книги / Наука и научная картина мира
..pdfДжордж Рипли Книга двенадцати врат
Следует начинать на закате солнца, когда Красный супруг и Белая супруга объединяются в жизненном духе [соединение двух начал], дабы жить в любви и спокойствии, в точной пропорции воды и земли. С запада продвигайся через мрак в направлении на север; разлагай и растворяй мужа и жену на протяжении срока между осенью и весной; превращай воду в черную землю и поднимайся, проходя через различные цвета, к востоку, где покажется полная луна. После очищения покажется ясное и лучистое солнце; наступает лето после зимы, день после ночи. Земля и вода превратились в воздух, мрак рассеялся, появился свет; запад есть начало теории; начало разложения полагается между востоком и западом…
Раймонд Луллий
Чтобы приготовить эликсир мудрецов, или философский камень, возьми, сын мой, философской ртути и накаливай, пока она не превратится в красного льва. Дигерируй этого красного льва на песчаной бане с кислым виноградным спиртом, выпари жидкость, и ртуть превратится в камедеобразное вещество, которое можно резать ножом. Положи его в обмазанную глиной реторту и, не спеша, дистиллируй. Собери отдельно жидкости различной природы, которые появятся при этом. Ты получишь безвкусную флегму, спирт и красные капли. Киммерийские тени покроют реторту своим тусклым покрывалом, и ты найдешь внутри нее истинного дракона, потому что он пожирает свой хвост. Возьми этого черного дракона, разотри на камне и прикоснись к нему раскаленным углем. Он загорится и, приняв вскоре великолепный лимонный цвет, вновь воспроизведет зеленого льва. Сделай так, чтобы он пожрал свой хвост, и снова дистиллируй продукт. Наконец, сын мой, тщательно ректифицируй, и ты увидишь появление горючей воды и человеческой крови…
21
Тема 3.Современная научная картина мира
Ключевые понятия: эйнштейновская научная картина мира, специализация, интеграция, междисциплинарность научного знания, релятивизм, эволюционизм, синергетика, системный подход, фундаментальное и прикладное знание, парадигма, научно-исследовательская программа, научное сообщество, научная этика.
Прочитать к теме:
1.Вернадский В. Несколько слов о ноосфере // Наука и рациональная картина мира: хрестоматия. – Пермь: Изд-во ЗУНЦ, 2005. – С. 15-20.
2.Кун Т. На пути к нормальной науке // Там же. – С. 34-40.
3.Флоренский П. Итоги // Там же. – С. 88-91.
4.Ортега-и-Гассет Х. Варварство «специализма» // Там же. – С. 102-105.
1.Современные тенденции в развитии науки. Характеристика современной научной картины мира
Серия открытий конца XIX – начала XX века (открытие структуры атома, явления радиоактивности, дискретного характера электромагнитного излучения и т. д.) опровергла важнейший постулат механистической картины мира, согласно которому все явления природы можно объяснить с помощью системы простых сил, действующих между неизменными объектами. К середине XX века сформировалась новая научная картина мира – эйнштейновская. В основу новой картины мира легли:
∙общая и специальная теория относительности (релятивистская теория), согласно которой все системы отсчета пространства и времени являются равноправными, а значит, все научные представления имеют смысл только в определенной системе координат;
∙квантовая механика, выявившая вероятностный характер законов микромира и неустранимый корпускулярно-волновой дуализм материи.
Новая научная картина мира видоизменила ключевые представления о пространстве, времени, причинности, непрерывности, было отвергнуто однозначное противопоставление субъекта и объекта, восприятие оказалось зависимым от системы отсчета, в которую входят и субъект, и объект, от способа наблюдения и т. д. Стало ясно, что абсолютно полную и достоверную научную картину мира не удастся создать никогда, любая из них обладает лишь относительной истинностью.
Дальнейшее развитие принципа эволюционизма, разработанного Дарвиным для биологических систем, привело к его переносу на неживые объекты. Первыми эту концепцию позаимствовали физики, выдвинув идею эволюции Вселенной, породив тем самым новую космологию. В настоящее время основная работа ведется на молекулярно-генетическом уровне, благодаря чему была создана синтетическая теория эволюции и новая научная
22
дисциплина биогеохимия. Одним из важнейших результатов внедрения принципа универсального эволюционизма было возникновение синергетики.
Согласно второму началу термодинамики в системах, имеющих постоянную энергию, при самопроизвольных процессах энтропия (беспорядок, хаос) всегда возрастает, а упорядоченность со временем, соответственно, уменьшается. Применительно к Вселенной в целом это означает, что, рано или поздно, вся энергия превратится в тепловую. Однако эволюция живых организмов противоречит данной аксиоме. Распространение принципа эволюционизма на другие уровни организации материи показало, то в природе действует не только разрушительный, но и созидательный принцип, неживая материя также способна самоорганизовываться и самоусложняться. Так возникла синергетика – теория самоорганизации систем. Возникнув на базе физических дисциплин (термодинамики, радиофизики и пр.), синергетика в настоящий момент приобрела междисциплинарный характер, подводя базу под глобальный эволюционный синтез, осуществляющийся в науке.
Таким образом, в основе методологии современной науки лежит системный подход, согласно которому все природные объекты (атомы, планеты, живые организмы и т. д.) представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы. Выделяют два больших класса систем: системы неживой и живой природы. Принято так же выделять три уровни строения материи:
∙макромир – мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины от долей миллиметра до километров и временные измерения от долей секунды до лет;
∙микромир – мир предельно малых непосредственно ненаблюдаемых объектов;
∙мегамир – мир космических масштабов и скоростей, расстояние измеряется световыми годами, а время – миллионами и миллиардами лет.
Применяя критерий масштабности к живой природе, можно выделить следующие уровни организации живого вещества:
∙биосферный, включающий всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой;
∙уровень биогеоцинозов, отражающий структуры, состоящие из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единую экосистему;
∙популяционно-видовой уровень, образуемый особями одного вида;
∙уровень организмов, отражающий признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ;
∙клеточный и субклеточный уровни, отражающие особенности специализации клеток, а также внутриклеточные структуры;
∙молекулярный уровень, отражающий особенности химизма живого вещества, а также механизмы и процессы передачи генной информации.
23
Еще одной важной тенденцией развития современной науки является единство процессов дифференциации и интеграции научного знания. В настоящее время насчитывается около 15 тыс. различных научных дисциплин. Такое усложнение структуры научного знания имеет несколько причин. В основе современной науки лежит аналитический подход к действительности, то есть основным методом познания является расчленение изучаемого явления на простейшие составляющие. В результате изучаемая действительность оказалась подробно детализирована. Вторая причина дифференциации науки заключается в том, что за последнее время резко возросло число объектов научного изучения. Ни один научный гений сейчас физически не может охватить все многообразие научного знания.
С одной стороны, подобная специализация полезна и неизбежна. Она позволяет более глубоко изучить отдельные аспекты реальности, облегчает труд ученых. Но в то же время дифференциация научного знания несет в себе опасность разложения единой картины мира на автономные, изолированные, не связанные друг с другом части. В настоящий момент все больше утверждается идея принципиального единства всех явлений природы, а, следовательно, и интеграции научного знания, которая может осуществляться в нескольких направлениях:
∙организация исследований на стыке наук;
∙разработка междисциплинарных научных методов (спектральный анализ, хроматография, компьютерный эксперимент, применение математического метода);
∙поиск единых теорий и принципов, к которым можно было бы свести бесконечное разнообразие явлений природы (единая теория поля, глобальный эволюционный синтез в биологии, физике химии и т.д.);
∙разработка теорий, выполняющих общеметодологические функции, и возникновение синтезирующих дисциплин, объединяющих далекие друг от друга науки (кибернетика, синергетика);
∙изменение самого принципа выделения научных дисциплин, появление нового типа проблемных наук, имеющих комплексный характер и привлекающих для решения одной проблемы одновременно несколько дисциплин (онкология и пр.).
Внастоящее время в науке одновременно действуют и процессы дифференциации, и процессы интеграции, но именно интеграция стала ведущей закономерностью развития научного прогресса.
Принцип дифференциации оказал влияние также и на направления научных исследований. В современной науке выделяются три направления исследований. Фундаментальные исследования представляют собой глубокое и
всестороннее изучение предмета, не предполагающее непосредственного практического использования полученных знаний. Фундаментальные науки ориентированы на выявление основополагающих, базовых законов природы. Прикладные исследования направлены на использование достижений фундаментальной науки для решения практических задач. Результатом
24
исследования является создание и совершенствование новых технологий.
Научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки (НИОКР) представляют собой соединение науки с производством, обеспечивая тем самым как научные, так и технико-инженерные проработки проекта.
2.Кризисы научной методологии. Современные модели развития науки
Новая научная картина мира опровергла принцип абсолютной объективности научного знания, утвердила относительность основных научных категорий, их зависимость от системы отсчета, способа наблюдения и других факторов. Такая постановка проблемы заставила по-новому взглянуть на историю развития науки и становления научного знания.
До середины XX века основной движущей силой развития науки считалась постепенная смена научных теорий в зависимость от их экспериментального подтверждения или опровержения. Главной методологической проблемой считалось сведение теоретического уровня исследований к эмпирическому.
Новое видение научной действительности продемонстрировало, что развитие научного знания осуществляется не поступательно, а скачкообразно, периоды медленного накопления данных сменяются резкими изменениями, связанными с внедрением радикально новых идей, и изменением всей научной картины мира. Более того, выяснилось, что формирование научной картины мира определяется не столько сменой научных теорий, сколько влиянием внешних и внутренних факторов. К первым можно отнести влияние государственной идеологии, экономических, культурных, национальных факторов и ценностных установок ученых. Вторые определяются внутренней логикой развития науки.
В 60-е годы американский историк и философ Томас Кун ввел в науку новое понятие «парадигма» (от греч. «образец»). Парадигма – это определенный способ организации научного знания, когда научное видение мира и определение направлений исследования задаются определенным набором предписаний. Парадигма также содержит принятые в данном научном сообществе образцы решения конкретных проблем. Парадигма не является научной теорией, хотя и формируется вокруг некой фундаментальной теории. Парадигма задает систему отсчета для построения и обоснования различных теорий, она определяет дух и стиль научных исследований. Кун определял парадигму как «признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решения научному сообществу». Принятая парадигма может на долгие годы определить круг проблем, привлекающих внимание ученых, подтверждая научную значимость получаемых ими данных (при этом проблемы и научные факты, не попадающие под действие данной парадигмы, будут игнорироваться). Пока процесс научного познания осуществляется в рамках одной парадигмы, можно
25
говорить о «нормальной науке». Смена парадигмы сопровождается «научной революцией». В ходе научной революции выбор новой парадигмы происходит в значительной степени случайно, под влиянием совершенно посторонних факторов. Кун сравнивал это явление с возникновением новой религии, как некий акт просветления и озарения.
Американский философ И. Лакатос предложил в качестве основной единицы развития научного знания использовать не «нормальную науку», основанную на той или иной парадигме, а «научно-исследовательскую программу». В структуре научно-исследовательской программы он предлагал выделять три уровня. Прежде всего, это «жесткое ядро», включающее неопровержимые для сторонников программы научные положения. Вокруг ядра формируется область «негативной эвристики», своеобразный защитный пояс, состоящий из вспомогательных гипотез и допущений, снимающих противоречия, расхождения с фактами и пр. (например, расхождение между расчетным положением и реальной ситуацией может объясняться неточностью измерения, присутствием не установленных возмущающих факторов, но фундаментальные положения сомнению не подвергаются). И, наконец, область «позитивной эвристики», содержащая правила выбора путей исследования, правила изменений и пересмотра вариантов программы, оказавшихся под угрозой опровержения, и пр. Таким образом, исследовательская программа представляет собой не одну изолированную торию, а серию модифицированных теорий, в основе которых лежат общие исходные принципы.
Благодаря этому ученые, работающие внутри какой-то исследовательской программы, могут долгое время обходить противоречащие программе факты, они могут ожидать, что данные, не укладывающиеся в программу в данный момент, удастся объяснить со временем. Это придает науке стабильность. Однако рано или поздно позитивная эвристика себя исчерпывает. Происходит научная революция. Однако выбор новой программы осуществляется не случайно, а в результате оценивания ее теоретического и эмпирического прогресса. Программа считается прогрессирующей, если она успешно предсказывает новые факты. Программа регрессирует, если она способна только объяснять случайные открытия или факты, открываемые конкурирующей программой. Другими словами, источником развития науки выступает конкуренция исследовательских программ.
Таким образом, в новой научной картине мира сама объективность научного знания подвергнута сомнению и поставлена в зависимость не только от природных, но и от социальных факторов.
26
3.Современные научные институты. Принципы научной этики. Ответственность ученых перед обществом.
Развитие современного научного знания возможно только в рамках научного сообщества. В самом широком смысле под научным сообществом подразумевают сложную самоорганизующуюся систему, включающую в себя государственные институты, общественные организации, неформальные группы людей (теоретики, экспериментаторы, техники, инженеры, лаборанты), занимающихся наукой. В более узком смысле под научным сообществом подразумеваются представители господствующей научной парадигмы.
Важнейшими функциями научного сообщества являются экспертная оценка новых идей и теорий с точки зрения развития научного знания, а также поддержка системы образования и подготовки новых научных кадров.
В научном сообществе существует довольно большое количество организаций. Активную роль в развитии науки играют добровольные научные общества, основной задачей которых является обмен научной информацией, в том числе в ходе проводимых конференций и благодаря публикациям в периодических изданиях, выпускаемых обществом. Членство в научных обществах является добровольным, часто свободным и может требовать членских взносов. Государство может оказывать этим обществам различную поддержку. Так, необходимость ускоренного развития науки и техники потребовала от государства более активного участия в развитии науки. Соответственно в ряде стран, например в России, Академия наук создана по указу сверху. Однако в большинстве академий наук приняты уставы, обеспечивающие им относительную независимость от государства.
Одна из особенностей научных сообществ – признание авторитета, достигнутого научными успехами, и сниженный уровень признания властного авторитета, что порой приводит к конфликту государства и научного сообщества.
Образ жизни людей научного сообщества также отличается от общепринятого, так, для них характерно преобладание атеистических и скептических воззрений, наличие собственного языка, ценностей, этики.
Учёный, чтобы успешно заниматься научными исследованиями, должен следовать принципам научной этики. Основная идея этики науки была выражена ещё Аристотелем: «Платон мне друг, но истина дороже». К основным принципам современной научной этики относятся:
∙коллективизм – результаты исследования должны быть открыты для научного сообщества;
∙принцип равенства – оценка любой научной идеи или гипотезы не должна зависеть от прошлых заслуг или социального статуса ее автора;
∙бескорыстность – при опубликовании научных результатов исследователь не должен стремиться к получению какой-то личной выгоды, кроме удовлетворения от решения проблемы;
27
∙организованный скептицизм – исследователи должны критично относиться как к собственным идеям, так и к идеям, выдвигающимся их коллегами;
∙принцип научной честности – учёный может ошибаться, но не имеет права фальсифицировать результаты;
∙принцип авторства – ученый может повторить уже сделанное открытие, но не имеет права заниматься плагиатом, ссылки на предшественников являются обязательным условием оформления научных текстов;
∙принцип толерантности – ученый должен быть терпим к иным точкам зрения.
Однако понятие научной этики не сводится только к административным правилам и моральным принципам поведения ученых внутри научного сообщества. Научная этика включает в себя также этические ограничения научных исследований. Практика научного поиска не должна вступать в конфликт с правами человека. Принят ряд мораториев на различные виды научных исследований, в том числе запрет на использование негуманных методов проведения экспериментов, запрет социальноопасных исследований. Среди них Нюрнбергский кодекс о запрете медицинских экспериментов над человеком (принят в 1947 г.), Хельсинская декларация Всемирной медицинской ассоциации (принята в 1964 г.), «Нормы научной этики» (приняты Сенатом Общества М. Планка в 2000 г.), Пагоушское движение ученых против применения ядерного оружия и др.
Всвете последних потенциально опасных научных достижений проблема ответственности науки перед обществом встает особенно остро.
Вопросы для самоконтроля
1.Сформулируйте особенности и основные принципы эйнштейновской научной картины мира.
2.Какое место в развитии научного знания занимает парадигма?
3.Назовите три научных революции.
4.Сформулируйте основные принципы научной этики.
28
ПРАКТИКУМ
Задание 1. Прочитайте текст и ответьте на вопросы.
∙Какие принципы научного сообщества нарушает профессор Выбегалло?
∙Каков статус Выбегалло в научном сообществе? Аргументируйте свой
ответ.
А. и Б. Стругацкие Понедельник начинается в субботу
Эксперимент произвёл на меня тягостное впечатление, и, устроившись в огромном кресле в приёмной, я некоторое время пытался понять, дурак Выбегалло или хитрый демагог-халтурщик. Научная ценность всех его кадавров была, очевидно, равна нулю. Модели на базе собственных дублей умел создавать любой сотрудник, защитивший магистерскую диссертацию и закончивший двухгодичный спецкурс нелинейной трансгрессии. Наделять эти модели магическими свойствами тоже ничего не стоило… Эти модели сами по себе никогда ничего не доказывали и с точки зрения науки представляли не больший интерес, чем карточные фокусы или шпагоглотание. Можно было, конечно, понять всех этих горе-корреспондентов, которые липли к Выбегалле, как мухи к помойке. Потому что, с точки зрения неспециалиста, всё это было необычайно эффектно, вызывало почтительную дрожь и смутные ощущения каких-то громадных возможностей. Труднее было понять Выбегаллу с его болезненной страстью устраивать цирковые представления и публичные взрывы на потребу любопытным, лишённым возможности (да и желания) разобраться в сути вопроса… Никто в институте, мягко выражаясь, не злоупотреблял контактами с прессой: это считалось дурным тоном и имело глубокое внутреннее обоснование.
Дело в том, что самые интересные и изящные научные результаты сплошь и рядом обладают свойством казаться непосвящённым заумными и тоскливо-непонятными. Люди, далёкие от науки, в наше время ждут от неё чуда и только чуда и практически не способны отличить настоящее научное чудо от фокуса или какого-нибудь интеллектуального сальтомортале. Наука чародейства и волшебства не составляет исключения. Организовать на телестудии конференцию знаменитых привидений или просверлить взглядом дыру в полуметровой бетонной стене могут многие, и это никому не нужно, но это приводит в восторг почтеннейшую публику, плохо представляющую себе, до какой степени наука сплела и перепутала понятия сказки и действительности. А вот попробуйте найти глубокую внутреннюю связь между сверлящим свойством взгляда и филологическими характеристиками слова «бетон», попробуйте решить эту маленькую частную проблемку, известную под названием Великой проблемы Ауэрса! Её решил Ойра-Ойра, создав теорию фантастической общности и положив начало совершенно новому разделу математической магии. Но почти никто не слыхал об Ойре-Ойре, зато все превосходно знают профессора Выбегаллу. («Как, вы работаете в НИИЧАВО? Ну, как там Выбегалло? Что он ещё новенького открыл?..»). Это происходит потому, что идеи Ойры-Ойры способны воспринять всего двести-триста человек на всём земном шаре, и среди этих двух-трех сотен довольно много членов-корреспондентов и – увы! – нет ни одного корреспондента. А классический труд Выбегаллы «Основы технологии производства самонадевающейся обуви», набитый демагогической болтовнёй, произвёл в своё время заботами Б. Питомника изрядный шум. (Позже выяснилось, что самонадевающиеся ботинки стоят дороже мотоцикла и боятся пыли и сырости) <…>.
29
Задание 2. Прочитайте текст и ответьте на вопросы.
∙Кто, по-вашему, прав в описанном конфликте, мальчик или доктор?
∙Является ли поведение ученых в приведенном отрывке этичным?
Б. Алмазов Самый красивый конь
Панама постоял, привыкая к свету. Вокруг него были железные перегородки, а из-за них высовывались конские головы. Он присмотрелся, открыл дверь и оказался в проходе <… >. Недалеко от машины, во дворе стояла группа людей в белых халатах. Они стояли спиной к Панаме и слушали кого-то в середине группы. Тот, невидимый Панаме, говорил:
–В нашем институте впервые в мире создана промышленная установка для получения желудочного сока, а также различных препаратов на основе конской крови. Желудочный сок берут один-два раза в неделю по шесть-семь литров за раз. После обработки он идет в лечебные учреждения. Для получения препаратов из крови мы поступаем следующим образом. В кровь совершенно здоровых, многократно проверенных коней вводятся болезнетворные токсины таких страшных болезней, как гангрена, столбняк, дифтерия и целого ряда других, против которых до недавнего времени медицина ничего не могла сделать. В крови зараженных животных образуются защитные вещества. На основе этой крови мы получаем сыворотку, которая не только излечивает больных людей, но и делает человека невосприимчивым к заболеванию. За время использования одной лошади мы получаем шестнадцать - двадцать тысяч доз сыворотки <…>. Кровь мы берем периодически, давая коням три-четыре недели отдыха, однако лошадей хватает весьма ненадолго... Потом они поступают в зоопарк на корм хищникам, – голос рассказчика вдруг сделался грустным, – Вот сейчас к нам как раз поступила новая партия лошадей, специально отобранных на конных заводах. Тут все повернулись и увидели Панаму.
–Это что за явление? – удивился пожилой доктор, тот, что рассказывал про промышленную установку.
–Я не явление. Я Пономарев! Мне Петр Григорьевич нужен, у меня к нему письмо! <…>
–Э? – сказал Петр Григорьевич. – Да ты, как тебя, Пономарев, плачешь?
–Да! – закричал Панама, – Это ветеринары, которые животных лечат, это, значит, как Айболит! А какой же вы Айболит! Вы всю кровь из коней высасываете, как вампиры! Лошадь вам все здоровье отдает, а вы ее в зоопарк. Вы никакие не доктора! Вы хуже зверей...
Волк тот хоть сразу загрызет, а вы постепенно все соки вытянете! Живодеры! Панама кричал, топал ногами и размахивал кулаками перед самым носом Петра Григорьевича. Все доктора столпились вокруг них и смущенно переглядывались.
–Перестань орать! – вдруг тонким голосом крикнул Петр Григорьевич. И Панама сразу замолчал, только всхлипывал, глотая слезы.
–Нгуен, идите сюда! Вот! Вот! – Петр Григорьевич вытащил в круг маленького вьетнамца. – Расскажите, как у вас в госпитале дети от столбняка умирали. Расскажите этому припадочному! И вы, и вы, пожалуйста, – он схватил за руку огромного африканца, – расскажите ему, как у вас целая деревня отравилась и погибла, потому что не было сыворотки от ботулизма! – Петр Григорьевич суетился, лицо у него было в красных пятнах, руки тряслись, – Он меня учить будет! Он меня будет укорять! Слюнтяй! Научись сначала людей жалеть! Панама махнул рукой, повернулся и побежал.
–Стой! Но он не останавливался, он бежал и бежал, сам не зная куда <…>.
30