§5. Наука в XX веке и на рубеже XX-XXI веков

В истории Европы XX столетия можно выделить ряд ха­рактерных рубежей: кризис конца века, захватывающий после­днюю треть XIX века; период сомнений и мрачных предчув­ствий, совпадающий с началом войны 1914 года; период вступ­ления Европы в полосу войн и революций.

В ходе революций 1910-1920 годов в философии, науке, искусстве формируются идеи, во многом определившие разви­тие общества на ближайшие 50 лет. Становление двух полити­ческих систем (Запад и СССР) четко проявилось в философии, искусстве, научно-технической мысли.

Мировые войны во многом стимулировали развитие тех­ники. С конца XIX века в Европе наблюдался целый ряд науч­ных открытий, изменивших сознание общества. Благодаря на­учным открытиям жизнь общества значительно улучшилась и у человека среднего класса утвердилась некритичная вера в неизбежный процесс. Большую роль в этом сыграл дарвинизм, ставший одним из столпов идеологии сциентизма (вера в то, что научное знание есть единственное средство, которое спо­собно решать все человеческие проблемы).

Лондонская выставка 1851 года символизировала самодо­вольство материального прогресса и преимущества механизи­рованной индустрии. Такой приземленный «материализм» спо­собствовал падению духовной культуры.

80

81

В 90-е годы XIX века в культурной жизни общества утвер­ждается стиль «модерн», который зачастую отождествлялся с упадком духовности, утратой нравственных критериев, расте­рянностью перед наступающим кризисом, предпочтением мира формальных технических приемов. Эти настроения отразились в архитектуре, технике, искусстве того времени (например, Эйфелева башня в Париже).

В философии этот период характеризуется отрицанием достижений философской классики (всей философии Нового времени). Развивается позитивизм, марксизм, экзистенциализм. На границе веков становятся популярными идеи Шопенгауэра и Ф. Ницше (с их культом воли и интуиции), а также Шпенгле-ра, Фрейда, Ясперса. В России развивается религиозная фило­софия (В. Соловьев, Н. Бердяев и др.).

Фундаментальная наука развивалась в Европе, США, России. В науке конец XIX века - это рубеж, связанный с подведением итогов классических ньютонианских программ в развитии определенных разделов знания. Все более яв­ным становится наступление нового, постньютоновского этапа в развитии естественных наук, где лидерство сохра­няет физика. Происходит становление теории электромаг­нетизма (Фарадей - Максвелл), формирование статистичес­кой физики. Первая теория ввела в науку немеханический объект изучения - электромагнитное поле. Открытия Резер-форда в области атомной физики, открытие радиоактивно­сти и рентгеновских лучей привели к краху ньютоновского механицизма.

Проблему распространения света в движущейся среде ре­шил Эйнштейн. Была разработана сначала специальная, а затем общая теория относительности. Открытия Шредингера, Гейзен-берга, Н. Бора привели к созданию квантовой механики, новой теории поля.

В самом конце XIX века произошли события, которые со­вершили революционный переворот в науке и привели к новой концепции видения мира.

• В 1895 году К. Рентген открыл «рентгеновские» лучи.

• В 1886 году А. Беккерель обнаружил явление естествен­ ной радиактивности.

• В 1897 году Дж. Томпсон открыл электрон.

• В 1898 году Мария и Пьер Кюри открыли новый хими­ ческий элемент - радий.

• В 1902-1903 годах Э. Резерфорд создал первую теорию радиоактивности и превращения одних элементов в другие (на­ чало ядерной физики).

-В 1911 году состоялось экспериментальное открытие Э. Резерфордом ядерного ядра.

-В 1914-1915 годах А. Эйнштейн создает ОТО (общую теорию относительности).

Эти события углубили кризис ньютонианской классичес­кой физической теории, господствовавшей в науке с XVII века.

Кризис разрешился революцией в физике, которая породила: теорию относительности - специальную и общую (1914-1915); квантовую механику и квантовую теорию поля (1925-1927) -Н. Бор, В. Гейзенберг. Все это ознаменовало переход от класси­ческой к «неклассической» науке.

Победа электромагнитной теории Максвелла привела к кризису господствовавшего до тех пор в сфере физиков ньюто­новского взгляда на мир. Следствием этого стали критический анализ оснований классической механики и создание альтер­нативных механик без понятия силы.

В физике разразился «гносеологический кризис» и цент­ральное место в философии науки заняла «критическая» фило­софия Э. Маха. Возникло противоречие между максвелловскои электродинамикой и классической механикой как физически-

82

83

ми теориями. Частная (специальная) теория относительности (СТО) А. Эйнштейна пыталась преодолеть это противоречие. В основе теории лежали два постулата:

32. Все законы физики имеют одинаковый вид во всех инер- циальных системах отсчета. Для всех систем, для которых спра­ ведливы уравнения механики, справедливы одни и те же элект­ родинамические законы.

33. Скорость света постоянна во всех инерциальных систе­ мах отсчета.

Главные следствия СТО - замедление времени и сокраще­ние длин в зависимости от скорости движения, а также вопро­сы о связи пространства и времени, увеличении массы в дви­жущейся системе координат. Особое место в рассуждении тео­рии относительности занимает «парадокс близнецов». Предпо­ложим, что один из близнецов садится в космический корабль и летает на нем со скоростью, близкой к скорости света. Для оставшегося на Земле брата прошло несколько десятков лет. Но, наблюдая за летающим братом, он видит его все еще молодым. С точки зрения брата, летящего в корабле, происходит то же самое - он стареет, а его брат на Земле - нет. Через несколько десятилетий брат возвращается на землю. Кто постарел боль­ше? В рамках СТО избежать парадокса нельзя. Если СТО гово­рит о равномерно и прямолинейно движущихся системах от­счета, то общая теория относительности рассматривает уско­ренное движение. Оказывается, что ускорение мало меняет об­щую картину, незначительно сказывается на течении времени.

Развитие общей теории относительности (ОТО) распрост­раняет принцип относительности на системы отсчета, движу­щиеся в поле сил тяготения. В результате силы тяготения заме­няются искривлением пространства - времени. Тела, на кото­рые не действуют иные поля, теперь движутся не равномерно и прямолинейно, а по более сложным искривленным траектори-

ям, зависящим от распределения массы и энергии в простран­стве. С помощью этой теории в космологии можно было со­здать модель Большого взрыва, что в корне меняло представле­ния о традиционной картине мира. Эта теория многомерного мира позволила сделать обобщение, что все системы отсчета являются равноценными для описания законов природы. Она установила зависимость пространственно-временных свойств мира от расположения и движения тяготеющих масс. СТО и ОТО имеют веские экспериментальные подтверждения (точное описание орбиты Меркурия, красное смещение), но имеют и противников.

В начале XX века в исследованиях строения материи уче­ные столкнулись с тем, что главные принципы ньютоновской механики оказались неприменимыми к изучению элементарных частиц и свойств пространства и времени. В результате была построена новая механика, основателями которой считают Э. Шредингера и В. Гейзенберга.

Еще в 1900 году М. Планк использовал представление о квантах для объяснения процессов поглощения и излучения энергии, а позднее Эйнштейн доказал, что свет не только по­глощается и излучается, но и распространяется квантами. У Максвелла свет представляется как особый вид электро­магнитного излучения - электромагнитные волны. На основе этих теорий возникла корпускулярно-волновая теория света. Было установлено, что все элементарные частицы обладают дуализмом.

Принципиальное отличие квантовой механики от класси­ческой состоит в том, что все ее предсказания имеют только вероятностный характер.

В квантовой механике невозможно, в отличие от класси­ческой механики, точно указать место и состояние элементар­ной частицы в экспериментах.

84

85

О сновы квантовой механики оказались тесно связаны с проблемами научного познания: нельзя точно определить результаты измерения и состояние системы в будущем -только с некоторой степенью вероятности. Взгляды многих ученых (например, Эйнштейна) представляют собой фило­софские убеждения, которые не могут быть ни доказанны­ми, ни опровергнутыми физическими аргументами. Един­ственное, что можно сделать в возражение той или иной точке зрения - сформулировать другое понятие реальнос­ти. Можно сколько угодно долго спорить о физической ре­альности той или иной модели системы, когда невозможно провести измерения.

Кризис в физике конца XIX - начала XX веков был связан с невозможностью для классической физики и механики объяс­нить свойства материи на атомарном уровне. В результате по­явилась новая физика- релятивистская квантовая механика или теория элементарных частиц. Для объяснения эмпирических законов теории идеальных газов Бойля - Мариотта и Ж. Л. Гей-Люссака была использована гипотеза об атомах как неделимых частицах вещества. Однако эта гипотеза не могла объяснить явления радиоактивности.

Существенной особенностью этой теории является прин­ципиальная ненаблюдаемость процессов, происходящих в ядре атома. Атомистическая концепция исходила из допущения мыс­ли о бесконечном делении материи, сведения сложного к про­стому. По мнению Гейзенберга, перспективными являются на­правления, основанные не на поиске последних, неделимых частиц, а на выявлении их внутренних связей для объяснения целостных свойств материальных объектов.

Главную задачу химии сформулировал Д. Менделеев, она заключается в получении веществ с необходимыми свойства­ми. В первой половине XX века эта задача решалась на струк-

рно-молекулярном уровне, была разработана технология по­лучения органических веществ. Одним из выдающихся дости­жений стало получение синтетического каучука. Позднее нача­лось развитие биохимии.

Биология в XX веке переходит от описательной науки к теоретической и экспериментальной. В результате развития ги­потез и экспериментов о наследственности Г. Менделя в пер­вой трети XX века возникает направление, получившие назва­ние «генетика». После серии великих открытий во второй по­ловине XX века носителей и кодов наследственности РНК и ДНК биология вышла на молекулярный уровень изучения сво­их объектов. Она приобрела черты физико-химической биоло­гии. В последней трети XX века получает дальнейшее развитие концепция эволюционной биологии.

Техника и технологии периода «неклассической» науки в основном носили еще классический характер. Главным в этом процессе была интеграция техники в единую техносферу, ох­ватывающую всю планету и околоземные пространства. Воз­никли глобальный транспорт, глобальная связь, глобальная энергетика и информационные сети. Решающее влияние на процесс и темпы развития техники оказали две мировые вой­ны и глобальное противостояние двух политических систем. Наиболее заметными вехами технического и технологическо­го развития в XX веке были:

• изобретение двигателя внутреннего сгорания и рцзвитие автостроения и авиастроения;

• обоснование теоретических основ космонавтики и свя­ занного с ней комплекса знаний (практическое использование ракетных систем).

К середине XX века стали находить широкое технологи­ческое и промышленное применении квантово-механические теории, в том числе:

86

87

а) ядерная физика и «атомный проект» с реализацией кон- .Z цепции ядерного и термоядерного оружия; '" "■

б) электротехника и создание элементной базы вычисли­ тельной техники;

в) квантовые генераторы, создание лазеров различного на­ значения;

г) создание новых систем, связи и коммуникаций.

В мире сформировалась энергетическая цивилизация, тре­бующая постоянного увеличения энергоемкости в производстве и в быту. Развернулось массовое индустриальное строительство, возникли гигантские промышленные комплексы, города-мега­полисы. Наметился перелом в экологии планеты. Если в начале XX века основная площадь планеты была занята дикой приро­дой, то впоследствии индустриализация принимает глобальный

характер.

Для «постклассической» науки характерна ситуация еди­нения физики, химии, биологии. Это явление просматривается на всех уровнях - предметном, методологическом и понятий­ном. При этом понятия «живого» и «неживого» в природе утра­чивают свою несовместимость. Становится более понятной сложность биологических систем. Физические идеи для объяс­нения биологических явлений использовал Г. Хаккен, которо­му принадлежит термин «синергетика» (синергия - совмест­ное действие).

С^^^^^ЦЙ^рнергетик!! как области междисциплинарно-

щг> синтеза строится на следующих положениях.

1. Открытые неравновесные системы способны к самопро­ извольному усложнению своей формы при медленном измене­ нии параметров взаимодействия со средой (например, перио­ дичность окраски животных).

2. Необратимость времени приобретает фундаментальный характер. Вводится понятие «стрела времени».

88

3. Переход к нелинейному мышлению описывается с по­мощью нелинейных уравнений, которые имеют несколько раз­личных решений обеспечивающих разветвление путей эволю­ции в точках бифуркации критических точках. Идея нелиней­ности связана с многомерностью и возможностью выбора.

Идеи постклассической науки состоят в следующем:

• случайное и необходимое - равноправные партнеры во Вселенной;

• вероятная самоорганизация неравновесной системы сопро­ вождается перераспределением материи во времени и пространстве;

• явления самоорганизации включают эволюцию инфор­ мационных процессов;

• исследование организма как открытой системы;

• формы кооперативного поведения живых организмов имеют аналоги среди неорганических систем.

В XX веке в философии науки интерес сместился от воп­роса о структуре знания к вопросу о механизмах его развития. Популярная прежде модель «кумулятивного» развития (разви­тия через накопления) подверглась критике. Т. Кун, анализируя историю научных революций Коперника, Ньютона, Эйнштей­на, выдвинул «некумулятивную» модель развития, в основе которой лежит тезис о «несоизмеримости» теорий, конкуриру­ющих одна с другой в период научной революции. Под «несо­измеримостью» он (как и П. Фейерабенд) подразумевал невоз­можность сопоставить их друг с другом, ни как истинную и ложную, ни как общую и менее общую. Кун вводит понятие «парадигма» (обоснование универсальных сущностей). Цель науки - разработка явлений и теорий, которые парадигма заве­домо предполагает. Научное сообщество предполагает конку­ренцию между группами. В ходе борьбы между группами со­общества принимается или отрицается та или иная теория. По мнению Т. Куна, отказ от теории обосновывается в большей

89

с тепени ее неприятием научным сообществом, чем сопостав­лением теории с окружающим миром.

Философия науки в конце XX века приходит к новой по­зитивистской теории научного знания. Наряду с этой концеп­цией в XX веке развивалась теория В. И. Вернадского, осно­ванная на понимании науки как работы по установлению на­учных фактов, на основе которых создают гипотезы и выст­раивают картину мира, необходимую для человеческого разу­ма. Для современников многие гипотезы всегда представля-ются.неверными. Таким образом, В. И. Вернадский говорит о субъективном факторе в науке.

*У?За десятилетия с начала XX века наука проделала ог­ромный путь: освоено атомное ядро; появилась атомная энер­гетика и атомное оружие; созданы лазеры и вычислительные машины на полупроводниках; астрономия превратилась из оптической в волновую (открыты пульсары, квазары и т. д.). В физике осуществлен переход к кварковой модели веще­ства. Стала вполне допустима гипотеза, что кварки - это пос­ледние кирпичики вещества и дальнейшее дробление не от­вечает реальности. В области астрономии можно ожидать, что будут всесторонне исследованы космические лучи. В области астрофизики возникла теория В. Бааде, утверждав­шая, что после вспышки сверхновой звезды образуется ней­тронная звезда. Дальнейшее развитие астрофизики пошло под знаком этого открытия. Изучение космического излучения дало совершенно новые представления о природе и истории Вселенной.

Прогресс в науке XX-XXI веков определяется уровнем эк­спериментальной техники. Созданы радиотелескопы со сверх­большой базой. На основе многоканальных систем ЭВМ созда­ны радиотелескопы-спектрометры, с их помощью предполага­ется открывать планеты ближайших к нам 10 звезд. Очень ве-

роятно, что будут построены специальные большие радиоте­лескопы для поиска сигналов разумного происхождения во всем диапазоне волн. Получит дальнейшее развитие теория суще­ствования внеземных цивилизаций.

^v В XXI веке будет обсуждаться проблема ограничения про­изводства термоядерной энергии. Будут предприняты меры для использования других источников энергии: энергии ветра, при­ливов, солнечной энергии и т. д., то есть такие энергии, кото­рые не приводят к дополнительному нагреву планеты. Станет возможным узнать причину рождения Вселенной.

Среди ведущих научных дисциплин в XXI веке особое ме­сто займет биофизика. Эта наука воспроизводит в технике принципы, используемые в живой природе. На ее основе со­здаются гибридные системы, одна часть которых выполнена в металле, а другая состоит из биоэлементов. Предпринимают­ся попытки создать компьютер, использующий элементы, ха­рактерные для нервной системы. Биофизика может внести вклад в методы контроля за средой обитания человека, диаг­ностики и профилактики здоровья, поиска путей обеспечения человека пищей. Представляется, что исследования в этой области будут популярны в XXI веке.

В XX веке началась революция в генетике. С помощью ее методов созданы сотни новых сортов растений, введены гибри­ды риса, кукурузы, а также кур и свиней, что дает миллионы тонн дополнительной продукции. Созданы витамины и анти­биотики. Наукой установлено строение гена, открыты элемен­ты ДНК, хотя их роль в эволюции еще полностью не ясна. Раз­работана синтезация природного гена и выявлены механизмы воздействия на генетический код с целью получения нужных человеку изменений в наследственности.

К новым областям науки относятся: молекулярная биология и генная инженерия, кибернетика и теория информации, неравновес-

90

91

нал термодинамика и синергетика В этих областях сделаны следую­щие открытия: расшифрован генетический код, выяснена природа иммунитета, раскрыты механизмы работы биологических мембран, создана синергетика. В науке установилось глубокое единство физи­ки, химии и биологии в понимании основных явлений жизни.

В XXI веке мир вступил в новую эволюционную фазу, ус­ловно называемую вторичной эволюцией, когда в противосто­янии находятся технология и эволюция. Влияние технологии начинает преобладать, радикально изменяя и биосферу, и само­го человека. Сегодня технологию можно определить как сово­купность процессов и средств обработки и передачи информа­ции, социального управления и жизнеобеспечения.

Появилось понятие «высокие технологии», прежде всего, применительно к области химии. На «нижних» ярусах хими­ческая технология способствует более рациональному исполь­зованию уже имеющихся элементов производства. «Верхние» ярусы — это микротехнологии кристаллических информацион­ных структур. Например, кристаллические микроустройства на физико-химической основе.

Химия становится наукой создания новых химических форм. Развивается кибернетика на основе химических процес­сов. Развивается механическая технология. На базе гибких ав­томатизированных линий преобразуется парк станков, сформи­ровалась твердодетальная микромеханика. Возрастает число степеней свободы в механических системах роботов, развива­ется космическая механика свободы и невесомости.

Таким образом, развитие науки и технологии оказывает все большее влияние на все сферы жизни и открывает перед обще­ством XXI века новые возможности в совершенствовании сре­ды своего обитания.

Рекомендуемая литература

Основная

Аристотель. Метафизика : соч в 4 т. - М., 1975. - Т. 1.

Пашляр Г. Новый рационализм. - М., 1978.

Нэкон Ф. Новый органон : соч. в 2 т. - М., 1978. - Т. 2.

Вернадский В. И. Размышления натуралиста : в 2 кн. — М., 1')75; 1977.

Гейзенберг В. Физика и философия. - М., 1989.

Декарт Р. Рассуждения о методе : в 2 т. - М., 1989. - Т. 1.

Исторические типы рациональности : в 2 т. - М., 1995; 1996.

История философии : Запад - Россия - Восток / под ред. II. В. Мотрошиловой. - М., 1995.

Косарева Л. М. Социокультурный генезис науки Нового иремени. - М., 1989.

Кохановский В. П. Философия и методология науки : учеб­ник для вузов. - Ростов на/Д., 1999.

Лакатос И. История науки и ее рациональная реконструк­ция // Структура и развитие науки. - М., 1978.

ЛиотарЖ. Ф. Состояние постмодерна. - СПб., 1994.

Мамардашвили М. К. Классический и неклассический иде-iiiii.i рациональности. - Тбилисси, 1984.

Огурцов А. П. От натурфилософии к теории науки. - М, 1995.

Поппер К. Логика социальных наук // Вопросы философии. -1992.-№Ю.

Пуанкаре А. О науке. - М., 1983.

Степин В. С. Философия науки : учебник. — М., 2006.

Степин В. С. Научная картина мира в культуре техноген­ной цивилизации / В. С. Степин, Л. Ф. Кузнецова. - М., 2003.

Философия и методология науки / под ред. В. И. Кунцова. -М., 1996.

92

93

Дополнительная

Васильева 3. И. История образования и педагогической мысли за рубежом и в России / 3. И. Васильева, Н. В. Седова. — СПб., 2001.

Гайденко П. П. Эволюция понятия науки (XVII-XVIII века). -М., 1987.

Зайцев А. И. Культурный переворот в Древней Греции. — М., 1985.

Зубов В. П. Развитие атомистических представлений до начала XIX века. - М., 1985.

Карсавин Л. П. Культура средних веков. - Киев, 1995. Кефели PL Ф. История науки и техники. -- СПб., 1995. Кирсанов В. С. Научная революция XVII века. - ML, 1987. Косарева Л. М. Рождение науки Нового времени из духа культуры.-М., 1997.

Кузнецова Н. И. Наука в ее истории. - М., 1997.

Ле Тофф Ж. Цивилизация средневекового Запада. - М., 1992.

Маркова Л. А. Наука, история и историография XIX-XX веков. - М., 1987.

Мелюхин И. С. Информационное общество : истоки, про­блемы, тенденции развития. - М., 1999.

Нейгебауэр О. Точные науки в древности. - М., 1968.

Рожанский И. Д. Наука в контексте античной культуры // Наука и культура. - М., 1984.