Тема 3. Развитие научно-исследовательских программ и картин мира

Научная исследовательская программа – система единых принципов, претендующих на всеобщий охват и объяснение всех явлений природы. НИП помогают формулировать научные проблемы, подлежащие разрешению на текущем этапе развития познания; отражают противоречия между научными школами и тем самым готовят общество к научным революциям; отражают преемственность в развитии науки, проходящую через последовательные естественнонаучные картины мира. Первые НИП сформировались в Древней Греции с VI по III в. до н. э. и надолго определили развитие науки (математическая, континуальная и атомистическая НИП).

Научная картина мира – синтез фундаментальных понятий, принципов и закономерностей естествознания, обществознания и человекознания.

Естественнонаучная картина мира – образно-философское обобщение достижений естественных наук; систематизированное и достоверное знание о природе, исторически сформировавшееся в ходе развития естествознания.

Античная натурфилософия (от лат. natura – природа) – умозрительное истолкование природного мира, рассматриваемого в его целостности, которое существовало в Др. Греции в VI в. до н.э. В АН господство­вала идея о некоторых "стихиях" как исходных первоначалах, из которых возникает и состоит вся природа (у Фалеса – "вода", у Анаксимандра – "апейрон", т.е. "беспредельное", у Анаксимена – "воздух"). Герклит Эфесский первоначалом природы считал "огонь" и высказал идею всеобщей изменчивости природного мира ("все течет, все изменяется", "в одну реку нельзя войти дважды"), которая соответствует современному принципу диалектики о всеобщей изменчивости, эволюции природного мира.

Элейская школа (г. Элея) – направление в античной философии VI в. до н.э. (Ксенофан, Парменид, Зенон). Элеаты сделали открытие о том, что существует противоречие между двумя картинами природы в сознании человека – чувственной (мнение) и рациональной (знание). Истинное познание бытия должно основываться на разуме, а не на чувствах. Бытие как основа всего существующего в мире неделимо, неподвижно, бесконечно. Зенон в своих апориях (греч. "тупик") показывает, что движение и множественность нельзя помыслить без противоречия, а значит их реально не существует. Идея доверия разуму, а не чувствам легла в основу создания Н.Коперником гелиоцентрической модели Вселенной (чувства свидетельствуют о вращении Солнца, разум – Земли).

Атомистическая исследовательская программа идет от представлений Демокрита (V-IV вв. до н.э.) и Эпикура (IV-III вв. до н.э.), о том, что в основе мироздания лежат два начала – атомы (неделимые частицы вещества) и пустота (пространство). В бесконечном пространстве движутся атомы, они сталкиваются друг с другом, слепливаются – так возникают все вещи, отдельными миры, которые возникают и умирают. Земля – центр нашего мира, на краю которого находятся звезды. Д. учил, что в природе нет случайностей: все в мире причинно обусловлено и необходимо (принцип детерминизма). На основе принципа атомизма Д. сформулировал идею математического метода неделимых, который позволил создать интегральное исчисление в математике XVI-XVII вв. Представления АИП легли в основу представлений классической механики Ньютона о закономерном перемещение материальной точки по своей траектории; химических воззрений Р. Бойля о корпускулах, из которых состоит вещество; "планетарной" модели строения атома Э. Резерфорда и Н. Бора; представлений современной космологии, о том, что вещество во Вселенной собрано в компактные тела, движущиеся в космическом вакууме.

Математическая исследовательская программа непосредственно выросла из философии Пифагора (VI-V вв. до н.э.) и Платона (V-IV вв. до н.э.), которые опирались на понятие общего логического доказательства, введенного и применявшегося впервые Фалесом Милетским. В основе античной МИП лежит представление о Космосе как упорядоченном выражении начальных идеальных сущностей. Согласно Пифагору, мир гармоничен, поскольку в основе мироздания лежат божественные числовые гармонии. Небесные светила расположены на концентрических сферах, имеющих своим общим центром Землю; расстояния между сферами соответствует определенным музыкальным интервалам, поэтому при вращении сфер получается гармоничная мелодия – "музыка небесных сфер" (эта идея легла в основу космологии Аристотеля, в которой устанавливались идеальные соотношения между размерами планетных сфер). Платон вводит представление о неоднородности бытия, разделяя Космос на две качественно различные области: божественную, "мир идей" и земную, "мир вещей". "Мир идей" созидается иерархически на основе математических закономерностей по божественному плану, "мир вещей" лишь слабое подобие "мира идей". Единственная форма научно-достоверного познания, по Платону, это познание разумом божественного мира идей, прежде всего с помощью математики, т.к. числа – это путь к постижению абсолютных истин. Разработанные в рамках пифагорейско-платоновской ИП методы создания аксиоматически-дедуктивной системы знания были использованы при создании геометрии Евклида и построении классической механики (Г.Галилей, И.Ньютон). С XVII в. утвердился взгляд на научность (достоверность, истинность) знания как на степень его математизации. МИП в естественных науках эффективна, поскольку язык математики богат и вместе с тем однозначен: для большинства природных явлений в нем можно найти средства их рационального и точного описания; история познания многократно подтверждала сбываемость прогнозов, выводимых с помощью математических расчетов из законов природы. Так, уравнения Максвелла в теории электромагнитного поля оказались "умнее автора", показав, что свет есть волна электромагнитная; уравнение Э.Шредингера позволило решить трудную квантово-теоретическую проблему в физике; теория относительности А.Эйнштейна стала основой "геометризации" различных физических полей по образцу гравитационного.

Континуальная исследовательская программа началась с Аристотеля (IV в. до н.э.), с его школы перипатетиков, и просуществовала до науки Нового времени (XVI-XVIIвв.). Эта программа исходит из представлений Аристотеля о том, что мир един, а не распадается на две части – чувственную и идеальную (как у Платона); каждая вещь – соединение материи и формы (своей сущности); в природе нет пустоты, покольку "первоматерия", которая бесформенна, бескачественна, пассивна, непрерывно занимает все пространство и фактически сама играет роль пространства. В космологии Аристотель создает геоцентрическую модель мира, в которой Земля находится в центре Вселенной, имеющей совершенную сферическую форму. За пределами Вселенной находится Бог-перводвигатель, который является причиной движения в мире. Аристотель разграничил два рода бытия: "земное" ("подлунный мир", несовершенный) и "небесное" (совершенный мир, усеянный вечными небесными светилами, состоящими из эфира). Движения небесных тел совершенны (совершаются равномерно по кругам согласно принципу пифагорейцев); планеты прикреплены к прозрачным сферам, которые вращаются вокруг шарообразной Земли. Во II в. н.э. астроном Клавдий Птолемей в сочинении "Альмагест", исходя из идей Аристотеля, обосновывает геоцентрическую систему мира. Последующеее развитие КИП античности получила в формулировании принципа близкодействия и разработке понятий физического поля и волны как возмущения поля (Фарадей, Максвелл, Герц)

Гелиоцентрическая система мира была создана в XVI в. польским астрономом Н. Коперником, который на основе данных астрономических наблюдений и математических расчетов стал утверждать, что в центре Космоса находится Солнце, а Земля – это одна из планет, движущихся вокруг Солнца по круговым орбитам. Земля вращается не только вокруг Солнца (годичное вращение), но и вокруг собственной оси (суточное вращение).

Механическая картина мира сложилась в результате научной революции XVI–XVII вв. (Г.Галилей, И.Кеплер, Р.Декарт, П.Лаплас, И.Ньютон и др.). Основы МКМ: природа рассматривается как громадная машина, механизм; Вселенная находится в стационарном, качественно неизменном состоянии, не развивается; единственная форма материи – это вещество, имеющее дискретное строение, т.е. состоящее из множества материальных частиц (атомов); вещество во Вселенной распределено в среднем равномерно; пространство и время носят абсолютный характер, т.е. не связаны с движением материальных тел; любое движение сводится к перемещению тел и частиц по "вечным" законам механики; взаимодействия между материальными объектами передаются мгновенно и на какое угодно расстояние (принцип дальнодействия); все сложные процессы, происходящие в природе, можно объяснить, сведя их к более простым понятиям и законам механики (механистический редукционизм); все состояния механического движения тел по отношению ко времени в принципе одинаковы, поскольку время обратимо (принцип симметрии времени); во Вселенной нет случайности, есть только необходимость, в природе действуют строгие законы, все будущие события однозначно предопределены современным состоянием Вселенной и законами природы (принцип жесткого детерминизма); зная причину можно точно и однозначно ("стопроцентно") рассчитать ее следствия; понятия случайности и неопределенности отражают лишь меру нашего незнания жестких и неизменных законов природы.

Электромагнитная картина мира возникает в XIX в. в связи с открытием глубокой взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями (Х.Эстред, М.Фарадей), и созданием теории единого электромагнитного поля (Дж. Максвелл). В результате физики дополнили механистическую КМ электромагнитной КМ: было показано, что существуют качественно различающиеся формы движения материи – в природе есть не только вещество в виде тел, но и физические поля,; любые взаимодействия передаются полем от точ­ки к точке, непрерывно и с конечной скоростью (принцип близкодействия); взаимодействия между телами передаются посредством физических полей; физическое поле континуально (непрерывно) и не может рассматриваться как совокупность дискретных частиц; с точки зрения непрерывности материя представляется в виде определенной целостности и единства (континуальное понимание материи). Хотя ЭКМ по сравнению с МКМ представляла собой значительный шаг вперед в познании природы, в то же время в ней, как и в механистической, господствовали однозначные причинно-следственные связи, по-прежнему все было жестко определено, вероятностные закономерности не признавались фундаментальными.

Современная картина мира начала формироваться в конце XIX – начале ХХ вв. в связи с рядом открытий в физике (явления радиоактивности, сложной структуры атома) и созданием новых фундаментальных физических теорий — теории относительности (А.Эйнштейн), квантовой механики и квантовой электродинамики (М.Планк, Н.Бор, Э.Резерфорд, Л.де Бройль, Э.Шредингер, В. Гейзенберг и др.). Основы современной КМ: Вселенная в целом и ее подсистемы являются результатом длительной эволюции (глобальный эволюционизм); материя рассматривается с точки зрения корпускулярно-волнового дуализма элементарных частиц; взаимодействия материальных тел передается полем от точки к точ­ке, с конечной скоростью, не превышающей скорости света (концепция близкодействия); пространство и время носят относительный, реляционный характер, сливаются в едином четы­рехмерном пространстве-времени, которое не существует вне ма­териальных тел; случайность и неопределенность - фундаментальные и неустранимые элементы бытия природы (вероятностный детерминизм, статистические законы); появление человека является закономерным результа­том эволюции Вселенной и наш мир таков, каков он есть, только благодаря существованию человека (антропный принцип). Современная КМ хотя принципиально и отличается от предыдущих КМ, но сохранила некоторые сходные с ними представления о природе: считается, что вещество во Вселенной распределено в среднем равномерно (также как и в механической КМ); существуют качественно различные формы движения материи – вещество и поле; физическое поле континуально (как в электромагнитной КМ).