед за модой, и это не всегда положительно.
Стиль меняется очень медленно. Матрица стиля мышления – саморазвивающийся организм.
Второй стиль мышления – познавательный (гносеологический).
Что такое научный метод (мир, теория) и прочее?
Третий – прагматичные элементы (оправдание)
Вся матрица не меняется, определенные элементы сохраняются. Матрица стиля мышления заполняется, по сути, в соответствии с историческим развитием: удовлетворяющая логика, подтверждение (эмпиризм) и пр.
Однако в зависимости от област: некоторые элементы в матрице стиля мышления отсутствуют или сведены к минимуму.
Стиль мышления формируется спонтанно, «кондефенциально». Философия в свою очередь формируется системно.
Стиль не требует доказательства, рассматривает общие, универсальные методы познания. Методология рефлексивна, рассматривает саму себя.
Поэтому нельзя смешивать понятия стиля с философией или методологией.
Как зарождается стиль?
Кун: парадигмы (скорее психологическое внедрение в научное сообщество).
Попер: утверждения, принципы. Понятия, которые берутся в основу процедур экстенсивного знания, а интенсивное происходит при ломке знания.
Стиль эволюционирует, но в момент революционных открытий он начинает ломаться (период ломки - НТР).
Стиль мышления – универсальная норма. Стиль – рефлексия над состоянием.
В связи Коперник–Кеплер-Галилей-Ньютон стиль научного мышления формируется после Ньютона. По сути Коперник изменил геометрию, но этот шаг не был революционным.
Коперник: Солнце –тварец (бог), планеты – послы.
Кеплер: Бог – сын, бог –отец …
Идея: единство прямой и кривой линии (мистическая трактовка).
Притяжение тел долго не было объяснено теорией.
Первый кто порвал связь с метофизическими объяснениями – Галилей: огонь там и здесь одинаков, следовательно, необходимо создать оптику.
Необходимо создать максимально универсальные принципы.
Ньютон первый отказался от метофизических понятий: ввел понятие инерциальных систем и относительности явлений.
От него берется Лапласский детерминизм.
Объект определяется однозначно, отвергается случайность.
Наука, выступая как целостная, развивающаяся система, имеет собственные основания, обладает идеалами и нормами исследования. Эти характеристики пронизывают науку и как специфическую форму деятельности, и как совокупность дисциплинарных знаний, и как социальный институт.
Как и всякая деятельность, научное познание регулируется определенными идеалами и нормативами, в которых выражены представления о целях научной деятельности и способах их достижения. Среди идеалов и норм науки могут быть выявлены: а) собственно познавательные установки, которые регулируют процесс воспроизведения объекта в различных формах научного знания; б) социальные нормативы, которые фиксируют роль науки и ее ценность для общественной жизни на определенном этапе исторического развития, управляют процессом коммуникации исследователей, отношениями научных сообществ и учреждений друг с другом и с обществом в целом и т.д..
Эти два аспекта идеалов и норм науки соответствуют двум аспектам ее функционирования: как познавательной деятельности и как социального института.
Познавательные идеалы науки имеют достаточно сложную организацию. В их системе можно выделить следующие основные формы: 1) идеалы и нормы объяснения и описания, 2) доказательности и обоснованности знания, 3) построения и организации знаний. В совокупности они образуют своеобразную схему метода исследовательской деятельности, обеспечивающую освоение объектов определенного типа.
На разных этапах своего исторического развития наука создает разные типы таких схем метода, представленных системой идеалов и норм исследования. Сравнивая их, можно выделить как общие, инвариантные, так и особенные черты в содержании познавательных идеалов и норм.
Если общие черты характеризуют специфику научной рациональности, то особенные черты выражают ее исторические типы и их конкретные дисциплинарные разновидности. В содержании любого из выделенных нами видов идеалов и норм науки (объяснения и описания, доказательности, обоснования и организации знаний) можно зафиксировать по меньшей мере три взаимосвязанных уровня.
Первый уровень представлен признаками, которые отличают науку от других форм познания.
Второй уровень содержания идеалов и норм исследования представлен исторически изменчивыми установками, которые характеризуют стиль мышления, доминирующий в науке на определенном историческом этапе ее развития.
Можно выделить третий уровень, в котором установки второго уровня конкретизируются применительно к специфике предметной области каждой науки.
Специфика исследуемых объектов непременно сказывается на характере идеалов и норм научного познания, и каждый новый тип системной организации объектов, вовлекаемый в орбиту исследовательской деятельности, как правило, требует трансформации идеалов и норм научной дисциплины.
Но не только спецификой объекта обусловлено их функционирование и развитие. В их системе выражен определенный образ познавательной деятельности, представление об обязательных процедурах, которые обеспечивают постижение истины. Этот образ всегда имеет социокультурную размерность. Он формируется в науке под влиянием социальных потребностей, испытывая воздействие мировоззренческих структур, лежащих в фундаменте культуры той или иной исторической эпохи. Эти влияния определяют специфику обозначенного выше второго уровня содержания идеалов и норм исследования, который выступает базисом для формирования нормативных структур, выражающих особенности различных предметных областей науки. Именно на этом уровне наиболее ясно прослеживается зависимость идеалов и норм науки от культуры эпохи, от доминирующих в ней мировоззренческих установок и ценностей.
Итак, первый блок оснований науки составляют идеалы и нормы исследования. Они образуют целостную систему с достаточно сложной организацией. Эту систему можно рассмотреть как своего рода "сетку метода", которую наука "забрасывает в мир" с тем, чтобы "выудить из него определенные типы объектов". "Сетка метода" детерминирована, с одной стороны, социокультурными факторами, определенными мировоззренческими презумпциями, доминирующими в культуре той или иной исторической эпохи, с другой - характером исследуемых объектов. Это означает, что с трансформацией идеалов и норм меняется "сетка метода" и, следовательно, открывается возможность познания новых типов объектов.
Определяя общую схему метода деятельности, идеалы и нормы регулируют построение различных типов теорий, осуществление наблюдений и формирование эмпирических фактов. Они как бы вплавляются, впечатываются во все эти процессы исследовательской деятельности. Исследователь может не осознавать всех применяемых в поиске нормативных структур, многие из которых ему представляются само собой разумеющимися. Он чаще всего усваивает их, ориентируясь на образцы уже проведенных исследований и на их результаты. В этом смысле процессы построения и функционирования научных знаний демонстрируют идеалы и нормы, в соответствии с которыми создавались научные знания.
В системе таких знаний и способов их построения возникают своеобразные эталонные формы, на которые ориентируется исследователь.
Идеалы и нормы исследования влияют на исследовательский процесс с самых ранних его стадий, они определяют постановку и формулировку проблемы как исходного пункта исследования. В проблеме должно содержаться противоречие, указывающее на существующий предел знания и те новые факты, для объяснения которых и необходимо научное исследование. В этом суть требования прогрессивного сдвига и решения проблемы. Основания, включающие в себя идеалы, нормы и научную картину мира, придают систематический характер совокупной системе знания, поэтому за ними закреплена функция систематизации и интеграции. Соотношение социокультурных ценностей и когнитивных, собственно научных, идеалов и норм научно-теоретического исследования оказывает большое влияние на развитие научных направлений.
Современные ученые считают, что идеалы и нормы науки выполняют роль регулятивных принципов. Они задают цели, определяют процесс воспроизведения объекта, ход исследовательской деятельности. Идеалы и нормы имеют конкретно-исторический характер и накладывают свой отпечаток и на процесс коммуникации ученых, они проявляются в оформлении научно-исследовательских работ и в самой тактике построения научного исследования.
Эволюция научной рациональности
Стадии исторического развития науки, каждую из которых открывает глобальная научная революция, можно охарактеризовать также и как становление трех исторических типов научной рациональности, возникших в истории техногенной цивилизации. Это классическая рациональность (соответствующая классической науке в двух ее состояниях — дисциплинарном и дисциплинарно организованном); неклассическая рациональность (соответствующая неклассической науке) и постнеклассическая рациональность. Между ними как этапами развития науки существуют своеобразные «перекрытия», причем появление каждого нового типа рациональности не отбрасывало предшествующего, а только ограничивало сферу его действия, определяя его применимость лишь к определенным типам проблем и задач.
Каждый этап характеризуется особым состоянием научной деятельности, направленной на постоянный рост объективно-истинного знания. Если схематично представить эту деятельность как отношения «субъект—средства—объект» (включая в понимание субъекта ценностно-целевые структуры деятельности, знания и навыки применения методов и средств), то описанные этапы эволюции науки, выступающие в качестве разных типов научной рациональности, характеризуются различной глубиной рефлексии по отношению к самой научной деятельности.
-36830747395Классический тип научной рациональности, центрируя внимание на объекте, стремится при теоретическом объяснении и описании элиминировать все, что относится к субъекту, средствам и операциям его деятельности. Такая элиминация рассматривается как необходимое условие получения объективно-истинного знания о мире. Цели и ценности науки, определяющие стратегии исследования и способы фрагментации мира, на этом этапе, как и на всех остальных, детерминированы доминирующими в культуре мировоззренческими установками и ценностными ориентациями. Но классическая наука не осмысливает этих детерминаций.
Схематично этот тип научной деятельности может быть представлен следующим образом.
-27051001994535-2703195447040Неклассический тип научной рациональности учитывает связи между знаниями об объекте и характером средств и операций деятельности. Экспликация этих связей рассматривается в качестве условий объективно-истинного описания и объяснения мира. Но связи между внутринаучными и социальными ценностями и целями по-прежнему не являются предметом научной рефлексии, хотя имплицитно они определяют характер знаний (определяют, что именно и каким способом мы выделяем и осмысливаем в мире). Этот тип научной деятельности можно схематично изобразить в следующем виде.
Постнеклассический тип научной рациональности расширяет поле рефлексии над деятельностью. Он учитывает соотнесенность получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности, но и с ценностно-целевыми структурами. Причем эксплицируется связь внутринаучных целей с вненаучными, социальными ценностями и целями.
Этот тип научного познания можно изобразить посредством следующей схемы.
Каждый новый тип научной рациональности характеризуется особыми, свойственными ему основаниями науки, которые позволяют выделить в мире и исследовать соответствующие типы системных объектов (простые, сложные, саморазвивающиеся системы). При этом возникновение нового типа рациональности и нового образа науки не следует понимать упрощенно в том смысле, что каждый новый этап приводит к полному исчезновению представлений и методологических установок предшествующего этапа. Напротив, между ними существует преемственность. Неклассическая наука вовсе не уничтожила классическую рациональность, а только ограничила сферу ее действия. При решении ряда задач неклассические представления о мире и познании оказывались избыточными, и исследователь мог ориентироваться на традиционно классические образцы (например, при решении ряда задач небесной механики не требовалось привлекать нормы квантово-релятивистского описания, а достаточно было ограничиться классическими нормативами исследования). Точно так же становление постнеклассической науки не приводит к уничтожению всех представлений и познавательных установок неклассического и классического исследований. Они будут использоваться в некоторых познавательных ситуациях, но только утратят статус доминирующих и определяющих облик науки.
Когда современная наука на переднем крае своего поиска поставила в центр исследований уникальные, исторически развивающиеся системы, в которые в качестве особого компонента включен сам человек, то требование экспликации ценностей в этой ситуации не только не противоречит традиционной установке на получение объективно-истинных знаний о мире, но и выступает предпосылкой реализации этой установки. Есть все основания полагать, что по мере развития современной науки эти процессы будут усиливаться. Техногенная цивилизация ныне вступает в полосу особого типа прогресса, когда гуманистические ориентиры становятся исходными в определении стратегий научного поиска.
Понятия научной революции. Эволюции и революции в развитии науки
Научные революции и перестройка оснований науки. Понятие научной парадигмы, пути её перестройкиВ динамике научного знания особую роль играют этапы развития, связанные с перестройкой исследовательских стратегий, задаваемых основаниями науки. Эти этапы получили название научных революций. Перестройка оснований науки, сопровождающаяся научными революциями, может явиться, во-первых, результатом внутридисциплинарного развития, в ходе которого возникают проблемы, неразрешимые в рамках данной научной дисциплины. Во-вторых, научные революции возможны благодаря междисциплинарным взаимодействиям, основанным на переносе идеалов и норм исследования из одной научной дисциплины в другую, что приводит часто к открытию явлений и законов, которые до этой «парадигмальной прививки» не попадали в сферу научного поиска.
Основания науки обеспечивают рост знания до тех пор, пока общие черты системной организации изучаемых объектов учтены в картине мира, а методы освоения этих объектов соответствуют сложившимся идеалам и нормам исследования. Но по мере развития науки она может столкнуться с принципиально новыми типами объектов, требующими иного видения реальности по сравнению с тем, которое предполагает сложившаяся картина мира. Новые объекты могут потребовать и изменения схемы метода познавательной деятельности, представленной системой идеалов и норм исследования. В этой ситуации рост научного знания предполагает перестройку оснований науки. В зависимости от того, какой компонент основания науки перестраивается, различают две разновидности научной революции: а) идеалы и нормы научного исследования остаются неизменными, а картина мира пересматривается; б) одновременно с картиной мира радикально меняются не только идеалы и нормы науки, но и ее философские основания.
В истории науки можно обнаружить образцы обеих ситуаций интенсивного роста знаний: 1) переход от механической к электродинамической картине мира, осуществленный в физике последней четверти XIX столетия в связи с построением классической теории электромагнитного поля. Этот переход, хотя и сопровождался довольно радикальной перестройкой видения физической реальности, существенно не менял познавательных установок классической физики (сохранилось понимание объяснения как поиска субстанциональных оснований объясняемых явлений и жестко детерминированных связей между явлениями; из принципов объяснения и обоснования элиминировались любые указания на средства наблюдения и операциональные структуры, посредством которых выявляется сущность исследуемых объектов, и т.д.). 2)история квантово-релятивистской физики, характеризовавшаяся перестройкой классических идеалов объяснения, описания, обоснования и организации знаний.
Научная революция - новации, которые: 1) связаны не с отдельными теориями, а с перестроением оснований науки; 2) имеют мировоззренческое значение и приводят к изменению стиля мышления; 3) во время революции происходит взаимодействие традиций и новаций внутренних и внешних факторов.
Парадигма – это система норм, теории, методов, фундаментальных фактов и образцов деятельности, которые признаются и разделяются всеми членами данного научного сообщества как логического субъекта научной деятельности. Она выполняет две функции – запретительную и проективную. С одной стороны, она запрещает все, что не относится к данной парадигме и не согласуется с ней, с другой – стимулирует исследования в определенном направлении.
Научная революция наступает, когда создаются новые парадигмы, оспаривающие первенство друг у друга. Они создаются, как правило, учеными-аутсайдерами, стоящими вне "школы", и их активной деятельностью по пропаганде своих идей. Процесс научной революции оказывается у Куна процессом скачкообразного отбора посредством конфликта научных сообществ, сплоченных единым "взглядом на мир". Кризис разрешается победой одной из парадигм, что знаменует начало нового "нормального" периода, создается новое научное сообщество ученых с новым видением мира, новой парадигмой.
Сущность научных революций, по Куну, заключается в возникновении новых парадигм, полностью несовместимых и несоизмеримых с прежними. Он стремится подтвердить это ссылкой на якобы несоизмеримость квантовой и классической механики. При переходе к новой парадигме, по мнению Куна, ученый как бы переселяется в другой мир, в котором действует и новая система чувственного восприятия (например, там где схоласты видели груз, раскачивающийся на цепочке, Галилей увидел маятник). Одновременно с этим возникает и новый язык, несоизмеримый с прежним (например, понятие массы и длинны в классической механике и СТО Эйнштейна).
Классификация научных революций:
1) по содержанию новаций: 1.1) внедрение новых методов - появление новых фундаментальных теорий является самой очевидной причиной научных революций. Фундаментальные теории нацелены на разработку основопологающих научных принципов и связаны с решением мировоззренческих проблем; 1.2) построение новых теорий - стимулируют появление новых проблем, стандартов исследования или новых областей применения; 1.3) открытие новых миров - применяется весь арсенал накопленных средств, которые адаптируются к реальности и приводят к появлению новых дисциплин.
2) по сфере возникновения новизны: 2.1) внутрипарадигмальные - новые методы, идеи и философские предпосылки изменения основания науки. Парадоксы разрешаются путем построения принципиально новых теорий. Выработка методов и идеи - длительный процесс, в начальной стадии не вступающий в оппозицию к прежнему стилю мышления, а создавая почву для идеи, которые постепенно укореняются в мировоззрении для принятия новой научной парадигмы; 2.2) межпарадигмальные - представления одной парадигмы переносятся в другую. При таком переносе становится очевидным противоречие между картиной мира (КМ) и спецификой новаций (формируется общая КМ).
3) по отношению к науке: 3.1) внутренние - связанные с развитием самой науки (1.1-1.3, 2.1-2.2); 3.2) внешние.
В кризисном состоянии прежний закономерный эволюционный путь развития системы разветвляется на несколько дискретных переходов в качественно новые состояния. Такое ветвление получило название точки бифуркации. В этой точке возникают многочисленные флуктуации, и одна из них случайным образом толкает систему к «выбору» одного из возможных продолжений пути. Но возврата назад не существует, и после перехода стартует новый эволюционный этап развития вплоть до следующей точки бифуркации.
Существование точек бифуркации имеет следствия, важные для понимания особенностей развития в нашем Мире. Прежде всего, возникает новое понимание соотношения случайного и закономерного в развитии. Случайным оказывается только то, что происходит в критической ситуации, сопровождаемой переходом системы в качественно новое состояние. Далее, разветвление путей развития и случайность «выбора» продолжения делает невозможным точное предсказание будущего системы на основании существовавших до перехода тенденций развития. Наконец, весь процесс развития есть движение системы от одной точки бифуркации до следующей, процесс, в котором только между точками бифуркации существуют относительно стабильные условия ее существования.
С позиции синергетики научные революции можно истолковать как "точки бифуркации" развития науки и культуры. Научные революции связаны с выбором между альтернативами и с поворотом, коренным изменением в научной картине мира. В предреволюционный, критический период, как правило, происходит "размножение" научный направлений и школ, т.е. преобладают дивергентные тенденции. И именно это разнообразие подходов, концепций и интерпретаций конструктивно для выбора в "точках бифуркации" собственных устойчивых тенденций развития систем научного знания. Рост альтернативных научных школ перед научной революцией как бы заранее подготавливает системы знания к многовариантному будущему.
После научной революции, в период "нормальной науки", напротив, идет формирование мощного парадигмального течения, т.е. начинают проявляться тенденции конвергенции.
Типология научных революций. Эвристическая роль философии в подготовке и ходе этих революций.Революция – скачкообразный переход системы в новое качество.Человечество на протяжении своей многовековой истории пережило множество революций в мире науки и техники: промышленная, электротехническая, электронная, информационная и даже «зеленая» революции. Само понятие «революция» свидетельствует о радикальных качественных изменениях в мире знания, о перестройке оснований науки. Симптоматичны и названия научных трудов, появляющихся в период научных революций — как правило, они начинаются словосочетаниями «Новые исследования», «Новые опыты», «Новые изобретения» и пр.
Научная революция может протекать двояко: I) вызывать трансформацию специальной картины мира без изменения идеалов и норм исследования, и 2) осуществлять радикальные изменения и в картине мира, и в системе идеалов и норм науки.
Примеры первого типа: революция в медицине, вызванная открытием В. Гарвея кругообращения крови (1628); революция в математике в связи с открытием дифференциального исчисления И. Ньютона и Г. Лейбница; кислородная теория Лавуазье; переход от механической картины мира к электромеханической в связи с открытием теории электромагнитного поля. Они не меняли познавательных установок классической физики, идеалов и норм исследования (признание жестко детерминированных связей процессов и явлений, исключение помех, связанных с приборами и средствами наблюдения, и т.д.).
Пример научной революции второго типа — открытия термодинамики и последовавшая в середине XX в. квантово-механическая революция, которая вела не только к переосмыслению научной картины мира, но и к полному парадигмальному сдвигу, меняющему также стандарты, идеалы и нормы исследования. Отвергалась субъектно-объектная оппозиция, изменялись способы описания и обоснования знания, признавались вероятностная природа изучаемых систем, нелинейность и бифуркаиионность развития.
Выделяют четыре типа научных революций по следующим основаниям: 1) появление новых фундаментальных теоретических концепций; 2) разработка новых методов; 3) открытие новых объектов исследования; 4) формирование новых методологических программ.
Также выделяют типы научной революции по прочим основаниям: 1-по сегменту изменяющегося научн знания: открытие нов миров, методов, появление новых парадигм. 2-по широте охвата: глобальные революции, частные (в отдельной науке), комплексные (теория Дарвина, биолог и др).
Механизм возникновения научной революции описан Т.Куном. Симптомами являются: 1-выражение недовольства действующей парадигмой. 2-Покушение на «жесткое ядро» парадигмальной теории. 3-преобладание поисковых экспериментов над проверочными. 4-Повышеный интерес к основаниям науки.
Выделяют 4 глобальные научные революции: становление классического естествознания, естественно-научная революция, формирование неклассической рациональности, формирование постнеклассической рациональности.
Пересмотр картины мира и идеалов познания всегда начинается с критического осмысления их природы. Если ранее они воспринимались как выражение самого существа исследуемой реальности и процедур научного познания, то теперь осознается их относительный, преходящий характер. Такое осознание предполагает постановку вопросов об отношении картины мира к исследуемой реальности и понимании историчности идеалов познания. Постановка таких вопросов означает, что исследователь из сферы специально научных проблем выходит в сферу философской проблематики. Философский анализ является необходимым моментом критики старых оснований научного поиска.
Кроме критической функции, философия выполняет конструктивную функцию, помогая выработать новые основания исследования. Ни картина мира, ни идеалы объяснения, обоснования и организации знаний не могут быть получены чисто индуктивным путем из нового эмпирического материала. Сам этот материал организуется и объясняется в соответствии с некоторыми способами его видения, а эти способы задают картина мира и идеалы познания. Новый эмпирический материал может обнаружить лишь несоответствие старого видения новой реальности, но сам по себе не указывает, как нужно перестроить это видение.
Перестройка картины мира и идеалов познания требует особых идей, которые позволяют перегруппировать элементы старых представлений о реальности и процедурах ее познания, элиминировать часть из них, включить новые элементы с тем, чтобы разрешить имеющиеся парадоксы и ассимилировать накопленные факты. Такие идеи формируются в сфере философского анализа познавательных ситуаций науки. Они играют роль весьма общей эвристики, обеспечивающей интенсивное развитие исследований.
Глобальные научные революции и типы научной рациональности. Социокультурные предпосылки глобальных научных революцийНаучные революции, определяемые как смена системных характеристик науки, стратегии научно-исследовательской деятельности и способов ее осуществления, оцениваются как точки бифуркации в развитии знания. Научные революции могут быть представлены как многоуровневый процесс. Различают три типа научных революций (В. Казютинский): 1) «мини-революции», которые относятся к отдельным блокам в содержании той или иной науки (например, развитие представлений о кварках в рамках микрофизики); 2) локальные революции, охватывающие конкретную науку в целом; 3) глобальные научные революции, которые захватывают всю науку в целом и приводят к возникновению нового видения мира.
Глобальные революции в истории науки, в свою очередь, разделяются на четыре типа:
Научная революция XVIIв., ознаменовала появление классического естествознания (от Коперника до Ньютона: сер. 16 до 17 вв., переход от геоцентрической КМ к гелиоцентрической) и определила основания развития науки на последующие два века. Особенности: 1)квантитативизм – применение математических форм выражения знания и переход от качественного (средневекового) подхода к миру к количественному. 2)аналитеизм – противостояло античному космоцентризму когда всякое знание синтезировалось философией. Здесь же в составе знания выделяют философскую, научную, религиозную и обыденную компоненту. 3)геолитизм – переход от качественно различных сфер пространства античности и средневековья к идее изотропного и однотропного пространства, описываемого геометрией Евклида. 4)монотеоретизм - попытка исчерпать мир одной теорией. 5)механицизм – сведение всех явлений и процессов к механическим. 6)финализм – убежденность в достижении абсолютно истинного знания. 7)причинно-следственный автоматизм – этим игнорировалась вероятность и случайность в мире. 8)импереонализм. 9)наивный реализм, проявляющийся в требовании наследственности описывающих мир людей.
Научная революция конца XVIII — первой половины XIX в., приведшая к дисциплинарной организации науки и ее дальнейшей дифференциации. Сущность ЕНР в формировании дисциплинарно организованной науки. Проявление этой революции: 1)наряду с механической КМ появляются от нее: химическая, биологическая и геологическая. Начинает конструироваться идея развития, постепенно проявляется ценностное отношение к миру живого, начинается рефлексия над особенностями социально-гуманитарного познания. 2)происходит постепенный отход от принципа наглядности, что связано с открытием поля. Научность теории уже ярче выражается в ее математическом аппарате. 3)осуществляется философский анализ научного знания, который введен в работах Максвелла и Больцмана, приходит к выводу о возможности политеоретического научного описания одного и того же объекта, фиксируют исторический характер законов мышления и отступают от физиколизма в научном описании, обосновывая возможность научных метафор.
Научная революция конца XIX — начала XXв., представлявшая собой «цепную реакцию революционных перемен в различных областях знания». Характеризуется открытием теории относительности и квантовой механики, пересмотром исходных представлений о пространстве, времени, движении (в космологии возникла концепция нестационарности Вселенной, в химии — квантовая химия, в биологии произошло становление генетики, возникает кибернетика и теория систем). Проникая в промышленность, технику и технологии благодаря компьютеризации и автоматизации, она приобрела характер научно-технической революции. Происходит формирование неоклассической рациональности на основе квантово-релятивистской картины мира. Особенности: 1)отказ от монотеоретизма (корпускулярно-волновой дуализм) 2)необходимость учета субъективного фактора и технических средств при анализе полученного знания. 3)появление теории эволюции. 4)релятивизм, как базовая черта КМ (Эйнштейн «Общая и специальная теория отношений). 5)вероятностный характер знания. Теперь это не недочет теории, а фиксация ею онтологического свойства предмета. 6)отказ от определенности в доскональном смысле (принципы формализации Геделя – учение о невозможности полной формации с-м). 7)окончательный отказ от принципа наследности в естествознании
Научная революция конца XXв., внедрившая в жизнь информационные технологии, является предвестником глобальной четвертой научной революции. Мы живем в расширяющейся Вселенной, сопровождающейся мощными взрывными процессами и выделением колоссального количества энергии, на всех уровнях происходят качественные изменения материи. Учитывая совокупность открытий, которые были сделаны в конце XX в., можно говорить, что мы на пороге глобальной научной революции, которая приведет к глобальной перестройке всех знаний о Вселенной. Она связана с формированием постнеклассической рациональности, ее онтологических фундамент – открытие самоорганизующихся систем.
Особенности: 1)превращение синергетики в общенаучное парадигмальное знание. 2) переход от системного подхода к целостному. Его проявление отчетливо видно в 3-х аспектах: * соединение мира субъекта познания с миром объекта познания (а не их противопоставление, как в классике Декарта). Это проявляется во влиянии субъекта познания на результат знания, а также в онтропном принципе – мировые константы по мнению некоторых ученых подобраны таким образом, чтобы на каком-то этапе эволюции вселенной могла появиться разумная форма жизни со временем берущая на себя ответственность за выживание вселенной. *синтез научного и в ненаучного знания, а также естественного и гуманитарного знания. *синтез познавательных ее ценностных традиций запада и востока. 3)широкое распространение междисциплинарных научных комплексов. 4)методологический плюролизм научного знания - комбинирование рациональной методологии, а также широкое обращение к философии методологии, постижению ее теории. 5) широкая математизация науки (ЭВМ, компьютерное моделирование) 6)оформление концепции глобального эволюционизма. 7) ориентация науки на ценности и идеалы общественной жизни, общественный контроль за ее достижением.
Глобальные научные революции не могут не оказывать влияния на изменение типов рациональности. См вопрос №15
Перестройка оснований науки в период научной революции представляет собой выбор особых направлений роста знаний, обеспечивающих как расширение диапазона исследования объектов, так и определенную скоррелированность динамики знания с ценностями и мировоззренческими установками соответствующей исторической эпохи. В период научной революции имеются несколько возможных путей роста знания, которые, однако, не все реализуются в действительной истории науки. Можно выделить два аспекта нелинейности роста знаний: 1) связан с конкуренцией исследовательских программ в рамках отдельно взятой отрасли науки, победа одной и вырождение другой программы направляют развитие этой отрасли науки по определенному руслу, но вместе с тем закрывают какие-то иные пути ее возможного развития. 2)связан со взаимодействием научных дисциплин, обусловленным в свою очередь особенностями как исследуемых объектов, так и социокультурной среды, внутри которой развивается наука.
Возникновение новых отраслей знания, смена лидеров науки, революции, связанные с преобразованиями картин исследуемой реальности и нормативов научной деятельности в отдельных ее отраслях, могут оказывать существенное воздействие на другие отрасли знания, изменяя их видение реальности, их идеалы и нормы исследования. Все эти процессы взаимодействия наук опосредуются различными феноменами культуры и сами оказывают на них активное обратное воздействие.
Научная картина мира и ее эволюция
Научная картина мира - целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях действительности, построенная в результате обобщения и синтеза фундаментальных научных понятий и принципов. В зависимости от оснований деления различают общенаучную картину мира, которая включает представления о всей действительности (т.е. о природе, обществе и самом познании) и естественнонаучную картину мира. Последняя - в зависимости от предмета познания - может быть физической, астрономической, химической, биологической и т.п. В общенаучной картине мира определяющим элементом выступает картина мира той области научного знания, которая занимает лидирующее положение на конкретном этапе развития науки.Каждая картина мира строится на основе определенных фундаментальных научных теорий, и по мере развития практики и познания одни научные картины мира сменяются другими. Так, естественнонаучная (и прежде всего физическая) картина строилась сначала (с XVII в.) на базе классической механики, затем электродинамики, потом - квантовой механики и теории относительности (с начала XX в.), а сегодня - на основе синергетики.Научные картины мира выполняют эвристическую роль в процессе построения фундаментальных научных теорий. Они тесно связаны с мировоззрением, являясь одним из важных питательных источников его формирования.
Понятие научной картины мира и ее изменения в процессе развития науки
Научная картина мира в структуре мировоззрения занимает доминирующее положение. Наука направлена на изучение объективных законов развития универсума, научная картина мира как широкая панорама знаний о природе и человечестве, включающая в себя наиболее важные теории, гипотезы и факты, претендует на то, чтобы быть ядром научного мировоззрения. Мировоззрение понимается как система взглядов на мир в целом и предстает как сложный сплав традиций, обычаев, норм, установок, знаний и оценок.
Функции Н.К.: Интегративная - обеспечении синтеза знаний, опирается на достоверные знания и представляет собой не просто сумму или эклектический набор фрагментов отдельных дисциплин. Нормативная - непросто описывает мироздание, воспроизводя основные его закономерности, но задает систему установок и принципов освоения универсума, влияет на формирование социокультурных и методологических норм научного исследования.
Основным критерием, на который опирается научная картина мира, является объективность, которая фиксирует совпадение знания со своим объектом и устраняет все, что связано с субъективным налетом в познавательной деятельности. Объективность направлена на изучение сущности самой вещи. Свойства современной н. к. мира: строгость, достоверность, обоснованность, доказательность, закономерность (представляет мир как совокупность причинно обусловленных событий и процессов), историчность (опирается на совокупный потенциал науки той или иной эпохи, подчеркивает пределы тех знаний, которыми располагает человечество).
Н. к. м. представляет собой синтез научных знаний, соответствующих конкретно-историческому периоду развития человечества. Эволюция:
А) Европейская наука стартовала с принятия классической н. к. м., основанной на достижениях Коперника, Галилея и Ньютона и господствовавшей на протяжении достаточно продолжительного периода времени. Парадигма - механика, к. м. строится на принципе жесткого детерминизма, ей соответствует образ мироздания как часового механизма. Объяснительным эталоном считалась однозначная причинно-следственная зависимость. Прошлое определяло настоящее так же изначально, как и настоящее определяло будущее. Все состояния мира могли быть просчитаны и предсказаны. Классическая картина мира осуществляла описание объектов, как если бы они существовали изолированно, в строго заданной системе координат.
Б) Неклассическая н. к. м., исходный пункт связан с разработкой релятивистской и квантовой теории, первых теорий термодинамики, оспаривающих универсальность законов классической механики. С неклассической наукой связана парадигма относительности, дискретности, квантования, вероятности, дополнительности. Переход к неклассическому мышлению был осуществлен в период революции в естествознании на рубеже XIX—XX вв. Возникает более гибкая схема детерминации, учитывается роль случая.
В) Постнеклассическая к. м. утверждается парадигма целостности, согласно которой мироздание, биосфера, ноосфера, общество, человек и т.д. представляют собой единую целостность. Стремление построить общенаучную картину мира на основе принципа универсального эволюционизма. Основные черты образа науки выражаются синергетикой, изучающей общие принципы процессов самоорганизации, протекающих в системах (нелинейные, открытые) самой различной природы (физических, биологических, технических, социальных и др.). Ориентация на «синергетическое движение» — это ориентация на историческое время, системность (целостность) и развитие как важнейшие характеристики бытия. С самого начала и к любому данному моменту времени будущее остается неопределенным. Развитие может пойти в одном из нескольких направлений, что чаще всего определяется каким-нибудь незначительным фактором. Достаточно лишь небольшого энергетического воздействия, чтобы система перестроилась, и возник новый уровень организации. В анализе общественных структур предполагается исследование открытых нелинейных систем, в которых велика роль исходных условий, входящих в них индивидов, локальных изменений и случайных факторов. Синергетика изучает открытые, т.е. обменивающиеся с внешним миром веществом, энергией и информацией, системы. В синергетической картине мира царит становление, обремененное многовариантностью и необратимостью. Бытие и становление объединяются в одно понятийное гнездо. Время создает или, иначе, выполняет конструктивную функцию. Нелинейность предполагает отказ от ориентации на однозначность и унифицированность, признание методологии разветвляющегося поиска и вариативного знания. К нелинейным системам относят такие, свойства которых определяются происходящими в них процессами так, что результат каждого из воздействий в присутствии другого оказывается иным, чем в случае отсутствия последнего.
Парадигмы — модели (образцы) постановки и решения научных проблем.
Научная картина мира в СГН
Научная картина мира исторична, она опирается на достижения науки конкретной эпохи в пределах тех знаний, которыми располагает человечество. Каждый ученый, как субъект научного познания, помещен в лоно культурно-исторической традиции, его деятельность во многом обусловлена приоритетами и потребностями своей эпохи, отвечает исторически преходящим нормативам, культурно-стилистическим особенностям. Научная картина мира представляет собой синтез научных знаний, соответствующих конкретно-историческому периоду развития человечества. Поэтому она более строгое понятие, чем «образ мира» или «видение мира». В научную картину мира входят знания, отвечающие критериям научности.
Научная картина мира как обоснованное конкретно-историческое представление о мире, обусловливающее стиль и способ научного мышления, имеет свои исторические формы и эволюционирует. Эволюция современной научной картины мира предполагает движение от классической к неклассической и постнеклассической ее стадиям. Европейская наука стартовала с принятия классической научной картины мира, основанной главным образом на достижениях Галилея и Ньютона, и господствовавшей на протяжении достаточно продолжительного периода времени. Объяснительным эталоном считалась однозначная причинно-следственная зависимость. Прошлое определяло настоящее так же изначально, как и настоящее определяло будущее. Все состояния мира могли быть просчитаны и предсказаны. Классическая картина мира осуществляла описание объектов, как если бы они существовали изолированно, в строго заданной системе координат. Основным условием становилось требование элиминации всего того, что относилось к субъекту познания, к возмущающим факторам и помехам.
Неклассическая картина мира, пришедшая на смену классической, родилась под влиянием первых теорий термодинамики, оспаривающих универсальность законов классической механики.
Переход к неклассическому мышлению был осуществлен в период революции в естествознании на рубеже XIX—XX вв., в том числе и под влиянием теории относительности. В неклассической картине мира возникает более гибкая схема детерминации, учитывается роль случая. Развитие системы мыслится направленно, но ее состояние в каждый момент времени не поддается точному определению. Новая форма детерминации вошла в теорию под названием «статистическая закономерность». Неклассическое сознание постоянно ощущало свою предельную зависимость от социальных обстоятельств и одновременно питало надежды на участие в формировании «созвездия» возможностей.
Образ постнеклассической картины мира — древовидная ветвящаяся графика. С самого начала и к любому данному моменту времени будущее остается неопределенным. Развитие может пойти в одном из нескольких направлений, что чаще всего определяется каким-нибудь незначительным фактором. Достаточно лишь небольшого энергетического воздействия, так называемого «укола», чтобы система перестроилась, и возник новый уровень организации. В современной постнеклассической картине мира анализ общественных структур предполагает исследование открытых нелинейных систем, в которых велика роль исходных условий, входящих в них индивидов, локальных изменений и случайных факторов.
Включенность ценностно-целевых структур становится новой характеристикой постнеклассики. И если в неклассической картине мира изучаются саморегулируемые системы, то в постнеклассике речь идет о самоорганизующихся развивающихся системах. В центре внимания постнеклассики находится осмысление процессов синергетики, весьма актуальных в современных исследованиях последних десятилетий. Синергетику — теорию самоорганизации, родоначальником которой признан Г. Хакен, характеризуют, используя следующие понятия: самоорганизация, стихийно-спонтанный структурогенез, нелинейность, открытые системы. Синергетика изучает открытые, т. е. обменивающиеся с внешним миром веществом, энергией и информацией, системы. В синергетической картине мира царит становление, обремененное многовариантностью и необратимостью. Бытие и становление объединяются в одно понятийное гнездо. Время создает или, иначе, выполняет конструктивную функцию. Нелинейность предполагает отказ от ориентации на однозначность и унифицированность, признание методологии разветвляющегося поиска и вариативного знания. Нелинейность как принцип философии науки отражает реальность как поле сосуществующих возможностей. К нелинейным системам относят такие, свойства которых определяются происходящими в них процессами так, что результат каждого из воздействий в присутствии другого оказывается иным, чем в случае отсутствия последнего.
Постнеклассический этап научной картины мира поставил новые задачи. Разработка ведущей идеи синергетики о стихийно-спонтанном структурогенезе предполагает наличие адекватного категориального аппарата. Важной особенностью постнеклассической стадии эволюции научной картины мира является применение постаналитического способа мышления, сочленяющего сразу три сферы анализа: исторический, критико-рефлексивный и теоретический.
Основания науки: идеалы и нормы в научном познании, научная картина мира, ее исторические формы, ее роль в разработке исследовательских программ.В рамках каждой научной дисциплины многообразие знаний организуется в единое системное целое благодаря основаниям, на которые они опираются. Основания выступают системообразующим блоком, определяющим стратегию научного поиска, систематизацию полученных знаний и обеспечивающим их включение в культуру соответствующей исторической эпохи.
Научное познание регулируется идеалами и нормативами, в которых выражены представления о целях научной деятельности и способах их достижения. Среди идеалов и норм науки: а)собственно познавательные установки, регулирующие на процесс воспроизведения объекта в различных формах научного знания; б) социальные нормативы, фиксирующие роль науки и ее ценность для общественной жизни на историческом этапе развития, управляют процессом коммуникации исследователей, отношениями научных сообществ, учреждений друг с другом, с обществом. Эти 2 аспекта идеалов и норм науки соответствуют 2 аспектам ее функционирования: как познавательной деятельности и как социального института.
Познавательные идеалы науки имеют достаточно сложную организацию. В их системе можно выделить основные формы: 1)идеалы и нормы объяснения и описания, 2)доказательности и обоснованности знания, 3) построения и организации знаний. В совокупности они образуют своеобразную схему метода исследовательской деятельности, обеспечивающую освоение объектов определенного типа.
Можно выделить как общие, инвариантные, так и особенные черты в содержании познавательных идеалов и норм. Если общие черты характеризуют специфику научной рациональности, то особенные черты выражают ее исторические типы и их конкретные дисциплинарные разновидности.
В содержании любого из выделенных видов идеалов и норм науки (объяснения и описания, доказательности, обоснования и организации знаний) можно зафиксировать три взаимосвязанных уровня:
1) представлен признаками, которые отличают науку от других форм познания (обыденного, стихийно-эмпирического познания, искусства, религиозно-мифологического освоения мира и т.п.). Например, в разные эпохи по-разному понимались природа научного знания, процедуры его обоснования и стандарты доказательности. Но то, что научное знание отлично от мнения, что оно должно быть обосновано и доказано, что наука не может ограничиваться непосредственными констатациями явлений - все эти нормы выполнялись.
2) содержание идеалов и норм исследования представлено исторически изменчивыми установками, характеризующие стиль мышления, доминирующий в науке на определенном историческом этапе ее развития.
3) установки второго уровня конкретизируются применительно к специфике предметной области каждой науки (математики, физики, биологии, социальных наук и т.п.).
В системе идеалов и норм науки выражен определенный образ познавательной деятельности, представление об обязательных процедурах, которые обеспечивают постижение истины. Этот образ всегда имеет социокультурную размерность. Он формируется в науке под влиянием социальных потребностей, испытывая воздействие мировоззренческих структур, лежащих в фундаменте культуры той или иной исторической эпохи. Эти влияния определяют специфику второго уровня содержания идеалов и норм исследования. Именно на этом уровне наиболее ясно прослеживается зависимость идеалов и норм науки от культуры эпохи, от доминирующих в ней мировоззренческих установок и ценностей.
Исследователь может не осознавать всех применяемых в поиске нормативных структур, многие из которых ему представляются само собой разумеющимися. Он чаще всего усваивает их, ориентируясь на образцы уже проведенных исследований и на их результаты. В этом смысле процессы построения и функционирования научных знаний демонстрируют идеалы и нормы, в соответствии с которыми создавались научные знания.
Научная картина мира. Второй блок оснований науки составляет научная картина мира. В развитии современных научных дисциплин особую роль играют обобщенные схемы - образы предмета исследования, посредством которых фиксируются основные системные характеристики изучаемой реальности. Эти образы часто именуют специальными картинами мира. Термин "мир" применяется здесь в специфическом смысле - как обозначение некоторой сферы действительности, изучаемой в данной науке ("мир физики", "мир биологии" и т.п.). Чтобы избежать терминологических дискуссий, имеет смысл пользоваться иным названием - картина исследуемой реальности. Наиболее изученным ее образцом является физическая картина мира. Но подобные картины есть в любой науке, как только она конституируется в качестве самостоятельной отрасли научного знания.
Обобщенная характеристика предмета исследования вводится в картине реальности посредством представлений: 1) о фундаментальных объектах, из которых полагаются построенными все другие объекты, изучаемые соответствующей наукой; 2) о типологии изучаемых объектов; 3) об общих закономерностях их взаимодействия; 4) о пространственно-временной структуре реальности.
Эти представления дают определенную онтологию (структуру бытия, мира), систематизацию знаний в рамках соответствующей науки, исследовательскую программу, которая целенаправляет постановку задач как эмпирического, так и теоретического поиска и выбор средств их решения.
Картину мира можно рассматривать в качестве некоторой теоретической модели исследуемой реальности. Но это особая модель, отличная от моделей, лежащих в основании конкретных теорий. 1)они различаются по степени общности: на одну и ту же картину мира может опираться множество теорий, в том числе и фундаментальных. 2)специальную картину мира можно отличить от теоретических схем, анализируя образующие их абстракции - идеальные объекты, образующие картину мира, и абстрактные объекты, образующие в своих связях теоретическую схему, имеют разный статус. Последние представляют собой идеализации, и их нетождественность реальным объектам очевидна. Идеальные объекты картины мира исследователь считает реально существующими. Будучи отличными от картины мира, теоретические схемы всегда связаны с ней. Установление этой связи является одним из обязательных условий построения теории.
Благодаря связи с картиной мира происходит объективизация теоретических схем. Составляющая их система абстрактных объектов предстает как выражение сущности изучаемых процессов "в чистом виде".
Процедура отображения теоретических схем на картину мира обеспечивает ту разновидность интерпретации уравнений, выражающих теоретические законы, которую в логике называют концептуальной (или семантической) интерпретацией и которая обязательна для построения теории. Таким образом, вне картины мира теория не может быть построена в завершенной форме.
Философские основания науки. Включение научного знания в культуру предполагает его философское обоснование. Оно осуществляется посредством философских идей и принципов, которые обосновывают онтологические постулаты науки, а также ее идеалы и нормы. Пример: обоснование Фарадеем материального статуса электрических и магнитных полей ссылками на принцип единства материи и силы.
В науках необходимо выделить две основные группы программ - исследовательские и организационные (коллекторские). Исследовательские программы задают способы получения знаний, а в целом определяют исследовательскую деятельность. Включают в себя методы и средства познания, вербализованные инструкции, задающие методику проведения исследований, образцы решения задач, описания экспериментов, приборы и т.д. Также относятся методы измерения тех или иных параметров, методы расчета, т.е. любые акты получения и обоснования знания, воспроизводимые в форме передачи знания или на уровне описаний.
Коллекторские программы включают образцы или вербальные указания, показывающие, что и о чем мы хотим знать, какова ориентация по отношению к знаниям. Это могут быть указания на объект изучения или образцы задач или вопросов, которые ставятся перед исследованием. Т.е. методы решения задач - это исследовательская программа, а сами задачи - коллекторские программы. Коллекторская программа - это своеобразная научная анкета, задающая и класс изучаемых объектов, и соответствующую проблематику. Эти программы определяют способы организации знания, когда задается некоторая общая картина изучаемого объекта, обозначаются способы организации знания: графический, классификационный (множество изучаемых объектов разбивается на подмножества с целью их познания отдельно), аналитический (разделение объекта на части и изучении их), дисциплинарный (описание объекта с точки зрения различных дисциплин), категориальный способ (группировка знаний по категориальному признаку).
В функционировании и развитии экспериментальных наук доминируют исследовательские программы, когда формирование, какого - либо учения представляет собой смену частных теорий, т.е. все новых и новых программ. Когда же происходит систематизация огромного опыта (исследования животных или растений) и на ее основе возникает целое направление - коллекторная программа. Т.о., в основе формирования науки лежит процесс систематизации знаний, которые часто накапливаются в неорганизованной форме. Коллекторная программа требует согласованности знания, ее задача - всеобщий синтез и построение единой картины мира, хотя эта картина строится по частям в пределах отдельных научных дисциплин. Программа исследовательская, напротив, сугубо прагматична и оправдывает те или иные представления успехом в решении конкретных задач и проблем, поэтому между ними часто возникают противоречия, разрешение которых стимулирует научное познание.
Глобальный эволюционизм и современная научная картина мираГлобальный эволюционизм — это интегративное исследовательское направление, учитывающее динамику развития неорганического, органического и социального миров. Он опирается на идею о единстве мироздания и представления о том, что весь мир является огромной эволюционирующей системой.
Глобальный эволюционизм включает четыре типа эволюции: космическую, химическую, социальную и биологическую — объединяя их генетической и структурной преемственностью. Наряду со стремлением к объединению представлений о живой и неживой природе, социальной жизни и техники одной из целей глобального эволюционизма является потребность интегрировать естественно-научное, обществоведческое, гуманитарное и техническое знание, т.е. глобальный эволюционизм претендует на создание нового типа целостного знания, сочетающего научные, методологические и философские основания. Появление синергетики также свидетельствует о поиске глобальных и общеэволюционных закономерностей, универсально объединяющих развитие систем различной природы.
По мнению В.С. Степина и Л.Ф. Касавиной, обоснованию глобального эволюционизма способствовали три важнейших современных научных подхода: теория нестационарной Вселенной, концепция биосферы и ноосферы, а также идеи синергетики. Эволюционные процессы космоса, звездных групп скоплений и галактик, которые изучаются астрономией, носят вероятностный характер. Они описываются на языке статистических закономерностей. К эволюции звезд и планет применимы динамические законы. В эволюции живого важным постулатом является утверждение о случайном характере мутаций, о том, что природа не знает своих конечных состояний. Антропный принцип фиксирует связь между свойствами расширяющейся Вселенной и возможностью возникновения в ней жизни. Принципиальную важность имело обстоятельство, свидетельствующее о совпадении Численной взаимосвязи параметров микромира: заряда электрона, размера нуклона, постоянной Планка и глобальных характеристик мегагалактики, ее массы, времени существования, размера. Свойства нашей Вселенной обусловлены наличием фундаментальных физических констант, при небольшом изменении которых структура Вселенной была бы отличной от существующей.
Химическая форма глобального эволюционизма прослеживает совокупность межатомных соединений и их превращений, происходящих с разрывом одних атомных связей и образованием других. В ее рамках изучаются различные классы соединений, типы химических реакций (например, радиационные реакции, реакции каталитического синтеза и пр.).
В рамках глобального эволюционизма большое внимание уделяется эволюции биологической. Ученые воссоздавали картину естественного исторического изменения форм жизни, возникновения и трансформации видов, преобразования биогеоценозов и биосферы. В XX в. возникла синтетическая теория эволюции, в которой был предложен синтез основных положений эволюционной теории Дарвина, современной генетики и ряда новейших биологических обобщений. Наследственность как возможность передавать генетические изменения последующим поколениям связывалась со степенью адаптации, позволяющей нормально функционировать в окружающей среде. Выявлялась роль обучения и подражания как механизмов, которые быстрее, чем через гены, воспроизведут навык в последующем поколении. В аппарате наследственности могут произойти случайные изменения — мутации (из-за излучения, температурных режимов, химических воздействий) или рекомбинации, предполагающие перестройку наследственного аппарата родителей. В определенные периоды истории интенсивность мутационных изменений возрастает в связи с усилением излучений из космоса, появлением озоновых дыр, аномалий над радиоактивными породами. Большинство подобных изменений ведет к гибели организма или придают ему свойства, нейтральные по отношению к адаптации в данной среде, и только очень незначительная часть приобретает новые свойства и становится родоначальником нового вида. Так фиксируется второй фактор эволюции - изменчивость. Вероятнее выживание новичков и превращение их в доминирующий тип на новой территории, куда их вытесняют особи прежнего доминирующего вида.
Человечество как продукт естественной эволюции подчиняется ее основным законам. Этап медленного, постепенного изменения общества назван эволюцией социальной. Причем изменения, происходящие в обществе, осуществляются не одновременно и носят разнонаправленный характер. Ученые отмечают, что процесс эволюции происходит сначала в популяции, а затем захватывает этнос. Люди, составляющие этносы, также накапливают информацию об окружающей их природной (климат, ресурсы, рельеф) или социальной (поведение, законы общежития) среде. Это составляет основу их культурной адаптации, которая вырабатывает стереотипы поведения и мышления, затем превращающиеся в традиции. В обществе традиции интерпретируются как аналоги наследственности в биологической эволюции.
Модели динамики развития науки в западной философии науки (Поппер, Лакатос, Кун, Фейерабенд)
В многообразии постпозитивистских концепций западной философии науки наиболее интересными и влиятельными являются критический рационализм К. Поппера, концепция научно-исследовательских программ И. Лакатоса, концепция исторической динамики науки Т. Куна, «анархистская эпистемология» П. Фейерабенда.
Критический рационализм К. Поппера
К. Поппер (1902—1994) начиная с 30-х гг. XX в. был в оппозиции к неопозитивизму. Он участвовал в некоторых заседаниях «Венского кружка», но его туда не всегда приглашали. Хотя его книга «Логика исследования» вышла в серии книг участников «Венского кружка», он четко формулировал свои разногласия с основными идеями неопозитивизма — редукционистской трактовкой теоретического знания, принципом верификации, негативным отношением к роли философских идей в развитии науки.
К. Поппер был одним из последовательных критиков индуктивизма как метода построения научных теорий. Он справедливо отмечал, что простое индуктивное обобщение опыта не приводит к теориям, а теории не являются только описанием и систематизацией эмпирических данных. Законы науки всегда относятся к широкому классу явлений, который в опыте не дан целиком. Индуктивное обобщение, основанное на неполной индукции, не гарантирует достоверности обобщающих положений. Даже если это обобщение постоянно подтверждается опытом, нет гарантии, что оно не будет опровергнуто. Классическим примером тому является индуктивное обобщение «Все лебеди белые», которое было опровергнуто открытием черных лебедей.
Индуктивизм являлся своеобразной, неявной опорой для неопозитивистской концепции редукционизма и принципа верификации. Если верификация воспринимается как доказательство истинности общего положения, то никакое количество подтверждающих наблюдений не обеспечит такого доказательства. Но чтобы опровергнуть общее высказывание, доказать его ложность, достаточно одного случая. Достаточно наблюдать одного черного лебедя, чтобы опровергнуть высказывание «Все лебеди белые».
Принцип верификации, как полагали неопозитивисты эпохи «Венского кружка», обеспечивал различение научных и вненаучных высказываний, проводил границу между наукой и метафизикой. Поппер проблему демаркации науки и вненаучных высказываний также считал важной. Но отвергал ее решение на основе принципа верификации. Он отмечал, что можно найти подтверждения наблюдениями и фантастическим гипотезам, которые впоследствии оказываются ложными. В истории науки есть немало фактов, когда высказывания о существовании гипотетических сущностей типа флогистона, теплорода, механического эфира получали, казалось бы, множество эмпирических подтверждений, но в конечном итоге оказывались ложными. Поппер в качестве основы для решения проблемы демаркации выдвинул принцип фальсификации (опровержения). Научные теории всегда имеют свой предмет и свои границы, а поэтому должны быть принципиально фальсифицируемы.
Согласно принципу фальсификации, к научным теориям относятся только такие системы знаний, для которых можно найти «потенциальные фальсификаторы», т.е. противоречащие теориям положения, истинность которых устанавливается путем экспериментальных процедур. Теории несут информацию об эмпирическом мире, если они могут приходить в столкновения с опытом, если они способны подвергаться испытаниям, результатом которых может быть опровержение21. Идеи фальсификационизма Поппер связывал с представлениями о росте научного знания. Он отстаивал точку зрения, что наука изучает реальный мир и стремится получить истинное описание мира. Но сразу и окончательно такое знание получить невозможно, путь к нему лежит через выдвижение гипотез, построение теорий, нахождение их опровержений, движения к новым теориям. Прогресс науки состоит в последовательности сменяющих друг друга теорий путем их опровержения и выдвижения новых проблем. Модель развития научного знания Поппер изображает следующим образом: Рi0 —» ТТ —» ЕЕ —> Р20, где PiO — исходная проблема, ТТ — ее предположительное решение — гипотеза, или «пробная теория» (tentative theory), ЕЕ — устранение ошибок (error elimination) путем критики и экспериментальных проверок и Р20 — новая проблема.
Регулятивной идеей поиска истины, согласно этой схеме, является сознательная критика выдвигаемых гипотез, обнаружение и устранение ошибок и постановка новых проблем. В процессе выдвижения гипотез участвуют не только собственно научные представления, но и философские идеи; на этот процесс могут оказывать влияние образы техники, искусства, обыденный язык, подсознательные идеи. Результат этого процесса почти неизбежно содержит ошибки, поэтому требует жесткой критики, поиска фальсификаторов, которые могут привести к опровержению первоначальных гипотез, постановке новых проблем, выдвижению новых пробных теорий и новой критике.
Процесс развития научных знаний Поппер рассматривал как одно из проявлений исторической эволюции. Он проводил параллель между биологической эволюцией и ростом научного знания. Изменению биологического организма, его мутациям аналогична научная гипотеза. Каждая такая новая структура — это своеобразная заявка на жизнеспособность. И подобно тому как мутирующий организм проходит через жесткий естественный отбор, так и гипотеза должна пройти через систему жесткой критики, опровергающих положений, через столкновение с опытом.
Процесс роста знания Поппер включает в более широкий контекст взаимодействия человеческого сознания и мира. Он рассматривает три слоя реальности (три мира), взаимодействие которых определяет развитие науки. Первый мир — это мир физических сущностей; второй мир — духовные состояния человека, включающие его сознательное и бессознательное; третий мир — это мир «продуктов человеческого духа», который включает в себя средства познания, научные теории, научные проблемы, предания, объяснительные мифы, произведения искусства и т.п. Объективированные идеи третьего мира живут благодаря их материализации в книгах, скульптурах, различных языках. Порождение новых идей, гипотез и теорий является результатом взаимодействия всех трех миров.
Сформулировав эти идеи, Поппер зафиксировал решительный разрыв с позитивистской традицией, обозначил проблематику социокультурной обусловленности научного познания и поворот от логики науки к анализу ее исторического развития. Конечно, в предложенной Поппером схеме роста знания были и свои изъяны. Она скорее феноменологически, чем структурно описывала процессы порождения новых теорий. И в самих описаниях процесса роста знания Поппер формулировал методологические требования, которые не всегда согласовывались с реальной историей науки. Обнаружение эмпирических фактов, противоречащих выводам теории, согласно Попперу, является ее фальсификацией, а фальфицированная теория должна быть отброшена. Но, как показывает история науки, в этом случае теория не отбрасывается, особенно если это фундаментальная теория. Эта устойчивость фундаментальных теорий по отношению к отдельным фактам-фальсификаторам была учтена в концепции исследовательских программ, развитой И. Лакатосом.
Концепция исследовательских программ И. Лакатоса
И. Лакатос (1922—1974) был последователем К. Поппера. На начальном этапе своего творчества он основное внимание уделял анализу развития математики. Он показал на конкретном историческом материале, что в математике процесс становления новых теорий осуществляется через доказательство и опровержение. В первой его работе «Доказательства и опровержения», переведенной на русский язык в 1967 г., была представлена интересная историческая реконструкция процесса доказательства теоремы об отношениях числа ребер, вершин и сторон многогранников. Лакатос шаг за шагом прослеживал, как опровергающие положения приводили к развитию содержания теории и превращению опровергающих контрпримеров в примеры, подтверждающие теорию. Идея развития теории в процессе ее фальсификации была обобщена на втором этапе творчества И. Лакатоса в его методологии исследовательских программ.
В этой концепции, которую сам Лакатос именовал «усовершенствованным фальсификационизмом», развитие науки представлено как соперничество исследовательских программ, т.е. концептуальных систем, которые включают в себя комплексы взаимодействующих и развивающихся теорий, организованных вокруг некоторых фундаментальных проблем, идей, понятий и представлений. Эти фундаментальные идеи, понятия и представления составляют «твердое ядро» научно-исследовательской программы. При появлении опровергающих положений «твердое ядро» сохраняется, поскольку исследователи, реализующие программу, выдвигают гипотезы, защищающие это ядро. Вспомогательные гипотезы образуют «защитный пояс» ядра, функции которого состоят в том, чтобы обеспечить «позитивную эвристику», т.е. рост знания, углубление и конкретизацию теоретических представлений, превращения опровергающих примеров в подтверждающие и расширение эмпирического базиса программы. Примером защитных гипотез, оберегающих ядро исследовательской программы, может служить история с открытием законов излучения абсолютно черного тела.
Программа исследования была основана на принципах классической термодинамики и электродинамики и представлениях об излучении электромагнитных волн нагретыми телами. Теоретическое описание и объяснение этих процессов было связано с построением модели излучения абсолютно черного тела. Адаптация этой модели к опыту (и ее уточнение в процессе такой адаптации) привела к открытию М. Планком обобщающего закона излучения нагретых тел. Закон хорошо согласовывался с опытом, но из него можно было заключить о том, что электромагнитная энергия излучается и поглощается порциями, кратными hv. Это была идея квантов излучения. Но она противоречила представлениям классической электродинамики, в которых электромагнитное излучение рассматривалось как непрерывные волны в мировом эфире. Стремление сохранить ядро программы стимулировало поиск защитной гипотезы. Ее выдвинул сам М. Планк. Он предположил, что кванты энергии характеризуют не излучение, а особенности поглощающих тел. Эта гипотеза нашла своих сторонников. Появился даже разъясняющий образ-аналогия: если из бочки наливают пиво в кружки, то это не означает, что пиво в бочке разделено на порции, кратные объему кружек.
Решающий шаг в формировании идеи о квантах электромагнитного поля — фотонах принадлежал А. Эйнштейну. И это была новая исследовательская программа, с новым ядром, которое содержало представление о корпускулярно-волновой природе электромагнитного поля.
Развитие науки, согласно Лакатосу, осуществляется как конкуренция исследовательских программ. Из двух конкурирующих программ побеждает та, которая обеспечивает «прогрессивный сдвиг проблем», т.е. увеличивает способность предсказывать новые неизвестные факты и объяснять все факты, которые объясняла ее соперница. Но та исследовательская программа, которая перестает предсказывать факты, не справляется с появлением новых фактов, не может объяснить их, вырождается. В случае с идеей квантования электромагнитного поля так получилось с классической программой, в рамках которой сделал свое открытие М. Планк. Конкурирующая с ней эйнштейновская программа не только естественно ассимилировала все следствия из открытия Планка, но и сумела объяснить новые эмпирические факты (фотоэффект, комптон-эффект), а также стимулировала новые теоретические идеи, связанные с дуальной, корпускулярно-волновой природой частиц.
Концепция борьбы исследовательских программ выявляла многие важные особенности развития научного знания. Но сама концепция нуждалась в более аналитичной разработке своих исходных понятий. Основное понятие концепции было многозначным. Под исследовательской программой И. Лакатос, например, понимал конкретную теорию типа теории А. Зоммерфельда для атома. Он говорил также о декартовой и ньютоновой метафизике как двух альтернативных программах построения механики, наконец, писал о науке в целом как о глобальной исследовательской программе22.
В этой многозначности и неопределенности исходного термина одновременно была скрыта проблема выявления иерархии исследовательских программ науки. Данную проблему Лакатос не решил. Для этого был необходим значительно более дифференцированный анализ структуры научного знания, чем тот, который был проделан в западной философии науки.
Концепция исторической динамики науки Т. Куна
Важный вклад в разработку проблематики исторического развития науки внес Т. Кун (1922—1996) своей концепцией научных революций. Он успешно соединял в своей деятельности анализ проблем философии науки с исследованиями истории науки. Кун обратил особое внимание на те этапы этой истории, когда кардинально изменялись стратегии научного исследования, формировались радикально новые фундаментальные концепции, новые представления об изучаемой реальности, новые методы и образцы исследовательской деятельности. Эти этапы обозначаются как научные революции. Их Кун противопоставил «нормальной науке», а само историческое развитие научного знания представил как поэтапное чередование периодов нормальной науки и научных революций.
Ключевым понятием, позволившим различить и описать эти периоды, стало введенное Куном понятие парадигмы. Оно обозначало некоторую систему фундаментальных знаний и образцов деятельности, получивших признание научного сообщества и целенаправляющих исследования. Понятие парадигмы включало в анализ исторической динамики науки не только собственно методологические и эпистемологические характеристики роста научного знания, но и учет социальных аспектов научной деятельности, выраженных в функционировании научных сообществ. Научное сообщество характеризовалось как группа ученых, имеющих необходимую профессиональную подготовку и разделяющих парадигму — некоторую систему фундаментальных понятий и принципов, образцов и норм исследовательской деятельности.
Именно парадигма, согласно Куну, объединяет ученых в сообщество и ориентирует их на постановку и решение конкретных исследовательских задач. Цель нормальной науки заключается в решении таких задач, в открытии новых фактов и порождении теоретических знаний, которые углубляют и конкретизируют парадигму.
Смена парадигмы означает научную революцию. Она вводит новую парадигму и по-новому организует научное сообщество. Часть ученых продолжает отстаивать старую парадигму, но многие объединяются вокруг новой. И если новая парадигма обеспечивает успех открытий, накопление новых фактов и создание новых теоретических моделей, объясняющих эти факты, то она завоевывает все больше сторонников. В итоге и научное сообщество, пережив революцию, вновь вступает в период развития, который Кун называет нормальной наукой.
Само понятие парадигмы не отличалось строгостью. Критики отмечали многозначность этого понятия, и под влиянием критики Кун предпринял попытку проанализировать структуру парадигмы. Он выделил следующие компоненты: «символические обобщения» (математические формулировки законов), «образцы» (способы решения конкретных задач), «метафизические части парадигмы» и ценности («ценностные установки науки»)23.
Главное в парадигме, подчеркивал Кун, — это образцы исследовательской деятельности, ориентируясь на которые ученый решает конкретные задачи. Через образцы он усваивает приемы и методы деятельности, обеспечивающие успешные решения задач. Задавая определенное видение мира, парадигма определяет, какие задачи допустимы, а какие не имеют смысла. Одновременно она ориентирует ученого на выбор средств и методов решения допустимых задач.
Решая конкретные задачи, ученый может столкнуться с новыми явлениями, которые, по замыслу, должны осваиваться парадигмой. Она допускает постановку соответствующих задач, очерчивает средства и методы их решения, но в реальной практике успешно их решить не удается. Полученные эмпирические факты не находят своего объяснения. Такие факты Кун называет аномалиями. До поры до времени наличие аномалий не вызывает особого беспокойства научного сообщества. Оно полагает, что аномалии будут устранены, а неудачи их объяснения носят временный характер. Например, открытие вращения перигея Меркурия не находило объяснения в рамках классической теории тяготения. Это была аномалия, но она не вызвала особой тревоги за судьбы фундаментальной теории. Лишь впоследствии, после создания Эйнштейном общей теории относительности, выяснилось, что это явление в принципе не может быть объяснено в рамках классической парадигмы (теории тяготения), оно находило свое объяснение только в рамках общей теории относительности. Но если происходит накопление аномалий, если среди них появляются твердо установленные эмпирические факты, попытки объяснения которых с позиций принятой парадигмы приводят к парадоксам, тогда начинается полоса кризиса. Возникает критическое отношение к имеющейся парадигме. Кризисы — это начало научной революции, которая приводит к смене парадигмы.
Переход от старой парадигмы к новой Кун описывает как психологический акт смены гештальтов, как гештальтпереключение. Он иллюстрирует этот акт описанными в психологии феноменами смены точки зрения, когда на картинке одно и то же изображение можно увидеть по-разному. Например, как кролика или утку. Аналогично на рисунке, где изображены два профиля, если сосредоточить внимание на промежутке между ними, можно увидеть вазу.
Переход от одной парадигмы к другой определен не только внут-ринаучными факторами, например объяснением в рамках новой парадигмы аномалий, с которыми не справлялась прежняя парадигма, но и вненаучными факторами — философскими, эстетическими и даже религиозными, стимулирующими отказ от старого видения и переход к новому видению мира.
Парадигмы, согласно Куну, несоизмеримы. Они заставляют по-разному видеть предмет исследования, заставляют говорить ученых, принявших ту или иную парадигму, на разных языках об одних и тех же явлениях, определяют разные методы и образцы решения задач. Поэтому, согласно Куну, наука — это не непрерывный рост знания с накоплением истин, как это считали сторонники К. Поппера, а процесс дискретный, связанный с этапами революций как перерывов в постепенном, «нормальном» накоплении новых знаний.
Т. Кун очертил своими исследованиями новое поле проблем философии науки, и в этом его бесспорная заслуга. Он обратил внимание на новые аспекты проблематики научных традиций и преемственности знаний. В эпохи научных революций, когда меняется стратегия исследований, происходит ломка традиций. В этой связи возникает вопрос: как соотносятся новые и уже накопленные знания и как обеспечивается преемственность в развитии науки, если принять во внимание научные революции?
Заслуга Куна в том, что анализ такого рода проблем он пытался осуществить путем рассмотрения науки в качестве социокультурного феномена, подчеркивая влияние вненаучных знаний и различных социальных факторов на процессы смен парадигм.
Вместе с тем в куновской концепции исторического развития науки было немало изъянов. Прежде всего в ней недостаточно четко была описана структура оснований науки, которые функционируют в нормальные периоды в качестве парадигм и которые перестраиваются в эпохи научных революций. Даже после уточнения Куном структуры парадигмы многие проблемы анализа оснований науки остались не проясненными. Во-первых, не показано, в каких связях находятся выделенные компоненты парадигмы, а значит, строго говоря, не выявлена ее структура. Во-вторых, в парадигму, согласно Т. Куну, включены как компоненты, относящиеся к глубинным основаниям научного поиска, так и формы знания, которые вырастают на этих основаниях. Например, в состав «символических обобщений» входят математические формулировки частных законов науки (типа формул, выражающих закон Джоуля — Ленца, закон механического колебания и т.п.). Но тогда получается, что открытие любого нового частного закона должно означать изменение парадигмы, т.е. научную революцию. Тем самым стирается различие между «нормальной наукой» (эволюционным этапом роста знаний) и научной революцией. В-третьих, выделяя такие компоненты науки, как «метафизические части парадигмы» и ценности, Кун фиксирует их «остенсивно», через описание соответствующих примеров. Из приведенных Куном примеров видно, что «метафизические части парадигмы» понимаются им то как философские идеи, то как принципы конкретно-научного характера (типа принципа близкодей-ствия в физике или принципа эволюции в биологии). Что же касается ценностей, то их характеристика Куном также выглядит лишь первым и весьма приблизительным наброском. По существу, здесь имеются в виду идеалы науки, причем взятые в весьма ограниченном диапазоне — как идеалы объяснения, предсказания и применения знаний. Недостаточно аналитическая проработка структуры парадигмальных оснований не позволила описать механизмы смены парадигм средствами логико-методологического анализа. Описание этого процесса в терминах психологии гештальтпереключения недостаточно, поскольку не решает проблему, а скорее снимает ее.
Нужно сказать, что данная проблематика была значительно более аналитично проработана в отечественных исследованиях за последние 30 лет.
«Анархистская эпистемология» П. Фейерабенда
Идея несоизмеримости парадигм и влияния вненаучных факторов на их принятие сообществом по-новому ставила проблему научного открытия. Возникали вопросы о том, регулируются ли творческие акты, связанные с изменением фундаментальных понятий и представлений наук, какими-либо нормами научной деятельности, если да, то как меняются эти нормы в историческом развитии науки и существуют ли такие нормы вообще.
П. Фейерабенд (1924—1994) дал свою довольно экстравагантную версию этой проблематики. Прежде всего он подчеркивал, что имеющийся в распоряжении ученого эмпирический и теоретический материал всегда несет на себе печать истории своего возникновения. Факты не отделены от господствующей на том или ином этапе научной идеологии, они всегда теоретически нагружены. Принятие ученым той или иной системы теорий определяет его интерпретацию эмпирического материала, организует видение эмпирически фиксируемых явлений под определенным углом зрения и навязывает определенный язык их описания.
По мнению Фейерабенда, кумулятивистская модель развития науки, основанная на идее накопления истинного знания, не соответствует реальной истории науки, а представляет собой своего рода методологический предрассудок. Старые теории нельзя логически вывести из новых, а прежние теоретические термины и их смыслы не могут быть логически получены из терминов новой теории. Смысл и значение теоретических терминов определяются всеми их связями в системе теории, а поэтому их нельзя отделить от прежнего теоретического целого и вывести из нового целого.
В данном пункте Фейерабенд справедливо подмечает особенность содержания теоретических понятий и терминов. В них всегда имеется несколько пластов смыслов, которые определены их связями с другими понятиями в системе теории. К этому следует добавить, что они определены не только системой связей отдельной теории, но и системой связей всего массива взаимодействующих между собой теоретических знаний научной дисциплины и их отношениями к эмпирическому базису. Но отсюда следует, что выяснить, как устанавливаются связи между терминами старой и новой теории, можно только тогда, когда проанализированы типы связей, которые характеризуют систему знаний научной дисциплины, и как они меняются в процессе развития науки. В принципе, такой анализ проделать можно. И он свидетельствует, что между новыми и старыми теориями и их понятиями (терминами) существует преемственная связь, хотя и не в форме точного логического выведения всех старых смыслов из новых. Так что в своих утверждениях против преемственности знаний Фейерабенд был прав лишь частично. Но из этой частичной правоты не следует вывод о полном отсутствии преемственности. Из квантовой механики логически нельзя вывести все смыслы понятий классической механики. Но связь между их понятиями все же имеется. Она фиксируется принципом соответствия. Нужно принять во внимание и то обстоятельство, что вне применения языка классической механики (с наложенными на него ограничениями), в принципе, невозможна формулировка квантовой механики.
В процессе исторического развития научной дисциплины старые теории не отбрасываются, а переформулируются. Причем их переформулировки могут осуществляться и до появления новой теории, ломающей прежнюю картину мира. Примером могут служить исторические изменения языка классической механики. Первозданный язык ньютоновской механики сегодня не используется. Используются языки, введенные Л. Эллером, Ж. Лагранжем и У. Гамильтоном при переформулировках механики Ньютона. Термины языка квантовой механики могут сопоставляться с терминами гамильтоновской формулировки классической механики, но не с языком, на котором описывал механическое движение создатель механики Ньютон.
Отбросив идеи преемственности, Фейерабенд сосредоточил внимание на идее размножения теорий, вводящих разные понятия и разные способы описания реальности. Он сформулировал эту идею как принцип пролиферации (размножения). Согласно этому принципу, исследователи должны постоянно изобретать теории и концепции, предлагающие новую точку зрения на факты. При этом новые теории, по мнению Фейерабенда, несоизмеримы со старыми. Они конкурируют, и через их взаимную критику осуществляется развитие науки. Принцип несоизмеримости, утверждающий, что невозможно сравнение теорий, рассматривается в самом радикальном варианте как невозможность требовать от теории, чтобы она удовлетворяла ранее принятым методологическим стандартам.
В этом пункте Фейерабенд подметил важную особенность исторического развития науки: то, что в процессе такого развития не только возникают новые понятия, теоретические идеи и факты, но и могут изменяться идеалы и нормы исследования. Он правильно пишет, что великие открытия науки оказались возможными лишь потому, что находились мыслители, которые разрывали путы сложившихся методологических правил и стандартов, непроизвольно нарушали их. Деятельность А. Эйнштейна и Н. Бора является яркой тому иллюстрацией. Здесь Фейерабендом была обозначена реальная и очень важная проблема философии науки, которую игнорировал позитивизм, — проблема исторического изменения научной рациональности, идеалов и норм научного исследования.
Однако решение этой проблемы Фейерабендом было не менее одиозным, чем ее отбрасывание позитивистами. Он заключил, что не следует стремиться к установлению каких бы то ни было методологических правил и норм исследования. Но из того факта, что меняются типы рациональности, вовсе не следует, что исчезают всякие нормы и регулятивы научной деятельности. В дальнейшем мы рассмотрим эту проблему более детально, а пока зафиксируем, что отказ великих ученых, например Эйнштейна и Бора, от некоторых методологических регулятивов классической физики сопровождался формированием и последующим укоренением неклассического типа рациональности с новыми идеалами и нормами исследования. Причем, вопреки мнению Фейерабенда, можно выявить преемственность между некоторыми аспектами классических и неклассических регулятивов. Фейерабенд правильно отмечает, что всякая методология имеет свои пределы. Но отсюда он неправомерно заключает, что в научном исследовании допустимо все, что «существует лишь один принцип, который можно защищать при всех обстоятельствах... Это принцип — все дозволено». Тогда исчезает граница между наукой и шарлатанством, между доказанными и обоснованными научными знаниями и любыми абсурдными фантазиями.
Свою позицию Фейерабенд именует эпистемологическим анархизмом. Эта позиция приводит к отождествлению науки и любых форм иррационального верования. Между наукой, религией и мифом, по мнению Фейерабенда, нет никакой разницы. В подтверждение своей позиции он ссылается на жесткую защиту учеными принятой парадигмы, сравнивая их с фанатичными адептами религии и мифа. Но при этом почему-то игнорирует то обстоятельство, что, в отличие от религии и мифа, наука самой системой своих идеалов и норм ориентирует исследователей не на вечную консервацию выработанных ранее идей, а на их развитие, что она допускает возможность пересмотра даже самых фундаментальных понятий и принципов под давлением новых фактов и обнаруживающихся противоречий в теориях.
Фейерабенд ссылается на акции убеждения и пропаганду учеными своих открытий как на способ, обеспечивающий принятие этих открытий обществом. И в этом он тоже видит сходство науки и мифа. Но здесь речь идет об одном аспекте функционирования науки, о включении в культуру ее достижений. Отдельные механизмы такого включения могут быть общими и для науки, и для искусства, и для политических взглядов, и мифологических, и для религиозных идей. Что же касается других аспектов бытия науки и ее развития, то они имеют свою специфику. Из того факта, что наука, религия, миф. Искусство – это феномены культуры, не следует их тождества, как из факта. Что Земля и Юпитер – планеты солнечной системы, не следует, что Земля и Юпитер – одно и тоже небесное тело.
Традиции и новации в развитии науки
Научные традиции, их структура и виды
Развитие науки совершается путем: диалектики, традиций, иноваторства. Кун впервые рассмотрел традиции как основной конституирующий фактор развития науки. Любая традиция (социально-политическая, культурная) всегда относится к прошлому, опирается на прежние достижения. Со сменой парадигмы начинается этап нормальной науки. На этом этапе ученый работает в жестких рамках парадигмы, традиции. Кун показал, что традиция не только не тормозит это развитие, но выступает в качестве его необходимого условия. Действуя по правилам парадигмы, ученый случайно наталкивается на факты, которые не объяснимы в рамках этой парадигмы. Возникает необходимость изменить правила.
Функции традиций:
1-определяет предмет исследования.
2-Контролируют общий ход научного поиска
3-Выступают образцами постановки экспериментов, осуществляют наблюдение.
4-Дают рекомендации по оформлению результатов исследования.
В структуре традиции выделяют 2 компонента:
1-Внешне регулятивные (Стиль мышления: Антология (что изучать?)-Гносеология (Как?)-Прогматика (Как обосновать?));
2-Внутренний регулятив – парадигма (определяет конкретное соответствие научного знания). [1-внешне общие требования ко всем наукам данной эпохи; 2-внутр, специальные требования, вырабатывает которые наука]
Виды традиций:
1.Вербализованные и невербализ традиции.
2-Частнонаучные и общенаучные (Соотв идеалам и нормам научного дискуса, стандартам частных дисциплин).
3.Традиции получения знания и традиции представления полученных результатов.
По способу существования можно выделить вербализованные (существующие в виде текстов) и невербализованные (не выразимые полностью в языке) традиции. Первые реализованы в виде текстов монографий и учебников. Вторые не имеют текстовой формы и относятся к типу неявного знания. Неявные знания передаются на уровне образцов от учителя к ученику, от одного поколения ученых к другому. Выделяет два типа образцов в науке: а) образцы действия и б) образцы-продукты. Образцы действия предполагают возможность продемонстрировать технологию производства предмета. Такая демонстрация легко осуществима по отношению к артефактам (сделанные руками человека предметы и процессы). Можно показать, как делают нож. Но показать технологию «производства» аксиом, дать «рецепт» построения удачных классификаций еще никому не удалось. Дело в том, что аксиомы, классификации — это некие образцы продуктов, в которых глубоко скрыты схемы действия, с помощью которых они получены.
Признание того факта, что научная традиция включает в себя наряду с явным также и неявное знание, позволяет сделать вывод: Научная парадигма — это не замкнутая сфера норм и предписаний научной деятельности, а открытая система, включающая образцы неявного знания, почерпнутого не только из сферы научной деятельности, но из других сфер жизнедеятельности ученого. Достаточно вспомнить о том, что многие ученые в своем творчестве испытали влияние музыки, художественных произведений, религиозно-мистического опыта и т.д. Следовательно, ученый работает не в жестких рамках стерильной куновской парадигмы, а подвержен влиянию всей культуры, что позволяет говорить о многообразии научных традиций.
Каждая научная традиция имеет свою сферу применения и распространения. Поэтому можно выделять традиции специально-научные и общенаучные. Но проводить резкую грань между ними трудно. Дело в том, что специально-научные традиции, на которых базируется та или иная конкретная наука, например, физика, химия, биология и т.д., могут одновременно выступать и в функции общенаучной традиции. Это происходит в том случае, когда методы одной науки применяются для построения теорий других наук.
Говоря о традициях необходимо учесть их неоднородность. Например, в науке под традициями и их движением в сторону прогресса принимают преемственность знаний. В культуре – стиль и мастерство. В традициях как правило присутствует как прогрессивное, так и регрессивное.
Более сложно неоднородность выглядит, когда говорят о первичных традициях и вторичных. Следование первичным традициям ведет к экстенсивному развитию (количеству). Первичные традиции – при смене парадигм. Вторичные традиции особенно активны при объяснении науки и культуры, признаки: - устанавливается не абсолютный, а относительный характер каждой парадигмы. Изменчивость традиции, их смену объясняет процесс накопления новых научных результатов. - смена исторической эпохи. Главное во вторичных традициях состоит в том, что они открывают интенсивный путь развития. Интенсивный – путь качественных преобразований.
Взаимодействие традиций и возникновение нового знания в наукеВсякая научная деятельность сочетает в себе черты новации и традиции. Впервые на теоретическом уровне проблемы их соотношения были осмыслены Куном. Он показал значение традиций для развития науки и способах формирования новаций на основе этих традиций. Традиции в науке выступают в форме парадигм, стиля мышления, образцов проведения научных изысканий и оформления их результатов. Традиционная основа науки исследования имеет целью подвести ученого к открытию чего-то нового, т.е. к новации. Новация (в самом широком смысле) - это все то, что возникло впервые, чего не было раньше.
Виды новации: 1)Преднамеренные (выступают в форме непознанного и формулируются в явном виде как вопрос или проблема) и случайные (не осознаются и не формулируются, выступая как соприкосновение с неведомым и достигаются как побочный результат работы в рамках традиций).
2)Базисные (изменяют «жесткое ядро» теории, создавая новые услуги) и модифицирующие (трансформируют ее защитный пояс).
3)Открытие новых методов (наблюдение в подзорную трубу или микроскоп, спектральный анализ, гипотетико-дедукт метод) и новых миров (микромир, Америка, клетки, атомов, гипер-урания).
4)По форме выражения: *обнаружение - столкновение с непознанным, но существующем до этого моменты (открытие Америки). *открытие - соприкосновение с неведомым, которое начинает существовать только после этого открытия (Мир идей Платона, фонемы, шар). *изобретения - оригинальное и практически полезное решение технических задач.
5 способов создания новаций в науке:
1) Концепция «пришельцев» в простейшем случае выглядит так: в данную науку приходит человек из другой области, человек, не связанный традициями этой науки, и делает то, что никак не могли сделать другие. Это изменение ученым сферы научное деятельности, в которую он приносит образцы, установки, методы своей прежней специализации. Недостаток: «пришелец» здесь – это просто свобода от каких-либо традиций, он определён чисто отрицательно, тем, что не связан никакой догмой. Второй случай – учёный из одной области знаний, владевший экспериментальным методом, входит в новую для него область знания с новыми методами и приёмами работы и видит в ней то, чего не видели в ней ранее её изучавшие наблюдатели.
2) Явление монтажа - это новая комбинация из уже известных теорий, методов, установок (пегас).
3) Получение побочного результата. Ученый желает получить одно, но вдруг получает другое. Исследователь занят совсем другими вещами, но среди условий его работы оказывается налицо, между прочим, такие условия, которые вызывают новые явления. Случайности этого рода встречаются гораздо чаще, чем об этом может поведать нам история, ибо в большинстве случаев такие явления или вовсе не замечаются, или если и замечаются, то не подвергаются научному исследованию. Агносимия – хотели получить философский камень, а получая его открыли яды, красители.
4) Метод метафор. Это перенос образцов решения проблем из одной отрасли знания в другую. Не метод строился здесь под задачу, а наоборот, наличие метода требовало поиска соответствующих задач. Побочные результаты, полученные в рамках одной традиции, подхватываются другой, которая точно стоит на страже.
5)Метафизические переносы (сначала экология -только природа, теперь- любая окр. среда: города, семьи и др.) – экстраполяция терминологического аппарата, методов, установок с одной сферы знания на др.).
Этапы развития научной новации. 1-Этап выдвижения новации. Это наиболее таинств фаза научного процесса, которая чаще всего объясняется 3 способами: *гносеологический стимул (для развития чего-либо важно решить проблему). *психологический стимул (слова), *социальный стимул (деньги).
2-Пролифирация – разрастание организма: работа по оптимизации новации в рамках эпистомологической ниши, без предъявления ее научной общности.
3-Легимация – предъявление новации научному сообществу (как результат традиций).
4-Концептуализации – новации уже не полагается как результат традиции, которая является ее закономерным следствием, а начинает противопоставляться ей оформляясь в виде конструирующего с традицией системы знания.
5-Корреспонденции – новации и традиции определяют границы друг друга и делят проблемное поле науки.
6-Кононизации – новации воспринимаются как традиции признаются в качестве таковой всем научным сообществом.
Особенности современного этапа развития науки (когнитивный и социальный аспекты)
Главные характеристики современной, постнеклассической науки и современные процессы1. Широкое распространение идей и методов синергетики — теории самоорганизации и развития систем любой природы. В этой связи становится все более укрепляющееся представление о мире не только как о саморазвивающейся целостности, но и о как нестабильного, неустойчивого, неравновесного, хаосогенного, неопределенностного.
2. Укрепление парадигмы целостности, т. е. осознание необходимости глобального всестороннего взгляда на мир. Сегодня стало очевидным, что принятие диалектики целостности, включенности человека в систему — одно из величайших научных достижений современного естествознания и цивилизации в целом. Парадигма целостности проявляется в: а) В целостности общества, биосферы, ноосферы, мироздания и т. п. б) В формировании нового— «организмического» — видения (понимания природы). в) В объединении естественных наук и усилении сближения естественных и гуманитарных наук, науки и искусства. г) В выходе частных наук за пределы, поставленные классической культурой Запада
3. Укрепление и все более широкое применение идеи коэволюции (сопряженного, взаимообусловленного изменения систем или частей внутри целого). Характерная особенность постнеклассической науки — стремление построить общенаучную картину мира на основе принципов универсального (глобального) эволюционизма, объединяющих в единое целое идеи системного и эволюционного подходов.
4. Внедрение времени во все науки, все более широкое распространение идеи развития («иеторизация», «диалектизация» науки). Одна из основных идей — «наведение моста между бытием и становлением», «новый синтез» этих двух важнейших «измерений» действительности, двух взаимосвязанных аспектов реальности, однако при решающей роли здесь времени (становления).
5. Изменение характера объекта исследования и усиление роли междисциплинарных комплексных подходов в его изучении. В современной методологической литературе все более склоняются к выводу, что если объектом классической науки были простые системы, а объектом неклассической науки — сложные системы, то в настоящее время все больше привлекают исторически развивающиеся системы, которые с течением времени формируют все новые уровни своей организации. Возникновение каждого нового уровня оказывает воздействие на ранее сформировавшиеся, меняя связи и композицию их элементов.
6. Еще более широкое применение философии и ее методов во всех науках. В постнеклассическом естествознании еще более активно (прежде всего в силу специфики его предмета и возрастания роли человека в нем), чем на предыдущих этапах, «задействованы» все функции философии — онтологическая, гносеологическая, методологическая, мировоззренческая, аксиологическая и др.
7. Усиливающаяся математизация научных теорий и увеличивающийся уровень их абстрактности и сложности. Эта особенность современной науки привела к тому, что работа с ее новыми теориями из-за высокого уровня абстракций вводимых в них понятий превратилась в новый и своеобразный вид деятельности. В науке резко возросло значение вычислительной математики, так как ответ на задачу часто требуется в числовой форме. В настоящее время важнейшим инструментом НТП становится математическое моделирование. Развитие науки — особенно в наше время — убедительно показывает, что математика — действенный инструмент познания, обладающий непостижимой эффективностью. Вместе с тем становится все более очевидным, что недопустимо как недооценивать математический аппарат, так и абсолютизировать его.
8. Методологический плюрализм, осознание ограниченности, односторонности любой методологии — в том числе рационалистической (включая диалектико-материалистическую). Эту ситуацию четко выразил американский методолог науки Пол Фейсрабенд: «Все дозволено».
В науке XXI в. все чаще говорят об эстетической стороне познания, о красоте как эвристическом принципе, применительно к теориям, законам, концепциям. Красота — это не только отражение гармонии материального мира, но и красота теоретических построений. Поиски красоты, т. е. единства и симметрии законов природы, — примечательная черта современной физики и ряда других естественных наук. Характерная особенность постнеклассической науки— ее диалектизация — широкое применение диалектического метода в разных отраслях научного познания. Объективная основа этого процесса — сам предмет исследования (его целостность, саморазвитие, противоречивость и др.), а также диалектический характер самого процесса познания.
В научном поиске наших дней все яснее обнаруживается постепенное и неуклонное ослабление требований к жестким нормативам научного дискурса — логического, понятийного компонента и усиление роли «нерационального компонента, но не за счет принижения, а тем более игнорирования роли разума.
Саморазвивающиеся синергетические системы и новые стратегии научного поиска. Нелинейный характер современной динамики наукиСинергетика (в пер. с древнегреч. — содействие, соучастие) — теории самоорганизации, сделавшей своим предметом выявление наиболее общих закономерностей спонтанного структурогенеза.
В 1973 г. немецкий ученый Г. Хакен обратил внимание, что во многих дисциплинах, от астрофизики до социологии, часто наблюдается, как кооперация отдельных частей системы приводит к макроскопическим структурам или функциям. Синергетика в ее нынешнем состоянии фокусирует внимание на таких ситуациях, в которых структуры или функции систем переживают драматические изменения на уровне макромасштабов. В частности, синергетику особо интересует вопрос о том, как именно подсистемы или части производят изменения, всецело обусловленные процессами самоорганизации. Парадоксальным казалось то, что при переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все эти системы ведут себя схожим образом.
Саморазвивающиеся системы находят внутренние (имманентные) формы адаптации к окружающей среде. Неравновесные условия вызывают эффект корпоративного поведения элементов, которые в равновесных условиях вели себя независимо и автономно. В ситуациях отсутствия равновесия когерентность, т.е. согласованность элементов системы, в значительной мере возрастает. Определенное количество или ансамбль молекул демонстрирует когерентное поведение, которое оценивается как сложное.
Синергетические системы на уровне абиотического существования (неорганической, косной материи) образуют упорядоченные пространственные структуры; на уровне одноклеточных организмов взаимодействуют посредством сигналов; на уровне многоклеточных осуществляется многообразное кооперирование в процессе их функционирования. Идентификация биологической системы опирается на наличие кооперативных зависимостей. Работа головного мозга оценивается как «шедевр кооперирования клеток».
Новые стратегии научного поиска в связи с необходимостью освоения самоорганизующихся синергетических систем опираются на конструктивное приращение знаний в теории направленного беспорядка, которая связана с изучением специфики и типов взаимосвязи процессов структурирования и хаоса. Попытки осмысления понятий «порядок» и «хаос» основаны на классификации хаоса, который может быть простым, сложным, детерминированным, узкополосным, крупномасштабным, динамичным и т.д. Самый простой вид хаоса - «маломерный» - встречается в науке и технике и поддается описанию с помощью детерминированных систем; отличается сложным временным, но весьма простым пространственным поведением. «Многомерный» хаос сопровождает нерегулярное поведение нелинейных сред. В турбулентном режиме сложными, не поддающимися координации, будут и временные, и пространственные параметры. «Детерминированный» хаос подразумевает поведение нелинейных систем, которое описывается уравнениями без стохастических источников, с регулярными начальными и граничными условиями.
Новая стратегия научного поиска предполагает учет принципиальной неоднозначности поведения систем и составляющих их элементов, возможность перескока с одной траектории на другую и утраты системной памяти, когда система, забыв свои прошлые состояния, действует спонтанно и непредсказуемо. В критических точках направленных изменений возможен эффект ответвлений, допускающий в перспективе функционирования таких систем многочисленные комбинации их эволюционирования.
Новые стратегии научного поиска указывают на принципиальную гипотетичность знания. Так, в одной из возможных интерпретаций постнеклассической картины мира обосновывается такое состояние универсума, когда, несмотря на непредсказуемость флуктуации (случайных возмущений и изменений начальных условий), набор возможных траекторий (путей эволюционирования системы) определен и ограничен. Случайные флуктуации и точки бифуркаций труднопредсказуемым образом меняют траекторию системы, однако сами траектории тяготеют к определенным типам-аттракторам и вследствие этого приводят систему, нестабильную относительно мельчайших изменений начальных условий, в новое стабильное состояние.
Для современной синергетики характерно различение двух эволюционных ветвей развития: организмической и неорганической. Мир живого подтверждает уникальную способность производства упорядоченных форм, как бы следуя принципу «порядок из порядка». Стремлением косной материи является приближение к хаосу, увеличение энтропии с последующим структурогенезом. Основу точных физических законов составляет атомная неупорядоченность. Главной эволюционной особенностью живого является минимальный рост энтропии. Из теоремы о минимуме производства энтропии следует, что когда условия мешают системе перейти в состояние равновесия, она переходит в состояние энтропии, которое настолько близко к равновесию, насколько это позволяют обстоятельства.
Нелинейный характер динамики науки.
Стратегия освоения самоорганизующихся синергетических систем связана с такими понятиями, как бифуркация, флуктуация, хаосомность, диссипация, странные аттракторы, нелинейность, неопределенность и др. Они используются для объяснения поведения всех типов систем: доорганизмических, органических, социальных, деятельностных, этнических, духовных. В неравновесных условиях действуют бифуркационные механизмы, предполагающие наличие точек раздвоения и неединственность продолжения развития. Результаты их действия непредсказуемы. Бифуркационные процессы говорят об усложнении системы.
Флуктуации в общем случае означают возмущения и подразделяются на два больших класса: создаваемых внешней средой и воспроизводимых самой системой. Возможны случаи, когда флуктуации будут столь сильны, что овладеют системой полностью, придав ей свои колебания, и по сути изменят режим ее существования. Они выведут систему из свойственного ей «типа порядка», но обязательно ли к хаосу или к упорядоченности иного уровня — это особый вопрос.
Система, по которой рассеиваются возмущения, называется диссипативной. Это характеристика поведения системы при флуктуациях, которые охватили ее полностью. Основное свойство: необычайная чувствительность к всевозможным воздействиям и в связи с этим чрезвычайная неравновесность.
Аттракторы — притягивающие множества, образующие собой центры, к которым тяготеют элементы. К примеру, когда скапливается большая толпа народа отдельный человек, двигающийся в собственном направлении, не в состоянии пройти мимо, не отреагировав на нее. Аттракторы стягивают и концентрируют вокруг себя стохастические элементы, структурируя среду и выступая участниками созидания порядка.
Неопределенность — вид взаимодействий, лишенных конечной устойчивой формы. Она может быть производна от гетерономной, комплексной природы объекта-события, когда последнее происходит прямо «на глазах», опережая всевозможные прогнозы, расчеты и ожидания. Вероятность предполагает устойчивое распределение признаков совокупности и нацелена на исчисление континуума возможных изменений.
Случайность означает, что свойства и качества отдельных явлений изменяют свои значения независимым образом и не определяются перечнем характеристик других явлений. Такую случайность назвали динамическим хаосом. Порожденная действием побочных, нерегулярных, малых или взаимопереплетением комплексных причин, случайность - особенное проявление неопределенности.
Категорией возможность отражается будущее состояние объекта, она нацелена на соотнесение предпосылок и тенденций развивающегося явления и предполагает варианты последующих изменений. Набор возможностей составляет бытийное поле неопределенности. Ситуация нередко оценивается как неопределенностная из-за наличия множества конкурирующих возможностей. Неопределенность сопровождает процедуру выбора и квалифицирует «довыборное» состояние системы.
Статистические закономерности формулируются на языке вероятностных распределений и проявляются как законы массовых явлений на базе больших чисел. Их действие обнаруживается там, где на фоне множества случайных причин существуют глубокие необходимые связи. Они не дают абсолютной повторяемости, однако в общем случае правомерна их оценка как закономерностей постоянных причин.
Вся социальная реальность наводнена плавающими объектами — куматоидами. Новые стратегии научного поиска указывают на принципиальную гипотетичность знания. В одной из возможных интерпретаций постнеклассической картины мира обосновывается такое состояние универсума, когда, несмотря на непредсказуемость флуктуации (случайных возмущений и изменений начальных условий), набор возможных траекторий эволюционирования системы определен и ограничен.
Случайные флуктуации и точки бифуркаций труднопредсказуемым образом меняют траекторию системы, однако сами траектории тяготеют к определенным типам-аттракторам и вследствие этого приводят систему, нестабильную относительно мельчайших изменений начальных условий, в новое стабильное состояние. Исследователи саморазвивающихся систем отмечают, что при определенных условиях могут возникать макроскопические явления самоорганизации в виде ритмически изменяющихся во времени пространственных картин, могут появляться мозаичные структуры, кольца, спирали, концентричесие окружности, ячейки и т.п. За порогом неустойчивости возникает новая структура. В синергетической парадигме признается поведение систем в режиме «с обострением», также важно учитывать сетевые коммуникации и многомерные структурные напряжения. «Нелинейный» инструментализм синергетики междисциплинарен, интерсубъективен и может предстать как многомерная коммуникативная сеть взаимосопряженных метафор, аналогий, моделей и концепций.
Социальный аспект. Современная научная картина мира развивается и функционирует в особую историческую эпоху. Ее общекультурный смысл определяется включенностью в решение проблемы выбора жизненных стратегий человечества, поиска им новых путей цивилизационного развития.
Потребности этого поиска связаны с кризисными явлениями, с которыми столкнулась цивилизация в конце XX в. и которые привели к возникновению современных глобальных проблем. Их осмысление требует по-новому оценить развитие техногенной цивилизации, которая существует уже на протяжении четырех веков и многие ценности которой, связанные с отношением к природе, человеку, пониманием деятельности и т.д., ранее казавшиеся незыблемым условием прогресса и улучшения качества жизни, сегодня ставятся под сомнение.
В настоящее время техногенная цивилизация, развивающаяся как своеобразный антипод традиционных обществ, приблизилась к той "точке бифуркации", за которой может последовать ее переход в новое качественное состояние. Какое направление эта система выберет, какой характер будет иметь ее развитие - от этого зависит не только статус науки в обществе, но само существование человечества.
В техногенной цивилизации использование науки прежде всего связывалось с технологиями по преобразованию предметного мира. Научная картина мира ориентировала человека не только в понимании мира, но и в преобразующей деятельности, направленной на его изменение. Установка на преобразование, переделывание природы, а затем и общества, постепенно превратилась в доминирующую ценность техногенной культуры. Исследователь, действующий в рамках данной культурной традиции и ориентирующийся на ту или иную научную картину мира, осознавал себя в качестве активного творца нового, "выпытывающего" у природы ее тайны с тем, чтобы на этой основе расширить возможности подчинения природы потребностям человека. Цивилизация, ориентированная на подобный тип научной рациональности, имела свои несомненные достижения: в ней утвердилась идея прогресса, демократии, свободы и личной инициативы. Она обеспечивала постоянный рост производства и улучшение качества жизни людей. Вместе с тем в конце XX столетия, когда человечество столкнулось с глобальными проблемами, с новой силой зазвучали вопросы о правильности выбора путей развития, принятых в западной (техногенной) цивилизации, и как следствие - об адекватности ее мировоззренческих ориентаций и идеалов.
Поиск путей развития цивилизации оказывается сопряженным с проблемой синтеза культур и формирования нового типа рациональности. В этой связи возникают вопросы о месте и роли картины мира в поисках новых мировоззренческих ориентаций, обеспечивающих возможность выживания человечества.
Прежде всего следует выделить те принципиально новые идеи современной научной картины мира, которые касаются представлений о природе и взаимодействии с ней человека. Эти идеи не вписываются в традиционное для техногенного подхода понимание природы как неорганического мира, безразличного к человеку, и понимание отношения к природе как к "мертвому механизму", с которым можно экспериментировать до бесконечности. В современной ситуации формируется новое видение природной среды, с которой человек взаимодействует в своей деятельности. После того, как сформировались и вошли в научную картину мира представления о живой природе как сложном взаимодействии экосистем, после становления и развития идей Вернадского о биосфере как целостной системе жизни, взаимодействующей с неорганической оболочкой Земли, после развития современной экологии, это новое понимание непосредственной сферы человеческой жизнедеятельности как организма, а не как механической системы, стало научным принципом, обоснованным многочисленными теориями и фактами. Экологическое знание играет особую роль в формировании научной системы представлений о той сфере природных процессов, с которой человек взаимодействует в своей деятельности и которая выступает непосредственной средой его обитания как биологического вида. Эта система представлений образует важнейший компонент современной научной картины мира, который соединяет знания о биосфере, с одной стороны, и сфере социальных процессов – с другой. Она выступает своеобразным мостом между представлениями о развитии живой природы и о развитии человеческого общества.
В рамках такого подхода складывается новое видение человека как органичной части природы, а не как ее властителя, развиваются идеи приоритетности сотрудничества перед конкуренцией.
Как отмечал Ласло, "мы нуждаемся в новой морали, в новой этике, которая основывалась бы не столько на индивидуальных ценностях, сколько на необходимых требованиях адаптации человечества как глобальной системы к окружающей природной среде. Такая этика может быть создана на основе идеала почтения к естественным системам".
Новые мировоззренческие идеалы отношения к природе, основанные на новой этике, отвергающей принцип господства над природой и включающей идею ответственности человека, в свою очередь прокладывают путь к новому пониманию рациональности как диалога человека с миром.
К этим же философско-мировоззренческим идеям приводят принципы открытости и саморегуляции сложных систем, развитые в синергетике и включенные в качестве важнейшего принципа в современную научную картину мира.
21. Наука как социальный институт
Наука как социальный институт включает в себя прежде всего ученых с их знаниями, квалификацией и опытом; разделение и кооперацию научного труда; четко налаженную и эффективно действующую систему научной информации; научные организации и учреждения, научные школы и сообщества; экспериментальное и лабораторное оборудование и др. В современных условиях первостепенное значение приобретает процесс оптимальной организации управления наукой и ее развитием.
Наука - это всеобщая общественная форма развития знания, продукт "общего исторического развития в его абстрактном итоге" (Маркс). Однако коллективность форм деятельности в современной фундаментальной или прикладной науке отнюдь не "отменяет" индивидуальный характер научного исследования. Ведущие фигуры науки - гениальные, талантливые, одаренные, творчески мыслящие ученые-новаторы. Выдающиеся исследователи, одержимые устремлением к новому, стоят у истоков революционных поворотов в развитии науки. Взаимодействие индивидуального, личностного и всеобщего, коллективного в науке - реальное, живое противоречие ее развития.
Акцент на коллективность научного творчества отнюдь не ущемляет роли индивидуального начала. Научное творчество не просто индивидуально: новаторски мыслящий индивид предстает в этом процессе как уникальная, неповторимая личность
Индивидуально-личностное начало влияет прежде всего как на процесс научного поиска, так и на его результаты.
Само существование науки как специфического социального института, ее все возрастающая роль в обществе в конечном счете обусловлены тем, что наука призвана выполнять в системе общественного разделения труда функции, связанные с осуществлением деятельности по формированию и развитию научного знания, определенных норм познавательного отношения к действительности.
Наука как социальный институт, различные подходы к определению социального статуса науки.Наука — это не только форма общественного сознания, направленная на объективное отражение мира и снабжающая человечество пониманием закономерностей, но и социальный институт. Социальный институт – это компонент социальной структуры, специализирующейся на удовлетворении общественных потребностей, на основе организации совместной деятельности людей по ее удовлетворению (армия, милиция, институты).
Совместная деятельность в науке организуется на основе профессионального этоса, и включает 6 важнейших положений: 1-универсализм-стремление ученого к достижению max фундаментального знания. 2-бескорыстие-главной ценностью ученого является достижение истины, которая стоит дороже денег. 3-организованный скептицизм. 4-коллективность научной деятельности - запрет на частную собственность в науке. 5-рациональность. 6-эмоциональная нейтральность («Не плакать, не смеяться, но понимать» - Спиноза).
В Западной Европе наука как социальный институт возникла в XVII в. в связи с необходимостью обслуживать нарождающееся капиталистическое производство и стала претендовать на определенную автономию. В системе общественного разделения труда наука в качестве социального института закрепила за собой специфические функции: нести ответственность за производство, экспертизу и внедрение научно-теоретического знания. Как социальный институт наука включала в себя не только систему знаний и научную деятельность, но и систему отношений в науке, научные учреждения и организации.
Базовые особенности науки как социального института: 1)символы науки: степени, звания, мантии, герб. 2)утилитарные черты: лаборатории, кафедры, строения, институты. 3)кодекс поведения: контракт и нормы неформального поведения. 4)образцы поведения: жизнь великих ученых. 5)Соц.роли и статусы: доценты, профессора, академики, доктора. 6)идеология-обеспечение выживаемости человечества.
Функции науки как социального института: Явные функции: 1)интегративная - сплочение научного сообщества, 2)коммуникации - обеспечение общения. 3)трансляция опыта. 4)орагнизационная - обеспечение предсказуемости поведения человека, на основе включения его в совместную деятельность, ограниченную определенными рамками. Латентные функции и дисфункции: 1)повышение престижа человека, 2)обогащение, 3)манипулирование обществ мнением, 4)уклонение от армии.
Процесс институциализации науки свидетельствует о ее самостоятельности, об официальном признании роли науки в системе общественного разделения труда, о ее претензиях на участие в распределении материальных и человеческих ресурсов. Как социальный институт наука включает в себя следующие компоненты: совокупность знаний и их носителей; наличие специфических познавательных целей и задач; выполнение определенных функций; наличие специфических средств познания и учреждений; выработка форм контроля, экспертизы и оценки научных достижений; существование определенных санкций.
Для современного институционального подхода характерен учет прикладных аспектов науки. Нормативный момент теряет доминирующее место, и образ «чистой науки» уступает образу «науки, поставленной на службу производству». В компетенцию институционализации включаются проблемы возникновения новых направлений научных исследований и научных специальностей, формирование соответствующих им научных сообществ, выявление различных степеней институционализации. Возникает стремление различать когнитивную и профессиональную институционализацию. Наука как социальный институт зависит от других социальных институтов, обеспечивающие материальные и социальные условия.
Социология науки исследует взаимоотношения института науки с социальной структурой общества, типологию поведения ученых в различных социальных системах, динамику групповых взаимодействий профессиональных и неформальных сообществ ученых и условия развития науки в различных типах обществ.
Науковедение фиксирует общие тенденции развития и функционирования науки, тяготеет к описательному характеру. Науковедческие исследования направлены на разработку теоретических основ политического и государственного регулирования науки, выработку рекомендаций по повышению эффективности научной деятельности, принципов организации, планирования и управления исследованием.
Область статистического изучения динамики информационных массивов науки, потоков научной информации получила название наукометрия. Представляет собой применение методов математической статистики к анализу потока научных публикаций, ссылочного аппарата, роста научных кадров, фин. затрат.
В настоящее время институциональный подход является одной из доминирующих инстанций развития науки. Однако он имеет недостатки: преувеличение роли формальных моментов, недостаточное внимание к психологическим и социокультурным основам поведения людей, жесткий предписывающий характер научной деятельности, игнорирование неформальных возможностей развития.
22. Наука и власть. Проблема взаимоотношения академической свободы и государственного регулирования науки.
Наука не только энергоемкое, но и финансово затратное предприятие, не всегда является прибыльным. Также в реальном производственном процессе существуют тормозящие механизмы, направленные на сохранение и модификацию уже существующей технологии и препятствующие ее резкой смене и деконструкции. Если прикладные науки, обслуживая производство, могут надеяться на долю в распределении его финансовых ресурсов, то фундаментальные науки напрямую связаны с объемом государственного бюджетного финансирования. Практический выход фундаментальных исследований непредсказуем и не может быть гарантирован, непосредственно связан с его успешным технологическим применением. Именно обоснованная экономическая стратегия в отношении технических наук нуждается в выверенных и точных ориентирах, учитывающих всю масштабность и остроту проблемы взаимодействия мира естественного и мира искусственного, экономики и наукоемких технологий, экспертизы и гуманитарного контроля.
В результате наука подпадает под власть.
Сама наука обладает властными функциями и может функционировать как форма власти и контроля. На практике власть либо курирует науку, либо диктует ей свои властные приоритеты. С точки зрения государства наука должна служить делу просвещения, делать открытия и предоставлять перспективы для экономического роста и благосостояния народа. Развитая наука - показатель силы государства. Наличие научных достижений - экономический и международный статус государства, жесткий диктат власти неприемлем. Степень взаимосвязи науки и власти - привлечение ученых к процессу обоснования важных государственных и управленческих решений. В Европе и США ученые привлекаются к управлению. В России власть обеспечивает ученым скромное содержание, а ученые не несут ответственности за состояние дел в стране.
Следует учитывать различие фундаментальных (направлены на изучение универсума, требуют огромных вложений, отдача через десятилетия) и прикладных наук (решают те цели, поставленные производственным процессом, автономия и независимость снижены). Это нерентабельная отрасль производства, сопряженная с высокой степенью риска. Отсюда возникает проблема определения наиболее приоритетных сфер государственного финансирования.
Современное состояние науки вызывает необходимость государственного регулирования темпов и последствий научно-технического развития, прикладных инженерных и технологических приложений и их гуманитарного контроля. Когда же наука ориентируется на идеологические принципы того или иного типа государства, она превращается в лженауку. Подлинной целью государственной власти и государственного регулирования науки должно быть обеспечение роста научного потенциала во благо человечества.
Отношение науки и власти:
А) Влияние власти на науку: 1) Политический аспект (финансирование фундаментальной науки для обеспечения последующего технологического прорыва государства; обеспечение науки военными заказами; создание положительного имиджа ученых государства; организация международных аспектов научной деятельности). 2) Управленческий аспект (планирование научной деятельности - статьи бюджета на науку; реформирование научных структур; обеспечение интеграции науки, производства и высшей школы; контроль за научной деятельностью). 3) Финансово-хозяйственный аспект (материально-техническое обеспечение научной деятельности - наукограды, технопарки; бюджетное финансирование и организация грантов).
Б) Влияние науки на власть: 1) Лоббирование интересов науки в госструктурах. 2)Борьба за научную автономию. 3) Отстаивание интересов ученых в международном масштабе. 4) Борьба за мир (ядерное оружие).
Принципы академической свободы:
сами ученные выбирают направление;
научное сообщество определяет истинность;
и др.
При попытке подчинить науку властным решениям происходит деинституализация науки, ее десоциализация и прочие деструктивные тенденции.
Принцип функциональной автономии: научное сообщество само должно определять, чем заниматься, но власть должна финансировать академическую науку.
Наука в тоталитарных обществах: Тоталитаризм деформирует науку. Больше всего страдают в таком режиме гуманитарные науки.
23. Сциентизм и антисциентизм как ценностные ориентации в культуре. «Науки о духе» и науки о природе
Сциентизм и антисциентизм как мировоззренческие позиции оценки роли науки в развитии общества
Культ науки в XX в. привел к попыткам провозглашения науки как высшей ценности развития человеческой цивилизации. Сциентизм(от лат. scientia— «знание, наука»), представив науку культурно-мировоззренческим образцом, в глазах своих сторонников предстал как идеология «чистой, ценностно-нейтральной большой науки». Он предписывал ориентироваться на методы естественных и технических наук, а критерии научности распространять на все виды человеческого освоения, мира, на все типы знания и человеческое общение в том числе. Одновременно с Сциентизмом возникла его антитеза — антисциентизм, провозглашавший прямо противоположные установки. Он весьма пессимистически относился к возможностям науки и исходил из негативных последствий НТР. Антисциентизм требовал ограничения экспансии науки и возврата к традиционным ценностям и способам деятельности.
Сциентизм и антисциентизм представляют собой две остро конфликтующие ориентации в современном мире. К сторонникам Сциентизма относятся все те, кто приветствует достижения НТР, модернизацию быта и досуга, кто верит в безграничные возможности науки и, в частности, в то, что ей по силам решить все острые проблемы человеческого существования. Наука оказывается высшей ценностью, и сциентисты с воодушевлением и оптимизмом приветствуют все новые и новые свидетельства технического подъема.
Антисциентисты видят сугубо отрицательные последствия научно-технической революции, их пессимистические настроения усиливаются по мере краха всех возлагаемых на науку надежд в решении экономических и социально-политических проблем.
• Сциентист приветствует достижения науки. Антисциентист испытывает предубежденность против научных инноваций.
• Сциентист провозглашает знание как культурную наивысшую ценность. Антисциентист не устает подчеркивать критическое отношение к науке.
• Сциентисты, отыскивая аргументы в свою пользу, привлекают свое знаменитое прошлое, когда наука Нового времени, опровергая путы средневековой схоластики, выступала во имя обоснования культуры и новых, подлинно гуманных ценностей. Они совершенно справедливо подчеркивают, что наука является производительной силой общества, производит общественные ценности и имеет безграничные познавательные возможности.
Очень выигрышны аргументы антисциентистов, когда они подмечают простую истину, что, несмотря на многочисленные успехи науки, человечество не стало счастливее и стоит перед опасностями, источником которых стала сама наука и ее достижения. Следовательно, наука не способна сделать свои успехи благодеянием для всех людей, для всего человечества.
Сциентисты видят в науке ядро всех сфер человеческой жизни и стремятся к «онаучиванию» всего общества в целом. Только благодаря науке жизнь может стать организованной, управляемой и успешной. В отличие от сциентистов антисциентисты считают, что понятие «научное знание» не тождественно понятию «истинное знание».
Сциентисты намеренно закрывают глаза на многие острые проблемы, связанные с негативными последствиями всеобщей тех-нократизации. Антисциентисты прибегают к предельной драматизации ситуации, сгущают краски, рисуя сценарии катастрофического развития человечества.
Антисциентисты уверены, что вторжение науки во все сферы человеческой жизни делает ее бездуховной, лишенной человеческого лица и романтики. Дух технократизма отрицает жизненный мир подлинности, высоких чувств и красивых отношений. Возникает неподлинный мир, который сливается со сферой производства и необходимости постоянного удовлетворения все возрастающих вещистских потребностей.
Культ научно-технического разума. Сциентизм, технократизм и концепции информационного общества ( Д.Белл, А.Тоффлер).
Технократия – соц концепция утвержд необх установл полит власти технич спецов осущ в интересах всего общества в противовес частнособств капитализму
Сциентизм - представление о науке, особенно о естествознании, как о высшей, даже абсолютной социальной ценности
В ходе НТП выделяют особо крупные вехи, связанные с качественным преобразованием производительных сил. 1-м этапом стал этап механизации, освободивший человека от изнурительного физ. труда. Главное направление современной НТР (2-й этап) - автоматизация, связанная с развитием электроники и вычислительной техники. Появление компьютеров привело к формированию информационных обществ.(и.о.) Объективные требования общественного развития в области компьютеризации и коммуникации выявлены. А.И.Ракитов сделал ряд характеристик и.о. 1)Доступность инф.2)Реальное обеспечение доступности инф.3)Пр-во информации в необходимых объемах 4) Ускоренная автоматизация и роботизация во всех сферах пр-ва и управления. 5)Преимущественное развитие сферы информатизационной деятельности и услуг. Совокупность всех этих признаков по Ракитову говорит о том , что мы имеем дело с информационным обществом.
Появились различные технократические теории, абсолютизирующие роль техники и технологии в развитии общества. Й.Масуд предложил простую схему преобразования человечества в связи с новыми условиями. В статье « Гипотезы возникновения человека интеллектуального» привел факторы определившие появление человека разумного: 1)Развитие лобных долей мозга (обеспечена возможность чел. Мышления). 2)Развитие речевого аппарата (звуковая коммуникация). 3)Развитие кисти руки (возможность производить) и возможности современного человека 1)Челов. способность к мышлению увел. за счет включения в систему мышления компьютеров. 2)Коммуникационные способности человека растут (комп. сети, сот.,спут. связь).
Новые технологии по Масуду приведут к кардинальным изменениям в ценностных ориентациях людей. Благодаря информатизации и возникновению нового интеллектуального человека соврем. общество превратится в полицентрическое глобальное общество, основанное на коллективизме и соревновании. Белл считает нарождающееся постиндустриальное (п-и.) общество результатом третей технологической революции суть которой в компьютеризации и телекоммуникации производства и других сфер общественной жизни (первая технол. револ. – открытие силы пара, вторая-внедрение в пр-во электричества и химии. П-и. общество по Беллу- принцип. Новая организация экономики и быта людей, позвол. достигнуть нового уровня и качества жизни людей. Решающую роль в становлении п-и. общества играет система коммуникаций в которой на первый план выходят телекоммуникации. В рез. такой организации резко возрастет число активных участков бизнеса, скорость и частота деловых контактов. Основной , по мнению Белла вопрос перехода к п-и. обществу заключается в создании «новых социальных структур», реагирующих на новые условия пр-ва и меняющих ценностные ориентации. И такие социальные структуры неизбежно сформируются, хотя и не сразу.
Теория Тоффлера мало чем отличается от теории Белла, скорее является ее вариацией. Тоффлер говорит о сверхиндустриальном обществе ,в своих работах «Футурошок» и «Третья волна» рисует будущее человечества, по сути дела в плане развития того же п-и. общества в котором благодаря всеобщей автоматизации производства, существенно повысится уровень потребления и многократно расширится сфера услуг, исчезнут идеологии и партии.
Что понимают под сциентизмом и антисциентизмом?
Культ науки и провозглашение ее как наивысшей ценности развития человеческой цивилизации привел к утверждению в XX в. сциентистского мировоззрения. Сциентизм (от лат. scientia — знание, наука), представив науку культурно-мировоззренческим образцом, в глазах своих сторонников предстал как идеология «чистой, ценностно-нейтральной большой науки». Он предписывал ориентироваться на методы естественных и технических наук, на точное математизированное естествознание и распространял критерии научности на все виды человеческих взаимоотношений с миром, на все типы знания и человеческое общение в том числе. Ему свойственна абсолютизация роли науки.
Одновременно со сциентизмом возникла его антитеза — антисци-еятизм, провозглашавший прямо противоположные установки. В рамках антисциентизма зрело весьма пессимистическое отношение к возможностям науки. Антисциентизм исходил из негативных последствий НТР и требовал ограничения экспансии науки, возврата к традиционным ценностям и способам деятельности.
Сциентизм и антисциентизм представляют собой две остро конфликтующие ориентации в современном мире. К сторонникам сциентизма относятся все те, кто приветствует модернизацию быта и досуга, достижения НТР, кто верит в безграничные возможности науки и, в частности, в то, что ей по силам решить все острые проблемы человеческого существования. Сциентисты с воодушевлением приветствуют все новые и новые свидетельства технического подъема.
Антисциентисты видят сугубо отрицательные последствия научно-технической революции, их пессимистические настроения усиливаются по мере краха всех возлагаемых на науку надежд в решении экономических и социально-политических проблем. Они подчеркивают значение искусства, религии, нравственности в жизни человека. Философский антисциентизм противопоставляет науку и свободу. Религиозный антисциентизм настаивает на религиозной мотивации всех человеческих проявлений.
Важно подчеркнуть, что ориентации сциентизма и антисциентизма носят универсальный характер. Они пронизывают сферу обыденного сознания независимо от того, используется ли соответствующая терминология и называют ли подобные умонастроения латинским термином или нет. С ними можно встретиться в сфере морального и эстетического сознания, в области права и политики, воспитания и образования. Иногда умонастроения сциентистов и антисциентистов носят откровенный и открытый характер, чаще выражаются скрыто и подспудно.В философии сциентистские тенденции проявляются в игнорирований ее смысложизненной проблематики и мировоззренческого характера. Определить, кто является сторонником сциентизма, а кто антисциентист, нетрудно.
Аргументы сциентистов и антисциентистов имеют диаметрально противоположную направленность. Сциентист приветствует достижения науки. Антисциентист испытывает предубежденность против научных инноваций. Сциентист провозглашает научное знание как наивысшую ценность культуры. Антисциентист не устает подчеркивать недостаточность науки и критическое к ней отношение.
Сциентисты, отыскивая аргументы в свою пользу, привлекают свое знаменитое прошлое, когда наука Нового времени, опровергая путы средневековой схоластики, выступала во имя обоснования культуры и новых, подлинно гуманных ценностей. Они совершенно справедливо подчеркивают, что наука является производительной силой общества и имеет безграничные познавательные возможности.
Очень выигрышны аргументы антисциентистов, когда они подмечают простую истину, что, несмотря на многочисленные успехи науки, человечество не стало счастливее и стоит перед опасностями, источником которых стали сама наука и ее достижения. Следовательно, наука не способна сделать свои успехи благодеянием для всех людей, для всего человечества.
Сциентисты видят в науке ядро всех сфер человеческой жизни и стремятся к «онаучиванию» всего общества в целом. Только благодаря науке жизнь может стать организованной, управляемой и успешной. В отличие от них антисциентисты считают, что понятие «научное знание» не тождественно понятию «истинное знание», для человека не менее важна сфера чувств и переживаний.
Сциентисты намеренно закрывают глаза на многие острые проблемы, связанные с негативными последствиями всеобщей технократизации. Антисциентисты прибегают к предельной драматизации ситуации, сгущают краски, рисуя сценарии катастрофического развития человечества, привлекая тем самым большее число своих сторонников.
Опасность получения непригодных в пищу продуктов химического синтеза, острые проблемы в области здравоохранения и экологии заставляют говорить о необходимости социального контроля за применением научных достижений. Однако возрастание стандартов жизни и причастность к этому процессу непривилегированных слоев населения добавляет очки в пользу сциентизма.
В истории философской мысли можно встретиться с яростной защитой от распространения сциентистского мировоззрения. Так, представитель экзистенциализма Серен Киеркегор противопоставляет науку, как неподлинную экзистенцию, вере как подлинной экзистенции, и совершенно обесценивая науку, засыпает ее каверзными вопросами. Какие открытия сделала наука в области этики? И меняется ли поведение людей, если они верят, что Солнце вращается вокруг неподвижной Земли? Способен ли дух жить в ожидании последних известий из газет и журналов?
Антисциентисты уверены, что вторжение науки во все сферы человеческой жизни делает жизнь бездуховной, лишенной человеческого лица и романтики. Дух технократизма отрицает жизненный мир подлинности, высоких чувств и красивых отношений. Возникает неподлинный мир, который сливается со сферой производства и необходимости постоянного удовлетворения все возрастающих вещистских потребностей. Адепты сциентизма исказили жизнь духа, отказывая ему в аутентичности. Сциентизм, делая из науки капитал, коммерциализировал науку, представил ее заменителем морали. Только наивные и неосторожные цепляются за науку как за безликого спасителя.
Яркий антисциентист Г. Маркузе выразил свое негодование против сциентизма в концепции «одномерного человека», в которой показал, что подавление природного, а затем и индивидуального в человеке сводит многообразие всех его проявлений лишь к одному технократическому параметру. Те перегрузки и перенапряжения, которые выпадают на долю современного человека, говорят о ненормальности самого общества, его глубоко болезненном состоянии.
Автор концепции личностного знания М. Полани подчеркивал, что «современный сциентизм сковывает мысль не меньше, чем это делала церковь. Он не оставляет места нашим важнейшим внутренним убеждениям и принуждает нас скрывать их под маской слепых и нелепых, неадекватных терминов».
Представители крайнего антисциентизма высказывают требования ограничить и затормозить развитие науки. Однако эта позиция недальновидна, так как в этом случае встает насущная проблема обеспечения потребностей постоянно растущего населения в элементарных и уже привычных жизненных благах, не говоря уже о том, что именно в научно-теоретической деятельности закладываются «проекты» будущего развития человечества.
Дилемма сциентизм — антисциентизм предстает извечной проблемой социального и культурного выбора. Она отражает противоречивый характер общественного развития, в котором научно-технический прогресс оказывается реальностью, а его негативные последствия не только отражаются болезненными явлениями в культуре, но и уравновешиваются высшими достижениями в сфере духовности.
24. Этос науки. Проблема ответственности ученого.
Этос науки - набор внутренних социальных норм, которых придерживаются ученые в  научной деятельности, и которые обеспечивают функционирование социального института науки.
Нормы этоса науки. Попытка кодификации социальных норм науки была предпринята Р. Мертоном в 1942 году: - универсализм (оценка любой научной идеи или гипотезы должна зависеть только от ее содержания и соответствия техническим стандартам научной деятельности, а не от социальных характеристик ее автора, например, его статуса); - коллективизм (результаты исследования должны быть открыты для научного сообщества); - бескорыстность (при опубликовании научных результатов исследователь не должен стремится к получению какой-то личной выгоды, кроме удовлетворения от решения проблемы); - организованный скептицизм (исследователи должны критично относиться как к собственным идеям, так и к идеям, выдвигающимся их коллегами). Его ученик Р. Барбер предложил внести «рациональность» и «эмоциональная нейтральность», а Р. Мертон включил в этос норму «оригинальность». Критика: в 70-х годах XX века Я. Митрофф на примере группы, занимавшейся исследованием Луны, показал, что в науке можно выделить противоположную мертоновской совокупность норм, названную им контрнормами (партикуляризм, скаредность, заинтересованность, организованный догматизм и др.), которые также регулируют поведение ученых.
Этика науки - изучает нравственные основы научной деятельности. Важными пунктами в сфере этики ученых являются: корректное определение авторства; недопустимость плагеата, ориентированность на новизну; недопустимость фальсификации эксперимента, научного открытия; корректное цитирование, корректные ссылки; корректность в научной полемики, недопустимо оскорбление оппонента; научная добросовестность при проведении экспериментов, построение научных теорий; осознание личной профессиональной ответственности; осознание моральной ответственности ученых за негативные последствия.
Идеи амбивалентных нормативов, регулирующих реальное поведение ученых (Мертон): 1.как можно быстрее передавать свои научные результаты коллегам, но он не должен торопиться с публикациями; 2.быть восприимчивым к новым идеям, но не поддаваться интеллектуальной "моде"; 3.стремиться добывать такое знание, которое получит высокую оценку коллег, но при этом работать, не обращая внимания на оценки других; 4.защищать новые идеи, но не поддерживать опрометчивые заключения; 5.прилагать максимальные усилия, чтобы знать относящиеся к его области работы, но при этом помнить, что эрудиция иногда тормозит творчество; 6.быть крайне тщательным в формулировках и деталях, но не быть педантом, ибо это идет в ущерб содержанию; 7.всегда помнить, что знание универсально, но не забывать, что всякое научное открытие делает честь нации, представителем которой оно совершено; 8.воспитывать новое поколение ученых, но не отдавать преподаванию слишком много внимания и времени; учиться у крупного мастера и подражать ему, но не походить на него. Амбивалентные нормативы порождаются специфическими условиями науки как социального института и в большей степени отражают реальное бытие ученых, модели поведения которых складываются как результат их взаимодействия в определенном коллективе (в широком смысле) – научном сообществе.
Этические проблемы.
Современная наука имеет ряд особенностей, качественно отличающих ее от науки даже недавнего прошлого.
оказывает влияние на все стороны жизни как общества в целом, так и отдельного человека.
обеспечивает беспрецедентный технологический прогресс, создавая условия для повышения уровня и качества жизни.
выступает и как социально-политический фактор.
Довольно быстро обнаружились и некоторые опасности, связанные с возможным применением достижений современной науки. В 20 в. ученые и философы заговорили о том, что наука, лишенная нравственных императивов, может поставить человечество на грань катастрофы. Сегодня стали очевидными довольно существенные негативные последствия неконтролируемого распространения передовых технологий, косвенно создающее даже угрозу самому выживанию человечества (глобальные проблемы исчерпание ресурсов, загрязнения среды обитания). Этика науки изучает нравственные основы научной деятельности. Этические проблемы науки рождались в связи с развитием физики, биологии, в частности генетики, психологии.
Основные этические проблемы 20 в.: клонирование (угроза генетического вырождения человечества и непрогнозируемость ее ближайших и отдаленных последствий), эфтаназия, непрогнозируемая в последствиях технизация медицины и появления принципиально новых медицинских технологий и препаратов (пациент как к объект исследования или медицинской практики), этические проблемы замены пораженных органов и тканей, замещение поврежденных генов, экспериментирования на животных, эксперименты с человеческими эмбрионами (когда человек становится человеком), проблемы манипуляции над человеческой психикой, воздействия на человеческий мозг, изобретение ядов, атомного, бактериального, психопатогеннго и т.д. оружия.
Большую актуальность приобретает вопрос о социальной ответственности ученого за возможное использование его открытий как важнейшей этической норме научной деятельности. Этот круг проблем также требует неослабного внимания. Важными пунктами в сфере этики ученых являются:
корректное определение авторства;
недопустимость плагиата, ориентированность на новизну;
недопустимость фальсификации эксперимента, научного открытия;
корректное цитирование, корректные ссылки;
корректность в научной полемике, недопустимо оскорбление оппонента;
научная добросовестность при проведении экспериментов, построение научных теорий;
осознание личной профессиональной ответственности;
осознание моральной ответственности ученых за негативные последствия.
Этическое регулирование науки и появление высокого уровня этической культуры, оцениваемые сегодня как жизненная необходимость, являются важной предпосылкой будущего развития науки. Это будет способствовать обеспечению качества моральности современной науки. Ученый должен проникнуться сознанием своей ответственности за судьбу человечества.
В 70-е годы XX века ученые впервые объявили мораторий на опасные исследования. В связи с результатами и перспективами биомедицинских и генетических исследований группа молекулярных биологов и генетиков во главе с П.Бергом (США) добровольно объявили мораторий на такие эксперименты в области генной инженерии, которые могут представлять опасность для генетической конституции живущих ныне организмов. Тогда впервые ученые по собственной инициативе решили приостановить исследования, сулившие им большие успехи. Социальная ответственность ученых стала органической составляющей научной деятельности, ощутимо влияющей на проблематику и направления исследований.
Прогресс науки расширяет диапазон проблемных ситуаций, для решения которых недостаточен весь накопленный человечеством нравственный опыт. Большое число таких ситуаций возникает в медицине. В США такими вопросами занимается специальная Президентская комиссия по изучению этических проблем в медицине, биомедицинских и поведенческих исследованиях. Этические проблемы не являются достоянием лишь некоторых областей науки. Ценностные и этические основания всегда были необходимы для научной деятельности. В современной науке они становятся весьма заметной и неотъемлемой стороной деятельности, что является следствием развития науки как социального института и роста ее роли в жизни общества.

Физика как фундамент естествознания. Редукционизм.
По общепринятому мнению, физика образует фундамент естествознания. Попытаемся раскрыть этот тезис, рассматривая основные аспекты, в которых обычно употребляется термин «фундаментальный», и попробуем выделить основные аспекты фундаментальности физики.
Коснемся, прежде всего, лингвистической фундаментальности физики. Естественные науки являются эмпирическими в том смысле, что их положения основываются на совокупности эмпирических данных и проверяются путем сопоставления с ними. Следовательно, для них фундаментальное значение имеют высказывания, описывающие эти данные. В обыденной жизни сообщения о каком-либо факте суть описания чего-то непосредственно наблюдаемого. В физике отчет об экспериментальных фактах обязательно предполагает совокупность теорий, дающих истолкование того, что непосредственно констатируется. Еще в конце 19 в. П.Дюгем отмечал: «Физический эксперимент есть точное наблюдение группы явлений, связанное с истолкование этих явлений. Это истолкование заменяет конкретные данные, действительно полученные наблюдением, абстрактными и символическими описаниями, соответствующими этим данным, на основании допущенных наблюдателем теорий».
Эта черта характеризует прежде всего и по преимуществу физический эксперимент (причем в сколько-нибудь сложных случаях предполагается использование соответствующих приборов). Большинство наблюдений, как в физике, таки в других науках, носят «приборный» характер, и поэтому не только осознание экспериментальных фактов и их связи друг с другом предполагают наличие соответствующей теории, но и простое описание того, что наблюдается, опирается на теоретические представления об используемых приборах, позволяющее истолковать, например, трек в камере Вильсона как след определенной элементарной частицы.
Центральным в развиваемом взгляде является утверждение существенно физического характера любых используемых приборов. Приборов биологических, физиологических, химических и т.д. не бывает. Любой используемый ученым прибор есть всегда в своей основе физический объект и для истолкования своих показаний требует соответствующих физических теорий. Это обстоятельство делает язык физики неотъемлемым элементом языка любой другой естественно-научной дисциплины и может быть названо лингвистической (языковой) фундаментальность физики.
Далее коснемся эпистемологической фундаментальности физики (доктрины моно- и поли фундаментальности). Среди разнообразных значений слова «фундаментальность» можно выделить еще один аспект, связанный с отношением физики к эмпирическим данным. Как известно, слово «фундаментальность» применительно к науке, как правило, означает различение наук теоретических, ориентированных на раскрытие законов, описывающих объект безотносительно к его практическому использованию. В этом смысле справедливо говорить о фундаментальном характере самых различных концепций в физике, химии, геологии и т.д. на наш взгляд, целесообразно ввести понятие так называемой эпистемологической фундаментальности.
Как уже отмечалось, естественные науки опираются на эмпирические данные. На первых этапах развития естествознания в методологии естественных наук доминировал так называемый индуктивистский подход, согласно которому наиболее общие положения естественных наук выводятся из опытных данных путем прямых индуктивных обобщений. Этот упрощенный взгляд отвергнут современной философией науки было осознано, что нет формально-логического пути от опытных данных к теории. Наиболее важные фундаментальные законы не выводятся из опытных данных, а в лучшем случае лишь «навеваются» ими.
Рассматривая теперь систему естественно-научных дисциплин, правомерно поставить вопрос: выводятся ли наиболее важные положения данной дисциплины из каких-либо других научных концепций, или их единственным оправданием является ссылка на опытные данные?
Теперь в связи со сказанным можно ввести понятия монофундаментальности и полифундаментальности. Тезис монофундаментальности утверждает, что есть лишь одна фундаментальная дисциплина, положения которой ни из каких других дисциплин вывести нельзя – они обречены на фундаментальный (в смысле ниоткуда невыводимый) характер. Концепция полифундаментальности предполагает наличие многих фундаментальных (в указанном смысле) наук.
В реальной истории естественных наук на фундаментальный статус претендовали физика, химия, биология. Это означает, что основные положения этих наук оправдывались ссылками на опыт и ниоткуда не могли быть выведены. Явно упрощая реальную историю науки, можно сказать, что первой лишилась фундаментального статуса химия. На сегодня основные особенности химии объясняются на базе квантовой физики. Химия лишилась фундаментального статуса 9разумеется, только в указанном здесь смысле), но приобрела глубокое теоретическое обоснование. В этом смысле можно сказать, что физика обречена на фундаментальный статус. Даже если допустить, что в будущем появится некая наука, из которой можно будет теоретически вывести современную физику, то эта гипотетическая наука и будет называться новой физикой.
Следует отметить, что изложенное здесь решение вопроса о статусе химии является дискуссионным, хотя возражения, на наш взгляд, не носят достаточно убедительного характера.
Явно сложнее обстоит дело со статусом биологии. На сегодня судьба биологии становится похожей на судьбу химии. В 20 в. произошли радикальные сдвиги в биологии: открытие двойной спирали ДНК, создании молекулярной генетики, развитие неравновесной термодинамики и синергетики – все это позволяет не просто говорить о важнейших жизненных феноменах на языке простого описания, а раскрывать их глубокую физико-химическую основу. Тем не менее вопрос о фундаментальности биологии не может считаться решенным на уровне, сопоставимом с химией. Грубо говоря, признание фундаментальности биологии означает признание особого класса биологических законов, в принципе не могущих быть объясненными на базе физико-химических законов. На наш взгляд признание таких (их иногда называют биотоническими) законов представляется не очень вероятным.
Подытоживая изложенное, можно сказать, что физика обладает особой фундаментальностью, которую можно назвать эпистемологической. Можно утверждать, что основные особенности любых наук могут быть выведены из неких философских установок. Такого типа построения явно находятся за пределами науки.
Наконец, рассмотрим онтологическую фундаментальность физики (оппозицию редукционизма и антиредукционизма). По существу, положения, развитые в предыдущем разделе, уже касались проблематики, которая будет рассмотрена в настоящем разделе. Концепция моно фундаментальности, о которой шла речь, на несколько другом языке может быть названа концепцией редукционизма, - различие здесь в ракурсе, под которым рассматривается проблема. В предыдущем разделе она рассматривалась под эпистемологическим углом зрения, а здесь будет рассматриваться как проблема онтологическая, т.е как проблема, касающаяся строения реальности, так сказать, устройства окружающего нас мира.
Прежде всего, разберемся, что следует понимать под редукционизмом. В советской философии эта проблем часто обсуждалась в связи с развитой Энгельсом концепцией форм движения материи. В концепции Энгельса безусловно верным представляется тезис о движении способе существования материи и выделение различных структурных уровней организации материи (названных Энгельсом формами движения материи). В диалектическом материализме основное внимание акцентировалось на подчеркивании качественной специфики высших форм движения (биологической по сравнению химической, химической по сравнению с физической). Стремление объяснить главные особенности химических процессов на базе физических законов несправедливо осуждалось как редукционизм или даже механицизм.
В то же самое время совершенно правильно осуждалось объяснение феномена сознания материальными процессами головного мозга. Никто не может отрицать связь процессов мышления с деятельность головного мозга. Но не верным является утверждение, что суть объяснения сознания заключается в анализе деятельности мозга без учета сложного взаимоотношения этой деятельности к социальной природе человека, его детерминированности системой социальных связей и отношений. Нет формально-логического пути от деятельности мозга к сознанию общественного человека, хотя и без мозга сознание невозможно. Нет формально-логического пути от описания движения атомов, их колебаний, покачиваний к идеальным образам сознания.
Антиредукционизм фиксирует некую целостность, некий качественно своеобразный феномен и дает его первоначальное описание. В этом его продуктивная роль. Редукционим всегда требует идти глубже, попытаться понять целое на основе познания его элементов («атомов»)– объяснить целостность, а не просто констатировать ее наличие. Но такое объяснение некотором плане невозможно, оно требует понимания некоторой целостности не просто как системы взаимодействующих элементов, («атомов»), а как элемента некоторой подсистемы более широкой системы.
Разбирая подробнее эту сложную проблему, обратимся к идеям классического атомизма, к атомизму Демокрита. По Демокриту, сущность всех вещей одна – это атомы и пустота. Поэтому возможна лишь одна единственная наука о вещах - корпускулярная физика. Редукционизм, сведение сложного к простому, целостности к частям – таково необходимое следствие логики Демокрита.
Но как было понято уже Платоном, целостность, сущность некоторой вещи имеет какую-то иную природу, чем сама вещь, и анализ ее требует иного метода, чем тот, который предлагает атомистический редукционизм.
Атомизм внутренне, логически противоречив. Действительно, атомистический редукционизм необходимо требует деления и сам же кладет ему предел. Физически-телесное понимание физических тел необходимо предполагает такое же понимание атома. И здесь атомизм опровергает самого себя. Атом есть вещь лишь в отношении макротел, сам же по себе он неделимая сущность, вечное, неизменное, абсолютное.
С физической точки зрения этот предел установлен совершенно произвольно. Атом - логическая остановка вещественной редукции. Атом – не просто физический объект, а логический, он – сущность. Атом – та граница, где физический анализ должен уступить анализу логическому. Атом есть логическое «тело» и именно в этом качестве он неделим.
Логический анализ, анализ определенности, качества у Демокрита отсутствует. Вещь анализируема лишь постольку, поскольку она есть лишь количественно-пространственная конфигурация одного единого качества. Конфигурация изменчива, преходяща, а качество, сущность неизменны. Она есть инвариантный индивид, инвариантное тело. Изменчивы лишь варианты сущности, неизменны сами сущности как инварианты, как индивиды, как атомы. Механицизм Демокрита, таким образом, касается лишь макротел. На уровне атома он стоит на позиции целостности.
Точка зрения субстрата в античной философии реализована Демокритом со всей последовательностью и до конца, доведена до важнейших антиномий, которые и явились предметом упорных поисков теоретической диалектической мысли.
Определенность разложима с точки зрения субстрата лишь постольку, поскольку она берется как нечто несущественное, летучее. Поскольку она есть устойчивое качество, целостность, сущность, она неделима. Вопрос может возникнуть лишь о том, что признать за такого рода сущность. Демокрит объявил таким атом, но мы уже знаем, что Демокритов атом – условная граница анализа. Эта граница может быть проведена в любом месте, где мы фиксируем целостность. Пространство не задает нам этих границ, не задает их и субстрат вещи. Что же мешает в таком случае каждое качество, каждую определенность объявить целостностью, логически неделимым объектом, логическим атомом?
Вопрос, поставленный выше является одним из самых трудных как в истории философии, так и в истории науки.
Редукционизм – сведение сложных качеств и закономерностей к наиболее простым и единственным. И далеко не всегда претензии редукционизма научно несостоятельны.
Задача философии – доказательство несостоятельности тезиса об универсальности редукционизма как научного метода в принципе. А это – вопрос не просто о методе, о способе научно-теоретического анализа. Этот вопрос касается прежде всего содержания знания. Как метод редукционизм вполне приемлем в тех или иных отдельных случаях. Но редукционизм есть главным образом теория, притом философская теория, состоящая в признании лишь одного какого-либо класса существенных определений и в отрицании всяких иных определений. С этой точки зрения редукционизм может быть опровергнут только путем доказательства реального существования сущностей различного уровня, не сводимых друг к другу.
Суть вопроса заключается не в том, применимы или неприменимы методы одной научной дисциплины в области другой, а понимании самой этой области, т.е. не в способе или методе ее исследования, а именно в содержании. Представляет ли собой предмет науки некоторую самостоятельную сущность, или побочная формация какой-то иной реальности, лежащей в компетенции другой науки. Решение вопроса поэтому не может основываться на признании того, что каждая наука имеет право судить о предмете «со своей точки зрения», следствием чего должна быть известная терпимость дисциплин в отношении друг друга. «Точка зрения» науки должна быть объективно обоснована природой той реальности, к которой она обращается, должны быть указаны объективные критерии, позволяющие (или не позволяющие) применить методы одной науки к предметной области другой.
Если мы предполагаем существование качеств, не сводимых к их атомно-молекулярной структуре, то мы должны показать эту несводимость не «с точки зрения», а независимо от нее.
С точки зрения материалистической диалектики, целостная характеристика вещи, ее сущность не есть простой суммарный эффект взаимодействия частей, простой результат некоторого внутреннего взаимодействия. Целостность, это новое существенное качество, неанализируемое и неразложимое, если его рассматривать исключительно в отношении к вещи самой по себе, взятой изолированно от связи и отношения вещей, абстрактно. Целое, существенная определенность есть не только некоторое содержание, определенным образом построенное, субстрат, гармонически связанные части. Этот субстрат – лишь условие целостности, ее возможность ее действительность составляет связь с более широкой системой вещей, которая выражается в том, что вещи ней положена совершенно определенная функция. Роль частей в организации вещи и роль самой вещи в более широкой организации различны. В этой более широкой организации вещь выступает именно как целостная вещь, как сущность, внутреннее строение которой уже снято. Ее внутреннее строение есть только условие, тогда как действительное основание определенности вещи как целого, как сущности уже заложено в самом строении этой более широкой сферы.
Определяющая роль целого по отношению к своим собственным «частям», точка зрения, исходящая из «целого» и приходящая затем к пониманию «частей» его – это и было всегда почвой, на которой вырастала диалектика.
В исследовании тех сфер, где возникает существенная целостная определенность, определенность формы, и состоит научное, теоретическое познание, противостоящее эмпиризму и редукционизму.
Рассмотреть становление некоторой существенной всеобщей определенности вещи и становление самой этой вещи в данной определенности – не одно и то же. Форма (сущность, целостность) не может быть понята из отдельной вещи, тогда как вещь может и должна быть понята из всеобщей формы. Именно это и является главным аргументом против эмпиризма и редукционизма. Это различие и является самым существенным в определении природы теоретического познания в отличие от эмпирического.
2. Физика и синтез естественнонаучного и гуманитарного знания. Роль синергетики в этом синтезе.
В последние годы вопросам синергетики как постнеклассического междисциплинарного направления научных исследований, ее методологии, анализу возможностей ее приложений в сфере социогуманитарного знания, в частности, перспективам использования ее эвристического потенциала для новой постановки и решения проблем современного образования и воспитания было посвящено довольно много работ.
Кроме того, процесс философского самоопределения синергетики уже вследствии ее собственной междисциплинарной специфики и открытости контексту культуры не может быть изолирован от разработки общих вопросов философии науки и техники, а также от разработки теоретико-познавательных проблем. Поэтому для философского самоопределения синергетики принципиальное значение имеют так же те работы в области философии науки вообще и физики в частности, которые ориентировались на деятельностный подход к анализу природы научного знания; руководствовались пониманием, в рамках которого в должной мере учитывалась “диалоговая” кольцевая природа взаимодействия теории и эксперимента в процессе развития научного познания.
В перечне предшественников синергетики в качестве претендента на роль междисциплинарной методологии помимо кибернетики обычно упоминается и общая теория систем. Специфика системного подхода наиболее отчетливо проявляется в контексте комплексных научно-технических проблем, связанных с познанием, конструированием и управлением сложноорганизованными эволюционирующими системами. В естествознании с такими системами имеют дело биология, экология, информатика, науки о земле, а также физика. Но это стало ясно после возникновения синергетики. Именно в лице синергетики физика становится наукой о познании сложноорганизованных систем. Причем это утверждение справедливо не только в отношении каких-то отдельных областей физики или ее приложений. Оно справедливо в отношении физики в целом, воссоздающей познаваемый ею мир в лейбницевском облике динамически сложных единств, когерентно связанных процессов. Эта тенденция видеть в познаваемых системах сложноорганизованные эволюционирующие миры отчетливо выражена в современной космологии, активно использующей для построения своих моделей весь арсенал фундаментальных теорий и методов современной физики. Примером здесь может служить возникшая одновременно с синергетикой физика черных дыр, которая опирается, с одной стороны, на развитие таких новейших методов наблюдения, как рентгеновская и гамма-астрономия, а с другой стороны – на систему теорий классической и квантовой физики, в том числе на общую теорию относительности (ОТО), квантовую теорию поля и термодинамику. Исследования всей совокупности явлений, связанных со свойствами таких миров, как черные дыры, носят отчетливо выраженный междисциплинарный характер. И все же коммуникативный контакт системных исследований и физики в явном виде не состоялся.
Системные теоретики, как правило, избегают предлагать свои услуги в качестве экспертов по вопросам методологии физики. Аналогичным образом, физики также предпочитают не выступать с оценками перспектив общей теории систем (ОТС) и системного подхода. Отсутствие выраженного интереса у физиков и системных теоретиков к проблематике друг друга отразилось и в философско-методологической литературе, где вопросам взаимоотношений физики и системных исследований уделялось мало внимания.
Это обстоятельство ранее пытались объяснить, утверждая, что физика все еще слишком механистична, редукционистски ориентирована, не ассимилировала полностью основные системные установки на синтетическое воспроизведение картины исследуемой ей реальности и т.д. Отсюда следовал вывод, что в развитии системных исследований "нельзя ожидать помощи от традиций физических наук".
Как известно, Л. фон Берталанфи рассматривал ОТС в качестве программы широкого междисциплинарного синтеза научного знания, трактуя ее как новую науку о целостности, онтология и методология которой ориентируются на восходящий к Аристотелю "организмический принцип", обычно выражаемый в краткой формуле: "целое – больше суммы своих частей".
Руководствуясь этим принципом, Берталанфи первоначально полагал, что ОТС не должна базироваться на внутридисциплинарной методологии частных наук; ее методы должны с самого начала иметь междисциплинарный характер и соответствовать ее предметной области; специфика же последней опять-таки заключалась в том, что ее нельзя было определить как простую сумму предметных областей частных наук.
Л.Берталанфи в качестве образца и прообраза идеи органической целостности избрал биологию, на материале которой и была построена его модель "открытых систем", чье значение для синергетики неоспоримо.
В итоге в программе ОТС, особенно на ранних этапах ее формирования в противоречии с ее замыслом, преобладал не интегративный, а скорее сепаратистский стиль мышления. В частности, это выразилось в недооценке значимости физико-математических методов для концептуального развития ОТС, что закрывало ей возможность конструктивно реализовать свою основную цель – быть посредствующим звеном, средством коммуникации, инструментом компромисса в конфликте между органицизмом и механицизмом.
Интегративные тенденции науки были стимулированы возникновением новых острых глобальных проблем, связанных с социально-экономическим развитием, критическим ростом народонаселения, экологией. Сформировалась новая область исследований, объединенная общей задачей изучения системы "человек – окружающая среда".
Эта задача потребовала совместных координированных усилий биологов, экологов, географов, климатологов, экономистов, психологов, философов, правоведов, а также математиков, физиков, инженеров, т.е. представителей как естественных, так и гуманитарных наук. Такая координация предъявляет новые требования к качеству междисциплинарной коммуникации, к взаимопониманию ученых разных дисциплин.
Для современного этапа развития науки характерен сдвиг в сторону дифференциации используемых языков, что в свою очередь порождает потребность в более сложной и многоуровневой системе интеграции знания, чем та, которая ранее обеспечивалась в основном усилиями философии и математики. Это требование вытекает из двух внутренне связанных между собой задач обеспечения гармонического, сбалансированного развития, как в системе научного знания, так и в системе "человек – среда".
Основной недостаток ранних программ ОТС состоял в том, что они не принимали во внимание системно-коммуникативную организацию концептуальной структуры физики в целом, взятую в состоянии ее динамического развития, рассматривая проблему интеграции знания только как междисциплинарную. При этом, как отмечает П.Кос, упускалось из виду, что проблема эта вовсе не исчезнет и внутри отдельных дисциплин, в том числе и в такой наиболее развитой, как физика, в рамках которой были созданы весьма эффективные способы ее решения.
В этой связи особый интерес представляет принцип соответствия, сформулированный Н.Бором в процессе создания квантовой механики, и являющийся в настоящее время одним из важнейших принципов современной теоретической физики. Согласно этому принципу новая теория, описывающая более широкий круг явлений, чем предшествующая ей старая, не упраздняет последнюю, а лишь ограничивает область ее применимости. Там же, где области применимости старой и новой теорий совпадают, их предсказания должны находиться в асимптотическом соответствии друг с другом.
Принцип соответствия имеет важное коммуникативное значение в структуре физического знания, выступая в качестве исторического принципа, интегрирующего знание во времени в целостную многоуровневую систему теорий и моделей. Причем принцип соответствия действует не только в направлении "от настоящего к прошлому", но и от "настоящего к будущему", являясь основанием для самых разных физических экстраполяций.
В отличие от традиционных областей науки синергетику интересуют общие закономерности эволюции (развития во времени) систем любой природы. Отрешаясь от специфической природы систем, синергетика обретает способность описывать их эволюцию на интернациональном языке, устанавливая своего рода изоморфизм двух явлений, изучаемых специфическими средствами двух различных наук, но имеющих общую модель, или, точнее, приводимых к общей модели. Обнаружение единства модели позволяет синергетике делать достояние одной области науки доступным пониманию представителей совсем другой, быть может, весьма далекой от нее области науки и переносить результаты одной науки на, казалось бы, чужеродную почву.
Следует особо подчеркнуть, что синергетика отнюдь не является одной из пограничных наук типа физической химии или математической биологии, возникающих на стыке двух наук (наука, в чью предметную область происходит вторжение, в названии пограничной науки представлена существительным; наука, чьими средствами производится "вторжение", представлена прилагательным; например, математическая биология занимается изучением традиционных объектов биологии математическими методами). По замыслу своего создателя проф. Хакена, синергетика призвана играть роль своего рода метанауки, подмечающей и изучаюшей общий характер тех закономерностей и зависимостей, которые частные науки считали "своими". Поэтому синергетика возникает не на стыке наук в более или менее широкой или узкой пограничной области, а извлекает представляющие для нее интерес системы из самой сердцевины предметной области частных наук и исследует эти системы, не апеллируя к их природе, своими специфическими средствами, носящими общий ("интернациональный") характер по отношению к частным наукам.
Синергетика позволяет перейти от "линейного" мышления, сложившегося в рамках механической картины мира, к нелинейному, соответствующему новому этапу функционирования науки. Большинство изучаемых ею объектов (природные, экологические, социально-природные комплексы, экономические структуры) являются открытыми, неравновесными системами, управляемыми нелинейными законами. Все они обнаруживают способность к самоорганизации, а их поведение определяется предшествующей историей их эволюции.
Идеи самоорганизации и эволюционизма выступают ядром формирования современной научной картины мира. Если до синергетики не было концепции (относящейся к классу не философских, а научных теорий), которая позволяла бы свести в единое целое результаты, полученные в различных областях знания, то с ее возникновением открылись принципиально новые возможности формирования целостной общенаучной картины мира.
Представления об открытых самоорганизующихся системах находят подкрепление в самых различных областях знания, стимулируя в них разработку эволюционных идей.
Синергетика создала условия для интенсивного обмена парадигмальными принципами между различными науками. В частности, применение идей самоорганизации в биологии позволило обобщить ряд специальных понятий теории эволюции и тем самым расширить область их применения, используя биологические аналогии при описании самых различных процессов самоорганизации в неживой природе и общественной жизни.
Следует отметить, что концептуальный аппарат биологии традиционно играл особую роль в разработке эволюционных идей. Уже в классический период осуществлялось тесное взаимодействие теории биологической эволюции с геологией и зарождающимися социальными науками. Применение в биологии XX столетия идей кибернетики и теории систем стимулировало процессы синтеза эволюционных представлений и системного подхода. Это явилось существенным вкладом в разработку методологии универсального эволюционизма.
3. Эволюция физической картины мира и изменение онтологии физического знания.
С научной картиной мира связывают широкую панораму знаний о природе, включающую в себя наиболее важные теории, гипотезы и факты. Структура научной картины мира предлагает центральное теоретическое ядро, фундаментальные допущения и частные теоретические модели, которые постоянно достраиваются. Центральное теоретическое ядро обладает относительной устойчивостью и сохраняет свое существование достаточно длительный срок. Оно представляет собой совокупность конкретно-научных и онтологических констант, сохраняющихся без изменения во всех научных теориях. Когда речь идет о физической реальности, то к сверхустойчивым элементам любой картины мира относят принципы сохранения энергии, постоянного роста энтропии, фундаментальные физические константы, характеризующие основные свойства универсума: пространство, время, вещество, поле, движение.
Одной из важнейших характеристик понятия "физическая картина мира" является ее эволюция – постоянное развитие и смена одних картин другими. Первой сформировавшейся картиной мира в физике была механистическая картина мира. В свою очередь она возникла под воздействием античной картины мира и идей эпохи Возрождения. Решающую роль среди последних сыграли: принцип материального единства мира, принцип причинности, принцип экспериментальной обоснованности, принцип математического описания природных явлений. Все эти принципы явились философским обоснованием механистической картины мира. Окончательно сформировалась она после создания классической механики И. Ньютона.
Картина мира является более широким понятием, чем теоретическая модель. Тем не менее, как и в модели, в механистической картине мира есть основные понятия и основные принципы, составляющие теоретический и философский фундамент картины.
Основные понятия классической механики: 1) материя – вещество, состоящее из неделимых частиц; 2) движение – механическое перемещение в пространстве; 3) пространство – пустое вместилище тел, описываемое геометрией Эвклида; 4) время – абсолютная категория, характеризующая длительность процессов; 5) масса – мера инертности и мера тяготения.
Основные принципы механики: 1) принцип относительности Галилея (все тождественные механистические явления проистекают одинаковым образом в различных инерциальных системах отсчета; 2) принцип дальнодействия. Во времена Ньютона было известно только одно – гравитационное взаимодействие. Принцип дальнодействия заключается в том, что гравитационное взаимодействие осуществляется с бесконечно большой скоростью через пустое пространство без посредства чего-либо.
На смену механистической картине мира пришла электродинамическая. Основы электродинамической картины мира заложены трудами М. Фарадея и Дж. Максвелла. В отличие от механистической картины мира, где исходными философскими идеями были классический атомизм и механицизм, в электродинамической картине исходной идеей стал континуализм. В частности, Фарадей положил в основу истолкования физических явлений континуальные, непрерывные представления о материи. Передача взаимодействия в этой новой картине мира осуществляется материальным электромагнитным полем. Таким образом, материя в электродинамической картине мира представляется в двух формах – вещество и поле. После создания А. Эйнштейном специальной теории относительности в 1905 г. электродинамическая картина мира приобрела релятивистский характер. На смену абсолютным пространству и времени пришло четырехмерное плоское пространство-время, на смену дальнодействию пришло близкодействие. Можно просуммировать основные характеристики электродинамической картины мира:
Основные понятия: 1) материальность физического поля; 2) относительность пространства и времени, единое пространство-время; 3) масса – мера инертности, тяготения и полной энергии (Е=мс2 – формула Эйнштейна взаимосвязи массы и энергии); 4) непрерывность материи.
Основные принципы: 1) принцип относительности Эйнштейна; 2) принцип близкодействия, заключающийся в передаче взаимодействия с конечной скоростью света; 3) принцип эквивалентности инертной и гравитационной масс; 4) принцип постоянства скорости света во всех инерциальных системах отсчета; 5) принцип причинности.
Полное завершение электродинамическая картина мира получила после создания в 1915 г. Эйнштейном общей теории относительности. Дальнейшее развитие физики показало ограниченный характер электродинамической картины мира. Тем не менее, достаточно универсальный способ описания природы электродинамической картиной мира привел великого ученого ХХ в. А. Эйнштейна к тупиковой идеи создания единой теории поля. Можно ограничиться указанием только двух замечаний, подчеркивающих бесперспективность единой теории поля: 1) в единой теории поля Эйнштейна задействованы только два взаимодействия – гравитационное и электромагнитное. В то же время в ней неучтены сильное и слабое взаимодействия, открытые позже, чем возникла у Эйнштейна идея единой теории поля. 2) Эйнштейн не включал в единую теорию поля квантовую механику, вероятностную интерпретацию которой он критиковал до самой своей смерти.
Возникновение и проникновение "идеологии" квантовой теории во все разделы физики определило начало перехода от электродинамической картины мира к новой квантово-полевой.
Зарождение квантово-полевой картины мира происходило тогда, когда еще окончательно не сложилась электродинамическая картина. По крайней мере, обе теории относительности еще не появились.
Основополагающей гипотезой, давшей толчок квантовой теории была гипотеза квантов света М. Планка (1900 г.). Следует отметить важные этапы становления, формирования квантовой теории.
В 1905 г. А. Эйнштейн разрабатывает квантовую теорию излучения для объяснения закономерностей фотоэффекта, углубляет и уточняет понятие квантов света – фотонов.
В 1913 г. Н. Бор создает "полуклассическую, полуквантовую" теорию атома водорода. Идея дискретных состояний "скачков", противная классической физике, приобретает популярность у физиков.
В 1923 г. Луи де Бройль высказывает гипотезу о волнах материи и "узаконивает" равноправное существование материи в двух формах – вещества и волн. Появлением квантовой механики Э. Шредингера и В. Гейзенберга в 1926-1927 гг. завершается первый этап становления квантово-полевой картины мира.
Перечислим некоторые основные характеристики этой картины мира. Прежде всего, это основные понятия: 1) единство корпускулярно-волновых свойств материи; 2) дискретность излучения и дискретность физических состояний; 3) волновое уравнение для частиц; 4) обменный характер взаимодействия; 5) виртуальные частицы; 6) материя и антиматерия.
Основные принципы: 1) принцип неопределенностей Гейзенберга; 2) принцип дополнительности Н. Бора; 3) принцип Паули.
С созданием квантовой механики изменились научные методы и взгляды в ряде родственных с физикой дисциплин – химии, биологии, астрономии. "Присоединение" специальной теории относительности Эйнштейна в квантовой механике привело, в конечном счете, к появлению квантовой электродинамики (1940-е гг.). Бурное развитие экспериментальных и теоретических исследований элементарных частиц вызвало к жизни квантовую хромодинамику. Эта теория на основе кварковой модели элементарных частиц, обладающих сильным взаимодействием описывает и объясняет практически все процессы взаимодействия и взаимопревращения адронов.
Квантово-полевая картина мира не является некоей стационарной картиной, содержащей и объясняющей все явления природы. Очень сильное воздействие на философские взгляды физиков и других естествоиспытателей оказала теория "Большого взрыва" Вселенной, предложенная Г. Гамовым. Она является, по сути, теорией эволюции Вселенной. В науке идеи эволюции (физической, химической, биологической) появились задолго до ХХ века, но по отношению к Вселенной в целом "эволюционной философии" всегда противопоставлялась идея стационарности Вселенной. Создатель общей теории относительности – А. Эйнштейн, уже в 1917 г. предложил свою стационарную модель Вселенной, несмотря на противоречие (без дополнительных предположений) стационарности уравнениям общей теории относительности.
В настоящее время идея эволюции Вселенной, происходящей по сценарию "Большого взрыва" поддерживается большинством ученых. Более того, идея эволюции Вселенной логически срастается с идеями эволюции в отдельных естественнонаучных дисциплинах. Наиболее четко прослеживается связь эволюции Вселенной и физической эволюции. Одна из фундаментальных черт окружающего мира являет характер взаимодействий в природе. В настоящее время установлено, что в природе существуют только четыре вида взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное (ядерное). Как показали теоретические исследования в рамках модели "горячей" Вселенной, чем ближе мы будем подходить к моменту "взрыва" Вселенной, тем меньше становится взаимодействий. Сначала "объединяются" электромагнитное и слабое взаимодействие, возникает так называемое электрослабое взаимодействие. На временных этапах, находящихся еще ближе к "нулю", моменту "взрыва", происходит объединение сильного и электрослабого взаимодействий – образуется взаимодействие "Великого объединения".
Существующие сценарии приближения к моменту "взрыва" Вселенной не являются плодами неуемной фантазии физиков. Они возникли вследствие анализа логических и математических исследований. Основной критерий правдоподобности сценариев эволюции Вселенной заключается в соответствии теоретических выводов экспериментальным наблюдениям в нынешней Вселенной, которая обязательно должна иметь "реликтовые" следы от более ранних стадий эволюции. Между биологической эволюцией и эволюцией Вселенной прослеживается также тесная связь посредством так называемого антропного принципа. Суть последнего заключается в следующем. Свойства материи именно таковы, чтобы существовала объективная возможность зарождения жизни.
Эволюция в реальной природе естественным образом отражается в непрерывно изменяющейся современной физической картине мира, которая, по сути, является продолжением, расширением квантово-полевой картины мира.
Затрагивая вопрос о единой научной картине мира с позиций взаимосвязи физической, химической и биологической эволюций следует отметить, что таковой картины в настоящее время нет, но нет и сомнений в том, что каждая "отдельная" картина мира является неполной, что обязательно должна в будущем сложиться единая картина мира.
Онтология в данном контексте выглядит как попытка всеобъемлющей и детальной формализации физического знаний с помощью некоторой концептуальной схемы (картины мира).
4. Механическая, электромагнитная и современная квантово-релятивистская картины мира как этапы развития физического познания.
Понятие "физическая картина мира" тесно связано с понятием эволюция, как постоянное развитие и смена одних картин другими.
Первой сформировавшейся картиной мира в физике была механистическая картина мира.
Соотношение эмпирического и теоретического в механистической картине мира.
Еще в исследованиях Евклида была сформирована определенная модель науки, которая работает и сегодня: аксиоматическая система и эмпирический базис, связанные правилами соответствия или операциональными правилами. Когда отмечается, что геометрия Евклида является первой логической системой понятий, трактующих поведение каких-то природных объектов, то речь идет о вполне определенных природных объектах, твердых телах и световых лучах. Выбор последних в качестве объектов теории является огромной исторической заслугой Евклида.
В основу теории, как это понятно сейчас, необходимо класть эмпирические факты, но это должны быть препарированные факты, которые в своей идеальности отражали бы фундаментальные свойства реального мира. Именно на основе подобных идеализированных объектов была построена геометро-оптическая система Евклида. Именно геометрико-механические и оптические операциональные процедуры служили основанием всей классической физики, ее концептуального аппарата. Эксперименты с идеальным объектом (свет) были трансформированы в идеализированные эксперименты, и на этом пути была развита классическая физика. В идеализированном эксперименте мы настолько «очищаем» исследуемый объект и помещаем его в такие идеальные условия, что он по своей идеальности (абсолютно гладкая плоскость, твердое тело и т.д.) становится вровень со светом. Как свет, эти объекты являются элементами особого мира, который предстает как геометрокинематическая система.
Такая модель реальности наиболее адекватно реализована не на Земле, а на небе, в механическом движении планет солнечной системы, которое совершается в пустом пространстве, без трения и т.д. это определило решающее значение небесной механики в развитии классической физики. В классической науке не только реальные эксперименты основаны на теории, но даже средства, которые позволяют их осуществить, являются не чем иным, как воплощенной теорией.
Что касается идеализированных экспериментов, то они могут быть вообще невыполнимыми, но они открывают путь к теоретическим заключениям и пониманию истинного смысла реальных экспериментов. Формирование понятия инерции Галилеем, Декартом и Ньютоном подтверждает сказанное.
Существенно при этом, что взгляды Декарта и Ньютона на инерциальное движение встроены в разные натурфилософские системы. И поэтому, совпадая эмпирически, они включают в себя различное содержание. Другими словами, значение научного закона включает в себя значительно больше, чем описание физического состояния явлений. В частности, оно включает в себя понимание того, почему возникло указанное физическое состояние. Так, для Ньютона, стоявшего на позициях динамического атомизма, характерна динамическая трактовка массы, в то время как Декарт в силу своего общего содержательного подхода должен был бы массу свести к протяженности.
Теоретический мир классической механики существует в абсолютном пространстве и времени, а эмпирический мир – в относительном пространстве и времени.
Существенно, что в рамках ньютоновской механики пространство и время теоретического и эмпирического миров во многом совпадали. По виду и по величине абсолютное и относительное пространства одинаковы. Это понятно – обе структуры относятся к одному и тому же макромиру, к макроизменениям его объектов. Связь мира теории и мира эмпирии непосредственна, они «выписаны» на одном и том же пространственно-временном языке. Это и естественно, ибо в науке создавались теории определенного фрагмента макромира, а этот фрагмент как раз и являлся миром эмпирии, миром эмпирических интерпретаций.
Становление механистической картины мира.
Классическая наука, классическая механика возникла в 17 в. трудами нескольких величайших мыслителей, среди которых центральное место занимает Галилей. Галилей опирался на те физические идеи, которые были связаны с введением гелиоцентрической системы Коперника. Тем самым он разрушил основы физики Аристотеля – он отверг как динамику Аристотеля, так и его представления о пространстве и времени. И если динамика Аристотеля была общей теорией изменения, то Галилей ограничился построением только теории перемещения. При построении теории перемещения Галилей в рамках формирующегося механистического мировоззрения высказывает несколько философско-методологических гипотетических предположений о сущности материи и ее строении. У Галилея материя предстает как всегда себе равная, самотождественная, неизменная сущность, т.е. получает характеристику, которую Платон давал умопостигаемому бытию – идее, а Аристотель – форме. При этом оставляется без внимания такая характеристика материи как становление. Введение понятия «неделимое», или «бесконечно малое», Галилеем фактически узаконивает апорию Зенона и превращает ее из орудия разрушения в орудие созидания. Так, он утверждает, что из лишенных величины элементов можно составить как угодно большое тело при условии, что этих лишенных величины составляющих будет бесконечное множество. Галилей утверждает, что континуум (например, пространственный или временной) состоит из парадоксальных неделимых – они сами не имеют величины, но из их бесконечного множества составляется любая конечная величина. Таким образом, мышление Галилея глубоко противоречиво. Галилей одно непонятное – лишенную величины составляющую часть тела – хочет сделать инструментом познания с помощью другого непонятного – актуально существующего бесконечного числа, которого не принимала античная ни средневековая наука.
С помощью противоречивого понятия «неделимого» или «бесконечно малого» Галилей вводит важнейшую категорию механики – мгновенную скорость. На основе развиваемого принципа непрерывности Галилей фактически приходит к конструированию, изобретению геометрико-кинематической схемы механического движения. Он тем самым сближает идеализированный физический объект с математическим объектом. Тем самым Галилей решает целый ряд проблем развития физического познания. Во-первых, он снимает различие между физикой как наукой, объясняющей причины движения, и математикой как наукой, позволяющей описывать это движение, т.е. формулировать его, движения, закон. Во-вторых, он ставит вопрос о том, что для физики важнее установить закон, описывающий процессы изменения явлений, чем искать, в духе Аристотеля, умопостигаемые причины последних. В-третьих, он меняет традиционное представление о том, что математика – это наука о неизменных сущностях, и тем самым кладет начало новому роду математики, способному как раз описывать движение и изменение, устанавливать закон изменения.
Решающую роль в становлении механики сыграли: принцип материального единства мира, принцип причинности, принцип экспериментальной обоснованности, принцип математического описания природных явлений. Все эти принципы явились философским обоснованием механистической картины мира. Окончательно сформировалась она после создания классической механики И. Ньютона.
Обобщенная конкретизация сути механистического подхода в научной программе Ньютона выражалась в следующих положениях. Во-первых, материя атомистична в своей сути. Она состоит из абсолютно твердых, массивных, непроницаемых, подвижных индивидуальных, отдельных частиц-атомов. Специфика атомистических воззрений Ньютона заключается в том, что отдельные частицы-атомы не только способны двигаться по инерции, сохраняя свое состояние. Во-вторых, по Ньютону, каждый атом представляет собой центр противоречивой силовой активности – отталкивающей, быстро уменьшающейся с расстоянием, и притягивающей, уменьшающейся с расстоянием и мгновенно действующей на расстоянии. Последняя и есть сила тяготения, которой наделенные все отдельные тела во Вселенной. При помощи силы тяготения дается объяснение (а не только математическое описание) явлений природы. В-третьих, движение материальных атомов, отдельных тел понимается как перемещение их в абсолютном пространстве (как бесконечной протяженности) с течением абсолютного времени (как длительности). Абсолютность пространства и времени означает, что ни протяженность, ни длительность не зависят от взаимодействий отдельных, конечных физических тел, находящихся в пространстве и времени.
Важнейшей стороной классической физики, классического, ньютоновского видения мира является аналитические его видение и, соответственно, аналитический метод исследования физических явлений и процессов. Любой материальный объект, согласно Ньютону, состоит из атомов или некоторых частей, которые хотя и взаимодействуют друг с другом, однако могут исследоваться как некие отдельные индивидуумы. Это значит, что любой отдельный объект, отдельная его часть могут быть выделены из окружения и рассмотрены как таковые, т.е. как самостоятельные, отдельные, конечные образования. Любой объект может быть расчленен на составляющие части вплоть до атомов. На любом уровне мыслимого анализа, «расчленения» физических объектов или явлений предполагается абсолютная, однозначная определенность свойств их частей.
Важно понять, почему возможен аналитический метод исследования. Во-первых, потому, что изменения в классически понимаемом мире имеют непрерывный характер, т.е. состояние, объекта, которое полностью определено в любой момент времени заданием положения скорости объекта, меняется непрерывно. Координаты и скорости физических объектов являются непрерывно изменяющимися величинами, т.е. выражаются непрерывными функциями времени. Именно на этом основано понимание движения в пространстве как движения по определенной кривой – траектории. Непрерывный характер изменения состояния объекта позволяет считать это изменение в принципе сколь угодно малым, уменьшая также непрерывный промежуток времени изменения. А во-вторых, сохранение индивидуальности, отделенности некоторого объекта возможно благодаря однозначному характеру происходящих с ним изменений. Ведь в классической механике если известно состояние определеного объекта в некоторый момент времени, а также все силы, приложенные к нему, то можно абсолютно точно предсказать состояние этого определенного объекта в любой последующий момент времени. Положение классической механики об однозначности поведения физического объекта в определенных условиях, жесткая однозначная связь его настоящего состояния с будущим, равно как и прошедшего состояния с настоящим носит название (принципа) классического детерминизма.
Таким образом, мы пытались раскрыть внутреннее, логическое единство элементов классического видения мира – аналитического метода исследования, принципа классического детерминизма и непрерывности изменения физических величин. Это единство «завязано», основано на очевидности и ясности понятия индивидуального, отдельного, конечного себетождественного материального объекта.
Становление электромагнитной картины мира, как этапа научного познания.
При исследовании электрических и магнитных явлений посредством механической картины мира возникали многочисленные трудности и противоречия. Радикальной основой разрешения последних явилась идея М.Фарадея, о существовании нового предмета физических исследований – непрерывной физической реальности, идея о среде, опосредующей взаимодействие между телами. Эта среда, непрерывная физическая реальность получила название «физическое поле». Фарадей открыл, таким образом, новую форму отдельного, конечного физического объекта, отличную от «атомарной», его формы. Если «атомарный» объект, отдельное тело имеет четкие пространственные границы, то поле является выражением иной формы конечности. Оно имеет пространственную определенность процесса, распространяющего в пространстве с течением времени. Поле – форма активной, динамической определенности, форма специфической отдельности, индивидуальности, позволяющей отказаться от идеи дальнодействия и ввести в физику концепцию близкодействия, локальности физических взаимодействий, сил.
Существенно, что идея о поле связывалась у Фарадея с идеей о взаимосвязи, взаимопревращаемости различных сил природы. Находясь под влиянием философских взглядов Шеллинга, который развивал целостно-диалектических подход к пониманию природной реальности, Фарадей, углубил понимание связи магнитных и электрических явлений, исследовал химические превращения в электрической цепи, размышлял о превращении света в магнетизм, тяготения – в электричество и магнетизм.
Д.К.Максвелл, являясь сторонником идей Фарадея, переводит качественные соображения Фарадея на математический язык, т.е. создает математическое описание электромагнитных явлений на основе представлений о близкодействии – на основе формализма теории поля, как говорят физики. Он создает систему четырех уравнений, которые позволяют описать с единой точки зрения огромное множество электрических, магнитных и оптических явлений. Главное в понимании сути нового видения мира, создаваемого в полевых уравнениях Максвелла, заключается в том, что законы электрического и магнитного воздействия выражены в них не через силы, действующие между зарядами на расстоянии, а в терминах теории поля. Электрические и магнитные явления записывались в форме локальной связи (связи в малой окрестности произвольной точки пространства) между зарядами и токами (как формами классической отдельности, конечности) и электрической и магнитной напряженностями (выражающими суть новой формы отдельности, конечности), пространственные и временные изменения которых вызывали воздействие на другие заряды и токи. После Максвелла физическая реальность мыслилась в виде непрерывных, не поддающихся механическому объяснению полей, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных. Это изменение понятия реальности является наиболее глубоким и плодотворных из тех, которые испытала физика со времен Ньютона».
Итак, теория Максвелла привела к коренному изменению физических концепций, отражающих реальность. Последняя стала описываться как в форме материальных точек, корпускулярных образований, так и в форме непрерывных полей, связывающих между собой материальные заряженные тела. С учением об электромагнитных явлениях в физические концепции проникает идея возникновения, становления: электрические и магнитные поля порождают друг друга. Описание физического мира приобретает черты процессуальности, в нем начинают отражаться черты возникновения новых отношений, что не было присуще статическому миру классической механики Ньютона.
Вместе с тем это были только первые попытки размывания классического физического мышления. Классическое аналитическое видение мира и связанный с ним аналитический метод исследования остаются доминирующими в полевой научной программе. Непрерывность и однозначность характеристик поля вкупе с определенностью поля как физического объекта лапласовско-детерминистического мира классической механики остаются неизменными. Все в мире непрерывных полей и локализованных корпускул остается однозначно определенным. Жесткая однозначная связь настоящего с будущим, равно как и прошедшего с настоящим, остается незыблемой. Вневременность мира физических явлений остается непоколебимой, ибо уравнения Максвелла инвариантны, неизменны, симметричны относительно замены параметра времени «t» на «-t». Можно сказать, повторяя Койре, что электродинамика есть теория становления без становления, в ней объективно-диалектический процесс возникновения нового не удерживается в мысли, в существующей системе понятийных средств.
Выделим еще один важнейший аспект создания теории электромагнитного поля. В физике стала возникать полевая картина мира. Электромагнитное поле стало пониматься как первичная, ни к чему не сводимая реальность. Возникли попытки понять «атомы» вещества как своеобразные состояния полевой материи. Эти попытки столкнулись с принципиальными трудностями, природа которых в полной мере стала ясна после создания квантовой механики.
Итак, в физике возникли две взаимосвязанные физические теории, базирующиеся на совершенно различных представлениях о сути отдельного физического объекта, различных представлениях о физических формах конечности. Тем самым научно-теоретическая мысль (в который раз, начиная с Зенона) столкнулась с вечной проблемой соотношения дискретного, отдельного и непрерывного, бесконечно делимого. Апории Зенона, привлекавшие внимание ученых на каждом переломном этапе развития физики, показывают, что существующие в науке методы анализа пространства, времени и движения и существования отдельного объекта, внутренне противоречивы. В конце 19 в. эти апории приняли форму необходимости вскрытия характера связи различных форм конечности, отдельности, физической индивидуальности.
В чисто физическом плане проблемность понимания соотношения непрерывного и дискретного, соотношения различных форм конечности, отдельности проявилась в виде бесконечности электромагнитной энергии электрона. Более того, когда электрон удалось разогнать с помощью внешнего электрического поля до скорости, близкой к скорости света, то обнаружилось, что для электрона, движущегося с большой скоростью, законы ньютоновской механики перестают быть справедливыми. Объясняя взаимодействие быстродвижущегося электрона с электромагнитными полями, в том числе с тем, которые создаются им самим в процессе движения, физики пришли к необходимости признания зависимости массы электрона от скорости.
Предположение, что масса классически понимаемого физического объекта может зависеть от его скорости, произвело потрясение в мире ученых. Ведь в соответствии с ньютоновской картиной мира, обогащенной идеями Фарадея-Максвелла о реальности силового поля, масса считалась постоянной и неуничтожимой, абсолютно определенной. Идея об абсолютной определенности, неизменности массы является той идеей, которая позволяла понять все многообразие изменений в физическом мире. Более того, было доказано, что атом лишился своей вечности и неделимости.
Квантово-релятивистская картина мира строится на концепции физики элементарных частиц и включает в себя КЭД, КХД и КАД.
Приступая к краткому рассмотрению того видения физической реальности, которое связано с физикой элементарных частиц, совершенно однозначно можно утверждать, что эта физика изучает сложнейшие процессы формообразования, процессы рождения нового, рождения и гибели элементарных частиц. Концепция «элементарной» частицы как неизменной, неуничтожимой, как отдельной, «атомистической», квазиклассической форме конечности, неприемлема в физике элементарных частиц, в физике субмикромира. Элементарные частицы находятся в непрерывном процессе рождения и уничтожения, в непрерывном процессе становления, формообразования. В основе нашего относительно стабильного мира лежит Хаос непрерывного возникновения и уничтожения многообразных форм конечности.
Важнейшим моментом понимания процессов в субмикромире является все более расширяющееся в процессе углубления в сущность этой области применение законов сохранения. Рассмотрение всех этапов развития физики, несомненно, свидетельствует о том, что законы сохранения неуклонно превращались в центральную, доминирующую концептуальную часть физического мышления. И произошло это не только благодаря их простоте – имелись еще два других основания. Первое основание – это наличие связи между законами сохранения и принципами инвариантности и симметрии в природе. Второе основание лучше всего может быть охарактеризовано как новый взгляд на мир, в котором законы сохранения выступают в качестве фундаментальных законов природы.
В основе этого нового взгляда лежит неклассическое представление о господстве порядка над Хаосом (в отличие от классики, где считалась, что Хаос господствует над порядком). Новый взгляд утверждает порядок, который реализуется в виде законов сохранения и который объемлет Хаос непрерывного уничтожения и рождения, непрерывных процессов формообразования, происходящих в микромире. Возможно, что единственным ограничением Хаоса событий в мире сверх малого являются запреты, налагаемые законами сохранения. Все, что может происходить без нарушения законов сохранения, действительно происходит.
Эта новая точка зрения, своего рода демократия в природе (свобода в рамках закона), характеризует кардинальные изменения представлений о сущности природы, ее законах. Согласно классическим представлениям фундаментальные законы природы должны быть законами дозволения. Согласно новой точке зрения наиболее фундаментальные законы носят характер запретов. Все сказанное о формеобразовании Хаоса, регулируемом законами сохранения, - это важнейший шаг в процессе понимания микрореальности.
Одним из ключевых понятий современной физики элементарных частиц является понятие квантового поля. Это понятие отражает черты простейшего глубочайшего основания мироздания, из которого состоят частицы и весь материальный мир. Оно отражает также относительность понятий поля и частицы, относительности, выраженной уже в квантовой механике. Но если в последней говорят о микрообъекте, хотя и обладающем волновыми свойствами, но отличном от классических полей, то в понятии квантованного поля, ключевом понятии релятивистской квантовой механики (квантовой теории поля) как теории элементарных частиц, исчезают последние остатки различия между полей и частицей. С точки зрения квантовой теории поля частица есть квант возбуждения соответствующего поля. Различные квантовые поля взаимодействуют друг с другом, кванты-частицы рассеиваются, переходят в кванты-частицы других видов, т.е. происходит описание процесса формообразования, процесса рождения нового.
Теория квантованного электромагнитного поля и электронно-позитронного поля получила название квантовой электродинамики (КЭД).
Итак, под квантованным полем понимается квантованная система с переменным числом частиц, которые могут возникать и исчезать в процессе квантово-полевого взаимодействия. Состояние квантованного поля описывается весьма специфической волновой функцией, которая определяет наличие в системе того или иного числа частиц – квантов поля. Оказывается, существует такое состояние поля, в котором нет ни одного кванта, - оно называется основным или вакуумным. Вакуум квантовой теории поля – это не абсолютная пустота, как можно было бы подумать, а особая физическая среда, проявляющая себя в опыте. Так, в случае квантового электромагнитного поля среднее значение квадрата напряженности электрического и магнитного полей в вакууме не равно нулю, что приводи к лэмбовскому сдвигу уровней энергии в атоме водорода, измеряемому с очень большой точностью в эксперименте. Поле в вакуумном состоянии поляризуется, приобретает определенную плотность энергии.
В вакууме происходит рождение виртуальных частиц. Промежуточный виртуальный электрон «черпает» энергию из вакуума, рождается из него. Неопределенность энергии определяет время его виртуального существования.
Эфир, изгнанный из физики специальной теорией относительности, в преобразованном виде возвращается в физику. Свойства нового вида материи – вакуума-эфира – во многом парадоксальны и, тем не менее, фундаментальны.
Можно сказать, что физики приходят к необходимости построения «вакуумной картины мира», согласно которой вакуум является выражением объективного единства мира, некоторым объединяющим началом многообразия физических взаимодействий и даже источником возможного существования бесконечного множества миров.
После создания КЭД возникли идеи о последовательном применении ее методов, воплощении ее видения субмикрореальности в понимании не только электромагнитного, но и двух других видов взаимодействий – сильного ядерного и слабого ядерного. Рассмотрим, как физикам удалось описать сильное взаимодействие.
Обращаясь к описанию сильного взаимодействия, естественно предположить, что сильное ядерное взаимодействие между кварками должно переноситься какой-то виртуальной частицей, подобно тому как электромагнитное взаимодействие переносится посредством излучения виртуального фотона одной частицей и его поглощения другой. Прежде всего, оказалось, что каждый выделенный в ядре кварк (например, d кварк или u-кварк, различие которых выражается некоторым квантовым числом, зарядом, получившим название аромата) обладает еще одним квантовым числом, зарядом, принимающим три значения и получившим название «цвет». И тогда у физиков возникла идея, что именно цвет есть тот специфический заряд, который может объяснить многообразие адронных превращений, что последние, т.е. сильные ядерные взаимодействия есть проявление цветового взаимодействия. По аналогии с КЭД была построена теория цветового взаимодействия, получившая название квантовой хромодинамики (цветодинамики), КХД.
В КХД цвета есть заряды сильного взаимодействия, и поэтому вводится поле цветового взаимодействия, связанное с этими зарядами. Такое поле, «склеивающее» кварки в адроны, называется глюонным. Частица – квант глюонного поля называется глюоном. Вокруг позитрона за счет облака виртуальных частиц всегда существует небольшой избыток отрицательного заряда, который частично экранирует положительный заряд позитрона (поляризации вакуума). Этот «ослабленный заряд позитрона и измеряется в обычных опытах. Однако в КХД возможен новый процесс, который отсутствует в КЭД. Вспомним, что переносчики электромагнитных сил – фотоны – электронейтральны. В отличие от них переносчики цветовой силы глюоны – обладают цветовым зарядом и поэтому могут рождать новые виртуальные глюоны. Этот процесс ведет к «размазыванию» цветового заряда, т.е. к явлению, прямо противоположному экранированию. На малых расстояниях этот процесс преобладает над экранированием. Теперь частица с цветовым зарядом, подходя все ближе к кварку, проникая все глубже и глубже в облако размытого цветового заряда, встречает в центральных частях частицы все меньший и меньший заряд, и поэтому интенсивность взаимодействия ослабевает на достаточно малых расстояниях.
Если даже сообщить кварку очень большую энергию, «резиновый шнур» разорвется и на месте разрыва за счет сообщенной энергии возникает пара – кварк и антикварк. Улетающий кварк утащит за собой возникающий на месте разрыва антикварк и они вместе составят мезон, который вылетит из адрона вместо одиночного кварка.
Обратимся, наконец, к краткому анализу слабого взаимодействия, ответственного за распад элементарных частиц. Прежде всего, исходя из концепции близкодействия, локального характера взаимодействия, поставим вопрос о тех частицах, которые ответственны (подобно фотону и глюону в электромагнитном и сильном взаимодействиях) за перенос слабого взаимодействию. Исходя из соотношения неопределенностей и опираясь на эмпирически полученный радиус слабого взаимодействия, можно определить, что масса переносчика слабого взаимодействия равно приблизительно 100 массам протона.
Были найдены частицы - переносчики слабого взаимодействия, получившие название векторных бозонов.
Принято говорить что и кварки отличаются «ароматом». Слабое взаимодействие может, в общем случае, менять аромат частиц. Поэтому теория слабых взаимодействий получила название квантовой ароматодинамики – КАД. Таким образом, существуют три квантово-полевые теории – КЭД, КХД и КАД.
Коснемся еще одного существенного момента развития физики микромира. В квантово-релятивистском описании появляются не имеющие физического смысла и ненаблюдаемые объекты. В этом описании не преодолена и проблема бесконечностей: решение квантово-полевых уравнений приводит к бесконечно большим значениям ряда заведомо конечных физических величин, таких как масса, заряд и т.д. Было предложено определенное решение проблемы бесконечности – так называемы метод перенормировки, суть которого состоит в том, что, например, в уравнениях КЭД масса и заряд свободного электрона заменяются таковыми электрона, взаимодействующего с электромагнитным полем.
Размышления о природе трудностей квантовой теории поля привели физиков к необходимости осознания глубочайшего противоречия, лежащего в ее основании – противоречия между принципами специальной теории относительности и принципами квантовой механики, единство которых и составляет квантовую теорию поля. Данное противоречие состоит в следующем. В основе СТО (как и классической физики вообще) лежит предположение, что пространственно-временная локализация частицы допускает точную определенность ее импульсно-энергетических характеристик. Другими словами, в любой точке пространства-времени микрообъект имеет точные значения импульса и энергии. Пространственно-временное и импульсно-энергетическое описания движения микрообъекта едины. Но ведь данный факт, как мы помним, несовместим с требованиями квантовой механики. Пространственно-временная определенность ведет к полной импульсно-энергетической неопределенности, и наоборот, определенность импульса обусловливает полную неопределенность пространственных свойств микрообъекта. Именно поэтому многие физики считают, что главный недостаток современной физики элементарных частиц заключается в очевидной несовместимости двух фундаментальных теорий – СТО и квантовой механики, лежащих в основе квантовой теории поля.
Частицы и поля как фундаментальные абстракции современной физической картины мира и проблема их онтологического статуса.
Исторически картина мира в каждой науке развивается и изменяется. И если обратиться к электродинамике, то после успехов максвелловской теории в физике утвердилась электродинамическая картина мира, которая сменила механическую, господствовавшую в науке более двух с половиной столетий. В этой картине физической реальности все процессы природы описывались посредством введения особой системы абстракций (идеальных объектов), в качестве которых выступали неделимые атомы и электроны (атомы электричества); мировой эфир, состояния которого рассматривались как электрические, магнитные и гравитационные силы, распространяющиеся от точки к точке в соответствии с принципом близкодействия, абсолютное пространство и время. Абстрактные объекты теоретических схем и конструкты картины мира - это разные типы идеальных объектов. Если относительно первых формулируются законы, то относительно вторых формулируются принципы. Абстрактные объекты теоретических схем представляют собой идеализации и их нетождественность действительности очевидна, тогда как конструкты картины мира также будучи идеализациями, онтологизируются, отождествляются с действительностью. Каждый физик понимает, что материальная точка - это идеализация, поскольку в природе нет тел, лишенных размеров. Но физики XVIII-XIX столетия, принимавшие механическую картину мира, полагали, что неделимый атом реально существует в природе и является ее первокирпичиком.
Аналогичным образом абстракции точечного заряда и векторов электрической и магнитной напряженности в точке достаточно отчетливо выступают в качестве идеализаций. Но электрон (атом электричества), представленный в электродинамической картине мира в виде очень малого заряженного сферического тела, электромагнитное поле как состояние эфира - все эти объекты воспринимались большинством физиков в конце XIX века в качестве реальных субстанций, фрагментов самой природы, существующей независимо от человеческого познания.
Между тем эти абстракции, функционирующие в качестве элементов физической картины мира последней трети XIX в., также представляли собой идеализации, нетождественные действительности, схематизирующие ее. Их границы обнаружились в процессе становления квантовой и релятивистской физики. Выяснилось, что мировой эфир, как его представляли физики конца XIX в., является такой же вымышленной сущностью как теплород или флогистон.
Представление о чистой непрерывности электромагнитного поля и чистой дискретности электронов также претерпело изменения - в физическую картину мира были включены идеи корпускулярно-волнового дуализма как частиц, так и полей.
Благодаря связям между конструктами картины мира и абстрактными объектами теоретических схем они часто могут обозначаться одним термином, который в разных контекстах обретает различные смыслы. Например, термин "электрон" в законах электродинамики Максвелла-Лоренца обозначал элементарный точечный электрический заряд.
Но как описание соответствующего элемента физической картины мира он вводился по признакам "быть крайне малой электрически заряженной частицей, которая присутствует во всех телах", "быть сферическим телом, по объему которого равномерно распределен электрический заряд", "взаимодействовать с эфиром так, что эфир остается неподвижным при движении электронов". Образы электрона как точечного заряда и как сферической малой заряженной частицы ("атома электричества") соответствовали различным идеальным объектам и различным смыслам термина "электрон".
Описание связей между признаками абстрактных объектов теоретических схем и идеальных объектов, образующих картину мира, включается в качестве одного из типов определений в содержание научных понятий. Примером может служить определение в ньютоновской физике массы как количества материи, поскольку полагалось, что в неделимых корпускулах (атомах), из которых построены тела, количество материи сохраняется в соответствии с признаком неделимости и неразрушимости атомов. Научные понятия включают в себя многообразие определений и их развитие осуществляется как взаимодействие всех типов определений, в том числе возникающих при соотнесении теоретических схем с научной картиной мира.
Представления о силовых полях, лежащие в фундаменте электродинамической картины мира, обосновывались в трудах Фарадея философской концепцией единства материи и силы. Экспериментальные исследования Фарадея подтверждали идею, что электрические и магнитные силы передаются в пространстве не мгновенно по прямой, а по линиям различной конфигурации от точки к точке. Эти линии, заполняя пространство вокруг зарядов и источников магнетизма, воздействовали на заряженные тела, магниты и проводники. Но силы, как подчеркивал Фарадей, не могут существовать в отрыве от материи. Поэтому линии сил нужно связать с материей и рассматривать их как особую субстанцию, имеющую тот же статус реальности, что и вещество.
В макроскопической физике существуют два фундаментальных поля —электромагнитное и гравитационное; остальные ее поля выводятся из этих двух. В теории элементарных частицдобавляется много других фундаментальных полей. Электромагнитное и гравитационное поля—типичные представители полей. Но что такое поле вообще? Частицу (материальную точку), занимающую некоторое место в пространстве, можно рассматривать как физическую метку этого места (этой пространственной точки). Частица движется, значит, есть свободные места. Помечены ли они? Нам недостаточно знать имена свободных пространственных точек, нужно пользоваться какими-то физическими метками. Ведь имена мы давали точкам произвольно, ничего о них не зная. И вот возникла идея метить незанятые материальными точками места пространства метками, имеющими физический смысл, т. е. использовать в качестве меток поле.
Понятие поля имеет отношение к проблеме дальнодействия и близкодействия. Рассмотрим взаимодействие между Солнцем (М) и Землей. Сила тяжести в промежутке между ними от места к месту меняется. По мере приближения к Солнцу она растет, а при удалении уменьшается. Этим можно характеризовать пространственные точки. Скажем, в точке А сила тяжести изображается вектором, направленным к Солнцу. В точке В она немного меньше (убывает обратно пропорционально квадрату расстояния).
Измеряя силу, мы определяем метку в пространстве, потому что векторы силы тяжести в нашем примере различны в разных пространственных точках и однозначно с ними связаны (абсолютное значение, и направление этих векторов определяются расстоянием до Солнца и направлением на него). Вводимая так метка больше, чем имя точки, это — величина, которую можно измерить физически. Она всегда соответствует данной пространственной точке независимо от того, находится там Земля или какая-нибудь другая планета. Итак, силу притяжения Солнца надо понимать как метку точки пространства. Несколько более земные, «человеческие» масштабы имеет электромагнитное поле. В этом случае каждой точке сопоставляют векторы Е и Н, которые тоже в каком-то смысле можно считать метками пространственных точек.
Очень важно, что поле может существовать независимо от присутствия вещества. С точки зрения классической физики поле, например электромагнитное, и вещество— разные физические объекты. Понятие вещества проще и ближе к наивному реализму, чем понятие поля, которое, в конце концов, выводится из идеи о силе.
Современная физическа смотрит на частицы с точки зрения физики элементарных частиц, совершенно однозначно можно утверждать, что эта физика изучает сложнейшие процессы формообразования, процессы рождения нового, рождения и гибели элементарных частиц. Достаточно вспомнить процесс в-распада нейтрона, когда он превращается в протон, рождая и электрон, и антинейтрино. Концепция «элементарной» частицы как неизменной, неуничтожимой, как отдельной, «атомистической», квазиклассической форме конечности, неприемлема в физике элементарных частиц, в физике субмикромира. Элементарные частицы находятся в непрерывном процессе рождения и уничтожения, в непрерывном процессе становления, формообразования. В основе нашего относительно стабильного мира лежит Хаос непрерывного возникновения и уничтожения многообразных форм конечности.
В плане сказанного интересно следующее высказывание Гейзенберга: «Мы теперь можем сказать, что современная физика в некотором смысле близко следует учению Гераклита. Если заменить слово «огонь» словом «энергия», то почти в точности высказывания Гераклита можно считать высказываниями современной науки. Фактически энергия – это то, из чего созданы все элементарные частицы, все атомы, а поэтому и вообще все вещи. Одновременно энергия является движущим началом. Энергия есть субстанция, ее общее количество не меняется, и, как можно видеть во многих атомных экспериментах, элементарные частицы создаются из этой субстанции. Энергия может превращаться в движение, в теплоту, в свет и электрическое напряжение. Энергию можно считать первопричиной всех изменений в мире».
Отметим философскую неточность высказывания Гейзенберга, заключающуюся в философски ошибочной замене философского понятия материи на чрезвычайно общее, но физическое понятие энергии.
Одним из ключевых понятий современной физики элементарных частиц является понятие квантового поля. Это понятие отражает черты простейшего глубочайшего основания мироздания, из которого состоят частицы и весь материальный мир. Оно отражает также относительность понятий поля и частицы, относительности, выраженной уже в квантовой механике. Но если в последней говорят о микрообъекте, хотя и обладающем волновыми свойствами, но отличном от классических полей, то в понятии квантованного поля, ключевом понятии релятивистской квантовой механики (квантовой теории поля) как теории элементарных частиц, исчезают последние остатки различия между полей и частицей. С точки зрения квантовой теории поля частица есть квант возбуждения соответствующего поля. Понятия частицы и поля объединяются в понятии квантованного поля (например, квантованного электромагнитного поля с частицей (квантом) фотоном, квантованного электронно-позитронного поля с частицами (квантами) электронами и позитронами. Различные квантовые поля взаимодействуют друг с другом, кванты-частицы рассеиваются, переходят в кванты-частицы других видов, т.е. происходит описание процесса формообразования, процесса рождения нового. Ясно, что в квантово-полевых представлениях присутствует много глубоких диалектических идей, без учета которых невозможно анализировать проблему существования и реальности микрообъектов. Прежде всего, это диалектика прерывности и непрерывности физической реальности. Так, дискретность квантового поля проявляется в наличии его квантов (элементарных частиц) и в характере их взаимодействия.
Процессы рождения и гибели элементарных частиц есть те элементарные акты, те сконцентрированные в чрезвычайно малых областях пространства и времени события, в которых выражается внутренняя активность материи в ее специфической форме – форме квантованного поля. Из этих актов, казалось бы, эфемерных полей возникают устойчивые микрообъекты, ядра, атомы, твердые тела того макроскопического мира, в котором мы живем. За упорядоченным миром макропроцессов скрыт бушующий Хаос рождений и гибели квантов квантованных полей.
Теория квантованного электромагнитного поля и электронно-позитронного поля получила название квантовой электродинамики (КЭД). Эта теория есть самый совершенный (с современной, конечно, точки зрения) образец построения теорий и других (сильного и слабого) физических полей.
Итак, под квантованным полем понимается квантованная система с переменным числом частиц, которые могут возникать и исчезать в процессе квантово-полевого взаимодействия. Состояние квантованного поля описывается весьма специфической волновой функцией, которая определяет наличие в системе того или ионного числа частиц – квантов поля. Оказывается, существует такое состояние поля, в котором нет ни одного кванта, - оно называется основным или вакуумным. Вакуум квантовой теории поля – это не абсолютная пустота, как можно было бы подумать, а особая физическая среда, проявляющая себя в опыте. Так, в случае квантового электромагнитного поля среднее значение квадрата напряженности электрического и магнитного полей в вакууме не равно нулю, что приводи к лэмбовскому сдвигу уровней энергии в атоме водорода, измеряемому с очень большой точностью в эксперименте. Поле в вакуумном состоянии поляризуется, приобретает определенную плотность энергии.
Все реакции элементарных частиц, их излучение, поглощение и т.д., осуществляются квантовым образом. Но непрерывной и вездесущей реальность, на фоне которой происходят все физические взаимодействия, рождение и гибель дискретных микрообъектов является основное состояние поля (вакуум).
Вся суть описания актов квантово-полевого взаимодействия, его специфика заключены в промежуточном состоянии процесса рассеяния, представленного электронной линией, описывающей бытие электрона между процессами поглощения и испускания кванта света. И эта суть в том, что в то время как полные энергии начального и конечного состояния равны, промежуточный электрон не имеет той же энергии. Такие весьма специфические промежуточные объекты, получили название виртуальных. Бытие промежуточного виртуального электрона отлично от бытия реального электрона, рассеивающего фотон. Он возникает из вакуума, который представляет собой некий кипящий «котел» множества виртуальных процессов. Промежуточный виртуальный электрон «черпает» энергию из вакуума, рождается из него. Неопределенность энергии определяет время его виртуального существования.
Взаимодействие двух электронов осуществляется в форме непрерывного процесса испускания и поглощения виртуальных фотонов. Каждый электрон как бы находится в «облаке» виртуальных фотонов, которое и есть на более глубоком уровне понимания электромагнитное поле электрона.
Эфир, изгнанный из физики специальной теорией относительности, в преобразованном виде возвращается в физику. Свойства нового вида материи – вакуума-эфира – во многом парадоксальны и, тем не менее, фундаментальны.
Можно сказать, что физики приходят к необходимости построения «вакуумной картины мира», согласно которой вакуум является выражением объективного единства мира, некоторым объединяющим началом многообразия физических взаимодействий и даже источником возможного существования бесконечного множества миров.
Что касается фундаментальных взаимодействий, то, как известно, в настоящее время считается, что сильно взаимодействующие частицы состоят из кварков. Сильное ядерное взаимодействие между кварками должно переноситься какой-то виртуальной частицей, подобно тому, как электромагнитное взаимодействие переносится посредством излучения виртуального фотона одной частицей и его поглощения другой. Прежде всего, оказалось, что каждый выделенный в ядре кварк (например, d кварк или u-кварк, различие которых выражается некоторым квантовым числом, зарядом, получившим название аромата) обладает еще одним квантовым числом, зарядом, принимающим три значения и получившим название «цвет». Между кварками разного цвета существует полная симметрия, поэтому вводится поле цветового взаимодействия, связанное с этими зарядами. Такое поле, «склеивающее» кварки в адроны, называется глюонным. Частица – квант глюонного поля называется глюоном.
Вокруг позитрона за счет облака виртуальных частиц всегда существует небольшой избыток отрицательного заряда, который частично экранирует положительный заряд позитрона (поляризации вакуума). Этот «ослабленный заряд позитрона и измеряется в обычных опытах. Однако в КХД возможен новый процесс, который отсутствует в КЭД. Вспомним, что переносчики электромагнитных сил – фотоны – электронейтральны. В отличие от них переносчики цветовой силы глюоны – обладают цветовым зарядом и поэтому могут рождать новые виртуальные глюоны. Этот процесс ведет к «размазыванию» цветового заряда, т.е. к явлению, прямо противоположному экранированию. На малых расстояниях этот процесс преобладает над экранированием. Теперь частица с цветовым зарядом, подходя все ближе к кварку, проникая все глубже и глубже в облако размытого цветового заряда, встречает в центральных частях частицы все меньший и меньший заряд, и поэтому интенсивность взаимодействия ослабевает на достаточно малых расстояниях.
Если даже сообщить кварку очень большую энергию, «резиновый шнур» разорвется и на месте разрыва за счет сообщенной энергии возникает пара – кварк и антикварк. Улетающий кварк утащит за собой возникающий на месте разрыва антикварк и они вместе составят мезон, который вылетит из адрона вместо одиночного кварка.
Обратимся, наконец, к краткому анализу слабого взаимодействия, ответственного за распад элементарных частиц. Прежде всего, исходя из концепции близкодействия, локального характера взаимодействия, поставим вопрос о тех частицах, которые ответственны (подобно фотону и глюону в электромагнитном и сильном взаимодействиях) за перенос слабого взаимодействию. Исходя из соотношения неопределенностей и опираясь на эмпирически полученный радиус слабого взаимодействия, можно определить, что масса переносчика слабого взаимодействия равно приблизительно 100 массам протона.
Были найдены частицы - переносчики слабого взаимодействия, получившие название векторных бозонов.
Принято говорить что и кварки отличаются «ароматом». Слабое взаимодействие может, в общем случае, менять аромат частиц. Поэтому теория слабых взаимодействий получила название квантовой ароматодинамики – КАД. Таким образом, существуют три квантово-полевые теории – КЭД, КХД и КАД.
Далее по тексту 6 вопроса.
6. На пути к единой теории поля.
При исследовании электрических и магнитных явлений возникали многочисленные трудности и противоречия. Попытка снять эти противоречия привела к теории М.Фарадея, (находившегося, кстати, под влиянием натурфилософии Шеллинга) о существовании нового предмета физических исследований – непрерывной физической реальности, идея о среде, опосредующей взаимодействие между телами. Эта среда, непрерывная физическая реальность получила название «физическое поле». Фарадей открыл, таким образом, новую форму отдельного, конечного физического объекта, отличную от «атомарной», его формы. Если «атомарный» объект, отдельное тело имеет четкие пространственные границы, то поле является выражением иной формы конечности. Оно имеет пространственную определенность процесса, распространяющего в пространстве с течением времени. Поле – форма активной, динамической определенности, форма специфической отдельности, индивидуальности, позволяющей отказаться от идеи дальнодействия и ввести в физику концепцию близкодействия, локальности физических взаимодействий, сил.
Существенно, что идея о поле связывалась у Фарадея с идеей о взаимосвязи, взаимопревращаемости различных сил природы. Находясь под влиянием философских взглядов Шеллинга, который развивал целостно-диалектических подход к пониманию природной реальности, Фарадей, углубил понимание связи магнитных и электрических явлений, исследовал химические превращения в электрической цепи, размышлял о превращении света в магнетизм, тяготения – в электричество и магнетизм.
Д.К.Максвелл, являясь сторонником идей Фарадея, переводит качественные соображения Фарадея на математический язык, т.е. создает математическое описание электромагнитных явлений на основе представлений о близкодействии – на основе формализма теории поля, как говорят физики. Он создает систему четырех уравнений, которые позволяют описать с единой точки зрения огромное множество электрических, магнитных и оптических явлений. Главное в понимании сути нового видения мира, создаваемого в полевых уравнениях Максвелла, заключается в том, что законы электрического и магнитного воздействия выражены в них не через силы, действующие между зарядами на расстоянии, а в терминах теории поля. Электрические и магнитные явления записывались в форме локальной связи (связи в малой окрестности произвольной точки пространства) между зарядами и токами (как формами классической отдельности, конечности) и электрической и магнитной напряженностями (выражающими суть новой формы отдельности, конечности), пространственные и временные изменения которых вызывали воздействие на другие заряды и токи.
С полным основанием А.Эйнштейн писал в статье, посвященной столетию со дня рождения Максвелла: «…до Максвелла физическая реальность, поскольку она должна представлять процессы в природе, мыслилась в виде материальных точек, изменения которых состоит только в движении, описываемом обыкновенными дифференциальными уравнениями. После Максвелла физическая реальность мыслилась в виде непрерывных, не поддающихся механическому объяснению полей, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных. Это изменение понятия реальности является наиболее глубоким и плодотворных из тех, которые испытала физика со времен Ньютона».
Итак, теория Максвелла привела к коренному изменению физических концепций, отражающих реальность. Последняя стала описываться как в форме материальных точек, корпускулярных образований, так и в форме непрерывных полей, связывающих между собой материальные заряженные тела. Теория Максвелла, теория поля и механика Ньютона, как ясно из вышеизложенного, едины. Более того, сама экспериментально выделяемая определенность характеристик электромагнитного поля – напряженности электрического и магнитного полей – необходимо требует существования «пробного», «атомарного» тела, носителя заряда. С учением об электромагнитных явлениях в физические концепции проникает идея возникновения, становления: электрические и магнитные поля порождают друг друга. Описание физического мира приобретает черты процессуальности, в нем начинают отражаться черты возникновения новых отношений, что не было присуще статическому миру классической механики Ньютона.
Вместе с тем это были только первые попытки размывания классического физического мышления. Классическое аналитическое видение мира и связанный с ним аналитический метод исследования остаются доминирующими в полевой научной программе. Непрерывность и однозначность характеристик поля вкупе с определенностью поля как физического объекта лапласовско-детерминистического мира классической механики остаются неизменными. Все в мире непрерывных полей и локализованных корпускул остается однозначно определенным. Жесткая однозначная связь настоящего с будущим, равно как и прошедшего с настоящим, остается незыблемой. Вневременность мира физических явлений остается непоколебимой, ибо уравнения Максвелла инвариантны, неизменны, симметричны относительно замены параметра времени «t» на «-t». Можно сказать, повторяя Койре, что электродинамика есть теория становления без становления, в ней объективно-диалектический процесс возникновения нового не удерживается в мысли, в существующей системе понятийных средств. Опять мы вынуждены констатировать явное противоречие диалектической философии, диалектического мышления и второй величайшей научной системы – классической теории поля.
Выделим еще один важнейший аспект создания теории электромагнитного поля. В физике стала возникать полевая картина мира. Электромагнитное поле стало пониматься как первичная, ни к чему не сводимая реальность. Возникли попытки понять «атомы» вещества как своеобразные состояния полевой материи. Эти попытки столкнулись с принципиальными трудностями, природа которых в полной мере стала ясна после создания квантовой механики.
Одним из сторонников полевой картины мира являлся Эйнштейн, который до конца своих дней стремился построить единую теорию поля, которая охватила бы и квантовые процессы. Он отмечал компромиссный физических идей, при помощи которых делались попытки синтезировать программы, видения мира Ньютона и Максвелла. Эйнштейн писал: «Введение поля в качестве элементарного понятия приводит к непоследовательности теории как целого. Теория Максвелла, хотя описывает поведение электрически заряженных частиц… не дает теории самих частиц. Таким образом, они должны рассматриваться на основе старой теории как материальные точки. Комбинация идеи непрерывного поля с представлением о материальных точках, расположенных дискретно в пространстве, оказывается противоречивой. Последовательная полевая теория требует непрерывности всех элементов теории, и не только во времени, но также и в пространстве, причем во всех его точках. Следовательно, материальной точке как фундаментальному понятию нет места в полевой теории. Таким образом, даже если отвлечься от оставленного в стороне тяготения, электродинамику Максвелла нельзя считать полной теорией».
Итак, в физике возникли две взаимосвязанные физические теории, базирующиеся на совершенно различных представлениях о сути отдельного физического объекта, различных представлениях о физических формах конечности. Тем самым научно-теоретическая мысль (в который раз, начиная с Зенона) столкнулась с вечной проблемой соотношения дискретного, отдельного и непрерывного, бесконечно делимого. Апории Зенона, привлекавшие внимание ученых на каждом переломном этапе развития физики, показывают, что существующие в науке методы анализа пространства, времени и движения и существования отдельного объекта, внутренне противоречивы. В конце 19 в. эти апории приняли форму необходимости вскрытия характера связи различных форм конечности, отдельности, физической индивидуальности.
В чисто физическом плане проблемность понимания соотношения непрерывного и дискретного, соотношения различных форм конечности, отдельности проявилась в виде бесконечности электромагнитной энергии электрона. Более того, когда электрон удалось разогнать с помощью внешнего электрического поля до скорости, близкой к скорости света, то обнаружилось, что для электрона, движущегося с большой скоростью, законы ньютоновской механики перестают быть справедливыми. Объясняя взаимодействие быстродвижущегося электрона с электромагнитными полями, в том числе с тем, которые создаются им самим в процессе движения, физики пришли к необходимости признания зависимости массы электрона от скорости.
Предположение, что масса классически понимаемого физического объекта может зависеть от его скорости, произвело потрясение в мире ученых. Ведь в соответствии с ньютоновской картиной мира, обогащенной идеями Фарадея-Максвелла о реальности силового поля, масса считалась постоянной и неуничтожимой, абсолютно определенной. Идея об абсолютной определенности, неизменности массы является той идеей, которая позволяла понять все многообразие изменений в физическом мире. Более того, было доказано, что атом лишился своей вечности и неделимости. Вспомним в этой связи мысль Канта о том, что только сохраняющееся, неизменное изменяется. Поэтому стали возникать опасения, что фундамент, на котором построена физическая наука, не является надежным. Возникла острая необходимость перестройки фундамента физики.
Результатом такой перестройки явилось создание специальной теории относительности (СТО). СТО в определенной форме разрешила противоречие непрерывного и дискретного. Она привела к коренному изменению пространственно-временных представлений в физике. Возникло последовательно реляционное физическое понимание пространства и времени. Суть его можно выразить фразой - при отсутствии частиц и событий пространство и время теряют всякий смысл.
Развитие квантовых представлений показало, что задача состоит не в том, чтобы «примирить» частицы и поля, дискретное и непрерывное. Любые «частицы» и «поля» имеют двойственную природу, объединяя в себе как свойства корпускул, так и свойства волн. Однако при этом каждый из видов «волно-частиц» обладает своими индивидуальными свойствами, своими специфическими законами движения. У электрона эти законы другие, чем, например, у нейтрино или фотона. Открытие каждой новой «элементарной частицы» рассматривается в современной теории как обнаружение нового типа материи. По мере того как открывались новые частицы (а поскольку все частицы имеют и волновые свойства, можно сказать: новые типы полей), всё настоятельнее становилась потребность понять, почему их так много (сейчас уже более двухсот), объяснить их свойства и расшифровать, наконец, что означает само слово «элементарная» применительно к частице. Снова — уже на более высоком уровне — появились попытки единого описания материи.
Большую стимулирующую роль сыграла в этом отношении ОТО А. Эйнштейна. В этой теории и законы тяготения, и уравнения движения притягивающихся масс получаются как следствие общих законов, определяющих гравитационное поле. Общая теория относительности связывает гравитацию с геометрическими свойствами пространства-времени. В некоторых работах делались попытки более широкой «геометризации» теории, т. е. вводились такие гипотезы, касающиеся геометрии, которые позволили бы включить в рассмотрение и электромагнитные поля, а также учесть квантовые эффекты. Такой «геометрический» подход очень привлекателен, но пока в этом направлении существенно продвинуться не удалось.
Совершенно новый подход — его можно назвать модельным — ведёт своё начало от работ Л. де Бройля по нейтринной теории света. В этих работах предполагается, что фотоны — кванты света — представляют собой пары «слившихся» нейтрино (отсюда название — «теория слияния»). Нейтрино не имеет электрического заряда, его масса покоя равна нулю и спин равен 1/2. Сливаясь, два нейтрино могут образовать нейтральную частицу с нулевой массой и спином 1, т. е. с характеристиками фотона.
Нейтринная теория света, хотя и не свободная от недостатков, была первой в ряду моделей составных частиц. Среди них — модель, рассматривающая p-мезон как связанное состояние нуклона и антинуклона; модель, в которой все сильно взаимодействующие частицы строились из трёх фундаментальных частиц, и др.
Особенное распространение в последние годы получила модель кварков, предложенная впервые (1964) М. Гелл-Маном и Г. Цвейгом. Согласно этой модели, все сильно взаимодействующие частицы (мезоны, барионы, резонансные частицы) состоят из особых «субчастиц» с дробными электрическими зарядами — из кварков трёх типов, а также соответствующих античастиц (антикварков). Эта модель, оказавшаяся весьма плодотворной для систематики элементарных частиц и объяснившая ряд тонких эффектов, связанных с массами частиц, их магнитными моментами, и некоторые др. экспериментальные факты, резко снижает число претендентов на звание «истинно элементарных» частиц и, следовательно, в известной мере решает задачу единого описания материи. Однако теория ещё далека от необходимой ясности, равно как и эксперименту надлежит ответить на ряд кардинальных вопросов. Достаточно сказать, что кварки в свободном состоянии ещё не обнаружены и не исключено, что это невозможно в принципе. В этом случае кварковая модель потеряет свой смысл как составная модель.
  Ещё до создания кварковой модели В. Гейзенберг (1957) начал развивать теорию, в которой за основу принимается универсальное единое поле, описываемое величинами, которые в математике называются спинорами; поэтому теория получила название единой нелинейной спинорной теории. В отличие от описанной выше теории слияния это фундаментальное, описывающее «материю в целом» поле не связывается непосредственно ни с какой реальной частицей. Второе существенное отличие основного уравнения теории Гейзенберга — нелинейность, отражающая взаимодействия фундаментального поля с самим собой. Математически это выражается в появлении в уравнении движения членов, пропорциональных не самой, описывающей поле величине, а отличной от единицы её степени. Как и в общей теории относительности, благодаря этой нелинейности уравнения движения реальных частиц должны получаться из основного уравнения. Из этого же уравнения должны вытекать значения масс, электрических зарядов, спинов и др. характеристик частиц.  До сих пор ещё не доказана самосогласованность процедуры устранения бесконечностей в теории Гейзенберга. Вместе с тем количественные результаты, полученные в этой теории, кажутся обнадёживающими и общая программа нелинейной Единая теория поля продолжает считаться перспективной.
Кроме того, она должна объяснять существование те только всех элементарных частиц, но и объединять известные теории фундаментального взаимодействия. Первым шагом на пути к этому стало объединение электромагнитного и слабого взаимодействий в теории электрослабого взаимодействия, созданной в 1967 году Стивеном Вайнбергом, Шелдоном Глэшоу и Абдусом Саламом. В 1973 году была предложена теория сильного взаимодействия. После чего появилось несколько вариантов теорий Великого объединения (наиболее известная из них — теория Пати — Салама, 1974 год), в рамках которых удалось объединить все типы взаимодействий, кроме гравитационного. Правда, ни одна из теорий Великого объединения пока не нашла подтверждения, а некоторые уже опровергнуты экспериментально на основе данных по отсутствию распада протона. Недостающим звеном в «теории всего» остается подтверждение какой-либо из теорий Великого объединения и построение квантовой теории гравитации на основе квантовой механики и общей теории относительности.
В настоящее время основными кандидатами в качестве «теории всего» являются теория струн, петлевая теория и теория Калуцы — Клейна. О последней подробней. В начале двадцатого века появились предположения, что Вселенная имеет больше измерений, чем наблюдаемые три пространственных и одно временное. Толчком к этому стала теория Калуцы — Клейна, которая позволяет увидеть, что введение в общую теорию относительности дополнительного измерения приводит к получению уравнений Максвелла. Благодаря идеям Калуцы и Клейна стало возможным создание теорий, оперирующих большими размерностями. Использование дополнительных измерений подсказало ответ на вопрос о том, почему действие гравитации проявляется значительно слабее, чем другие виды взаимодействий. Общепринятый ответ состоит в том, что гравитация существует в дополнительных измерениях, поэтому её влияние на наблюдаемые измерения ослабевает.
В конце 2007 года Гаррет Лиси предложил «Исключительно простую теорию всего», основанную на свойствах алгебр Ли. Несмотря на обнаруженные недостатки теории Лиси, она может открыть новое направление работ в области единых теорий поля.
Таким образом, Единая теория поля ещё не построена. Однако неразрывная связь между всеми частицами, универсальная взаимная превращаемость частиц, всё более явственно проявляющиеся черты единства материи заставляют искать пути перехода от современной квантовой теории поля, ограничивающейся констатацией многообразия форм материи, к единой теории, которая призвана это многообразие объяснить.
7. Фундаментальные физические константы и антропный принцип.
Для понимания антропного принципа важно уяснить одно существенное обстоятельство: он был выдвинут вне всякой связи с проблемой существования разумной жизни или исследованием места человека во Вселенной. Физиков, занимающихся космологией, интересовали совсем другие проблемы: почему тот или иной космологический параметр имеет вполне определенное значение? Почему мир устроен так, а не иначе? Почему Вселенная такова, как мы ее наблюдаем? Подход, который использовался при решении этой проблемы, соответствует обычной, принятой физике методологии. Если нас интересуют значения каких-то параметров, попробуем проварьировать эти значения и посмотрим, как изменятся при этом условия в изучаемой системе (в данном случае во Вселенной). Этот естественный и вполне разумный подход неожиданно привел к установлению связи между существованием наблюдателя и наблюдаемыми свойствами Вселенной. Проиллюстрируем это несколькими примерами.
1. Размерность физического пространства N. Это одна из важнейших фундаментальных характеристик нашего Мира. Почему пространство имеет три измерения? Очевидно, при N < 3 человек существовать не может. Возможно, что существуют двумерные и одномерные миры. Мы можем мысленно изучать их свойства, но наблюдать эти миры мы не можем. Остаются миры, в которых N > 3. Каковы физические законы в этих мирах? В нашем трехмерном мире для дальнодействующих взаимодействий (к которым относятся гравитационное и электромагнитное взаимодействия) сила взаимодействия двух точечных источников убывает обратно пропорционально квадрату расстояния между ними - закон всемирного тяготения и закон Кулона. Выражение для силы можно записать в виде F3 = a3/R3-1, где a3 - коэффициент пропорциональности, зависящий от произведения взаимодействующих зарядов (или масс). Индекс 3 указывает, что формула справедлива для трехмерного пространства. Эту формулу легко обобщить на случай N - мерного пространства: FN = aN/RN-1. Анализ характера движения под действием такой силы (Эренфест, 1917 г.) показал, что при N > 4 в задаче двух тел не существуют замкнутые устойчивые орбиты: планета либо падает на центральное тело, либо уходит в бесконечность. То есть, в таких мирах не существует аналогов планетных систем и атомов, а, следовательно, в них невозможна жизнь. Таким образом, размерность пространства оказывается жизненно важным фактором. Единственное значение параметра N, которое совместимо с существованием жизни во Вселенной, N = 3. Это, конечно, не объясняет, почему наш мир трехмерный, но это указывает на то, почему мы наблюдаем именно такой мир: в другом мире мы просто не могли бы существовать. Это относится не обязательно к человеку, но к любому разумному существу (наблюдателю), представляющему собой некую сложную структуру, построенную из атомов. (Здесь даже не обязательно ограничиваться рассмотрением водно-углеродной жизни).
2. Средняя плотность вещества во Вселенной. В космологии существует понятие критической плотности rc . Если средняя плотность вещества во Вселенной r < rc , то кривизна пространства отрицательна, Вселенная неограниченно расширяется; при r > rc кривизна положительна, мир замкнут, расширение сменяется сжатием; при r = rc кривизна пространства равна нулю - геометрия мира евклидова. Критическая плотность rc = 10-29. Средняя плотность "светящегося" вещества, полученная из наблюдений, меньше rc , но по порядку величины близка к ней. Если учесть возможно существующую "скрытую массу" во Вселенной, то средняя плотность r должна быть еще ближе к критической; может быть она даже превзойдет ее, но останется вблизи rc. Итак, во Вселенной удовлетворяется соотношение r ~ rc. Такое совпадение удивительно, ибо плотность, вообще говоря, может иметь произвольное значение. Как это объяснить? Средняя плотность связана со скоростью расширения Вселенной. Если r << rc , Вселенная расширяется слишком быстро, и в ней не могут образоваться гравитационно-связанные системы - галактики и звезды, которые необходимы для жизни. Если r >> rc , гравитационно-связанные системы легко возникают, но время жизни такой Вселенной (длительность цикла расширение-сжатие) мало, много меньше, чем требуется для возникновения жизни. Таким образом, если бы условие r ~ rc не выполнялось, то жизнь в такой Вселенной была бы невозможна. Следовательно, средняя плотность вещества во Вселенной тоже оказывается жизненно-важным фактором, а условие r ~ rc - необходимым для существования жизни во Вселенной. Это, опять-таки, не объясняет, почему в нашей Вселенной выполняется данное соотношение, но позволяет предсказать его для любой обитаемой Вселенной. Аналогичные выводы можно сделать в отношении анизотропии Вселенной.
3. Совпадение больших чисел. Существует несколько удивительных соотношений между константами, характеризующими Вселенную. Они даже получили название "совпадение больших чисел". Одно из них связывает постоянную Хаббла Ho с атомными константами. Возникает вопрос: как объяснить это совпадение? Является ли оно чисто случайным или его можно предсказать теоретически? Оказывается это возможно, но только для обитаемой Вселенной.
Б.Картер сформулировал это положение в следующем виде: можно теоретически (до наблюдений) предсказать "совпадения больших чисел", если использовать некий антропологический принцип: то, что мы можем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего существования. По существу, в предыдущих примерах, обращаясь к обитаемой Вселенной, мы неявно использовали этот принцип. Посмотрим, как он работает в рассматриваемом примере.
В соответствии с антропным принципом, в обитаемой Вселенной должно выполняться соотношение Tо ~ Ts где Tо - современный возраст Вселенной (т.е. возраст в момент существования наблюдателя), а Ts - время жизни звезды на главной последовательности. Действительно, если Tо < Ts, то к моменту Tо в недрах звезд не успеют образоваться тяжелые элементы, необходимые для жизни. Если Tо > Ts , то к этому моменту все ядерное горючее уже выгорит, ядерные реакции в недрах звезд прекратятся, и они перестанут поставлять энергию, необходимую для жизни. Следовательно, условие Tо ~ Ts является необходимым для существования жизни. И поэтому можно предсказать, что оно должно выполняться в нашей Вселенной. Но Tо = I/Hо , а Ts выражается через атомные константы; Если подставить соответствующее выражение, то можно убедиться, что соотношение Tо ~ Ts эквивалентно рассматриваемому совпадению "больших чисел", которое, таким образом, тоже может быть предсказано.
4. Структура Вселенной и фундаментальные константы. Природа материального мира, его важнейшие свойства в значительной мере определяются фундаментальными физическими константами. К ним, прежде всего, относятся безразмерные константы четырех физических взаимодействий: гравитационного ag , слабого aw электромагнитного ae и сильного as, а также массы основных элементарных частиц: протона mp , нейтрона mn и электрона m. Другие фундаментальные константы, такие как постоянная Планка h, гравитационная постоянная G, скорость света c и заряд электрона e входят в определение безразмерных констант. Значения констант получены из эксперимента. Но почему они имеют именно такие значения? Почему, например, константа гравитационного взаимодействия так мала? Что было бы, если увеличить ее значение? Что будет, если увеличить массу протона? Исследованию зависимости между структурой Вселенной и численными значениями фундаментальных констант посвящено много работ. Результаты подробно изложены в книге И.Л.Розенталя. Он рассматривает константы ag , aw, ae, as, mp, mn, me. Основной результат состоит в том, что структура Вселенной крайне чувствительна к численным значениям этих постоянных: она сохраняется только в очень узких пределах их изменения. Достаточно значению какой-либо из постоянных выйти за эти узкие пределы, как структура Вселенной претерпевает радикальные изменения: в ней становится невозможным существование одного или нескольких основных структурных элементов - атомных ядер, самих атомов, звезд или галактик. Во всех этих случаях во Вселенной не может существовать и жизнь. Таким образом, значения фундаментальных констант определяют условия, необходимые для существования во Вселенной жизни (и наблюдателя). Это довольно неожиданный результат! Он означает, что в любой обитаемой Вселенной (мыслимой или реально существующей) фундаментальные физические константы не могут иметь иные значения, кроме тех, которые известны нам из опыта. Следовательно, используя антропный принцип, мы можем приближенно предсказать значения этих констант, ничего не зная о результатах их экспериментального определения.
Имея в виду применение антропного принципа для предсказания различных параметров, Картер выделил две различные формулировки: слабый антропный принцип и сильный антропный принцип. Слабый АП он сформулировал таким образом: "наше положение во Вселенной с необходимостью является привилегированным в том смысле, что оно должно быть совместимо с нашим существованием во Вселенной". Сильный АП гласит: "Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит), должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей".
Рассмотрим, прежде всего, различие между слабым и сильным АП. Оно состоит в следующем. Слабый АП применяется к параметрам, которые зависят от современного возраста Вселенной. Сильный АП применяется к параметрам, которые от возраста не зависят. При применении слабого АП речь идет о положении человека во временной шкале.
Картера пытается соединить сильный АП с гипотезой ансамбля миров. В этой гипотезе постулируется потенциально бесконечное множество физически изолированных друг от друга миров, в которых в результате некоего стохастического процесса актуализируются все возможные комбинации фундаментальных параметров. В этом множестве тогда обязательно найдутся вселенные с благоприятным устройством, способные породить разумную жизнь и осознать себя посредством нее на некотором этапе эволюции. Все такие вселенные образуют "познаваемое подмножеством миров". Другие вселенные "непознаваемы" в силу своей стерильности - в них просто отсутствуют "инструменты" познания - субъекты-наблюдатели. Тем самым деликатная проблема объяснения тонкой подстройки, очевидно, снимается. Ведь, если в ансамбле вселенных реализуются все представимые типы физического устройства, то существование хотя бы одного мира с благоприятным для эволюции жизни и разума набором параметров становится вполне тривиальным и для объяснения того, почему мы оказались именно в этом мире, достаточно применить (сильный) АП, исключающий наше появление в любом другом мире.
В современной физике, впрочем, имеются независимо возникшие идеи, очень близкие по смыслу к тому, что подразумевается в картеровской гипотезе ансамбля. В 1957 году Х.Эверетт предложил "многомировую" интерпретацию квантовой механики, в соответствии с которой в результате взаимодействия квантовой системы с прибором происходит не редукция волновой функции, как в стандартной копенгагенской интерпретации, а одновременная реализация всех возможностей, определяемых набором собственных состояний системы. Формализм теории требует интерпретировать это событие как "расщепление" Вселенной на множество в одинаковой мере реальных вселенных, различающихся лишь исходом данного взаимодействия и состоянием сознания наблюдателя, его зафиксировавшего. Физическая Вселенная, таким образом, непрерывно "ветвится", порождая все новые экземпляры полностью изолированных друг от друга миров. Наблюдатель, однако, в каждый момент находит себя лишь в одном мире и не подозревает о существовании остальных.
Картер апеллировал к многомировой интерпретации квантовой механики как к некоему прецеденту, свидетельствующему по крайней мере о принципиальной возможности физического воплощения идеи множественности миров. Другие авторы считают, что в интерпретации Эверетта уже содержатся все предпосылки для наделения физическим смыслом гипотезу ансамбля вселенных с различными физическими устройствами. Заметим, что сам Эверетт ничего подобного не предполагал. Напротив, все вселенные Эверетта подчиняются одним и тем же законам (квантовой механики, как минимум). Но за 30 лет физика далеко шагнула вперед, и сегодня предположение об эвереттовских вселенных с различными законами если и выглядит "сумасшедшим", то ровно настолько, чтобы считаться заслуживающей внимания гипотезой.
Другую возможность дают современные "инфляционные" сценарии эволюции, допускающие существование в нынешней Вселенной причинно разделенных областей, в которых могли реализоваться различные типы фундаментальных симметрий вследствие фазовых переходов, осуществившихся на начальных этапах эволюции. Вся астрономическая Вселенная представляет собой в этой схеме лишь малую часть одной из таких областей, благодаря чему выполняется условие полной причинно-следственной изолированности этих областей.
Теперь обратим внимание, что в соединении с той или иной концепцией ансамбля миров сильный АП Картера становится чем-то похожим на слабый АП, - не по содержанию, но по способу использования в научной аргументации. В самом деле, в слабом случае АП производит "отбор" эпохи и места во Вселенной, пригодных для жизни. В сильном случае "отбирается" целая жизнеобеспеченная Вселенная из ансамбля миров. Мы полагаем поэтому, что именно к этим двум версиям антропных аргументов в полной мере подходит термин "принцип самоотбора", сформулированный Картером еще в 1973 году следующим образом: "То, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего существования как наблюдателей".
8. Проблема пространства и времени в классической механике.
Все тела имеют определенную протяженность – длину, ширину, высоту. Они различным образом расположены друг относительно друга, составляют части той или иной системы. Пространство есть форма координации сосуществующих объектов, состояний материи. Порядок сосуществования этих объектов и их состояний образует структуру пространства. Явления, характеризуются длительностью существования, последовательностью этапов развития. Процессы совершаются либо одновременно, либо один раньше или позже другого. Все это означает, что тела существуют и движутся во времени. Время – это форма координации сменяющихся объектов и их состояний. Оно заключается в том, что каждое состояние представляет собой последовательное звено процесса и находится в определенных количественных отношениях с другими сосостояниями. Порядок смены этих объектов и состояний образует структуру времени. Пространство и время – это всеобщие формы существования, координации объектов.
Пространство и время в классической картине мира.
Галлилей считал, что все физические явления происходят одинаково во всех инерционных системах, покоящихся или движущихся равномерно прямолинейно друг относительно друга. Следовательно, длина и время остаются неизменными.
Он опирался на те физические идеи, которые были связаны с введением гелиоцентрической системы Коперника. Тем самым он разрушил основы физики Аристотеля – он отверг как динамику Аристотеля, так и его представления о пространстве и времени. И если динамика Аристотеля была общей теорией изменения, то Галилей ограничился построением только теории перемещения. При построении теории перемещения Галилей в рамках формирующегося механистического мировоззрения высказывает несколько философско-методологических гипотетических предположений о сущности материи и ее строении. У Галилея материя предстает как всегда себе равная, самотождественная, неизменная сущность, т.е. получает характеристику, которую Платон давал умопостигаемому бытию – идее, а Аристотель – форме. При этом оставляется без внимания такая характеристика материи как становление.
Галилей утверждает, что континуум (например, пространственный или временной) состоит из парадоксальных неделимых – они сами не имеют величины, но из их бесконечного множества составляется любая конечная величина. Таким образом, мышление Галилея глубоко противоречиво. Галилей одно непонятное – лишенную величины составляющую часть тела – хочет сделать инструментом познания с помощью другого непонятного – актуально существующего бесконечного числа, которого не принимала античная ни средневековая наука.
Можно показать, что те противоречия мышление, которые лежат в основе галилеевской трактовки бесконечного, лежат в основе и галилеевской теории движения. С помощью противоречивого понятия «неделимого» или «бесконечно малого» Галилей вводит важнейшую категорию механики – мгновенную скорость. На основе развиваемого принципа непрерывности Галилей фактически приходит к конструированию, изобретению геометрико-кинематической схемы механического движения. Он тем самым сближает идеализированный физический объект с математическим объектом. Тем самым Галилей решает целый ряд проблем развития физического познания. Во-первых, он снимает различие между физикой как наукой, объясняющей причины движения, и математикой как наукой, позволяющей описывать это движение, т.е. формулировать его, движения, закон. Во-вторых, он ставит вопрос о том, что для физики важнее установить закон, описывающий процессы изменения явлений, чем искать, в духе Аристотеля, умопостигаемые причины последних. В-третьих, он меняет традиционное представление о том, что математика – это наука о неизменных сущностях, и тем самым кладет начало новому роду математики, способному как раз описывать движение и изменение, устанавливать закон изменения.
Декарт ввел систему координат (три пространственных и одна временная координата). Стал отождествлять пространство и протяженность.
Новая физическая гравитационная картина мира, опирающаяся на строгие математические обоснования, представлена в классической механике И. Ньютона. Ее вершиной стала теория тяготения, провозгласившая универсальный закон природы — закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств. Она всегда пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Распространив на всю Вселенную закон тяготения, Ньютон рассмотрел и возможную ее структуру. Он пришел к выводу, что Вселенная является не конечной, а бесконечной. Лишь в этом случае в ней может существовать множество космических объектов — центров гравитации. Так, в рамках ньютоновской гравитационной модели Вселенной утверждается представление о бесконечном пространстве, в котором находятся космические объекты, связанные между собой силой тяготения.
В 1687 г. вышел основополагающий труд Ньютона "Математические начала натуральной философии". Этот труд более чем на два столетия определил развитие всей естественнонаучной картины мира. В нем были сформулированы основные законы движения и дано определение понятий пространства, времени, места и движения.
Раскрывая сущность времени и пространства, Ньютон характеризует их как "вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве — в смысле порядка положения".
Он предлагает различать два типа понятий пространства и времени: абсолютные (истинные, математические) и относительные (кажущиеся, обыденные) и дает им следующую типологическую характеристику:
- Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.
- Относительное, кажущееся, или обыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год.
- Абсолютное пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.
- Относительное пространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное.
Из определений Ньютона следовало, что разграничение им понятий абсолютного и относительного пространства и времени связано со спецификой теоретического и эмпирического уровней их познания. На теоретическом уровне классической механики представления об абсолютном пространстве и времени играли существенную роль во всей причинной структуре описания мира. Оно выступало в качестве универсальной инерциальной системы отсчета, так как законы движения классической механики справедливы в инерциальных системах отсчета. На уровне эмпирического познания материального мира понятия "пространства" и "времени" ограничены чувствами и свойствами познающей личности, а не объективными признаками реальности как таковой. Поэтому они выступают в качестве относительного времени и пространства.
Ньютоновское понимание пространства и времени вызвало неоднозначную реакцию со стороны его современников — естествоиспытателей и философов. С критикой ньютоновских представлений о пространстве и времени выступил немецкий ученый Г.В. Лейбниц. Он развивал реляционную концепцию пространства и времени, отрицающую существование пространства и времени как абсолютных сущностей.
Указывая на чисто относительный (реляционный) характер пространства и времени, Лейбниц пишет: "Считаю пространство так же, как и время, чем-то чисто относительным: пространство — порядком сосуществовании, а время — порядком последовательностей".
Предвосхищая положения теории относительности Эйнштейна о неразрывной связи пространства и времени с материей, Лейбниц считал, что пространство и время не могут рассматриваться в "отвлечении" от самих вещей. "Мгновения в отрыве от вещей ничто, — писал он, — и они имеют свое существование в последовательном порядке самих вещей".
Однако данные представления Лейбница не оказали заметного влияния на развитие физики, так как реляционная концепция пространства и времени была недостаточна для того, чтобы служить основой принципа инерции и законов движения, обоснованных в классической механике Ньютона. Впоследствии это было отмечено и А. Эйнштейном.
Успехи ньютоновской системы (поразительная точность и кажущаяся ясность) привели к тому, что многие критические соображения в ее адрес обходились молчанием. А ньютоновская концепция пространства и времени, на основе которой строилась физическая картина мира, оказалась господствующей вплоть до конца XIX в.
Основные положения этой картины мира, связанные с пространством и временем, заключаются в следующем.
- Пространство считалось бесконечным, плоским, "прямолинейным", евклидовым. Его метрические свойства описывались геометрией Евклида. Оно рассматривалось как абсолютное, пустое, однородное и изотропное (нет выделенных точек и направлений) и выступало в качестве "вместилища" материальных тел, как независимая от них инерциальная система.
- Время понималось абсолютным, однородным, равномерно текущим. Оно идет сразу и везде во всей Вселенной "единообразно и синхронно" и выступает как независимых материальных объектов процесс длительности, Фактически классическая механика сводила время к длительности, фиксируя определяющее свойство времени "показывать чродссти-тельность события”. Значение указаний времени в класс иче ской механике считалось абсолютным, не зависяицш от со стояния движения тела отсчета.
- Абсолютное время и пространство служили основой для преобразований Галилея-Ньютона, посредством которых осуществлялся переход к инерциальным системам. Эти системы выступали в качестве избранной системы координат в классической механике.
- Принятие абсолютного времени и постулирование абсолютной и универсальной одновременности во всей Вселенной явилось основой для теории дальнодействия. В качестве дальнодействующей силы выступало тяготение, которое с 6есконечной скоростью, мгновенно и прямолинейно распространяло силы на бесконечные расстояния. Эти мгновенные, вневременные взаимодействия объектов служили физическим каркасом для обоснования абсолютного пространства, существующего независимо от времени.
До XIX в. физика была в основном физикой вещества, т. е. она рассматривала поведение материальных объектов с конечньм числом степеней свободы и обладающих конечной массой покоя. Изучение электромагнитных явлений в XIX в. выявило ряд существенных отличий их свойств по сравнению с механическими свойствами тел.
Вопрос №9! Переход от механической к электромагнитной картине мира. СТО и ОТО А.Эйнштейна
Электродинамика. Геометрия пространства-времени
Следуя открытиям Фарадея по электромагнетизму, Максвелл объединил магнитные, электрические и оптические явления и тем самым завершил построение электродинамики, написав свои знаменитые уравнения.
А. Пуанкаре в книге "Ценность науки" об исследовании Максвелла пишет следующее:
"В то время, когда Максвелл начал свои труды, законы электродинамики, принятые до него, объяснили все известные явления. Он приступил к работе не потому, чтобы какой-либо новый опыт ограничил значение этих законов. Но рассматривая их под новым углом зрения, Максвелл увидел, что уравнения становятся более симметричными, если в них ввести некоторый член, хотя, с другой стороны, этот член был слишком мал, чтобы вызвать явления, которые могли бы быть оценены прежними методами.
Известно, что априорные взгляды Максвелла ждали своего экспериментального подтверждения в течение двадцати лет; если вам больше нравится другое выражение, - Максвелл опередил опыт на двадцать лет. Как он достиг этого триумфа?
Это произошло благодаря тому, что Максвелл был глубоко проникнут чувством математической симметрии..."
Согласно Максвеллу нет иных токов, кроме замкнутых. Этого он достиг введением дополнительного члена - тока смещения, благодаря которому из новых уравнений следует закон сохранения электрического заряда.
Когда Максвелл формулировал уравнения электродинамики, он использовал евклидову геометрию трехмерного пространства и абсолютное время, которое одинаково для всех точек этого пространства. Руководствуясь глубоким чувством симметрии, он дополнил уравнения электродинамики таким образом, чтобы они, объясняя имеющиеся опытные факты, в то же время являлись уравнениями для электромагнитных волн. Он, конечно, не подозревал, что в уравнениях содержится информация о геометрии пространства-времени. Но его дополнение уравнений электродинамики оказалось настолько необходимым и точным, что оно однозначно привело А. Пуанкаре, опирающегося на работу Г. Лоренца, к открытию псевдоевклидовой геометрии пространства-времени и созданию теории относительности.
Изучение свойств уравнений электродинамики показало, что они не сохраняют своего вида при преобразованиях Галилея (2.5), т. е. они не форминвариантны относительно преобразований Галилея. Отсюда следует вывод, что принцип относительности Галилея нарушается, а следовательно, возникает экспериментальная возможность отличить одну инерциальную систему от другой с помощью электромагнитных или оптических явлений. Однако проведенные различные эксперименты, в особенности опыты Майкельсона, показали, что и электромагнитными (оптическими) опытами не удается различить, с точностью до (v/с)2, находитесь ли вы в состоянии покоя или в состоянии равномерного и прямолинейного движения. Г. Лоренц нашел объяснение результатам этих опытов, как отмечал А. Пуанкаре, "только путем нагромождения гипотез".
На основании опытных фактов Анри Пуанкаре в 1904 г. обобщил принцип относительности Галилея на все явления природы. Он писал [1]:
"Принцип относительности, согласно которому законы физических явлений должны быть одинаковыми для неподвижного наблюдателя и для наблюдателя, совершающего равномерное поступательное движение, так что мы не имеем и не можем иметь никакого способа определять, находимся ли мы в подобном движении или нет ".
Именно этот принцип и явился ключевым для последующего развития как электродинамики, так и теории относительности. Его можно сформулировать следующим образом. Принцип относительности - это сохранение формы всех физических уравнений в любой инерциальной системе отсчета.
Но поскольку в этой формулировке используется понятие инерциальной системы отсчета, то это означает, что физический закон инерции Галилея уже заложен в эту формулировку принципа относительности. В этом и есть отличие данной формулировки от формулировок Пуанкаре и Эйнштейна.
Объявляя этот принцип, Пуанкаре точно знал, что из него следует невозможность абсолютного движения, поскольку все инерциальные системы отсчета равноправны. Отсюда следует, что принцип относительности Пуанкаре не требует отрицания эфира вообще, он только лишает его связи с какой-либо системой отсчета. Иначе говоря, он устраняет эфир в понимании Лоренца. Само понятие эфира Пуанкаре не исключает, поскольку трудно представить себе большую нелепость, чем пустое пространство. Поэтому слово эфир, которое встречается в статьях Пуанкаре даже после формулировки им принципа относительности, имеет другой смысл, отличный от эфира Лоренца. Именно такой эфир и должен удовлетворять принципу относительности. К мысли об эфире пришел в 1920 г. и А. Эйнштейн.
В наше время такую роль выполняет физический вакуум. Именно все это некоторые физики (не говоря уже о философах и историках физики) до сих пор не понимают и ошибочно приписывают А. Пуанкаре, что якобы он понимал принцип относительности как невозможность обнаружить прямолинейное равномерное движение относительно эфира. Хотя, как вы можете увидеть, в самой формулировке принципа относительности нет слова "эфир".
Необходимо различать принцип относительности Галилея и преобразования Галилея. Если принцип относительности Галилея Пуанкаре распространил, без изменения его физической сущности, на все физические явления, то преобразования Галилея сохранили свое значение только когда скорости малы по сравнению со скоростью света.
Применяя этот принцип относительности к электродинамическим явлениям, А. Пуанкаре писал:
"Эта невозможность показать опытным путем абсолютное движение Земли представляет, по-видимому, общий закон природы; мы естественно приходим к тому, чтобы принять этот закон, который мы назовем постулатом относительности, и принять без оговорок. Все равно, будет ли позднее этот постулат, до сих пор согласующийся с опытом, подтвержден или опровергнут более точными измерениями, сейчас во всяком случае представляется интересным посмотреть, какие следствия могут быть из него выведены ".
Г. Лоренц, после критических замечаний Пуанкаре, в 1904 г. сделал важнейший шаг, вновь попытавшись записать уравнения электродинамики в движущейся системе отсчета и показав, что волновое уравнение электродинамики остается неизменным (форминвариантным) при преобразованиях координат и времени.
А. Пуанкаре назвал эти преобразования преобразованиями Лоренца. Преобразования Лоренца, как это очевидно из (3.1), относятся к двум инерциальным системам отсчета. Но Г. Лоренц не установил принципа относительности для электромагнитных явлений, поскольку ему не удалось показать форминвариантность при этих преобразованиях всех уравнений Максвелла-Лоренца. Независимость волнового уравнения от прямолинейного равномерного движения системы отсчета достигается только благодаря согласованному изменению координат и времени. Отсюда естественно возникает вывод, что в каждой инерциальной системе отсчета необходимо ввести свое физическое время.
Об этом А. Эйнштейн в 1907 г. писал:
«Однако неожиданно оказалось, что необходимо лишь достаточно точно сформулировать понятие времени, чтобы обойти только что изложенную трудность. Следовало лишь понять, что введенную Г. А. Лоренцем вспомогательную величину, названную им "местным временем", на самом деле следует определить как "время ". С таким определением времени основные уравнения теории Лоренца будут удовлетворять принципу относительности ...»
Или, более точно, вместо истинного времени возникло измененное местное время Лоренца, свое для каждой инерциальной системы отсчета.
Г. Лоренц, как мы видим, изучая статью Пуанкаре, увидел и принял, что можно описывать явления в системе х', у', z', t' точно таким же образом, как в системе х, y,z,t, что все это находится в точном соответствии с принципом относительности, сформулированным Пуанкаре. Отсюда следует, что физические явления тождественны, если они происходят при одинаковых условиях в инерциальных системах отсчета (х,у, z,t) и (У, у', z',г/), движущихся одна относительно другой со скоростью v. Все это явилось прямым следствием неизменности физических уравнений при преобразованиях Лоренца, образующих вместе с пространственными вращениями группу.
Г. Лоренц в 1915 г. в новом издании книги "Теория электронов" в примечании под номером 72* пишет:
"Главная причина моей неудачи заключалась в том, что я всегда придерживался мысли, что только переменную t можно принимать за истинное время и что мое местное время t' должно рассматриваться не более как вспомогательная математическая величина. В теории Эйнштейна, напротив, t' играет ту же роль, что и t; если мы хотим описывать явления в зависимости от x',y',z',t', мы должны оперировать с этими переменными совершенно таким же образом, как мы оперировали бы с х, у, z, t ".
Необходимо отметить, что в работе 1904 г. Лоренц при выполнении своих преобразований допустил ошибку, и из-за нее уравнения Максвелла-Лоренца в движущейся системе отсчета оказались отличными от уравнений электродинамики в неподвижной системе отсчета, они были загромождены лишними членами. Однако Лоренца это не насторожило. Ошибку он мог бы легко обнаружить, если бы ему не был чужд принцип относительности. Ведь именно принцип относительности требовал неизменности уравнений в обеих системах отсчета. Однако, в соответствии с общим убеждением он выделял одну систему отсчета, которая связана непосредственно с эфиром.
Определение одновременности
Теперь, следуя ранним работам А. Пуанкаре, остановимся на определении одновременности, синхронизации часов, находящихся в различных точках пространства, и выясним физический смысл местного времени, введенного Лоренцем. Пуанкаре в статье "Измерение времени", опубликованной в 1898 г., подробно обсуждает вопрос об измерении времени. В ней, в частности, говорилось:
"Но перейдем к примерам менее искусственным; чтобы дать отчет в определении, которое неявно допускается учеными, посмотрим на их работу и поищем, на основании каких правил они определяют одновременность...
Когда астроном говорит мне, что такое-то звездное явление, видимое в его телескопе в настоящий момент, произошло, однако, пятьдесят лет тому назад, я пытаюсь понять, чтб он хочет сказать, и прежде всего спрашиваю у него, откуда он это знает, т.е. как он измерил скорость света.
Он начал с того, что принял скорость света постоянной и, в частности, одинаковой во всех направлениях. Это и есть постулат, без которого не могло бы быть произведено никакое измерение этой скорости. Этот постулат никогда нельзя будет проверить непосредственно на опыте; последний мог бы его опровергнуть, если бы результаты различных измерений не согласовывались между собой. Мы должны считать себя счастливыми тем, что этого противоречия нет и что те небольшие расхождения, которые могут возникнуть, легко объяснимы.
Во всяком случае, этот постулат, согласующийся с законом достаточного основания, был принят всеми; для меня важно то, что он дает нам новое правило для отыскания одновременности (выделено мной. -А. Л.), совершенно отличное от того, которое мы изложили выше".
Из этого постулата следует, что величина скорости света не зависит от скорости источника света. Это положение также является простым следствием электродинамики Максвелла. Приведенный выше постулат в соединении с принципом относительности, сформулированным А. Пуанкаре в 1904 г. для всех физических явлений и стали исходными положениями в работе А. Эйнштейна в 1905 г.
Лоренц рассматривал уравнения Максвелла-Лоренца в "неподвижной" системе отсчета, связанной с эфиром. Он считал координаты X, Y, Z абсолютными, а время Т - истинным временем.
В статье "Теория Лоренца и принцип равенства действия и противодействия", опубликованной в 1900 г., он писал о местном времени т, дав ему следующее определение (перевод с французского В.А. Петрова):
"Я предполагаю, что наблюдатели, размещенные в различных точках, сверяют свои часы с помощью световых сигналов; что они поправляют эти сигналы на время передачи, но не зная относительного движения, в котором они находятся и, следовательно, считая, что сигналы распространяются одинаково быстро в обоих направлениях, они ограничиваются ведением наблюдений, отправляя сигналы из А в В и потом -из В в А. Местное время т есть время, отмеченное таким образом регулируемыми часами. Тогда, если с - скорость света, a v - скорость перемещения Земли, которую я полагаю параллельной оси положительных X, будем иметь:
т = Т-^Х". (3.5)
Но этого Г. Лоренц не увидел в 1899 г. Эти преобразования он получил только в 1904 г., тогда же он вплотную подошел к теории относительности, но решающего шага не сделал. Преобразования Лоренца (3.1) были получены в 1900 г. Дж. Лар-мором. Однако, он также не выдвинул принципа относительности для всех физических явлений, а поэтому и не потребовал в соответствии с этим принципом форминвариантно-сти уравнений Максвелла относительно этих преобразований. Тем самым и Лармор не сделал решающего шага к построению теории относительности.
Постулаты Эйнштейна
Именно постоянство скорости света в любой инерциальной системе отсчета и положил А. Эйнштейн в основу своего подхода к электродинамике движущихся тел. Но оно обеспечивается не преобразованиями (3.3) и (3.4), а преобразованиями Лоренца.
А. Эйнштейн исходил из принципа относительности и принципа постоянства скорости света. Оба принципа он формулировал следующим образом:
"1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояния относятся ".
"2. Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом".
Следует отметить, что принцип инерции Галилея не содержится в этих двух принципах.
Следует особо подчеркнуть, что принцип постоянства скорости света, который А. Эйнштейн выдвинул как второй независимый постулат, на самом деле является частным следствием требования принципа относительности Пуанкаре, который он распространил на все физические явления.
Чтобы убедиться в этом, достаточно только рассмотреть требование принципа относительности к элементарному процессу - распространению электромагнитной сферической волны.
В 1904 г. в статье "Настоящее и будущее математической физики" А. Пуанкаре формулирует принцип относительности для всех явлений природы, и в той же статье он вновь возвращается к идее местного времени Лоренца. Он пишет:
"... Вообразим двух наблюдателей, которые желают выверить свои часы при помощи световых сигналов; они обмениваются сигналами, но, зная, что свет распространяется не мгновенно, дают их, так сказать, перекрестным способом. Когда наблюдатель в пункте В принимает сигнал из пункта А, его часы должны показывать не то время, которое показывали часы в пункте А в момент отправления сигнала, а время, увеличенное на некоторую постоянную, представляющую собой длительность передачи. Пусть, например, из пункта А посылается сигнал, когда часы в нем показывают время 0, а в пункте В сигнал принимается, когда часы в нем показывают время t. Часы выверены, если запаздывание, равное t, представляет собой длительность передачи сигнала; чтобы это проверить, из пункта В посылается сигнал, когда часы в нем показывают время 0; в пункте А должны получить его, когда часы в нем показывают время t Тогда показания часов согласованы. И действительно, они показывают одно и то же время в'одно и то же физическое мгновение, но при условии, что оба пункта были неподвижны. В противном случае длительность передачи не будет одинакова в обоих направлениях: в случае, когда, например, пункт А движется навстречу оптическому возмущению, исходящему из В, и тогда, когда пункт В удаляется от возмущения, исходящего из А. Выверенные таким способом часы не будут показывать истинное время (время в неподвижной системе отсчета. - А. Л.), они будут показывать так называемое местное время: одни часы будут отставать от других. Но это несущественно, поскольку у нас нет никакого средства заметить это. Все явления, происходящие, например, в А, будут запаздывать, но запаздывать одинаково, и наблюдатель не заметит этого, потому что его часы отстают; таким образом, как это следует из принципа относительности, у него не будет никакого средства узнать, находится ли он в покое или в абсолютном движении.
Этого, к сожалению, недостаточно, необходимы дополнительные гипотезы; надо допустить, что движущиеся тела испытывают однородное сокращение в направлении движения ..."
Такова была ситуация до работы Лоренца, которая также появилась в 1904 г. Здесь Лоренц выписывает преобразования (3.1), связывающие неподвижную систему отсчета с системой отсчета, движущейся со скоростью v относительно неподвижной, которые Пуанкаре назвал преобразованиями Лоренца. В этой работе Лоренц вместо местного времени (3.4) ввел время Т', равное
Т' = тт. (3.15)
Лоренц назвал время Т" измененным местным временем. Именно такое время и будет в любой инерциальной системе отсчета в галилеевых координатах. Оно не нарушает условие синхронизации (3.12).
Волновое уравнение остается форминвариантным относительно преобразований Лоренца. Иначе говоря, оно одинаково в обеих инерциальных системах отсчета. Отсюда, в частности, следует, что скорость световой волны равна с как в "неподвижной" системе отсчета, так и в любой другой, движущейся относительно "неподвижной" со скоростью V.
В 1905 г. Анри Пуанкаре [2; 3], опираясь на работу Г.Лоренца 1904 г., в которой были открыты преобразования Лоренца, и на принцип относительности, который он сформулировал в том же году для всех явлений природы, впервые установил неизменность уравнений Максвелла-Лоренца, уравнения движения заряженных частиц под действием силы Лоренца относительно преобразований Лоренца. А. Пуанкаре открыл, что эти преобразования вместе с пространственными вращениями образуют группу.
Он впервые ввел представление о четырехмерном ряда физических величин. Открытие этой группы в соединении с квантовыми представлениями заложило основы современной теоретической физики.
Пуанкаре установил, что скалярный и векторный потенциал (<р^А), плотность заряда и ток (ср, pv), четырехскорость, (7)7-)> работа в единицу времени и отнесенная к единице объема сила (/^, /), а также четырехеила преобразуются таким же образом как величины (ct, х).
Наличие группы Лоренца означает, что во всех инерциальных системах в галилеевых координатах уравнения Максвелла-Лоренца остаются формин-вариантными,т.е. принцип относительности выполняется. Отсюда непосредственно следует одинаковость описания явлений как в системе отсчета х, у, z, t, так и в системе х', у', z', t', а следовательно, время t, как и другие переменные х, у, z, относительно.
Таким образом, относительность времени есть прямое следствие наличия группы, которая сама возникла как следствие требования выполнения принципа относительности для электромагнитных явлений. Наличие группы привело к открытию геометрии пространства-времени.
А. Пуанкаре открыл ряд инвариантов группы и среди них фундаментальный инвариант
J = с2Т2 - X2 - Y2 - Z2, (3.22), который получен при использовании преобразований Лоренца. Он свидетельствует, что пространство и время образуют единый четырехмерный континуум событий с метрическими свойствами, определяемыми инвариантом (3.22). Открытое А. Пуанкаре четырехмерное пространство-время, определяемое инвариантом (3.22), впоследствии назвали пространством Минковского.
В этом и состоит суть специальной теории относительности. Именно поэтому она имеет отношение ко всем физическим явлениям. Пространство-время, определяемое инвариантом (3.22), и обусловило существование в природе физически равноправных инерциальных систем отсчета. Однако, как и ранее в классической механике, осталось неясным, как инерциальные системы отсчета связаны с распределением материи во Вселенной. Из выражения (3.22) следует, что в любой инерциальной системе отсчета в галилеевых (декартовых) координатах заданная величина J остается неизменной (форминвариантной), тогда как проекции на оси изменяются. Таким образом, в зависимости от выбора инерциальной системы отсчета проекции X, Y, Z, Т являются относительными величинами, тогда как величина J для любых данных X,Y,Z,T имеет абсолютное значение. Положительный интервал J может быть измерен часами, тогда как отрицательный - линейкой. В дифференциальной форме согласно (3.22) имеем
(da)2 = c2(dT)2 - (dX)2 - (dY)2 - (dZ)2. (3.23)
Величину da назвали интервалом.
Геометрию пространства-времени, т.е. пространства событий (пространства Минковского), с мерой (3.23) назвали псевдоевклидовой геометрией.
Как видно из структуры инварианта J, записанного в ортогональных (галилеевых) координатах, всегда можно ввести единое время Т для всех точек трехмерного пространства. Это означает, что трехмерное пространство данной инерциальной системы отсчета ортогонально линиям времени. Поскольку, как мы увидим ниже, инвариант J в другой инерциальной системе отсчета принимает вид (3.27), то отсюда следует, что в этой системе отсчета единое время будет уже другим, оно определяется переменной V. Но одновременно с этим изменится и длина. Таким образом, возможность введения одновременности для всех точек трехмерного пространства является прямым следствием псевдоевклидовой геометрии четырехмерного пространства событий.
Подводя итог всему вышесказанному, мы видим, что Г. Лоренц нашел преобразования (3.1), которые сохраняют форму волнового уравнения (3.16). Анри Пуанкаре, основываясь на принципе относительности для всех физических явлений и на преобразованиях Лоренца, установил форминвариантность уравнений Максвелла-Лоренца и открыл псевдоевклидову геометрию пространства-времени, определяемую инвариантом (3.22) или (3.23).
Краткое изложение детальной статьи было дано А. Пуанкаре в докладах Французской академии наук и было опубликовано еще до того, как была направлена в печать работа Эйнштейна. Оно содержало точное и строгое решение проблемы электродинамики движущихся тел и в то же время распространение преобразований Лоренца на все силы природы, какого бы происхождения они ни были. В этой работе он открыл группу Лоренца, благодаря которой и возник целый ряд четырехмерных физических величин, преобразующихся как ct, х, у, z. В этой статье Пуанкаре уже не останавливается, как ранее, на процедуре определения понятия одновременности в разных точках пространства с помощью светового сигнала, поскольку он теперь все это воплощает, в соответствии с принципом относительности, в форминвариантность уравнений электродинамики относительно группы Лоренца. Наличие группы Лоренца автоматически обеспечивает синхронизацию часов в каждой инерциальной системе отсчета. Так в каждой инерциальной системе отсчета возникает свое физическое время - измененное местное время Лоренца. В статье [2] впервые появились релятивистские формулы сложения скоростей, законы преобразования сил; предсказано существование гравитационных волн, распространяющихся со скоростью света.
Следует подчеркнуть, что наличие группы Лоренца и обеспечивало одинаковость описания физических явлений во всех инерциальных системах отсчета в полном соответствии с принципом относительности. Именно все это приводило к относительности времени и длины.
Таким образом, определение одновременности в разных точках пространства с помощью светового сигнала, а также определение времени в движущейся системе отсчета с помощью светового сигнала, - все эти вопросы рассмотрены А. Пуанкаре в статьях 1898, 1900 и 1904 гг. Поэтому нет никаких оснований считать, что они впервые были рассмотрены А. Эйнштейном в 1905 г.
Выступая в 1908 г. на 80-м собрании немецких естествоиспытателей и врачей в Кельне, Г. Минков-ский отмечал [4]:
"Воззрения на пространство и время, которые я намерен перед вами развить, возникли на экспериментально-физической основе. В этом их сила. Их тенденция радикальна. Отныне пространство само по себе и время само по себе должны обратиться в фикции и лишь некоторый вид соединения обоих должен еще сохранить самостоятельность ".
Поэтому суть специальной теории относительности состоит в следующем (это постулат): все физические процессы протекают в четырехмерном пространстве-времени (ct, х), геометрия которого псевдоевклидова и определяется интервалом (3.23).
Следствиями этого постулата являются: законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения; наличие инерциальных систем отсчета; принцип относительности для всех физических явлений; преобразования Лоренца; постоянство скорости света в галилеевых координатах инерциальной системы; замедление времени; сокращение Лоренца; возможность использования неинерциальных систем отсчета; парадокс часов; прецессия Томаса; эффект Саньяка и т. д. На основе этого постулата и квантовых представлений получен ряд фундаментальных следствий и построена квантовая теория поля.
Таким образом, изучение электромагнитных явлений в соединении с принципом относительности Пуанкаре привело к объединению пространства и времени в единый четырехмерный континуум событий и позволило установить псевдоевклидову геометрию этого континуума. Такое четырехмерное пространство-время является однородным и изотропным.
Изучение различных форм материи, законов ее движения является в то же время и изучением пространства и времени. Хотя сама структура пространства-времени и открылась нам в результате изучения материи (электродинамики), иногда мы говорим о пространстве как об арене, на которой происходят те или иные явления. При этом мы не совершим ошибку, если будем помнить, что эта арена не существует сама по себе без материи. Иногда говорят, что пространство-время (пространство Минковского) задано априорно, поскольку его структура не изменяется под действием материи. Такая неизменность пространства Минковского возникает вследствие его универсальности для всех физических полей, а поэтому и создается впечатление, что оно существует как бы независимо от материи. По-видимому, из-за неясности для него сути специальной теории относительности и пришел А. Эйнштейн к выводу, что "в рамках специальной теории относительности нет места для удовлетворительной теории тяготения ".
В общей теории относительности Эйнштейна специальная теория относительности точно не выполняется, она рассматривается как предельный случай. А. Эйнштейн в 1955 г. писал:
«Существенное достижение общей теории относительности заключается в том, что она избавила физику от необходимости вводить "инерциальную систему" (или "инерциальныесистемы")».
Однако и в настоящее время нет ни одного экспериментального или наблюдательного факта, который свидетельствовал бы о нарушении специальной теории относительности. Именно поэтому ни в какой мере не оправдан отказ от ее точного соблюдения и при изучении гравитационных явлений. Тем более, что все известные гравитационные эффекты точно объясняются в рамках специальной теории относительности. Отказ от специальной теории относительности ведет к отказу от фундаментальных законов сохранения энергии, импульса и момента количества движения.
Таким образом, приняв гипотезу, что все явления природы происходят в псевдоевклидовом пространстве-времени, мы тем самым соблюдаем все требования фундаментальных законов сохранения и подтверждаем существование инерциальных систем отсчета.
Пространственно-временной континуум, определяемый интервалом (3.23), можно записать и в произвольных координатах. При переходе к произвольным координатам геометрия четырехмерного пространства-времени не изменяется. Однако в произвольных координатах трехмерное пространство уже не будет евклидовым.
По-видимому, наиболее важным следствием принципа относительности является установление свойства инерции энергии, или эквивалентности массы и энергии. Так как скорость света играет роль предельной скорости, которая никогда не может быть достигнута никаким материальным телом, то можно легко понять, что движущееся тело должно приобретать ускорение с большим трудом, чем еще покоящееся тело. Инерция, стало быть, увеличивается с возрастанием кинетической энергии. Говоря обобщенно, каждый вид энергии несет в себе определенную инерцию, то есть массу, и масса, соответствующая данной энергии, равна этой энергии, деленной на квадрат скорости света. Всякая энергия несет, стало быть, с собой массу, но даже очень большие — по обычным понятиям — количества энергии дают все-таки лишь очень небольшое увеличение массы, и это является причиной того, что связь массы и энергии ранее не была обнаружена. Два закона — закон сохранения массы и сохранения энергии — потеряли свою независимую друг от друга справедливость и оказались объединенными в единый закон, который можно назвать законом сохранения энергии или массы.
50 лет назад, когда была создана теория относительности, эта гипотеза об эквивалентности массы и энергии революционизировала физику, но экспериментальных доказательств этого закона было тогда очень мало. В наши дни можно во многих экспериментах непосредственно видеть, как элементарные частицы рождаются из кинетической энергии и как такие частицы могут снова исчезнуть, превратившись в излучение. Поэтому ныне превращение энергии в массу и наоборот не представляет собой ничего необыкновенного.
Огромные количества энергии, которые освобождаются при атомных взрывах, представляют собой другое и гораздо более очевидное доказательство справедливости соотношения Эйнштейна. Но, вероятно, здесь следует сделать критическое замечание исторического порядка. Иногда утверждают, что огромные количества энергии возникают при атомных взрывах непосредственно вследствие превращения массы в энергию и что эти гигантские количества энергии могли быть предсказаны только на основе теории относительности. Это мнение основано, однако, на недоразумении. Большие количества энергии, запасенные в недрах атомных ядер, были известны со времени экспериментов Беккереля, Кюри и Резерфорда по радиоактивному распаду. Любое радиоактивное вещество, например радий, выделяет количество тепла, которое может быть высвобождено из такого же количества вещества в химической реакции. Энергия распада ядра урана имеет то же происхождение, что и энергия альфа-распада ядра радия, а именно в основном электростатическое отталкивание двух обломков, на которые атомное ядро распалось. Энергия, высвобождающаяся при атомном взрыве, выделяется, стало быть, непосредственно из этого источника, а не возникает благодаря превращению массы в энергию. Ибо число элементарных частиц с конечной массой покоя во время атомного взрыва совершенно не уменьшается. Правда, энергия связи “строительных кирпичей” атомного ядра проявляет себя также в массах покоя ядер, и поэтому высвобождение энергии косвенно связано и с изменением масс атомных ядер.
Эквивалентность массы и энергии, кроме своего огромного значения для практической физики, подняла также вопросы, связанные с очень старой философской проблематикой. Различные философские системы прошлого исходили из тезиса, что субстанция, или материя, неуничтожима. Эксперименты, которые проводятся в современной физике, показали, что элементарные частицы, например, позитроны и электроны, могут быть уничтожены и превращены в излучение. Означает ли это, что более старые философские системы тем самым опровергнуты новейшим опытом и что аргументы, выдвигающиеся в этих более ранних системах, должны считаться ложными?
Это было бы, несомненно, несколько преждевременное и неоправданное заключение, ибо понятия “субстанция” и “материя” в античной или средневековой философии нельзя просто отождествлять с понятием “масса” в современной физике. Если наши современные знания выразить на языке более старых философских систем, то можно было бы, например, массу и энергию рассматривать в качестве двух различных форм одной и той же субстанции и, таким образом, сохранить представление о неуничтожимости субстанции.
Вопрос №10! Физические эффекты и пространство-время в специальной теории относительности
Относительность времени
Рассмотрим ход времени в двух инерциальных системах отсчета, из которых одну будем считать неподвижной, а другую - движущейся относительно первой со скоростью v. Согласно принципу относительности ход часов (при выбранном масштабе времени) в этих системах одинаков. Поэтому они одинаково отсчитывают свое физическое время. Если часы покоятся в движущейся системе отсчета, то интервал их в этой системе отсчета равен
da2 = c2dt'2, (4.1)
t' - время по часам в этой системе отсчета.
Поскольку часы относительно другой системы отсчета движутся со скоростью v, то тот же интервал, но уже в покоящейся системе отсчета будет равен da2 = c2dt2(l-v2/c2), (4.2)
здесь t - время по часам, покоящимся в этой системе отсчета
Из соотношений (4.1) и (4.2) находим связь между длительностью времени в этих инерциальных системах отсчета при описании физического явления t' = dt (l-v2/c2)1/2 (4.4)
Часто пишут, что происходит замедление хода движущихся часов. Это неправильно, поскольку это утверждение противоречит принципу относительности. Ход часов во всех инерциальных системах отсчета не меняется. Они одинаково отсчитывают физическое время своей инерциальной системы отсчета. Изменяется не ход часов, а длительность времени физического процесса. Длительность времени протекания локального физического процесса по часам в данной инерциальной системе отсчета и по часам в любой другой инерциальной системе отсчета различна. Она минимальна в той системе отсчета, где процесс локализован в какой-либо точке пространства. Именно этот смысл и вкладывается в слова о замедлении времени.
95504014605Интегрируя соотношение (4.4), получим
Это выражение есть следствие наличия фундаментального инварианта (3.22). Как отмечал В. Паули, "из преобразований Лоренца" оно "было ясно выявлено Эйнштейном".
Применим это соотношение к элементарной частице со временем жизни в состоянии покоя равным tq. На основании (4.5), положив At' = т0, находим время жизни движущейся частицы
Именно благодаря этому эффекту и удается транспортировать в вакууме пучки частиц высокой энергии на достаточно большие расстояния от ускорителя к экспериментальным установкам, хотя их время жизни в покоящемся состоянии очень мало.
Относительность длины
1774190253365В рассмотренном выше случае мы имели дело с времени-подобным интервалом da2 > 0. Рассмотрим другой пример, когда интервал между событиями пространственно подобный da2 < 0. Рассмотрим опять две такие же инерциальные системы отсчета. Пусть в движущейся системе отсчета измеряется длина стержня, покоящегося в другой системе отсчета. Дадим определение способа измерения длины движущегося стержня. Пусть концы этого стержня Х’1 и Х'2 наблюдатель, находящийся в движущейся системе отсчета, фиксирует в один и тот же момент времени Т’1=T’2, что позволяет свести интервал в движущейся системе отсчета только к пространственной части. Проводя ряд преобразований, получаем:
События в одной инерциальной системе отсчета не будут одновременными в другой инерциальной системе, поэтому понятие одновременности относительно. Относительность времени есть прямое следствие определения одновременности в разных точках пространства инерциальной системы отсчета с помощью светового сигнала. Сокращение (4.13) является следствием относительного характера одновременности, или более точно - наличия фундаментального инварианта (3.22).
Таким образом, мы установили, что согласно специальной теории относительности промежуток времени между событиями для локального объекта и длина стержня, при фиксированном способе измерения (4.7), относительны. Они зависят от выбора инерциальной системы. Абсолютный смысл имеет только интервал между событиями. Следует особо отметить, что сокращение длины стержня (4.13) определяется не только псевдоевклидовой структурой пространства-времени, но и нашим способом измерения длины, поэтому сокращение в отличие от замедления времени (4.5) не имеет такого существенного физического значения. Это объясняется тем, что замедление времени относится к локальному объекту, а такие объекты существуют в природе, они описываются времениподобным интервалом da2 > 0; следовательно, здесь осуществляется причинная связь. Сокращение длины относится к разным пространственным точкам и поэтому описывается пространственноподобным интервалом da2 < 0, когда причинная связь отсутствует.
Вернемся к вопросу о сокращении Лоренца, определяемом формулой (4.13). Мы видели, что в рассмотренном выше случае, когда стержень покоится в нештрихованной инерциальной системе отсчета и имеет длину £0, для всех наблюдателей, находящихся в других инерциальных системах отсчета, при принятом способе измерения длины (4.7), имеет место сокращение, и длина будет определяться формулой (4.13). Совершенно очевидно, что при этом со стержнем ничего не происходит. Некоторые авторы называют этот эффект сокращения кинематическим, поскольку никакой деформации стержень при этом не испытывает. И в этом они правы, и нет никаких оснований их критиковать. Однако надо отметить, что эта кинематика есть следствие псевдоевклидовой структуры пространства, которая отражает общие динамические свойства материи - законы сохранения.
Об этой ситуации А. Пуанкаре еще в 1905 г. в работе [3] писал:
"...если бы мы приняли принцип относительности, то в законе тяготения и электромагнитных законах мы найти бы общую постоянную - скорость света. Точно также мы встретили бы ее во всех других силах какого угодно происхождения, что можно объяснить только с двух точек зрения: или все, что существует в мире, - электромагнитного происхождения, или же это свойство, являющееся, так сказать, общим для всех физических явлений, есть не что иное, как внешняя видимость, что-то связанное с методами наших измерений. Как же мы производим наши измерения? Прежде мы ответили бы: перенося тела, рассматриваемые как твердые и неизменные, одно наместо другого; но в современной теории, принимая во внимание сокращение Лоренца, это уже неверно. Согласно этой теории, двумя равными отрезками, по определению, будут такие два отрезка, которые свет проходит в одно и то же время ".
Совершенно иная ситуация возникает при ускоренном движении. Если, например, стержень, покоящийся в нештрихованной инерциальной системе отсчета и имеющий длину £q, начинает двигаться с постоянным ускорением вдоль его длины, причем так, что оба его конца начинают движение одновременно, то в системе отсчета, связанной со стержнем, его длина будет увеличиваться по закону
Если здесь учесть формулу (12.3), то можно выразить скорость v(t) через ускорение а и получить выражение
Увеличение длины стержня со временем непосредственно следует из одинаковости интервала событий в нештрихованной инерциальной системе отсчета и в движущейся с ускорением а системе, в которой стержень покоится. Это означает, что стержень испытывает разрывные напряжения.
Ранее мы нашли преобразования Лоренца для случая, когда движение одной системы координат относительно другой инерциальной системы происходило с постоянной скоростью вдоль оси X. Рассмотрим теперь общий случай, когда движение происходит со скоростью v в произвольном направлении,
Общий вывод преобразований Лоренца исходя из принципа относительности, принципа инерции Галилея и уравнения фронта волны дан академиком В.А. Фоком в его монографии [12, добавление А]. Его анализ показывает, что на основании только двух постулатов Эйнштейна нельзя вывести преобразования Лоренца.
Концепция пространство-временной структуры см. в №9!
Вопрос №11! Философское значение теории относительности
Теория относительности всегда играла в современной физике особо важную роль. В ней впервые была показана необходимость периодического изменения основополагающих принципов физики. Поэтому обсуждение тех проблем, которые были подняты и отчасти решены теорией относительности, существенно необходимо для рассмотрения философских аспектов современной физики. В известном смысле можно сказать, что создание теории относительности — в противоположность квантовой теории — потребовало сравнительно немного времени с момента окончательного осознания трудностей, о которых в данном случае шла речь, до их разрешения. Повторение опыта Майкельсона Морлеем и Миллером в 1904 году явилось первым надежным доказательством невозможности обнаружить поступательное движение Земли с помощью оптических методов, а решающая работа Эйнштейна появилась менее чем два года спустя. С другой стороны, опыт Морлея и Миллера и работа Эйнштейна явились все-таки, пожалуй, лишь последними фазами развития, которое началось гораздо ранее и которое, по-видимому, можно связать с проблемой “электродинамики движущихся сред”.
Решающий шаг был сделан в 1905 году Эйнштейном, истолковавшим кажущееся время в преобразованиях Лоренца как время реальное и исключившим из рассмотрения время, которое Лоренц называл “истинным”. Это означало изменение оснований физики — совершенно неожиданное и радикальное изменение, для которого именно и была необходима смелость молодого и революционного гения. Чтобы сделать этот шаг в плане математического описания природы, надо было лишь применить к опыту преобразование Лоренца непротиворечивым образом. Однако благодаря новому истолкованию этого преобразования изменялись представления физиков о структуре пространства и времени, и многие проблемы физики предстали поэтому в новом свете.
Эфирная субстанция, например, оказывалась ненужной и могла быть просто вычеркнута из учебников физики. Так как в таком случае все системы отсчета, находящиеся относительно друг друга в состоянии равномерного и прямолинейного движения, при описании природы эквивалентны друг другу, то более не имеет никакого смысла высказывание о том, будто есть такая эфирная субстанция, которая в одной определенной системе из этих систем отсчета находится якобы в состоянии покоя. На самом деле принимать во внимание такую субстанцию больше не имеет смысла и много проще говорить, что световые волны распространяются в пустом пространстве и что электромагнитные поля обладают своей собственной реальностью и могут существовать в пустом пространстве.
Решающее изменение, однако, затрагивает структуру пространства и времени. Очень трудно описать это изменение словами обычного языка без применения математики, так как обычные слова “пространство” и “время” уже относятся к структуре пространства и времени, представляющей собой идеализацию и упрощение действительной структуры. Несмотря на это, необходимо попытаться описать новую структуру, и, пожалуй, это можно сделать следующим образом. Когда мы употребляем слово “прошлое”, то тем самым имеем в виду все те события, о которых мы, по крайней мере в принципе, можем что-то знать и получить какие-то сведения. Подобным же образом слово “будущее” охватывает все те события, на которые мы, по крайней мере в принципе, еще можем воздействовать, которые мы можем как-то пытаться изменить или воспрепятствовать их свершению. Хотя сразу трудно утверждать, почему эти определения слов “прошлое” и “будущее” следует считать особенно целесообразными, но можно легко показать, что они в самом деле очень точно соответствуют обычному употреблению этих выражений. Если их употребляют подобным образом, то, как показывают результаты многих экспериментов, область событий, относимых к будущему или прошлому, не зависит от состояния движения или других свойств наблюдателя. На более строгом математическом языке можно сказать, что введенное определение инвариантно относительно перемещений наблюдателя. Оно справедливо как в ньютоновской механике, так и в теории относительности Эйнштейна.
Но здесь возникает существенное различие: в классической теории мы принимаем, что будущее и прошлое отделены друг от друга бесконечно малым интервалом времени, который можно назвать настоящим мгновением. В теории же относительности мы видели, что дело обстоит несколько иначе. Будущее отделено от прошлого конечным интервалом времени, длительность которого зависит от расстояния до наблюдателя. Какое угодно воздействие может распространяться только со скоростью, которая меньше или равна скорости распространения света. Поэтому наблюдатель в данное мгновение не может ни знать, ни оказать влияние на событие, происшедшее в некоторой удаленной точке в промежутке между двумя характеристическими моментами времени. Первый момент — мгновение, в которое должен быть послан из места события световой сигнал, который достигнет наблюдателя в момент наблюдения. Другой момент — мгновение, в которое световой сигнал, посланный наблюдателем в момент наблюдения, достигает места события. Весь конечный интервал времени между обоими этими мгновениями может быть назван для наблюдателя в данный момент наблюдения “настоящим”. Ибо любое событие, происшедшее в этот интервал времени, не может в момент выполнения наблюдения ни стать известным наблюдателю, ни испытать какое-либо воздействие последнего, и именно так было определено понятие “настоящее”. Всякое событие, имеющее место между обоими характеристическими моментами времени, может быть названо “одновременным с актом наблюдения”.
По-видимому, наиболее важным следствием принципа относительности является установление свойства инерции энергии, или эквивалентности массы и энергии. Так как скорость света играет роль предельной скорости, которая никогда не может быть достигнута никаким материальным телом, то можно легко понять, что движущееся тело должно приобретать ускорение с большим трудом, чем еще покоящееся тело. Инерция, стало быть, увеличивается с возрастанием кинетической энергии. Говоря обобщенно, каждый вид энергии несет в себе определенную инерцию, то есть массу, и масса, соответствующая данной энергии, равна этой энергии, деленной на квадрат скорости света. Всякая энергия несет, стало быть, с собой массу, но даже очень большие — по обычным понятиям — количества энергии дают все-таки лишь очень небольшое увеличение массы, и это является причиной того, что связь массы и энергии ранее не была обнаружена. Два закона — закон сохранения массы и сохранения энергии — потеряли свою независимую друг от друга справедливость и оказались объединенными в единый закон, который можно назвать законом сохранения энергии или массы.
Конечно или бесконечно пространство? Что было до начала времени? Что будет в конце времени? Или у времени нет ни начала, ни конца?
Эти вопросы о бесконечности пространства и времени могут быть в общей теории относительности поставлены и отчасти — на основании эмпирического материала — решены. Если теория правильно описывает связь четырехмерной геометрии пространства и времени с распределением масс во вселенной, то астрономические наблюдения о распределении спиральных туманностей в пространстве могут дать нам информацию о геометрии вселенной. Тогда можно будет построить по крайней мере модели вселенной, космологические картины, следствия которых могут быть сравнены с эмпирическими фактами.
Вопрос №12! Концепция детерменизма и ее роль в физическом познании
Физическая основа идей лапласовского детерминизма:
Зародившаяся в ХУII веке классическая физика в следующем веке набрала силу и заставила философов изменить взгляд на многие вещи, в частности на понятие "состояние". В ХУШ веке это понятие становится существенным элементом новой картины мира, становление и развитие которой связано прежде всего с развитием аналитической механики как основополагающей дисциплины в естествознании. Предпринимаются попытки перехода к охвату механическим описанием всех сторон действительности. Основой для решения этой задачи стало изложение механики на языке аналитики. Наступил третий период развития классической механики. В этот период развивается и уточняется понятие механического состояния как функции от времени. Это понятие разрабатывается в трудах Эйлера и в особенности Лагранжа.
Анализируя работы Эйлера, Лагранжа, Гамильтона, можно сделать вывод, что в аналитической механике, в отличие от механики Ньютона, где понятие "состояние" отражает способ реализации, проявления существования объектов (механических), это понятие стало означать тождественный себе физический объект. Это связано прежде всего с четко выраженной дифференциацией движения, отраженной в непрерывно действующем законе, связывающем положение и скорость системы со временем и позволяющем отождествить систему в любое мгновение. Кроме того, понятие "состояние" было распространено на Вселенную, что вызывалось представлением о Вселенной как изолированной системе. В этом весьма существенное отличие толкования содержания данного понятия в аналитической механике от его толкования в механике Галилея – Ньютона. Мир Галилея – Ньютона был открытым. Ньютон говорил поэтому т о л ь к о о состоянии отдельных систем, но не о состоянии мира в целом, так как Вселенная представлялась ему неограниченной и бесконечной в пространстве и времени.
В связи с выделением состояний отдельных объектов возникла проблема смежности состояний. Если понимать под смежностью непрерывную передачу действия через пространство (действие путем контакта), то в концепции- Ньютона, где господствовала идея дальнодействия, вопрос о смежности не вставал или, в лучшем случае, сводился к отношению сосуществования, которое характеризуется рядоположенностью, как определяет ее М.А.Парнюк.
К этому следует добавить, что были известны также отношения сосуществования во времени, которые конкретизируются в данном случае в виде связи состояний одного объекта в течение времени. Эта связь состояний отражена в уравнениях движения. Пространственное же сосуществование проявляется в связях состояний рядоположенных объектов в один и тот же момент времени.
Г.В.Лейбниц также выделяет состояния только отдельных вещей, но состояния эти вследствие признания их смежности понимаются им во взаимосвязи и взаимодействии в отличие от концепции Ньютона, в которой они только связаны друг с другом.
Исходя из идеи непрерывности, Лейбниц отвергал идеюдальнодействия и выдвинул доктрину о непосредственном действии, производимом контактными силами через некоторого посредника. На основе этих представлений вопрос о смежности состояний решался естественным образом: смежность состояний – необходимое следствие идеи непрерывности и идеи близкодействия. Но в классической механике идея смежности состояний не получила большого распространения из-за господства идеи дальнодействия. Однако для теории поля, как мы в дальнейшем увидим, она имеет большое методологическое значение.
Взгляды Лейбница на взаимосвязь, состояний вещей, которые составляют Вселенную, и на определяющую роль этой взаимосвязи в эволюции Вселенной при экстраполяции понятия "состояние" на Вселенную как целое сыграли важнейшую роль в возникновении лапласовского детерминизма.
Астрономическая основа идей лапласовского детерминизма.
Начиная с работ Кеплера астрономия также стала находится в состоянии непрерывного подъема. Кеплер точно показал, что все звёзды и планеты двигаются по строго определённым законам. Ньютон вывел теоретическое обоснование этих законов. Последователи Кеплера и Галлея в своих наблюдениях проверяли теорию практикой и когда наблюдалась несовпадение они высказывали гипотезу и если расчёт был проведён верно, то вскоре по вычисленным данным обнаруживалась новая планета, спутник, астероид и т. д.
Таким образом, каждое отклонение от строго заданных законов движения только подтверждало эти законы. Естественно возникала мысль в том, что если законы строги и определённы для небесных тел, то наверное также обстоит дело и с телами земными. Тем более что аналогичная попытка, предпринятая Ньютоном, увенчалась успехом и на аналогиях с планетами была построены вся классическая физика. В своей работе Лаплас напрямую приводит успехи астрономии как доказательство того, что всё подчиняется определённым законам.
Философская основа идей лапласовского детерминизма.
В философии трудно выдумать из ничего что-нибудь принципиально новое. Поэтому неудивительно, что для идей лапласовского детерминизма философская основа была заложена ещё в античности. Так у Фалеса и его последователей прослеживалась чёткая направленность на теорию замкнутости вселенной. Фалес утверждал, что всё произошло из воды и должно вернуться в воду. По его теории испарения от воды питают небесные огни – солнце и другие светила, затем во время дождя вода опять возвращается и переходит в землю в виде речных отложений, в дальнейшем из земли снова появляется вола как подземные ключи, туманы, росы ит. д. Его последователи перебрали все остальные стихии, но учение о замкнутости вселенной оставалось неизменным. Затем ему на смены пришло учение о бесконечности вселенной, а о замкнутости вновь заговорили только в начале 18-го века. Ещё один исходный философский пункт для учения о детерминизме Лапласа обозначил Аристотель в своей теории об энтелехии . Под энтелехией Аристотель понимал достигнутые результат, цель движения, завершение процесса. Каждое бытие по Аристотелю содержит в себе внутренние цели . Благодаря цели, заключённой в предмете, результат находится в бытии для его осуществления, когда процесс закончился и движение достигло своего завершения, цели развития. Это учение уже практически предвосхищает мысль Лапласа о том, что следствие из объекта уже заложено в самом объекте. В средневековье античные идеи позабылись но с наступлением возрождения они стали проявляться с новой силой, а начиная с 17-го века и обогащаться новыми. Так в первой половине 18-го века французский философ Жульен де Ламетри выпустил свое знаменитое сочинение «Человек-машина», в котором показал, что люди являются искусно построенными машинами и их можно изучить, опираясь только на законы механики с их строгой причинно следственной связью.
Содержание теории лапласовского детерминизма.
На этих трёх основании Лаплас и выдвинул свою теорию. Согласно ней каждой последующее состояние является следствием предыдущего и более того, существует теоретическая возможность просчитать любой событие исходя из предыдущего состояния и законов механики.
«Современные события имеют с событиями предшествующими связь, основанную на очевидном принципе, что никакой предмет не может начать быть без причины, которая его произвела... Воля, сколь угодно свободная, не может без определенного мотива породить действия, даже такие, которые считаются нейтральными... Мы должны рассматривать современное состояние Вселенной как результат ее предшествующего состояния и причину последующего. Разум, который для какого-нибудь данного момента знал бы все силы, действующие в природе, и относительное расположение ее составных частей, если бы он, кроме того, был достаточно обширен, чтобы подвергнуть эти данные анализу, обнял бы в единой формуле движения самых огромных тел во Вселенной и самого легкого атома; для него не было бы ничего неясного, и будущее, как и прошлое, было бы у него перед глазами... Кривая, описываемая молекулой воздуха или пара, управляется столь же строго и определенно, как и планетные орбиты: между ними лишь та разница, что налагается нашим неведением.»
В качестве примера проведём мысленный эксперимент: возьмём 2 больших ящика, в одном сидит человек, а в другом находится человек и 2 шара – чёрный и белый. Человек в первом ящике тянет руку во второй ящик и нащупывает там шар. Для него единственно верный вывод о том, какой шар он держит будет таков: «По теории вероятностей в 50% случаев я держу в руках белый, а в 50%- черный шар» . А вот для человека в другом ящике( если там конечно достаточно светло) будет совершенно ясно и очевидно что первый человек взялся рукой за белый( или чёрный) шар.
Тут конечно можно возразить, что не всегда бывает так, иногда у нас имеется определенная причина, из которой может вытекать несколько следствий. Например, возьмём футбольный матч: вначале матча известны составы команд, опытный зритель знает, на что способен каждый из них, известно также, насколько хорош тренер, кто будет судить и т.д. И тем не менее результат матча- случайное событие и максимум, что мы можем сделать это поставить вероятность с какой выиграет эта команда а с какой – проиграет. А чем больше мы знаем начальные условия, тем точнее мы будем приближается к истиной вероятности того, или иного события, каждое из которых вроде бы может произойти. На это теория Лапласа отвечает, что все мягко говоря не так, потому что если посмотреть все течение матча, то каждое событие является следствием предыдущего: вот игроку пришёл мяч, с такой то скоростью и под таким то углом, игрок стоял так то и готовился принять мяч так то, то в этом случае, мы можем почти со 100%- вероятностью предсказать, куда мяч полетит. А если мы представим мяч , газон и игрока в виде молекул и атомом и распишем уравнения их движения, то получим как раз 100%. Теперь скомбинируем действия молекул в действия тел, действия тел в игровые эпизоды, а эпизоды в матч, то мы выясним, что оказывается весь исход-то был предопределен. Тут можно сказать что рассчитать такие процессы невозможно, и это факт, но факт который не отменяет того, что этот процесс происходит, также как незнание того, как вращается Земля вокруг Солнца не означает, что не существует совершенно определённой траектории движения её движения.
Следствия из теории полного детерминизма Лапласа:
Во- первых из этого вытекает полная предопределенность всего, что должно произойти иначе говоря теория детерминизма представляет собой попытку научного обоснования учения о фатализме.
Второй вывод можно сделать такой: раз всё так предопределенно значит будущее можно предсказать, притом на научном основании. Более того, как только будет найдена некоторая универсальная формула, описывающая состояние вселенной достаточно будет её подставить и вот уже простой человек, а не какой-нибудь там высший разум или демон сможет предсказывать не только движения планет, а землетрясения, наводнения, войны и революции, притом со 100%-й достоверностью.
Третий и самый важный вывод гласит, что так называемая свобода выбора у человека- это фикция. В самом деле: по этой теории любая выходная реакция объекта, в том числе и человека зависит от 2-х факторов – входного воздействия и структуры самого объекта, и если мы знаем эти 2 фактора, то мы заранее можем предугадать его реакцию. Конечно человек многогранен и его структура сложна чтобы её понять, но что представляет собой структура человека в момент времени t0+dt? Это всего лишь его структура в момент времени t0 + воздействия на эту структуру (которые все заранее предопределены) за момент времени dt + самоизменение структуры за то же время( которое можно свести к воздействию друг на друга не самоизменяющихся структур более простого порядка). А кем был человек в момент за 9 месяцев до рождения? Группой молекул! Но в момент времени от зачатия до времени взросления все воздействия были предопределенны, поэтому заранее было ясно какая личность из него получится. А если ясно, какая личность будет, то ясно, как она поступит и в ответ на следующее воздействие. А это уже не свобода. Таким образом человек думает, что поступает как он хочет, а на деле уже миллион лет назад можно было предсказать как он поступит в данной ситуации. Тут конечно можно возразить, что если человек будет действовать и если смирится со своей судьбой, то результат будет разной, но и это возражение не проходит т.к. уже заранее ясно будет ли действовать человек и как будет. И также предопределенно опустит ли руки прочитавший книгу по фатализму человек, или продолжит свою жизнь в том же духе, что и прежде или наперекор этому учению станет действовать активнее, чем прежде. В общем, выводы получаются, мягко говоря, безрадостными и посему, конечно же, хочется возразить этой теории. Поэтому нет никакой неожиданности в том, что возражения появились, начиная от опубликования данной теории.
Критика теории полного детерминизма Лапласа.
Вообще говоря из второго приведённого нами следствия вытекает ещё одно следствие: если наша личность предопределенна мы не можем нести ответственность перед богом за наши грехи так как они вызваны исключительно воздействиями, которые послал нам бог. Именно поэтому, первыми, кто выступил против этой теории, были религиозные деятели. Правда их положение осложнялось тем, что по их теориям бог всё знает и видит, и видит, что будет дальше, но всё же… Вот вариант ответа таких деятелей в изложении их наследников, которые современны нам:

«…Иными словами, эксперимент, опровергающий теорию Лапласа, состоит в том, что мы знаем, что у нас есть свобода выбора. Т.е. свобода выбора в этой конструкции будет лежать в эксперименте, а не в теории. Свобода выбора является для нас исходным материалом того, что мы видим, того, что мы слышим, того, что мы ощущаем. Как то, что я есть. На том же уровне, на котором я знаю, что я есть, я знаю, что я имею свободу выбора. А если я подвергаю сомнению наличие свободы выбора, то ровно с тем же успехом я могу подвергнуть сомнению то, что я есть. И то, что я знаю, и то, что думаю, и то, что я вижу. Иными словами, наличие свободы выбора является фактом из области экспериментов, а не из области теории, и если теория, какая бы она ни была хорошая и логичная, противоречит эксперименту, то она выкидывается сразу, от противоречия эксперименту, пусть даже я не могу найти в ней логическую ошибку…»
Далее они доказывают факт того, что «я существую», с чем трудно не согласится и на этом факте делают выводы, о том что и свободу выбора каждый человек тоже имеет. Но, как мы видим, в данном случае они обращаются к субъективизму, который утверждает, что то, что мы ощущаем и есть истина реальность, а такое направление философии никак не может считаться единственно верным по сравнению с другими направлениями, и если мы не разделим взгляды субъективизма, то всё ихнее доказательство разрушится как карточный домик. Подобные же изъяны имели и другие попытки религиозных, а впрочем и не религиозных деятелей опровергнуть теорию Лапласа. А с точки зрения знаний того времени взгляды Лапласа вообще считались единственно соответствующими науке. Поэтому любая критика данное теории на тот момент была больше мистической, что конечно для просвещенного 18-го века было уже неудовлетворительно.
Шли годы, развивалась наука. Всё больше и больше явлений сводились к единой механистической картины мира и вот уже казалось механистическая физика полностью и бесповоротно восторжествовала. Но не тут то было. 2 маленьких пятнышка на небосклоне физики (эфир и тепловое излучение) при подробном рассмотрении показали, что классическая физика при рассмотрении некоторых явлений начинает противоречить сама себе и поэтому некорректна.
Так родились квантовая физика и теория относительности. И вот в квантовой физике Гейзенберг было показал, что оказывается частица принципиально не может занимать одновременно определённое положение и иметь определённый импульс, т.е. мы даже не можем получить полную картину состояния на данный момент, а если бы она даже у нас и была, то в следующий момент времени микро частица уже поведёт себя случайным образом, а потом из-за этого случайно поведёт себя и микрочастица, а посему никакого детерминизма нет и быть не может. Как уже говорилось гипотеза о полном детерминизме ввиду своего фатализма, антигуманизма и т.д. и так никому особо не нравилась, и после открытия Гейзенберга многие философы с нескрываемой радостью поспешили объявить, что теперь гипотеза Лапласа показала свою полную несостоятельность даже с точки зрения науки и от неё можно отказаться. А зря. Потому что была показана несостоятельность только классической механики, а никак не всей теории Лапласа. В самом деле: квантовая механика говорит лишь, что не может быть стоящего, либо прямолинейно движущегося тела. А вот тело, которое движется как принадлежащее стоящей или распространяющейся в каком либо направлении волне отнюдь ей не противоречит. Отклонение от прямой траектории фотона в дифракции Гюйгенса - Френеля полностью соответствуют отклонению фотона по неопределённости Гейзенберга. А в волне фотон движется строго по причинно-следственной закономерности, в которой каждое последующее положение является следствием предыдущего. Факт, что тело меняет направление движения без воздействия внешних сил не означает что тело меняет направление своего движения без причин. Также происходит и с распадом атома. Да, сейчас мы не можем указать конкретную причину, которая заставила атом сверхтяжелого элемента распасться именно в этом момент, и поэтому пользуемся теорией вероятности, но это ещё не говорит о том, что такой причины нет. В предсказании действий рулетки мы ведь тоже пользуемся теорией вероятностей, но никто не оспаривает причинность классической механики. И даже если окажется, что на следующем уровне уменьшения размеров частица не имеет своего положения и вообще пространства и времени не существует, то это не значит, что частица будет действовать на другую частицу без причины.
Не смогла поколебать теорию полного детерминизма Лапласа и специальная и общая теории относительности, так как хоть в каждой системе отсчёта время течёт по- разному и события, одновременные в одной системе не одновременны в другой, все равно причинно следственная связь сохраняется целиком и полностью. «Бог не играет в кости.» - так выразился по этому поводу основоположник теорий относительности и крупный специалист в области квантовой механики Альберт Эйнштейн. Более того, он говорил, что все статистические методы исследования являются временными и используются до тех пор, пока не находится теория, которая объяснит истиною картину происходящего. То есть мы видим, что тут Эйнштейн фактически повторяет то, что сказал Лаплас. Так что мы можем с уверенностью утверждать, что все попытки критиковать теорию полного детерминизма Лапласа с помощью новых отраслей физики обречены на провал. Наиболее убедительная критика теории Лапласа как мне кажется основана на общих философских и физических позициях: Вселенную принято считать бесконечной, а раз так, то существует бесконечное множество причин, способных породить одно следствие, а раз так, то даже теоретически невозможно объять всё это множество причин: с учётом каждой новой причины у нас будет меняться следствие, т.е. для любых n причин мы можем указать n+1–ю причину которая поменяет всё следствие. А эта ситуация вполне может быть эквивалентна современной картине, когда одной причине ставится бесконечно много следствий с нулевой вероятностью выполнения каждое.
Вопрос №14! Дискуссии по проблемам скрытых параметров и полноты кв. механики
Тем не менее, когда говорят о скрытых параметрах в квантовой механике, то, как правило, имеют в виду следующее. Известно, что квантовая механика является теорией вероятностного или статистического типа. Это означает, что она в общем случае не дает нам точных представлений результатов эксперимента. Например, она не предсказывает точное место попадания электрона, прошедшего через диффрагирующую систему на фотопластинку. Отсюда возникает предположение, что квантомеханическое описание физической системы с помощью волновой функции не является полным описанием “реального положения вещей”, и что существуют некоторые дополнительные гипотетические переменные, которые “скрыты” от нас, то есть не доступны наблюдению и контролю с помощью имеющихся у нас экспериментальных средств. Фиксация этих переменных позволила бы точно предсказывать место попадания электрона на фотопластинку и дала бы тем самым возможность восстановить детерминизм классического типа при описании квантовых явлений. Надо сказать, что причины, по которым гипотеза скрытых параметров до сих пор привлекает внимание современных исследователей, не сводятся непосредственно лишь к стремлению восстановить классический детерминизм в области квантовых явлений. Речь, скорее, идет о стремлении сохранить объективный, “деперсонифицированный” язык описания. Это подтверждает и пример самого Белла. Объясняя мотивы, побудившие его заняться исследованием вопроса о скрытых параметрах в квантовой механике, он в качестве главного из них называет свою неудовлетворенность лежащим в основе принятой интерпретации квантовой механики расчленением физического мира на две принципиально различным образом описываемые области классических и квантовых явлений, и, при этом, без ясной экспликации связи между ними. В современной теории, указывает Белл, наиболее полное описание состояния мира в целом или любой его части имеет форму (l 1,l 2,…,l i,y 1,y 2,…,y i), где l i – классические переменные, описывающие состояние экспериментальной установки: положение переключателей, стрелок и т.д., а y i – соответствующие квантовомеханические функции. Эта неоднородность или, точнее говоря, дуализм описания предполагает существование некоторой границы, разделяющей области классических и квантовых явлений, или, прибегая к более общей философской терминологии, границы между познающим субъектом, который существует в классическом мире, адаптирован к нему, “оснащен” соответствующей системой понятий и приборов, и познаваемым им квантовомеханическим объектом. При этом, если и имеется какое-то согласие в том, что по крайней мере переключатели и стрелки приборов находятся в классическом мире, “с нашей стороны”, по эту сторону границы, то относительно “глубин ее залегания” существуют самые разные мнения. Разумеется, в плане практического применения теории, так сказать, в прагматическом аспекте, этот вопрос может и не представляться особо важным. Иное дело, если взглянуть на него с точки зрения фундаментальных принципов теории, которая обычно формулируется в терминах предсказаний результатов возможных экспериментов. Такая форма теории обязывает постулировать в ее собственных рамках существование квантовоклассической границы. Но в таком случае мы, видимо, вправе требовать от теории, чтобы она давала нам и некоторый рецепт, позволяющий всякий раз эту границу достаточно определенным образом идентифицировать. Однако теория в ее существующем виде эту границу не фиксирует, она оказывается подвижной и, во многом, условной. И это обстоятельство можно рассматривать как свидетельство того, что квантовая механика является самосогласованной и непротиворечивой теорией лишь в некотором приближенном смысле. Конечно, то же самое можно утверждать о любой физической теории, но в данном случае речь идет о том, что эта приближенность является внутренним свойством существующей формы квантовой теории. Другими словами, хотя теория построена так, что ее базисные утверждения относятся к результатам “измерений”, и, тем самым, концепция измерения приобретает для нее принципиальное значение, сказать ясным образом, что такое измерение она не может. “Ясным образом” означает: не прибегая к нежелательному внутри фундаментальной физической теории дуалистическому языку, наподобие, например, того, который был использован фон Нейманом в его квантовой теории измерения. Для моего понимания подхода фон Неймана, однако, крайне важно, что в центре его внимания был не вопрос о субъективности и объективности (или субъекте и объекте), а вопрос о гносеологической границе их разделяющей; границе, которая, по мнению фон Неймана, условна, конвенциональна, может быть проведена либо “ближе” к субъекту, либо “ближе” к объекту, но она неустранима, что и отражается в синергетическом “двуязычии” квантовомеханического описания. Что же касается поиска иных форм физического описания – не в терминах наблюдения, а в терминах объектов “самих по себе”, без ссылок на их отношение к измерительной аппаратуре – то их привлекательность питает стремление завершить образ-гештальт познания как процесса деятельности, продукты которой полностью представимы в объективном, деперсонифицированном языке носителю классического идеала познания, с которым синергетика заключает компромисное соглашение.
Различие в позиции Эйнштейна и точке зрения сторонников скрытых параметров было отмечено также М.Борном, который в комментариях к своей переписке с Эйнштеном по этому поводу писал следующее: “Де Бройль, создатель волновой механики, а также Бом принимают, подобно Шредингеру, результаты самой квантовой механики, но не ее статистического толкования, для чего они допускают скрытые механизмы, “прячущиеся” за волнами, или переписывают формулы так, чтобы придать им вид, который подчиняется детерминистско-механическим законам. Но эти попытки дело далеко не продвинули; мне кажется, что сегодня (1965г.) они почти забыты. Да и Эйнштейн считал эту точку зрения слишком дешевой. Его идеи были радикальнее, но представляли собой некую “музыку будущего”. Но и сам Борн испытывал значительные затруднения, стараясь понять точку зрения Эйнштейна на квантовую механику, о чем свидетельствует их послевоенная переписка. К 1954 году, за год до смерти Эйнштейна, спор между ними по поводу квантовой механики обострился настолько, что потребовалось посредничество В.Паули, выступившего в роли адвоката Эйнштейна, хотя и не разделяющего точку зрения последнего, но пытающегося четко сформулировать ее исходные предпосылки.
“Мне кажется, – писал Паули Борну, – Вы создали какое-то чучело Эйнштейна, которое с великой помпой и опровергаете. В особенности, Эйнштейн не считает идею “детерминизма” (как он мне в категорической форме повторил) столь фундаментальной, как это часто кажется, а энергично отрицает, что он когда-либо выставлял подобный постулат в таком виде, что “последовательность подобных состояний тоже должна быть объективной, реальной, то есть автоматической, механической, детерминистской”. В такой же мере он оспаривает, что он рассматривал вопрос, “является ли теория строго детерминистской?” в качестве критерия допустимой теории””.
Эйнштейновская отправная точка является скорее “реалистической”, а не “детерминистской”. Это значит, что его философская “предубежденность” является другой…”. В следующем письме Борну Паули еще раз уточняет: “Я полностью разделяю Вашу точку зрения на то, что Эйнштейн “одержим своей метафизикой”. Я бы только назвал ее “реалистической” метафизикой, а не “детерминистской”. Далее Паули приводит совет Эйнштейна сторонникам квантовой механики. “Во время моего прощального визита к нему он еще добавил, что, по его мнению, следовало бы говорить нам, сторонникам квантовой механики, для того, чтобы быть логически неуязвимыми (но что не совпадает с тем, во что он верит): “Описание физических систем с помощью квантовой механики весьма не полно, но его бессмысленно совершенствовать, поскольку это совершенствование не увязывается с законами природы”.