16. Становление неклассической науки (вторая половина XIX в.- начало XX в.).
25. Возникновение неклассической науки и ее основные харатеристики
Первая и вторая глобальные революции в естествознании протекали как формирование и развитие классической науки и её стиля мышления.
Третья глобальная научная революция была связана с преобразованием этого стиля и становлением нового, неклассического естествознания. Она охватывает период с конца XIX до середины XX столетия. В эту эпоху происходит своеобразная цепная реакция революционных перемен в различных областях знания. Возникает кибернетика и теория систем, сыгравшие важнейшую роль в развитии современной научной картины мира.
Кибернетика (от греч. kybernetike — «искусство управления») — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе.
Теория систем (общая теория систем) — специально-научная и логико-методологическая концепция исследования объектов, представляющих собой системы. Целью исследований в рамках этой теории является изучение: различных видов и типов систем; основных принципов и закономерностей поведения систем; функционирования и развития систем.
Общая теория систем была предложена Л. фон Берталанфи в 30-е годы XX-го века.
В процессе всех этих революционных преобразований формировались идеалы и нормы новой, неклассической науки. Они характеризовались отказом от прямолинейного онтологизма (направление, считающее, что идеи существуют независимо от вещей и прежде вещей) и пониманием относительной истинности теорий и картины природы, выработанной на том или ином этапе развития естествознания. В противовес идеалу единственно истинной теории, "фотографирующей" исследуемые объекты, допускается истинность нескольких отличающихся друг от друга конкретных теоретических описаний одной и той же реальности, поскольку в каждом из них может содержаться момент объективно-истинного знания. Осмысливаются корреляции между онтологическими постулатами науки и характеристиками метода, посредством которого осваивается объект. В связи с этим принимаются такие типы объяснения и описания, которые в явном виде содержат ссылки на средства и операции познавательной деятельности. Наиболее ярким образцом такого подхода выступали идеалы и нормы объяснения, описания и доказательности знаний, утвердившиеся в квантово-релятивистской физике. Если в классической физике идеал объяснения и описания предполагал характеристику объекта "самого по себе", без указания на средства его исследования, то в квантово-релятивистской физике в качестве необходимого условия объективности объяснения и описания выдвигается требование четкой фиксации особенностей средств наблюдения, которые взаимодействуют с объектом (классический способ объяснения и описания может быть представлен как идеализация, рациональные моменты которой обобщаются в рамках нового подхода).
Изменяются идеалы и нормы доказательности и обоснования знания.
Новая система познавательных идеалов и норм обеспечивала значительное расширение поля исследуемых объектов, открывая пути к освоению сложных саморегулирующихся систем. В отличие от малых систем такие объекты характеризуются уровневой организацией, наличием относительно автономных и вариабельных подсистем, массовым стохастическим взаимодействием их элементов, существованием управляющего уровня и обратных связей, обеспечивающих целостность системы.
Именно включение таких объектов в процесс научного исследования вызвало резкие перестройки в картинах реальности ведущих областей естествознания. Процессы интеграции этих картин и развитие общенаучной картины мира стали осуществляться на базе представлений о природе как сложной динамической системе. Этому способствовало открытие специфики законов микро-, макро- и мега-мира в физике и космологии, интенсивное исследование механизмов наследственности в тесной связи с изучением надорганизменных уровней организации жизни, обнаружение кибернетикой общих законов управления и обратной связи. Тем самым создавались предпосылки для построения целостной картины природы, в которой прослеживалась иерархическая организованность Вселенной как сложного динамического единства. Картины реальности, вырабатываемые в отдельных науках, на этом этапе еще сохраняли свою самостоятельность, но каждая из них участвовала в формировании представлений, которые затем включались в общенаучную картину мира. Последняя, в свою очередь, рассматривалась не как точный и окончательный портрет природы, а как постоянно уточняемая и развивающаяся система относительно истинного знания о мире.
Все эти радикальные сдвиги в представлениях о мире и процедурах его исследования сопровождались формированием новых философских оснований науки.
Идея исторической изменчивости научного знания, относительной истинности вырабатываемых в науке онтологических принципов соединялась с новыми представлениями об активности субъекта познания. Он рассматривался уже не как дистанцированный от изучаемого мира, а как находящийся внутри него, детерминированный (ограничение, определение) им. Возникает понимание того обстоятельства, что ответы природы на наши вопросы определяются не только устройством самой природы, но и способом нашей постановки вопросов, который зависит от исторического развития средств и методов познавательной деятельности.
Все описанные перестройки оснований науки, характеризовавшие глобальные революции в естествознании, были вызваны не только его экспансией (расширение, распростронение) в новые предметные области и обнаружением новых типов объектов, но и изменениями места и функций науки в общественной жизни.
Основания естествознания в эпоху его становления (первая революция) складывались в контексте рационалистического мировоззрения ранних буржуазных революций, формирования нового (по сравнению с идеологией средневековья) понимания отношений человека к природе, новых представлений о предназначении познания, истинности знаний и т.п.
Переход от классического к неклассическому естествознанию был подготовлен изменением структур духовного производства в европейской культуре второй половины XIX - начала XX в., кризисом мировоззренческих установок классического рационализма, формированием в различных сферах духовной культуры нового понимания рациональности, когда сознание, постигающее действительность, постоянно наталкивается на ситуации своей погруженности в саму эту действительность, ощущая свою зависимость от социальных обстоятельств, которые во многом определяют установки познания, его ценностные и целевые ориентации.
Электродинамическая картина мира. Становление “Неклассической науки”
В конце XIX - начале XX в. произошли события, которые "потрясли мир". В 1895 г. К.Рентген (1845 - 1923) открыл "х-лучи". В 1896 г. А.Беккерель (1852 - 1908) обнаружил явление радиоактивности (естественной). В 1897 г. Дж.Томсон (1892 - 1975) открыл электрон. В 1898 г. Мария Кюри (1867-1934) и Пьер Кюри (1859 - 1906) открыли новый химический элемент - радий. В 1902 - 1903 гг. Э.Резерфорд (1871 - 1937) и Ф.Содди (1877 - 1956) создали теорию радиоактивности как спонтанного распада атомов и превращения одних элементов в другие (начало ядерной физики). В 1911 г. Э.Резерфорд экспериментально обнаружил атомное ядро. В 1920-х годах была разработана серия моделей строения атома.
Эти события привели к кризису ньютоновской парадигмы классической физической теории, господствовавшей в XVII - первой половине XIX в. Кризис разрешился революцией в физике, породившей: теорию относительности (частную, или специальную – СТО, и общую - ОТО); квантовую механику (нерелятивистскую и релятивистскую - квантовую теорию поля); Эти теории ознаменовали переход от "классической" к "неклассической" науке.
Создание теории относительности. Электромагнитная теория Максвелла привела к кризису (господствовавшего до тех пор в среде физиков) ньютоновского взгляда на мир. Следствием этого в конце XIX в. стал критический анализ оснований классической механики и создание альтернативных механик без понятия силы. В физике разразился "гносеологический (теория познания) кризис", и центральное место в философии науки заняла критическая философия Эрнста Маха. На этом фоне вызревало противоречие между максвелловской электродинамикой и классической механикой как физическими теориями. Специальная (частная) теория относительности (СТО) рождалась из преодоления этого теоретического противоречия. Решение, предложенное А.Эйнштейном, было дано в его статье "К электродинамике движущихся сред" (1905), где специальная теория относительности (СТО) была сформулирована почти в полном виде.
"Парадоксы" квантовой механики "Взгляды Эйнштейна представляют собой философское убеждение, которое не может быть ни доказано, ни опровергнуто физическими аргументами. Единственное, что можно сделать в плане возражения этой точке зрения, это сформулировать другое понятие реальности ..." - М. Борн. Уже более 70 лет в квантовой механике сосуществуют несколько спорящих между собой традиций (куновских "парадигм"), называемых "интерпретациями". Главные из них - "копенгагенская", отцами которой были Н.Бор, В. Гейзенберг, М. Борн, и "классическая", отстаиваемая ориентировавшимися на идеалы ньютоновской классической механики А. Эйнштейном, Э.Шредингером, Л. де Бройлем. Последние сформулировали свои претензии к первым в виде набора "парадоксов": ЭПР-парадокса, парадоксов нелокальности, шредингеровского кота и коллапса волновой функции при измерении, доказывающих, с их точки зрения, неполноту и незаконченность квантовой механики как физической теории. Эти "парадоксы" интенсивно обсуждаются физиками и сегодня. Причина этого спора не в физике, а в разнице философских позиций сторон. Эйнштейн здесь близок к позиции реалистического эмпиризма, в то время как Бор - к конструктивному эмпиризму, для которого нет проблемы, ввиду "отсутствия необходимости наблюдаемой величины иметь какое-либо определенное значение или какое-либо значение вообще, когда не производится никакого измерения". Поэтому сформулированные Эйнштейном парадоксы демонстрируют "только лишь парадоксальную форму традиционной (эйнштейновской) точки зрения, где ненаблюдаемое промежуточное состояние считается таким же реальным, как действительно наблюденное конечное состояние". Борн просто отбрасывает (запрещает) вопросы, сформулированные "реалистом" Эйнштейном, относящиеся к обсуждению теоретической модели квантовых объектов. "Конструктивный эмпиризм" требует всего лишь "эмпирической адекватности" и может удовлетвориться "минималистской", или "инструменталистской" интерпретацией квантовой механики. Отметим, что приведенный анализ парадоксов производится из третьей - "галилеевской" позиции "конструктивного рационализма". "Конструктивный рационализм" утверждает искусственность, и в тоже время реальность квантового объекта, поэтому может рассуждать не только о его измерении, но и о его поведении, о его физической модели, о "физической реальности" состояний системы, когда не производится измерения.
История распространения и утверждения в научном сообществе теории относительности показывает ее огромный мировоззренческий потенциал, не сводимый к отдельным научным результатам. И хотя и СТО и ОТО имеют веские экспериментальные подтверждения (например, точное описание орбиты Меркурия; исследование лучей света, красное смещение), оппозиция им не исчезла и сегодня. Из двух "супертеорий" в XX в. выросли: ядерная физика, физика твердого тела, лазерная оптика, квантовая химия и др.
Главная задача химии, cформулированная Д.И.Менделеевым (1834 – 1907), - получение веществ с необходимыми свойствами. Это требует научно-исследовательских усилий по выявлению способов управления свойствами вещества. В первой половине XX в. эта задача решалась на структурно-молекулярном уровне. На такой базе возникла технология получения органических веществ. Одним из первых выдающихся достижений этой технологии стало получение синтетического каучука в 1928 г.
Предшествующие научные представления были всецело оспорены. Например, твердое вещество больше не являлось важнейшей природной субстанцией. Трехмерное пространство и одномерное время превратились в относительные проявления четырехмерного пространственно-временного континуума. Время течет по-разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых объектов время замедляется, а при определенных обстоятельно может и совсем остановиться. Законы Евклидовой геометрии более не являлись обязательными для природоустройства в масштабах Вселенной. Планеты движутся по своим орбитам не потому, что их притягивает к Солнцу некая сила, действующая на расстоянии, но потому, что само пространство в котором они движутся, искривлено. Субатомные феномены обнаруживают себя и как частицы, и как волны, демонстрируют свою двойственную природу. Стало невозможным одновременно вычислить местоположение частицы и измерить ее ускорение. Принцип неопределенности в корне подрывал и вытеснял собой старый лапласовский детерминизм (ограничение, определение). Научные данные и объяснения не могли развиваться дальше, не затронув природы наблюдаемого объекта. Физический мир, увиденный глазами физика XX в., напоминал не столько огромную машину, сколько необъятную мысль.