Философия и методология науки

Естествоиспытатель сделал попытку не философского, а механического объяснения небесных движений, причиной которых считал взаимное притяжение тел, рассматривая их по аналогии с притяжением магнита, но природу сил тяготения для себя Кеплер еще не прояснил. Он не принимал закона инерции в той интерпретации, которую мы увидим у Декар­та и Ньютона. Для него инерция тела состоит в его стремле­нии к покою, в сопротивлении движению - понимание, свойственное античности и средневековью. Вот поэтому Кеп­лер, также как и Аристотель, считал, что для приведения тела к движению необходим двигатель.

Непреходящая заслуга Френсиса Бэкона (1561-1626) - английского философа-материалиста и одного из основопо­ложников науки - состояла в том, что он одним из первых за­метил начавшийся в XV-XV вв. активный процесс «вели­кой дифференциации». Иначе говоря, он уловил, что единое ранее знание (назвать ли его так, или философией, но это было единое духовное формообразование), - по современной терминологии «преднаука» - в силу экономических, поли­тических и иных причин начинает объективно расчленяться, раздваиваться на два крупных (хотя и тесно связанных) «ство­ла» - собственно философию и науку, т. е. на два самостоя­тельных и специфических образования. Поэтому термины «философия» и «наука» у него далеко не синонимы.

Нисколько не умаляя роли философии, Ф. Бэкон пред­принимает «Великое восстановление наук» (в книге, остав­шейся не законченной) и фиксирует возникновение науки как «триединого целого» (система специализированного знания и его постоянного воспроизводства и обновления, социальный институт и форма духовного производства.

Своим творчеством Рене Декарт (1596-1650), французский философ и математик, призван был расчистить почву для по­стройки новой рациональной культуры и науки. Для этого ну­жен новый рационалистический Метод, прочным и незыбле­мым основанием которого должен быть человеческий разум.

В протяженной субстанции, или природе, как считает Де­карт, мы можем мыслить ясно и отчетливо только ее величи­ну (что тождественно с протяжением), фигуру, расположение частей, движение. Последнее понимается только как переме­щение, ни количественные, ни качественные изменения к нему не относятся.

Наукой же, изучающей величину, фигуры, является гео­метрия, которая становится универсальным инструментом познания. И перед Декартом стоит задача - преобразовать геометрию так, чтобы с ее помощью можно было бы изучать и движение. Тогда она станет универсальной наукой, тожде­ственной Методу. И создав систему координат, введя пред­ставление об одновременном изменении двух величин, из ко­торых одна есть функция (кстати, термина «функция» еще в его терминологии нет) другой, Декарт внес в математику принцип движения. Теперь математика становится формаль­но-рациональным методом, с помощью которого можно «счи­тать» числа, звезды, звуки и т. д., любую реальность, устанав­ливая в ней меру и порядок с помощью нашего разума.

Французский мыслитель отождествляет пространство (протяженность) с материей (природой), понимая последнюю как непрерывную, делимую до бесконечности. Поэтому и кос­мос у него беспределен. Но идею Дж. Бруно о множественно­сти миров Декарт не разделяет.

Философ понимает движение как относительное, движе­ние и покой равнозначны: тело может являться движущимся относительно одних тел, в то время как относительно других будет оставаться покоящимся. На этом основании он форму­лирует принцип инерции: тело, раз начав двигаться, продол­жает это движение и никогда само собой не останавливается.

Гарантом и для закона инерции (первого закона природы) и для второго закона, утверждающего, что всякое тело стре­мится продолжать свое движение по прямой, согласно Декар­ту, выступает Бог-Творец. Третий закон определяет принцип движения сталкивающихся тел. Первый и второй законы при­знавались в физике Нового времени, третий же был подверг­нут резкой критике.

Согласно Декарту, задача науки - вывести объяснение всех явлений природы из полученных начал, в которых нельзя усомниться, но устанавливаются эти начала философией. Поэтому его часто упрекают в априорном характере научных положений.

Декарт отмечает, что представление о мире, которое дает наука, отличается от реального природного мира, поэтому научные знания гипотетичны. Признание вероятностного их характера некоторые исследователи видят в нежелании Декар­та навлечь на себя подозрение в подрыве религиозной веры. Но была и теоретическая причина, как считает П. П. Гайденко: «И причиной этой, как ни парадоксально, является божественное всемогущество. Какая же тут, казалось бы, может быть связь? А между тем простая: будучи всемогущим, Бог мог воспользоваться бесконечным множеством вариантов для со­здания мира таким, каким мы его теперь видим. А потому тот вариант, который предложен Декартом, является только веро­ятностным, - но в то же время он равноправен со всеми ос­тальными вариантами, если только он пригоден для объясне­ния встречающихся в опыте явлений».

Нигде в предшествующем знании не существовало понима­ния природы как сложной системы механизмов, всемогущий Творец никогда не выступал в образе Бога-Механика, поэтому Декарту важно показать, что Бог владеет бесконечным арсена­лом средств для построения машины мира, и хотя человеку не дано постичь, какие именно из средств использовал Бог, строя мир, человек, создавая науку, конструирует мир так, чтобы между ним и реальным миром имелось сходство. Вот поэтому предла­гаемый в науке вариант объяснения мира носит гипотетический характер, но отнюдь не теряет своей объяснительной силы.

Сильное впечатление на современников произвела теория вихрей (космогоническая гипотеза) Декарта: мировое про­странство заполнено особым легким, подвижным веществом, способным образовывать гигантские вихри. Хотя космогони­ческая гипотеза Декарта была отвергнута, но остались бес­смертными его достижения в области математики: введение системы координат, алгебраических обозначений, понятия переменной, создание аналитической геометрии. Важна была также идея развития, содержащаяся в теории вихрей, и идея деления «корпускул» до бесконечности, что впоследствии было подтверждено атомной физикой.

Научную программу, которую создал Исаак Ньютон (1643- 1727), английский физик, он назвал «экспериментальной фи­лософией». В соответствии с ней исследование природы дол­жно опираться на опыт, который затем обобщается при помо­щи «метода принципов», смысл которого заключается в следующем: проведя наблюдения, эксперименты, с помощью индукции вычленить в чистом виде связи явлений внешнего мира, выявить фундаментальные закономерности, принципы, которые управляют изучаемыми процессами, осуществить их математическую обработку и на основе этого построить цело­стную теоретическую систему путем дедуктивного разверты­вания фундаментальных принципов.

Ньютон создал основы классической механики как цело­стной системы знаний о механическом движении тел, сфор­мулировал три ее основных закона, дал математическую фор­мулировку закона всемирного тяготения, обосновал теорию движению небесных тел, определил понятие силы, создал дифференциальное и интегральное исчисление как язык опи­сания физической реальности, выдвинул предположение о со­четании корпускулярных и волновых представлений о приро­де света. Механика Ньютона стала классическим образцом де­дуктивной научной теории.

Также как и Ньютон, немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716) был убежден, что все в мире существу­ющее должно быть объяснено с помощью исключительно ме­ханических начал. Природа - это совершенный механизм, и все - от неорганического до живых организмов - создано ге­ниальным механиком Богом. И познаваться этот механизм может с помощью механических причин и законов.

Отметим основные научные достижения Лейбница (вопре­ки его механистическому материализму вначале, а затем объективному идеализму - особенно в «Монадологии»):

1. Открыл (одновременно с Ньютоном) дифференциаль­ное и интегральное исчисления, что положило начало новой эре в математике.

2. Стал родоначальником математической логики и одним из создателей счетно-решающих устройств. В связи с этим основатель кибернетики Н. Винер назвал его сво­им предшественником и вдохновителем.

3. В вопросах физики и механики подчеркивал важную роль наблюдений и экспериментов, был одним из пер­вых ученых, предвосхитивших закон сохранения и пре­вращения энергии.

4. В трактате «Протагея» одним из первых пытался научно истолковать вопросы происхождения и эволюции Земли.

5. Изобрел специальные насосы для откачки подземных вод и создал другие оригинальные технические новшества.

6. Обратил внимание на теорию игр.

7. Указал на взаимосвязи, развитие и «тонкие опосредования» между растительным, животным и человеческим «царствами».

8. Ратовал за широкое применение научных знаний в практике.

В Новое время сложилась механическая картина мира, утверждающая: вся Вселенная - совокупность большого числа неизменных и неделимых частиц, перемещающихся в абсолютном пространстве и времени, связанных силами тяготения, подчиненных законам классической механики; природа выступает в роли простой машины, части которой жестко детерминированы; все процессы в ней сведены к механическим.

Механическая картина мира сыграла во многом положи­тельную роль, дав естественнонаучное понимание многих яв­лений природы. Таких представлений придерживались практи­чески все выдающиеся мыслители XV в. - Галилей, Ньютон, Лейбниц, Декарт. Для их творчества характерно построение целостной картины мироздания. Учеными не просто стави­лись отдельные опыты, они создавали натурфилософские си­стемы, в которых соотносили полученные опытным путем знания с существующей картиной мира, внося в последнюю необходимые изменения. Без обращения к фундаментальным научным основаниям считалось невозможным дать полное объяснение частным физическим явлениям. Именно с этих позиций начинало формироваться теоретическое естествозна­ние, и в первую очередь - физика.

В основе механистической картины мира лежит метафизи­ческий подход к изучаемым явлениям природы как не связан­ным между собой, неизменным и не развивающимся. Ярким примером использования его является классификация живот­ного мира, изложенная известным шведским ученым-натура­листом Карлом Линнеем (1707-1778) в работе «Система при­роды». Достоинством ее является бинарная система обозначе­ния растений и животных (где первое слово обозначает род, а второе - вид), дошедшая до настоящего времени. Располо­жив растения и животных в порядке усложнения их строения, ученый тем не менее не усмотрел изменчивости видов, считая их неизменными, созданными Богом.

Успешное развитие классической механики привело к тому, что среди ученых возникло стремление объяснить на основе ее законов все явления и процессы действительности. В конце XVH в. - первой половине ХГХ в. намечается тен­денция использования научных знаний в производстве, при­чиной чему было развитие машинной индустрии, пришедшее на смену мануфактурному производству, что вызвало развитие 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».

Классическим примером первых научно-технических знаний служит сконструированные X. Гюйгенсом механи­ческие часы, воплотившие теорию колебаний маятника в созданное техническое решение. Возникшие на стыке естествознания и производства технические науки проявляют свои специфические черты, отличающие их от естественно­научного знания.

Начиная с создания немецким мыслителем Иммануилом Кантом (1724-1804) работы «Всеобщая естественная история и теория неба» в естествознание проникают диалектические идеи. Согласно гипотезе, изложенной в данной работе, Сол­нце, планеты и их спутники возникли из некоторой первона­чальной бесформенной туманной массы, которая заполняла мировое пространство. Под действием притяжения из частиц об­разовывались отдельные сгущения, которые становились цент­рами притяжения, из одного такого центра образовалось Солн­це, вокруг которого, двигаясь по кругу, расположились частицы в виде круговых туманностей. В них стали образовываться заро­дыши планет, которые начали вращаться вокруг своей оси. Вследствие трения частиц, из которых они образовались, Солнце и планеты сначала разогрелись, а потом начали остывать.

Почти через 40 лет после Канта французский математик и астроном П. Лаплас (1749-1847) выдвинул идеи, которые до­полнили и развили кантовскую гипотезу, и в обобщенном виде эта космогоническая гипотеза Канта - Лапласа просу­ществовала почти 100 лет.

В XX в. диалектические идеи проникают в геологию и биологию. На смену теории катастрофизма, предложенной французским естествоиспытателем Ж. Кювье (1768-1832), пришла идея геологического эволюционизма английского ес­тествоиспытателя Ч. Лайеля (1797-1875). В теории катастро­физма утверждалось, что отдельные периоды в истории Зем­ли заканчиваются мировыми катастрофами, в результате ко­торых старые виды растений и животных погибают и на смену им рождаются новые, ранее не существовавшие. Лайель же доказал, что для объяснения изменений, происшедших в тече­ние геологической истории, нет необходимости прибегать к представлениям о катастрофах, а достаточно допустить дли­тельный срок существования Земли.

В области биологии эволюционные идеи высказывал французский естествоиспытатель Ж. Б. Ламарк (1744-1829) в «Философии зоологии» и Ч. Р. Дарвин (1809-1882), создав­ший знаменитую работу «Происхождение видов путем есте­ственного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1859). Согласно теории Дарвина, виды животных, растений с их целесообразной организацией воз­никли в результате отбора и накопления качеств, полезных для организмов в их борьбе за существование в данных усло­виях. Г. Менделем (1822-1884) в работе «Опыты над расти­тельными гибридами», объединившей биологический и мате­матический анализ, было дано достаточно адекватное объяс­нение изменчивости и наследственности свойств организмов, что положило начало генетике. Им было выделено важнейшее свойство генов - дискретность, сформулирован принцип не­зависимости комбинирования генов при скрещивании. Но до 1900 г. работа Менделя оставалась неизвестной научной обще­ственности.

В 30-х г. XX в. ботаником М. Я. Шлейденом (1804-1881) и биологом Т. Шванном (1810-1882) была создана клеточная теория строения растений и живых организмов.

Вплотную подходит к открытию закона сохранения и пре­вращения энергии немецкий врач Ю. Р. Майер (1814-1878), который показал, что химическая, тепловая и механическая энергии могут превращаться друг в друга и являются равно­ценными. Английский исследователь Д. П. Джоуль (1818-1889) экспериментально продемонстрировал, что при затрате механической силы получается эквивалентное количество теплоты. Датский инженер Л. А. Кольдинг (1815-1888) опыт­ным путем установил отношение между работой и теплотой, физик Г. Гельмгольц (1821-1894) доказал на основе этого за­кона невозможность вечного двигателя.

Среди открытий в химии важнейшее место занимает от­крытие периодического закона химических элементов выда­ющимся ученым химиком Д. И. Менделеевым (1834-1907).

Эволюционные идеи, нашедшие отражение в биологии, геологии подрывали механическую картину мира. Этому способствовали и исследования в области физики: открытие Ш. Кулоном (1736-1806) закона притяжения электрических зарядов с противоположными знаками, введение английским химиком и физиком М. Фарадеем (1791-1867) понятия элек­тромагнитного поля, создание английским ученым Дж. Макс­веллом (1831-1879) математической теории электромагнит­ного поля. Это привело к созданию электромагнитной карти­ны мира.

В этот же период начинают развиваться и социально-гума­нитарные науки. Так например создаётся экономическая теория, на основе которой несколько позднее Г. Зиммель (1858-1918) формулирует философию денег, изложенную в одноименной работе. Возникновение социально-гуманитарных наук завершило формирование науки как системы дис­циплин, охватывающих все основные сферы мироздания: природу, общество и человеческий дух. Наука приобрела при­вычные для нас черты универсальности, специализации и междисциплинарных связей. Экспансия науки на все новые предметные области, расширяющееся технологическое и со­циально-регулятивное применение научных знаний, сопро­вождались изменением институционального статуса науки. Дальнейшее развитие науки вносит существенные отклонения от классических ее канонов.

§ 5. Неклассическая наука

В конце ХIХ - начале XX в. считалось, что научная карти­на мира практически построена, и если и предстоит какая-либо работа исследователям, то это уточнение некоторых де­талей. Но вдруг последовал целый ряд открытий, которые ни­как в нее не вписывались.

В 1896 г. французский физик А. Беккерель (1852-1908) от­крыл явление самопроизвольного излучения урановой соли, природа которого не была понята. В поисках элементов, испускающих подобные «беккерелевы лучи», Пьер Кюри (1859-1906) и Мария Склодовская-Кюри (1867-1934) в 1898 г. открывают полоний и радий, а само явление называют радиоактивностью. В 1897 г. английский физик Дж. Томсон (1856-1940) открыва­ет составную часть атома - электрон, создает первую, но очень недолго просуществовавшую модель атома. В 1900 г. немецкий физик М. Планк (1858-1947) предложил новый (совершенно не отвечающий классическим представлениям) подход: рассматривать энергию электромагнитного излучения величину дискретную, которая может передаваться только от­дельными, хотя и очень небольшими, порциями - кванта­ми. На основе этой гениальной догадки ученый не только по­лучил уравнение теплового излучения, но она легла в основу квантовой теории.

Английский физик Э. Резерфорд (1871-1937) эксперимен­тально устанавливает, что атомы имеют ядро, в котором сосре­доточена вся их масса, а в 1911 г. создает планетарную модель строения атома, согласно которой электроны движутся вокруг неподвижного ядра и в соответствии с законами классической электродинамики непрерывно излучают электромагнитную энергию. Но ему не удается объяснить, почему электроны, двигаясь вокруг ядра по кольцевым орбитам и непрерывно испытывая ускорение, следовательно, излучая все время ки­нетическую энергию, не приближаются к ядру и не падают на его поверхность.

Датский физик Нильс Бор (1885-1962), исходя из модели Резерфорда и модифицируя ее, введя постулаты (постулаты Бора), утверждающие, что в атомах имеются стационарные орбиты, при движении по которым электроны не излучают энергии, ее излучение происходит только в тех случаях, ког­да электроны переходят с одной стационарной орбиты на дру­гую, при этом происходит изменение энергии атома, создал квантовую модель атома. Она получила название модели Ре­зерфорда-Бора. Это была последняя наглядная модель атома.

В 1924 г. французский физик Луи де Бройль (1892-1987) выдвинул идею о двойственной, корпускулярно-волновой природе не только электромагнитного излучения, но и других микрочастиц. В 1925 г. швейцарский физик-теоретик В. Пау­ли (1900-1958) сформулировал принцип запрета: ни в атоме, ни в молекуле не может быть двух электронов, находящихся в одинаковом состоянии.

В 1926 г. австрийский физик-теоретик Э. Шредингер (1887-1961) вывел основное уравнение волновой механики, а в 1927 г. немецкий физик В. [ейзенберг (1901-1976) - прин­цип неопределенности, утверждавший: значения координат и импульсов микрочастиц не могут быть названы одновремен­но и с высокой степенью точности.

В 1929 г. английский физик П. Дирак (1902-1984) заложил основы квантовой электродинамики и квантовой теории гра­витации, разработал релятивистскую теорию движения элек­трона, на основе которой предсказал (1931) существование позитрона - первой античастицы. Античастицами назвали частицы, подобные своему двойнику, но отличающиеся от него электрическим зарядом, магнитным моментом и др. В 1932 г. американский физик К. Андерсон (р. 1905) открыл по­зитрон в космических лучах.

В 1934 г. французские физики Ирен (1897-1956) и Фриде-рикЖолио-Кюри (1900-1958) открыли искусственную радио­активность, а в 1932 г. английский физик Дж. Чедвик (1891-1974) - нейтрон. Создание ускорителей заряженных частиц способствовало развитию ядерной физики, была выявлена не­элементарность элементарных частиц. Но поистине революци­онный переворот в физической картине мира совершил вели­кий физик-теоретик А. Эйнштейн (1879-1955), создавший спе­циальную (1905) и общую (1916) теорию относительности.

Как мы помним из предыдущего раздела, в механике Нью­тона существуют две абсолютные величины - пространство и время. Пространство неизменно и не связано с материей. Вре­мя - абсолютно и никак не связано ни с пространством, ни с материей. Эйнштейн отвергает эти положения, считая, что пространство и время органически связаны с материей и меж­ду собой. Тем самым задачей теории относительности стано­вится определение законов четырехмерного пространства, где четвертая координата - время. Эйнштейн, приступая к разра­ботке своей теории, принял в качестве исходных два положения; скорость света в вакууме неизменна и одинакова во всех сис­темах, движущихся прямолинейно и равномерно друг относи­тельно друга, и для всех инерциальных систем все законы природы одинаковы, а понятие абсолютной скорости теряет значение, так как нет возможности ее обнаружить.

Кроме того, он построил математическую теорию броунов­ского движения, разработал квантовую концепцию света, а за открытие фотоэффекта в 1921 г. ему была присуждена Но­белевская премия, дал физическое истолкование геометрии Н. Н. Лобачевского (1792-1856).

Говоря об открытии специальной теории относительности, нельзя не вспомнить нидерландского физика А. Лоренца (1853-1928), который в 1892 г. вывел уравнение (получившее название «преобразования Лоренца»), дающее возможность установить, что при переходе от одной инерциальной систе­ме к другой могут изменяться значения времени и размеры движущегося тела в направлении скорости движения. А круп­нейший французский математик и физик Анри Пуанкаре (1854-1912), который и ввел название «преобразование Лорен­ца», первым начал пользоваться термином «принцип относи­тельности», независимо от Эйнштейна развил математическую сторону этого принципа и практически одновременно с ним показал неразрывную связь между энергией и массой.

Если в классической науке универсальным способом задания объектов теории были операции абстракции и непосредственной генерализации наличного эмпирического материала, то в не­классической введение объектов осуществляется на пути математизации, которая выступает основным индикатором идей в науке, приводящих к созданию новых ее разделов и теорий. Ма­тематизация ведет к повышению уровня абстракции теоретичес­кого знания, что влечет за собой потерю наглядности.

Переход от классической науки к неклассической характе­ризует та революционная ситуация, которая заключается во вхождении субъекта познания в «тело» знания в качестве его необходимого компонента. Изменяется понимание предмета знания: им стала теперь не реальность «в чистом виде», как она фиксируется живым созерцанием, а некоторый ее срез, заданный через призму принятых теоретических и операци­онных средств и способов ее освоения субъектом. Поскольку о многих характеристиках объекта невозможно говорить без учета средств их выявления, постольку порождается специфи­ческий объект науки, за пределами которого нет смысла ис­кать подлинный его прототип. Выявление относительности объекта к научно-исследовательской деятельности повлекло за собой то, что наука стала ориентироваться не на изучение вещей как неизменных, а на изучение тех условий, попадая в которые они ведут себя тем или иным образом,

Так как исследователь фиксирует только конкретные ре­зультаты взаимодействия объекта с прибором, то это по­рождает некоторый «разброс» в конечных результатах ис­следования. Отсюда вытекает правомерность и равноправ­ность различных видов описания объекта, построение его теоретических конструктов.

Научный факт перестал быть проверяющим. Теперь он ре­ализуется в пакете с иными внутритеоретическими способа­ми апробации знаний: принцип соответствия, выявление внутреннего и когерентного совершенства теории. Факт сви­детельствует, что теоретическое предположение оправдано для определенных условий и может быть реализовано в некоторых ситуациях. Принцип экспериментальной проверяемости на­деляется чертами фундаментальности, т. е. имеет место не «интуитивная очевидность», а «уместная адаптированность».

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32