Основное содержание механической картины мира

1. Весь мир, вся Вселенная (от атомов до человека) понимался как совокупность огромного числа неделимых и неизменных частиц, перемещающихся в абсолютном пространстве и времени, взаимосвязанных силами тяготения, мгновенно передающимися от тела к телу через пустоту – ньютоновский принцип дальнодействия.

2. Согласно этому принципу, любые события жестко предопределены законами классической механики, так что если бы существовал, по выражению Лапласа, «всеобъемлющий ум», то он мог бы их однозначно предсказывать и предвычислять.

3. В механической картине мир был представлен состоящим из вещества, где элементарным объектом выступал атом, а все тела — как построенные из абсолютно твердых, однородных, неизменных и неделимых корпускул. Главными понятиями при описании механических процессов были понятия «тело» и «корпускула».

4. Движение атомов и тел представлялось как их перемещение в абсолютном пространстве с течением абсолютного времени. Эта концепция пространства и времени как арены для движущихся тел, свойства которых неизменны и независимы от самих тел, составляла основу механической картины мира.

5. Природа понималась как машина, части которой подчинялись жесткой детерминации, которая была характерной особенностью этой картины.

6. Важная особенность функционирования механической картины мира в качестве фундаментальной исследовательской программы — синтез естественнонаучного знания на основе редукции (сведения) разного рода процессов и явлений к механическим.

Несмотря на ограниченность уровнем естествознания XVII в., механическая картина мира сыграла в целом положительную роль в развитии науки и философии. Она давала естественнонаучное понимание многих явлений природы, освободив их от мифологических и религиозных схоластических толкований. Она ориентировала на понимание природы, исходя из нее самой, на познание естественных причин и законов природных явлений.

Материалистическая направленность механической картины Ньютона не избавила ее от определенных недостатков и ограниченностей. Одна из них состояла, в частности, в том, что эта картина не охватывала ни наук о жизни, ни наук о человеке. Механистичность и метафизичность мышления Ньютона проявляется, в частности, в его утверждении о том, что материя — инертная субстанция, обреченная на извечное повторение хода вещей, из нее исключена эволюция; вещи неподвижны, лишены развития и взаимосвязи; время — чистая длительность, а пространство — пустое «вместилище» вещества, существующее независимо от материи, времени и в отрыве от них. Ощущая недостаточность своей картины мира, Ньютон вынужден был апеллировать к идеям творения, отдавать дань религиозно-идеалистическим представлениям.

Несмотря на свою ограниченность, механическая картина мира оказала мощное влияние на развитие всех других наук на долгое время. Экспансия механической картины мира на новые области исследования осуществлялась в первую очередь в самой физике, но и в других областях знаний. Освоение новых областей потребовало развития математического формализма ньютоновской теории и углубленной разработки ее концептуального аппарата. А. Эйнштейн писал: «Значение трудов Ньютона заключается не только в том, что им была создана практически применимая и логически удовлетворительная основа механики, а и в том, что до конца XIX в. эти труды служили программой всех теоретических исследований в физике». Развитие многих областей научного познания в этот период определялось непосредственным воздействием на них идей механической картины мира. Так, Р.Бойль выдвинул программу, которая переносила в химию принципы и образцы объяснения, сформулированные в механике. Все химические явления он предлагал объяснять, исходя из представлений о движении «малых частиц материи» (корпускул). Механическая картина мира оказывала сильное влияние и на развитие биологии. Так, Ламарк, пытаясь найти естественные причины развития организмов, опирался на вариант механической картины мира, включавший идею «невесомых». Он полагал, что именно последние являются источником органических движений и изменения в живых существах. Развитие жизни, по его мнению, выступает как «нарастающее движение флюидов», которое и было причиной усложнения организмов и их изменения. Довольно сильным влияние механической картины мира было и на знание о человеке и обществе.

Однако по мере экспансии механической картины мира на новые предметные области наука все чаще сталкивалась с необходимостью учитывать особенности этих областей, требующих новых, немеханических представлений. Накапливались факты, которые все труднее было согласовывать с принципами механической картины мира. Она теряла свой универсальный характер, расщепляясь на ряд частонаучных картин, начался процесс расшатывания механической картины мира. В середине XIX в. она окончательно утратила статус общенаучной.

Понятие механической картины мира необходимо отличать от понятия «механицизм». Если первое понятие обозначает концептуальный образ природы, созданный естествознанием определенного периода, то второе – методологическую установку, односторонний методологический подход, основанный на абсолютизации и универсализации данной картины, признании законов механики единственными законами мироздания, а механической формы движения материи – единственно возможной. Принципы механической картины мира, согласно механицизму, должны быть приняты в качестве идеала объяснения любых природных процессов и истинной методики исследования законов природы. К тому же успехи механической теории в объяснении явлений природы, их большое значение для развития практики – техники, конструирования машин, строительства и т. п. привели к абсолютизации механической картины мира, которая стала рассматриваться в качестве универсальной.

Механицизм есть крайняя форма редукционизма (от лат. — движение назад, возвращение к прежнему состоянию) — методологического принципа, согласно которому высшие формы могут быть полностью сведены к низшим и объяснены на основе закономерностей, свойственных низшим формам (например, биологические явления — на основе физических и химических законов). Само по себе сведение сложного к более простому в ряде случаев оказывается плодотворным — например, применение методов физики и химии в биологии. Однако абсолютизация принципа редукции, игнорирование специфики уровней (т. е. того нового, что вносит переход на более высокий уровень организации) неизбежно ведет к заблуждениям в познании.

Представление о принципиальной сводимости всех процессов к механическим были порождены небывалыми успехами механики. В XIX в. механика прямо отождествлялась с точным естествознанием. Ее задачи и сфера ее применяемости казались безграничными. Еще Больцман утверждал, что физический процесс можно понять лишь в том случае, если объяснять его механически. Таким образом, естествознание рассматриваемого этапа было механистическим, поскольку ко всем процессам природы прилагался исключительно масштаб механики. Стремление расчленить природу на отдельные «участки» и подвергать их анализу по отдельности постепенно превращалось в привычку представлять природу, состоящей из неизменных вещей, лишенных развития и взаимной связи. Так сложился метафизический способ мышления, одним из выражений которого и был механицизм как своеобразная методологическая доктрина. Первую брешь в мире подобных представлений пробила теория электромагнитных явлений Д. Максвелла, дававшая математическое описание процессов, не сводя их к механике.

На современном, постнеклассическом этапе развития естествознания споры и дискуссии о редукционизме вспыхнули с новой силой. Так, М.В. Волькенштейн считает ложными положения о том, что «редукционизм теории есть заблуждение» или что «физикализм оказывал уничтожающее влияние на развитие биологии». Поэтому он считает, что борьба с редукционизмом и физикализмом не только бессмысленна, но и вредна для науки. Вопрос в том, какое содержание вкладывать в данные термины. В зависимости от этого редукционизм может быть либо «страшилкой» для устрашения естественников, либо эффективным способом познания. В последнем случае речь идет не о «сведении» — физика никогда не подменит биологию, но о раскрытии глубинных физических основ биологических явлений. Поэтому так называемый редукционизм в естественных науках есть обязательный и наиболее конструктивный способ познания. В этой связи автор приводит ряд примеров, свидетельствующих о выдающемся значении физических идей для развития биологии, начиная с теории кровообращения Гарвея, механической по своей сути, и положения Лавуазье об общности дыхания и горения, и кончая постановкой задачи о генетическом коде.

Многие современные исследователи подвергают также сомнению тезис И. Пригожина о том, что сегодняшняя наука не является редукционистской. Соглашаясь с тем, что, нужно избегать жесткого физикализма и механицизма, фактически отрицающих специфичность более сложного и ведущих к сведению целого к сумме его частей, всего к законам простейших формообразований природы, они вместе с тем утверждают, что в современном знании содержание термина «редукционизм» изменилось. Поэтому недопустим редукционизм механистический, но правомерен диалектически понятый редукционизм как использование фундаментальных законов более простых уровней с целью теоретического выведения (объяснения) качественной специфичности сложных образований.

Одна из закономерностей первого, классического этапа развития естествознания – становление его дисциплинарной структуры. Она характерна и для современного естествознания. Но определяющей особенностью современного этапа развития науки является ориентация на исследование межпредметных взаимодействий между естественными науками, междисциплинарных связей естествознания и гуманитарного знания, универсальных методологических установок (детерминистской, системной, эволюционной, коэволюционной, экологической, синергетической и др.)

II. Этап зарождения и формирования эволюционных идей — с начала 30-х гг. XIX в. до конца XIX — начала XX вв.

Уже с конца XVIII в. в естественных науках (в том числе и в физике, выдвинувшейся на первый план) накапливались эмпирические факты, которые не «вмещались» в механическую картину мира и не объяснялись ею. «Подрыв» шел с двух сторон: во-первых, со стороны самой физики и, во-вторых, со стороны геологии и биологии.

Первая линия «подрыва» была связана с активизацией исследований в области электрического и магнитного полей. Особенно большой вклад в эти исследования внесли английские ученые М. Фарадей и Д. Максвелл. Благодаря их усилиям стали формироваться не только корпускулярные, но и континуальные («сплошная среда») представления.

М. Фарадей обнаружил взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, ввел понятия электрического и магнитного полей, выдвинул идею о существовании электромагнитного поля. Д. Максвелл создал электродинамику и статистическую физику, построил теорию электромагнитного поля, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею об электромагнитной природе света. Тем самым материя предстала не только как вещество (как в механической картине мира), но и как поле. Как писал А. Эйнштейн, «первый удар по учению Ньютона о движении как программе для всей теоретической физики нанесла максвелловская теория электричества...; наряду с материальной точкой и ее движением появилась нового рода физическая реальность, а именно «поле». В уравнениях Максвелла была дана количественная, математическая формулировка законов поля, выражающих его структуру и определяющих взаимодействия между ядрами и электронами в атомах и молекулах. К электромагнитному взаимодействию сводится и большинство сил, проявляющихся в макроскопических процессах — силы упругости, трения, химические связи и др.

Успехи электродинамики привели к созданию электромагнитной картины мира, которая объясняла более широкий круг явлений и более глубоко выражала единство мира, поскольку электричество и магнетизм объяснялись на основе одних и тех же законов (законы Ампера, Ома, Био-Савара-Лапласа и др.). Поскольку электромагнитные процессы не редуцировались к механическим, то стало формироваться убеждение в том, что основные законы мироздания — не законы механики, а законы электродинамики, и электродинамика все чаще заменяла механику.

Работы в области электромагнетизма сильно подорвали механическую картину мира и по существу положили начало ее крушению. Оценивая этот качественный поворот в миропонимании, А. Эйнштейн и Л. Инфельд писали: «Во второй половине девятнадцатого столетия в физику были введены новые революционные идеи; они открыли путь к новому философскому взгляду, отличающемуся от механического. Результаты работ Фарадея, Максвелла и Герца привели к развитию современной физики, к созданию новых понятий, образующих новую картину действительности». С тех пор механистические представления о мире были существенно поколеблены, и, будучи не в силах объяснить новые явления, механическая картина мира начала сходить с исторической сцены, уступая место новому пониманию физической реальности.

Начало второго направления «подрыва» механической картины мира связано с именами английского геолога Лайеля, и французских биологов Ламарка и Кювье.

Ч. Лайель в труде «Основы геологии» разработал учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов. Он перенес нормативные принципы биологии в геологию, построив здесь теоретическую концепцию, которая впоследствии оказала влияние на биологию. Иначе говоря, принципы высшей формы он перенес на познание низших форм. Ч. Лайель — один из основоположников актуалистического метода в естествознании, суть которого в том, что на основе знания о настоящем делаются выводы о прошлом (т. е. настоящее — ключ к прошлому). Однако Земля для Лайеля не развивается в определенном направлении, она просто изменяется случайным, бессвязным образом. Причем изменения — это у него лишь постепенные количественные изменения, без скачков, без перерывов постепенности, без качественных изменений. А это метафизический, «плоскоэволюционный» подход.

Ж. Б. Ламарк создал первую целостную концепцию эволюции живой природы. По его мнению, виды животных и растений постоянно изменяются, усложняясь в своей организации в результате влияния внешней среды и некоего внутреннего стремления всех организмов к усовершенствованию. Провозгласив принцип эволюции всеобщим законом развития живой природы, Ламарк, однако, не вскрыл истинных причин эволюционного развития. Он полагал, что приобретенные под влиянием внешней среды изменения в живых организмах становятся наследственными и служат причиной образования новых видов. Но передача по наследству этих приобретенных изменений Ламарком доказана не была. Главная его заслуга — создание первого в истории науки целостного, систематического эволюционного учения. Тем самым Ламарк выступил против метафизической теории постоянства видов. С его точки зрения, живое возникает из неживого при помощи особых материальных «флюидов», причем сначала образуются простейшие формы, затем из них развиваются более сложные («принцип градации»). Однако он считал, что сама материя не способна к самодвижению и развитие природы направляется согласно «божественной внутренней цели» (телеологизм).

Ж. Кювье в отличие от Ламарка не признавал изменяемости видов, объясняя смену ископаемых фаун так называемой «теорией катастроф», которая исключала идею эволюции органического мира. Кювье утверждал, что каждый период в истории Земли завершается мировой катастрофой — поднятием и опусканием материков, наводнениями, разрывами слоев и др., в результате чего гибли животные и растения, и в новых условиях появились новые виды, не похожие на предыдущие. Причину катастроф он не объяснял. По словам Энгельса, теория Кювье о претерпеваемых Землей революциях была революционна на словах и реакционна на деле. На место одного акта божественного творения она ставила целый ряд повторных актов творения и делала из чуда существенный рычаг природы.

Итак, уже в первые десятилетия XIX в. фактически было подготовлено «свержение» метафизического способа мышления, господствовавшего в естествознании. Началась вторая революция в естествознании, чему особенно способствовали три великих открытия: создание клеточной теории, открытие закона сохранения и превращения энергии и разработка Дарвиным эволюционной теории.

Теория клетки была создана немецкими учеными М. Шлейденом и Т. Шванном (1838—1839 гг.) Открытие клетки и ее способности к изменениям свидетельствовало о том, что растительные и животные клетки в основе имеют одинаковую структуру. Было установлено, что высшие растительные и животные организмы в своем развитии подчиняются общим законам: в частности, они начинают жизнь с единой клетки, которая дифференцируется, делится, каждая вновь возникшая тоже делится и так строится весь организм. Клеточная теория доказала внутреннее единство всего живого и указала на единство происхождения и развития всех живых существ. Она утвердила общность происхождения, а также единство строения и развития растений и животных.

Закон сохранения и превращения энергии (Ю. Майер, Д. Джоуль, Э. Ленц, 40-е гг. XIX в.) показал, что признававшиеся ранее изолированными так называемые «силы» — теплота, свет, электричество, магнетизм и т. п. — взаимосвязаны, переходят при определенных условиях одна в другую и представляют собой различные формы одного и того же движения в природе. Энергия как общая количественная мера различных форм движения материи не возникает из ничего и не исчезает, а может только переходить из одной формы в другую.

Эволюционная теория была окончательно оформлена Ч. Дарвином в труде «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859). Сущность теории: растительные и животные организмы (включая человека) — являются результатом длительного естественного развития (эволюции) органического мира, ведут свое начало от немногих простейших существ, которые в свою очередь произошли от неживой природы. Тем самым были найдены материальные факторы и причины эволюции — наследственность и изменчивость — и движущие факторы эволюции — естественный отбор для организмов, живущих в «дикой» природе, и искусственный отбор для разводимых человеком домашних животных и культурных растений.

Таким образом, появление дисциплинарно организованной науки к середине XIX в. привело к значительным изменениям в области структуры естествознания и его дифференциации. На базе развития не только физики, но и других отраслей естествознания – прежде всего, химии и биологии – возникают другие специальные картины природы, несводимые к механической картине мира. Происходят значительные изменения в частнонаучной методологии этого исторического периода, выразившиеся в дифференциации дисциплинарных идеалов и норм исследования, нередуцируемых к тем, что имелись в арсенале классической механики. Возникновение дисциплинарно организованной науки, разнообразие дисциплинарных онтологий, появление новых нормативных структур, проведение специальных научных исследований в разных областях естествознания – все это обострило интерес к проблемам методологического характера, в частности к соотношению разнообразных методов науки, классификации наук и синтезу знаний в процессе научного поиска.

Радикальные изменения в содержании научного знания и его методологической оснащенности, а также сопутствовавшая им перестройка элементов метатеоретических оснований научного поиска могут быть расценены в качестве второй глобальной научной революции в развитии естествознания, произошедшей в середине XIX в.

К концу XIX в. стало очевидным, что научный метод, сводившийся к изоляции, объяснению и упорядочению, натолкнулся на свои границы. Оказалось, что изменяется и преобразуется сам предмет познания, а метод уже не может быть отстранен от предмета. Естественнонаучная картина мира, по существу, перестает быть только естественнонаучной, ибо в нее включается человек.