2.3. Развитие научных знаний

В ЭПОХУ НОВОГО ВРЕМЕНИ.

КЛАССИЧЕСКАЯ НАУКА

Научная революция XVII века. В XVII веке был совершен целый ряд открытий, заложивших основы современной науки. Прежде всего, это открытия в области астрономии. Первым из них стало открытие Николаем Коперником (1473—1543) гелиоцентрической системы, которая пришла на смену геоцентрической системе Птолемея. Коперник обнаружил, что Земля одновременно вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Тем самым религиозная картина мира была основательно подорвана: Земля перестала быть неподвижным центром Вселенной. Сам Коперник, по всей видимости, не считал, что совершил переворот в картине мира; он лишь предлагал другой, более удобный, чем у Птолемея, способ расчета движения планет. Гипотеза о суточном вращении Земли была просто более экономна, чем гипотеза о вращении вокруг нее всех небесных сфер. Объективно, Коперник, показал, что возможна различная интерпретация одних и тех же фактов. Идею о том, что у Вселенной вообще нет никакого центра, поскольку в ней существует бесконечное число миров, отстаивал и Джордано Бруно (1548—1600).

Иоганн Кеплер (1571—1630) сформулировал три закона движения планет. Человечество узнало, что «божественные» планеты движутся не по идеальному кругу, как считалось со времен античности, а по эллипсу. При этом скорость движения планет неравномерна. Кеплер также уточнил расстояние между Землей и Солнцем и предложил объяснение солнечных и лунных затмений. Кеплер показал, что нет принципиальной разницы между движением небесных и земных тел, поскольку все они подчиняются естественным законам.

Галилео Галилей (1564—1642) сконструировал телескоп и увидел, что Млечный Путь состоит из множества звезд, на Луне есть горы, а на Солнце пятна. Ему удалось обнаружить фазы Венеры, что стало доказательством ее вращения вокруг Солнца. Тем самым он фактически подтвердил правильность учения Коперника.

Открытия в области астрономии разрушили религиозное представление об устройстве Вселенной; Земля оказалась не уникальной, а рядовой планетой, вовсе не являющейся центром мироздания. Соответственно менялся и взгляд человека на свое место и роль в Мире, поскольку оказалось, что Мир «сотворен» не для него (ранее, например, считалось, что планеты созданы для того, чтобы светить ночью людям). На основе понимания единства законов движения планет формируется идея универсальности законов небесного и земного миров.

Галилей стал и основателем современной физики. Во-первых, он ввел в науку принципиально новый метод исследования — эксперимент. Простой чувственный опыт и наблюдение, как считал Галилей, не может дать достоверного знания; в то же время эксперимент позволяет точно воспроизводить условия проведения опыта и выявлять факторы, которые определяют его результат. Во-вторых, Галилей обосновал гипотетико-дедуктивный метод построения теории: любое исследование требует выработки гипотезы, которая затем получает опытную проверку с помощью дедуктивно выведенных следствий. В-третьих, Галилей осуществил математизацию физики, введя количественные методы обработки данных опыта. В-четвертых, Галилей впервые использовал методы идеализации и мысленного эксперимента в физике, продемонстрировав, что без них невозможно сформулировать многие важные принципы познания, например, принцип инерции, поскольку опытным путем нельзя исключить все внешние силы, препятствующие движению. В-пятых, Галилей преобразовал Аристотелевское учение о причинах. Из четырех причин он оставил две: материальную, касающуюся состава и строения изучаемого объекта, и двигательную, относящуюся к источникам появления данного объекта или явления (причинно-следственную связь). Остальные причины — формальную и целевую — он исключил из мира науки. С этого времени физика перестала выяснять конечные (смысло-целевые) причины изучаемых ею объектов; она стала исследовать, как произошло то или иное событие, а не почему и зачем.

Становление и развитие классической науки в XVII веке происходило не только под влиянием научной революции и открытий в области физики и астрономии, но и на основе достижений в других областях человеческого познания. В математике появилось интегральное и дифференциальное исчисление (Ньютон, Лейбниц), позволившее более точно описать физические взаимодействия; химия объяснила процессы соединения элементов (Р. Бойль); в биологии было предложено описание системы кровообращения (Гарвей) и открыта клетка (Левенгук). Важную роль сыграло изобретение измерительных приборов — телескопа (Галилей), микроскопа (Р. Гук), маятниковых часов (Гюйгенс), прибора для измерения долготы (Д. Гаррисон). Тем самым естествознание получило новые ресурсы и инструменты эмпирического исследования и анализа данных.

Новации в области развития науки сопровождались и изменениями в философии, в которой на передний план выходят гносеологические проблемы. При этом внимание акцентируется на разработке метода, позволяющего достичь достоверного знания. Индуктивный метод получил теоретическое обоснование в трудах Ф. Бэкона; рациональное познание и дедукция были обстоятельно исследованы Р. Декартом.

Фрэнсис Бэкон (1561—1626). Роль Бэкона в развитии научного знания состоит в том, что он стал основоположником новоевропейского эмпиризма. Предшествующие этапы развития научного знания Бэкон называет «детством науки». Чтобы выйти из этого состояния, следует кардинально реформировать характер научного знания — осуществить «великое восстановление науки» Для этого необходимо принципиально изменить ее идеалы, изучить познавательные способности человека и создать систему методов познавательной деятельности. Знание должно повернуться к человеческой практике: не «знание ради знания» (Античность), а знание ради служения потребностям людей. Наука призвана обеспечивать могущество человека, облегчить его жизнь. Познание должно начинаться с природы, поскольку именно природа является источником его существования. Познание природы строится не на простом наблюдении, а на опыте: в процессе наблюдения имеет место «диалог» человека и природы, а осуществление опыта представляет собой «монолог» природы, где предметы природы сталкиваются между собой. Задача ученого состоит в фиксации этих предметных взаимодействий и их дальнейшем анализе. Но чтобы стать эффективным инструментом познания, опыт должен быть хорошо продуман и правильно организован.

По мнению Бэкона, знание не может возникнуть в голове ученого само по себе, а должно выводиться из опыта, который таким образом индуцирует знание. Поэтому основной метод, с помощью которого можно обобщить данные опыта и перейти к общетеоретическим положениям, является индуктивный метод (индукция — логическое умозаключение от частного к общему). Суть метода была известна и до Бэ-кона. Различалась полная и неполная индукция. Считалось, что полная индукция возможна только в закрытых системах, характеризующихся конечным набором эмпирических фактов; она может обеспечить достоверное знание. Неполная индукция имеет дело лишь с определенной частью опытных данных, но, тем не менее, распространяет выводы на весь класс изучаемых явлений; поэтому она может обеспечить только вероятностное знание. Осознавая пределы применимости неполной индукции, Бэкон предложил более усложненный вариант индуктивного метода («новую индукцию»), основанный на поэтапном построении таблиц «сходств и различий» опытных данных, который должен был учитывать возможность фактов, не вписывающихся в теорию. Тем самым он рассчитывал преодолеть недостатки неполной индукции и сделать метод надежным инструментом в достижении истинного знания.

И хотя задача эта оказалась невыполнимой (какой бы ни была сложной процедура индукции, выводы и знание останутся вероятностными, поскольку всегда может найтись какой-нибудь эмпирический факт, опровергающий индуктивное обобщение огромного числа предшествующих фактов), для обнаружения простейших причинных связей Бэконовские идеи оказались весьма плодотворными и существенно продвинули развитие естествознания в XVII в.

Другой заслугой Бэкона стала его классификация заблуждений, которые часто неосознанно совершаются учеными в процессе научного познания. Эти заблуждения Бэкон называл «идолами» или «признаками». Самые опасные «идолы» — это «идолы рода». Они присущи каждому человеку как представителю человеческого рода и связаны с психическими особенностями людей, непосредственно влияющими на познавательную деятельность: люди склонны приписывать собственные цели, мотивы, желания, смыслы другим людям и даже явлениям природы. «Идолы пещеры» — это те же «идолы рода», но отражающие конкретно-специфические особенности отдельных людей, на основании которых все люди смотрят на мир как бы из своей пещеры. «Идолы рынка» — это такие заблуждения, которые появляются в результате использования языка: слова, которые мы используем, содержат в себе много неточностей, заблуждений и предрассудков. «Идолы театра» вызывают замещение научного познания верованием, ссылками на авторитеты, когда вместо своего суждения предлагается не тестированное принятие чужого мнения.

Только освободившись от всех этих заблуждений ума («идолов»), можно получить знание объективное, не зависящее от субъекта познания. Разум стал рассматриваться как обезличенная структура, предельно объективная и предельно беспристрастная. Данная установка получила широкое распространение и стала определяющим принципом научного исследования вплоть до конца XIX в.

Ф. Бэкон считал, что наука должна быть организована и управляема. В своем произведении «Новая Атлантида» он описывает идеально организованный коллектив ученых, работающих на основе разделения труда: одни ученые изучают источники, другие — делают опыты, третьи — составляют таблицы для индуктивных обобщений и т. д. Результаты работ открыто обсуждаются и публикуются. Задача ученых — давать полезные практические советы людям. Тем самым Ф. Бэкон фактически возводит науку на уровень специальной профессиональной деятельности.

Ренэ Декарт (1596—1650). Так же, как и Ф. Бэкон, Р. Декарт дает отрицательную оценку современного ему состояния знания, считая его, по большей части, недостоверным и бесполезным. Однако. в отличие от Бэкона, он полагает, что истинное знание может быть достигнуто только с помощью Разума. При этом для правильного использования Разума исследователю необходимо руководствоваться надежным методом и определенными правилами.

Поиск эффективного метода Декарт начинает в сфере математического знания, поскольку именно математика, по его мнению, содержит в себе истинно научное мышление. Образцом науки для Декарта выступала алгебра (для древнегреческих математиков образцом была геометрия). Применив алгебру к геометрии, Декарт сформулировал основные принципы аналитической геометрии, которая приобрела значение универсальной теории для всей математики Нового времени. После этого осталось сделать последний шаг — распространить ее методы на все области знания, в том числе и на сферу человеческого сознания, то есть создать универсальную математику как метатеорию (всеобщую теорию) любой науки. Это, по мнению Декарта, было вполне реализуемо, потому что все науки, как и математика, имеют дело с порядком и мерой.

Тем не менее, в дальнейшем Декарт отказался от этой идеи, поскольку обнаружил, что математические правила перегружают Разум исследователя слишком сложными и ненужными символами. Поэтому в «Правилах для руководства ума» он предложил более простые основные правила, которыми и должен руководствоваться каждый ученый в процессе научно-исследовательской работы:

1) Ничего не принимать на веру. Включать в свои суждения только ясные, отчетливые идеи.

2) Расчленять каждую проблему на простые элементарные части. Разделяя сложное на простое, мы достигаем очевидности.

3) За анализом должен следовать синтез: из простых элементов необходимо выстроить последовательность и восстановить порядок и целостность.

4) Осуществлять постоянный контроль над всеми этапами работы, следить за тем, чтобы никакая деталь не была упущена.

Истина выводится с помощью логических операций из Разума, продуцирующего интуитивные идеи. Научное познание, в собственном смысле этого слова, начинается, по мнению Декарта, с интеллектуальной интуиции, то есть с прямого, непосредственного, рационального постижения сути дела. Интуиция принципиально не выводима из опыта, она есть экспликация врожденных идей. Интуиция обладает характеристиками ясности, отчетливости, очевидности и представлена в форме общетеоретических принципов, гипотез, аксиом, теорем и т. п. Из интуитивных идей дедуктивно выводятся следствия, которые могут стать основанием для построения теорий. Только дедукция приводит к ясным, отчетливым, очевидным идеям, на основе которых формулируется достоверное знание. Доказательством этого является математика, которая свободна от заблуждений именно потому, что использует аксиоматико-дедуктивный метод.

Программа по реорганизации физики, предложенная Галилеем, а также принципиальные положения философии научного познания, полученные в работах Бэкона и Декарта, были систематически разработаны И. Ньютоном (1643—1727). В 1687 г. была опубликована его главная работа «Математические начала натуральной философии», в которой были приведены в систему все имеющиеся на данный момент времени знания о механическом движении. Ньютон сформулировал три закона механики, закон всемирного тяготения, ввел в физику собственные (для физики) понятия (материальная точка, сила, масса, абсолютное пространство, абсолютное время), сформулировал принцип дальнодействия для обоснования закона всемирного тяготения. Тем самым он завершил построение механики, которая стала научной (гипотетико-дедуктивной) теорией. На основе сформулированных Ньютоном законов и принципов стал возможным анализ большого числа опытных данных с помощью универсальных объяснительных причин. Принципиальные идеи Ньютона, опиравшиеся на эксперимент, математику, гипотетико-дедуктивный метод, определили развитие не только физики, но и всего естествознания на ближайшие два века. Классическая механика стала эталоном научной теории, а ее основные положения легли в основу классической механистической картины мира. Ее основные принципы:

– существует один вид материи — вещество, состоящее из мельчайших, неделимых, непроницаемых, твердых, однородных и неизменных частиц (атомов). Масса вещества постоянна. Основные понятия, использующиеся для описания физических взаимодействий — «тело» и «корпускула»;

– все взаимодействия осуществляются на основе ньютоновского принципа дальнодействия, предполагающего мгновенную передачу взаимодействия через пустоту;

– материя, пространство, время, движение являются абсолютно самостоятельными субстанциями, не зависящими друг от друга (субстанция — это то, что по определению ни в чем не нуждается для своего существования). Абсолютное пространство, по образному выражению Ньютона, представляет собой вместилище (ящик), в котором размещены материальные тела; если убрать эти тела, то пространство все равно останется. Абсолютное время есть чистая длительность, протекающая независимо от физических взаимодействий;

– движение тел рассматривается как их перемещение в абсолютном пространстве и в абсолютном времени;

– с помощью декартовой системы координат можно описать все состояния тела (явления, процесса), которые были в прошлом и произойдут в будущем. То есть, все события, взаимодействия и процессы являются ретросказуемыми и предсказуемыми;

– физические взаимодействия характеризуются с помощью динамических законов (по типу y = кx), описывающих однозначное поведение любых образований.

На основе физической (механистической) картины мира формируются общие принципы классической науки, распространявшиеся на все виды знания и принятые научным сообществом:

1) Признание объективности существования природы, управляемой естественными объективными законами. Единственной подлинной реальностью является материальный мир.

2) Мир качественно однороден; все его тела состоят из одной и той же материально-вещественной субстанции; между телами существуют только количественные различия. Из этого следует, что есть основополагающие принципы существования мира (например, закон всемирного тяготения), а законы небесного и земного миров одинаковы.

3) В науке утверждается жесткий («лапласовский») детерминизм, построенный на признании однозначных причинно-следственных связей; все процессы ректросказуемы и предсказуемы. Зная координаты тела и действующие на него силы, можно узнать положение тела в каждый последующий момент времени. Отсутствие точного предсказания является следствием нашего незнания координат нахождения тела; случайности исключены, им нет места в науке.

4) Мир принципиально познаваем: в конечном счете можно найти абсолютную истину, то есть получить полное завершенное знание о мире.

5) Процесс познания является зеркальным отражением природы. Объект познания должен быть описан «в чистом виде», без элементов субъективности. Таким образом, истина объективна и объектна (предметна).

6) Процесс познания представляет собой единство теоретического и эмпирического уровней. Теоретические и эмпирические законы имеют равное право на существование.

7) Законы механики — это универсальные законы мироздания, а единственно возможной формой движения является механическое движение. Данная методологическая установка — «механицизм» — стала общепринятой в научном мире.

8) Механицизм редуцируется на все области научного познания. В химии (Бойль), биологии (Ламарк) взаимодействия элементов объясняли исходя из представлений о движении корпускул. Ламетри назвал свой труд «Человек — машина», обнаружив сходство между поведением людей и действием машинных механизмов.

9) В науке обозначилась ориентация на сведение сложного к простому; целое рассматривается как агрегат элементарных частиц, оно не влияет на части; свойства целого и части идентичны.

10) Материя представляет собой инертную не эволюционирующую субстанцию; в науке господствует антиэволюционистская установка.

11) Существует конечный предел делимости материи.

12) Наука призвана быть нейтральной и беспристрастной. Никакие социокультурные установки, ценности и персональные предпочтения не должны влиять на деятельность ученого.

Большие успехи механики в объяснении природы и ее ведущее место в системе наук о природе привели к тому, что механика в XVIII—XIX вв. стала отождествляться с точным естествознанием в целом.