Старая парадигма → нормальная наука → революция → новая парадигма

Научная революция – это коренная ломка в самом мировидении ученых, в их отношениях с реальностью мира. Революция происходит в самих основаниях науки – принципах, теориях, законах. Иначе говоря, происходит смена научной картины мира (НКМ).

Концептуальные системы в естествознании. Аналогом понятия «парадигма» является концептуальная система науки. Под концептуальной системой науки (КСН) понимается уровень знаний и методов решения основной задачи данной науки, обусловленные степенью развития самой науки и общества в целом. Главным критерием, посредством которого можно разграничить этапы развития науки, а также уровень практического использования знаний в данном обществе является анализ метода решения основной задачи науки. Например, основной задачей физики (ОЗФ) является изучение различных форм движения и взаимодействия материальных объектов. На разных этапах развития физики эта задача решалась по-разному, в зависимости от вида объектов и характера действующих сил. Так, движение макротел исчерпывающе описывалось законами механики – классической динамики (И.Ньютон) поэтому ее логично обозначить как первую КС физики. По мере расширения круга изучаемых объектов и перехода к континуумам – сплошным средам, содержащим огромное число частиц, - понадобились и новые методы анализа движения: гидродинамический, термодинамический, механико-статистический. В континуумах выявились особые эффекты и явления (диссипация энергии, рост энтропии и др.) Все это вывело решение ОЗФ на качественно новый уровень, который стал следующей КСФ – динамикой континуумов.

Аналогичную ситуацию можно наблюдать и в химии, основной задачей (ОЗХ) которой является получение материалов с необходимыми свойствами. На начальном этапе эволюции ОЗХ решалась простейшим образом, по схеме:

Состав → свойства,

т.е. набор исходных реагентов однозначно определял характеристики продукта реакции. По мере накопления знаний и развития химической промышленности выяснилось, что свойства продукта реакции зависят и от структуры реагентов. ОЗХ стала решаться по иной схеме:

с труктура функции

с остав свойства

здесь же выяснилось, что структура реагентов определяет и реакционную способность веществ (функцию). Сформировался новый, более высокий концептуальный уровень решения ОЗХ – структурная химия.

Аналогичный подход можно осуществить и в биологических и технологических направлениях естественных наук, что свидетельствует об универсальности описанного метода систематизации естественнонаучных знаний. Итак, главные особенности формирования концептуальных систем:

1) Все новые КС возникают внутри существующих; они вбирают в себя в преобразованном виде научно-методический багаж предшественницы.

2) При формировании новых КС происходит процесс уплотнения информации на уровне более общих принципов и теорий.

3) Развитие науки в рамках определенной КС происходит, в основном, экстенсивно, путем накопления фактов. Но и внутри КС возможны качественные скачки в уровнях знаний: этот подъем обусловлен интенсивными факторами.

4) Развитие естествознания, как совокупности наук, осуществляется как горизонтально – на каждом из концептуальных уровней, так и путем подъема – от одной КС к другой, более высокой. Это позволяет в определенной степени прогнозировать развитие наук, а также выстроить их в определенную иерархию – по сложности форм движения материи, изучаемых данными науками.

Естественнонаучная картина мира. Как уже говорилось, важнейшей целью всего комплекса наук о природе является создание общенаучной картины мира (ОНКМ). Ядром ОНКМ является естественнонаучная картина мира (ЕНКМ), как целостный образ природы, формируемы всем комплексом естественных и технологических наук. Таким образом, ЕНКМ главная цель развития естествознания, синтетическое целое, выполняющее методологические функции, а также важнейшая форма систематизации наук и научных знаний.

Современная модель ЕНКМ складывается из моделей природы, сформировавшихся в отдельных отраслях знаний. В этом смысле говорят о физической, химической, биологической, астрономической и др. картинах мира. На каждом этапе развития и формирования ЕНКМ приоритетной была частная картина той отрасли науки, которая в тот момент занимала лидирующее положение в естествознании. Фундаментом современного естествознания является физика, поэтому физическая картина мира (ФКМ) доминирует в нынешней ЕНКМ. Многие естествоиспытатели полагают, что целостный образ мира – это синтез физической и биологической картин, поскольку взаимодействие живого и неживого в природе становится определяющим фактором эволюции всего бытия. В перспективе ЕНКМ должна представлять собой единую модель природы, основанную на физических законах, в которых учитывалась бы специфика живого.

Базовыми принципами построения современной ЕНКМ являются системность, историчность и глобальный эволюционизм. Системность предполагает целостный охват изучаемых явлений с учетом свойств элементов и целого, частных характеристик и системных качеств. Историчность указывает на принципиальную незавершенность любой научной картины мира – в силу неисчерпаемости процесса познания, безграничных преобразований и превращений материи. Глобальный эволюционизм указывает на принцип саморазвития всех форм материи как основополагающий, как принцип всего эволюционизирующего Космоса. В соответствии с ним эволюция Вселенной – от Большого взрыва до возникновения человека представляется как единый процесс, а глобальный эволюционизм рассматривается как важнейший объединяющий фактор современной научной картины мира.

Физическая картина мира: формирование и смена.

Исторически первой сложилась и продолжает оставаться справедливой в области макродинамики механистическая картина мира (МКМ), теоретическим фундаментом которой является классическая динамика (Галилея-Ньютона).

Открытие законов электромагнетизма и невозможность дать им механистическое объяснение привели к созданию электродинамической теории физических процессов. Дополненная потом постулатами теории относительности она в конечном итоге привела к формированию электромагнитной картины мира (ЭМКМ).

К концу XIX века ряд важнейших открытий в физике микромира показали ограниченность теоретических моделей и принципов классической электродинамики. В естествознании произошел подлинный переворот, приведший к созданию квантово-релятивистской картины мира (КРКМ). Квантовая электродинамика – это физическая теория, устанавливающая закономерности движения микрообъектов (электронов, элементарных частиц). Она в корне изменила концептуальные основания физики, химии, космологии и других естественных наук. Последствия этих открытий: создание ядерной энергетики, информационных технологий, сверхточных методов измерений и анализа и др.

Естественные науки развиваются и уже видны на горизонте контуры новой ФКМ, которая приведет к созданию целостной естественнонаучной панорамы мироздания. Эволюционная парадигма еще только формируется, но ее идеи и принципы уже оказывают глубокое воздействие на поиски ученых, изучающих как неживую, так и живую материю. Характерной особенностью современного естествознания является широта охвата объектов Природы – от первокирпичиков материи - до горизонтов Вселенной. Объединяющим концептуальным подходом здесь выступает принцип эволюционизма. Идея эволюции утверждается в естествознании через космологию, возникшую на заре человеческой культуры. Предмет космологии – Вселенная, Универсум как единое целое, и задача состоит в том, чтобы выявить наиболее общие свойства, структуру и факторы саморазвития Вселенной. Поскольку она как объект исследования единственна и уникальна, то все представления о ее эволюции носят чисто модельный характер. Однако исследования очень важны для прогнозирования будущего человечества.

Эволюция физической картины мира. В развитии физической картины мира можно выделить четыре этапа: 1) натурфилософский 2) классический 3) неклассический 4) постнеклассический, современный.

Натурфилософская картина мира возникла в Древней Греции. Здесь физика рассматривалась как часть философии и понималась как учение о природе. Представители ионийской школы (Фалес, Анаксагор, Анаксимен, Гераклит) считали основой мира одну из наблюдаемых субстанций (воду, воздух, огонь и др.); представители атомистической школы ( Левкипп, Демокрит) считали, что основу мира составляют две субстанции: атомы и пустота; представители идеалистической школы видели основу мира в числах, идеях, формах (Пифагор, Платон, Аристотель). Натурфилософское видение мира базировалось на утверждениях:

Вершиной античной натурфилософии явилась система Аристотеля, который систематизировал и подытожил научные достижения античного периода, поэтому первую парадигму науки называют аристотелевской. Согласно его утверждениям, рождение мира произошло в результате Первотолчка, сила которого проявляется постоянно для поддержания движения. Аристотелевская картина мира оставалась основой на протяжении почти двух тысяч лет, до XVI в. Лишь в эпоху Возрождения началась ее систематическая критика.