21. Классическая наука: формирование механико-математической картины мира

Классическая наука (XVII – XIX вв.), исследуя свои объекты стремилась при их теоретическом описании исключить все, что относится к субъекту познания, а также средствам, приемам и операциям его деятельности. Здесь господствует объективный стиль мышления, стремление познать предмет сам по себе безотносительно к условиям его изучения. Классическая наука практически полностью была построена на достижениях механики и математики, и ее повсеместное распространение привело к формированию нового мировоззрения – механико-математической картины мира.

В основе этой картины лежало представление о природе, как о глобальном механизме. Механизм – это устройство, созданное человеком. Объявив природу механизмом, человек тем самым «создал» мир, в котором он смог что-то понимать, знать, а следовательно, преобразовывать его по своей воле и желанию. Природа стала рассматриваться с точки зрения естественного порядка, в котором имеют место только механические события. В этой связи пространство, время и материя стали интересовать людей только с количественной стороны. И даже если не отрицалась идея творения природы Богом, то предполагалось, что творил Он по законам математики. Книга природы написана на языке математики, и ключ к ней Бог вручил человеку.

Формирование механико-математической картины мира, прежде всего, связано с именами таких выдающихся ученых, как Р. Декарт, Г. Галилей, И. Ньютон.

Рене Декарт явился основоположником философского рационализма, признающего торжество разума всеми остальными формами существования, по сути, у Декарта разум и являлся основным критерием существования: «Мыслю – следовательно, существую». Он рассматривал в качестве основного критерия материального существования пространственную и временную протяженность. Декарт заложил основы математизации науки – неоценимое значение имеет введенные им понятия системы координат и переменной.

Галилео Галилей одним из первых привлек в качестве метода познания эксперимент. Опытным путем он установил независимость скорости падения тела от его массы, а также существование инерции. Галилей сформулировал первый принцип относительности и вообще ввел понятие относительного движения. Он сконструировал первый телескоп и обосновал путем наблюдений коперниканскую систему мира.

Однако, несмотря на огромный вклад его предшественников, основателем классической науки считается английский теолог и ученый Исаак Ньютон. Он обобщил имеющиеся на тот момент представления и сформулировал три закона, названные его именем, а также закон всемирного тяготения, которые легли в основу всей классической механики. Огромное значение имели его работы в области математики, разработанные и систематизированные им методы работы с бесконечно малыми величинами – дифференциальное и интегральное исчисление. Начиная с Ньютона, наука взяла на вооружения метод математического моделирования физических процессов. Он ввел в употребление как научные понятия силы, инерции, массы, скорости, ускорения и положил в качестве основы Вселенского механизма Пространство и Время. Ньютон также известен своими работами в области оптики и теории чисел. Работа Ньютона стала краеугольным камнем всей классической физики.

Не стоит, однако, думать, что на этом утверждение механической картины мира завершилось. Физика и математика многим обязаны выдающимся деятелям науки той эпохи: Уильяму Гильберту, Леонарду Эйлеру, Жозефу Лагранжу, Уильяму Гамильтону, Пьеру-Симону Лапласу и др. Лаплас и Кант создали первую модель возникновения Солнечной системы из горячего газо-пылевого облака, которая до сих пор поддерживается большинством ученых. Формирование механико-математической картины мира продолжалось практически до самого конца эпохи классической науки. Успехи механико-математического метода в познании физической действительности привели к тому, что подобный подход стал примеряться и к другим областям знания: истории, психологии и даже биологии. Это с одной стороны подвергалось жесточайшей (и во многом справедливой) критике со стороны традиционный взглядов, особенно религии, но с другой привело к проникновению в сугубо гуманитарные области знаний эффективных математических методов. На этом этапе зародились такие строго математические науки, как экономика и социология.

«Первым звонком» для классической механики стала термодинамика. Изначально основанная на механических предпосылках, она не смогла справиться с задачей описания сложных систем, состоящих из большого числа объектов сугубо механическими методами. Более того, применение механических аналогий привело к неразрешимым парадоксам и противоречиям как с самой механикой – парадоксы возвращаемости и обратимости, - так и с наблюдениями и обыденным опытом – постоянное возрастание энтропии и тепловая смерть Вселенной. В теории излучения термодинамические противоречия привели к «ультрафиолетовой катастрофе», а сформулированная Максвеллом теория электромагнетизма предполагала относительность скорости света, что противоречило опытным данным. Все это в конечном итоге привело к тому, что классическая физика уступила место новому этапу развития науки и новым теориям – теории относительности и квантовой механике. Не стоит, однако, недооценивать значение механики Ньютона не только для науки, но и для человечества в целом. Она являет собой замечательный пример простой физической теории, долгое время занимавшей пьедестал мировоззренческой. Успех механики стал толчком для дальнейшего развития науки, а особенно, техники. Развитие транспорта, машиностороения, авиации, а также астрономии и космонавтики было бы невозможно без четырех простых законов Ньютона. Без преувеличения можно сказать, что ньютоновская механика стала первой (и, возможно, единственной) популярной научной теорией, с основами которой в наше время знаком практически каждый. Вероятно, для большинства людей даже в наше время, породившее множество причудливых и сложных теории, физика ассоциируется именно с классической механикой Ньютона.