Философия науки и техники. Учебное пособие

Основной силой производства стала выступать машина. Именно в этот период формируется техническая цивилизация и техника становится важным элементом культуры. Производство требует научной поддержки. Между производством и естественными науками возникает посредник – технические науки. Они должны дать теоретическое описание искусственных объектов (техники) на базе технической теории. В XVIII в. технические науки еще зависят от естественных, поскольку каждая техническая теория опирается на базовую естественную. В XIX в. технические науки становятся самостоятельными. Они имеют свое предметное поле, средства и методы исследований, не зависящие больше от естественных наук. Именно технические науки стали опережать развитие техники.

8.3. Расшатывание механических идей в естествознании и рост нового знания

Механические идеи приводили к аномалиям и трудностям, прежде всего, в самой физике. Она перешла к исследованию новых типов взаимодействий – электрических и магнитных. Они не поддавались механическому описанию с помощью системы дифференциальных уравнений на основе принципа дальнодействия Ньютона. Так, Фарадей и Максвелл вводят новые понятия о близкодействии и непрерывности электромагнитных полей и создают электродинамическую картину мира.

В других науках – химии и биологии – начинаются радикальные изменения. Сначала они находятся под влиянием механической картины мира, но вскоре обретают самостоятельный статус и становятся независимыми от физики науками, имеющими свой предмет и дисциплинарную онтологию.

Бойль и Дальтон осуществили перестройку оснований химии. Первоначально из механической картины мира в химию были транслированы следующие принципы: все тела состоят из корпускул, химические явления можно объяснить взаимодействием частиц, а взаимодействия подчиняются законам механики. Бойль был первым ученым, который попытался показать ограниченность классической механики и элиминировать ее из химии. Он вносит в химию следующие положения:

1) корпускулы механики должны рассматриваться как химические элементы, из которых состоят химические соединения и смеси;

61

2)корпускулы должны обладать индивидуальными свойствами, которые называются химическими;

3)если в механике свойствами корпускул можно пренебречь, рассматривая их как точечные массы, то в химии этими свойствами нельзя пренебрегать, они составляют предмет изучения данной науки;

4)типология химических веществ не может редуцироваться до типологии физических объектов, так как наряду с твердыми, жидкими и газообразными веществами существуют два класса сложных химических веществ: химические соединения и смеси.

Но довести перестройку теоретических оснований химии до конца Бойлю не удалось. Во-первых, ученый не выработал понятие атомного веса химического элемента, а во-вторых, не было экспериментальных средств для выяснения того, какие вещества являются элементами, а какие – нет.

Дальнейшую перестройку химии осуществил Дальтон. Сначала он, как и Бойль, опирался на атомистическую концепцию, которая вводила представления о неделимых и неуничтожимых корпускулах. Но вскоре Дальтон создал новую картину химической реальности,

вкоторой химические элементы были представлены в виде атомов, имеющих различные формы и веса. Эти представления позволили объяснить открытые опытным путем стехиометрические законы химии. В дальнейшем атомистика Дальтона обогатилась законом Авогадро (1811 г.) и теорией типов Жерара (1842 г.), сыгравшими ключевую роль для ее развития. Авогадро внес представления о молекуле как единой системе атомов, и о химических процессах как взаимодействии молекул, при котором происходит обмен атомами. Жерар предложил правильные эмпирические формулы для органических соединений, благодаря чему стала возможной интерпретация их атомного состава. Теория типов Жерара, развитая Вюрцем и Кекуле, способствовала возникновению понятия «валентность».

Представления об атомно-молекулярном строении вещества, выработанные в химии, начинают обратное воздействие на физические исследования. На разработку молекулярно-кинетической теории теплоты оказывает влияние представление, что вещество состоит из движущихся молекул. Клаузиус в 1857 г. создал математическую модель теплового движения частиц газов, используя идею о молекулярном строении вещества. Кроме поступательного и вращательного движения частиц, он выделяет внутримолекулярное колебательное движе-

62

ние. Последний вид имеет смысл постольку, поскольку молекула заранее представляется построенной из атомов. Понятие «молекула» пришло из химии в физику. То же самое можно сказать о законе Авогадро, который из химии транслируется в физику и используется при построении молекулярно-кинетической теории теплоты.

Механические представления постепенно утрачивают свои позиции в химии, хотя некоторые исследователи еще размышляют о преобразовании ее в отдел прикладной механики (Д. И. Менделеев), химия дистанцируется от физики, а связь с ней устанавливается по правилу координации, а не субординации.

Развитие биологии также происходит под воздействием механистической картины мира. В данной науке необходимо было показать специфику живых организмов, их отличие от неживой природы. Это сделал Ламарк, заимствовав из механической картины мира принципы объяснения жизни. Главные ее возбудители – теплород и электрические флюиды, которые входят в живой организм и образуют нервный флюид. Он действует как сила, производящая чувства, представления, разумные акты. Изменения в организмах происходят под воздействием внешней среды. Организм сам извлекает из нее флюиды, которые затем накапливаются в нем, что приводит к изменению органов и организмов в целом. Если рассматривать цепь поколений организмов в течение длительного времени, то эти изменения можно наблюдать. Ламарк расположил живые организмы в последовательности от простого к сложному и обосновал принцип градации, который лег в основу эволюционной концепции. Он настаивал на плавных, незаметных переходах между видами и в конечном счете пришел к отрицанию их реальности. Ламарк трансформировал принципы объяснения жизни, заимствованные из механической картины мира, в принцип эволюционного объяснения особенностей организмов и видов. Тем самым он показал специфику биологической науки и подготовил почву для отделения биологии от физики.

Идеи изменчивости видов и передачи по наследству приобретенных признаков оказали влияние на Дарвина, который завершил формирование биологии как самостоятельной науки. Дарвин создал теорию эволюции, выделив три основных фактора: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Учение о наследственности было слабым местом теории. Механизмы передачи признаков по наследству сформулирует Мендель. Для этого он соединит методы двух наук –

63

математики и биологии. Из математики им заимствуется вероятност- но-статистический метод Доплера, а из биологии – метод гибридизации Унгера. В работе «Опыты над растительными гибридами» Мендель сформулировал идею наследственного фактора, показав, что отдельные свойства организмов могут передаваться по наследству. Наследственный фактор носил дискретный характер, так как проявлялся не в каждом поколении потомков.

Картина биологической реальности строилась за счет взаимосвязи внутридисциплинарного и междисциплинарного знаний. В биологии появился новый объект – наследственный фактор. Его интерпретация способствовала обоснованию теории Дарвина и формированию новой синтетической теории эволюции, представляющей собой единство идей Дарвина и популяционной генетики. Картина биологической реальности завершается в первой трети XX в. и приходит на смену дарвиновскому учению. В нее вводятся новые представления о клеточном строении живого, молекулярных носителях наследственности, уровнях организации живого вещества (от клетки до биосферы), воспроизводстве жизни в соответствии с генетическим кодом, изменениях в организмах вследствие мутаций и естественного отбора, про- странственно-временных характеристиках биологических объектов, не сводимых к физическим. В результате в биологию была введена идея развития, которой не было в физике. Сама же физика оставалась наукой, не признающей идею эволюции.

8.4. Институционализация науки

ВXVIII–XIX вв. наука становится институциональной формой знания. Возникают новые академии, научные общества, появляются новые формы коммуникации, а также происходит дифференциация наук.

ВXVIII в. встал вопрос об информационной «вместимости» ученого. Век энциклопедистов уходил в прошлое. Специализация в науке вела к поискам новым форм трансляции знания. Содержание манускриптов, фолиантов (книг), в которых излагались основы природы вещей, становилось трудоемким, требовало натурфилософских построений и соотнесения знаний ученого с существующей картиной мира. Ученому сначала нужно было изложить принципы философии, а затем перейти к естественнонаучным объяснениям природы. Так работали Галилей, Декарт, Ньютон и Лейбниц. Основная форма передачи зна-

64

ний в XVII вв. – частное письмо. В XVIII в. оно заменяется научным сообщением в журнале. В это время возникают научные сообщества, которые поддерживаются государством и обществом. Они начинают издавать журналы, на страницах которых ученый может открыто заявить о своих взглядах. Статьи в таких журналах, как правило, создавались на национальном языке, а не на латыни, как раньше, и требовали строгой аргументации.

Наряду с академическими учреждениями, возникшими еще в XVI – начале XVII вв. (Лондонское королевское общество – 1660 г., Парижская академия наук – 1666 г., Берлинская академия наук – 1700 г., Петербургская академия наук – 1724 г.), начинают складываться новые ассоциации ученых, такие как «Французская консерватория (хранилище) технических искусств и ремесел» (1795 г.), «Собрание немецких естествоиспытателей» (1822 г.), «Британская ассоциация содействия прогрессу» (1831 г.).

Появилась необходимость в специальной подготовке ученых. Для них возникают центы подготовки в Оксфорде, Кембридже, Падуе

иНеаполе на базе средневековых университетов. Появляются новые учебные предметы, в том числе естественнонаучные и технические. Открываются новые политехнические школы в Париже, Берлине и Петербурге.

Вся система обучения изменилась. Специализация в науке привела к преподаванию отдельных групп дисциплин, которые имели общий предмет изучения и совокупность специфических научных методов, ориентированных на предмет изучения. Обучение стало дисциплинарно организованным, что способствовало дифференциации науки.

Все три фактора: появление прагматической функции науки, расшатывание механических идей в естествознании XVIII–XIX вв.

иинституциализация науки – вели к дифференциации знания и появлению дисциплинарно организованного естествознания. При этом целостное представление о мире было потеряно. Необходимо было его воссоздать на основе новой научной картины мира.

65

9. КВАНТОВО-РЕЛЯТИВИСТСКАЯ И СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ

КАРТИНЫ МИРА

9.1.Квантово-релятивистская картина мира: ее предпосылки

ифилософские основания

Квантово-релятивистская картина мира возникает на рубеже XIX– XX вв. В этот период был сделан ряд открытий в физике: обнаружен электрон в катодных лучах, открытия явление радиоактивности и дискретный характер электромагнитного излучения. Рухнуло античное представление о неделимом атоме. Оказалось, что он имеет сложную структуру и физика переходит к изучению микромира. Представления классической механики оказались непригодными для описания поведения микрочастиц, так как одни и те же частицы обнаруживали как волновые, так и корпускулярные свойства. Решающий шаг в этом направлении сделал М. Планк. Он отбросил старое представление о непрерывности природных процессов и ввел новое понятие о неделимых порциях энергии – квантах. 14 декабря 1900 г. считают днем рождения квантовой теории. В 1905 г. Эйнштейн переносит квантовую теорию теплового излучения на излучение вообще и обосновывает новое учение о свете как потоке квантов или фотонов. Представления ученого о квантах света оказали влияние на теорию строения атома Бора и на Л. де Бройля, который выдвинул идею о волновых свойствах материи. Л. де Бройль утверждал, что волновые свойства света, наряду с корпускулярными, присущи всем видам материи: электронам, протонам, атомам, молекулам и даже макроскопическим телам. В 1926 г. Шредингер нашел математическое уравнение волн материи, а Дирак обобщил его. В дальнейшем идея корпускулярно-волнового дуализма была подтверждена с помощью опытов по обнаружению дифракции нейтронов, атомов и молекул. В итоге было подорвано главное положение механической картины мира, гласившее, что она может с помощью классической механики объяснить опыты, связанные с выявлением структуры атома. В результате этих открытий была сформирована неклассическая наука, теоретической основой которой выступали квантовая механика и теория относительности Эйнштейна, пересмотревшая представления об Абсолютном времени и Абсолютном пространстве Ньютона.

66

Все блоки философских оснований механической картины мира подверглись пересмотру. Пришлось изменить незыблемые онтологические постулаты: отказаться от противопоставления дискретного и непрерывного и ввести в квантовую механику представление о кор- пускулярно-волновом дуализме; пересмотреть причинность, учитывая вероятностное поведение микрочастиц; заменить ньютоновское представление о пространстве и времени пространственно-временной структурой мира в теории относительности.

В науке этого периода утвердились новые идеалы объяснения, описания и обоснования знаний. В неклассической науке было отвергнуто свойственное классической противопоставление субъекта и объекта. Восприятие оказалось зависимым от и системы отсчета, в которую они входят и способа наблюдения. Утвердился новый идеал объективности знания, который предполагал учет взаимосвязи объекта со средствами наблюдения.

Квантовая механика преподнесла также урок по теории познания. Бор, чтобы спасти единство знания в физике, выдвинул принцип дополнительности. Он заключался в применении двух способов описания реальности – корпускулярного и волнового, дополнявших друг друга. Принцип дополнительности стал методологическим правилом в науке, его стали придерживаться не только в естественных, но и в гуманитарных науках. Любой объект может быть описан на основе правила дополнительности, которое соединяет онтологические образы объекта. Онтологический образ дает лишь общую схему объекта, в действительности природа совсем не такая, какой мы ее наблюдаем. Стало ясно, что абсолютно достоверную научную картину мира не удастся создать никогда, так как любая из них обладает лишь относительной истинностью.

9.2. Междисциплинарный синтез знаний как предпосылка возникновения синергетической картины мира

В середине XX в. наука вступает в постнеклассическую стадию развития. Возникают новые предпосылки формирования единой картины мира. Среди них главную роль играли процессы дифференциации и интеграции знания в различных дисциплинах. Они привели к формированию своеобразного единого языкового каркаса общенаучной картины мира. Он первоначально конструировался

67

из понятий, выработанных в кибернетике и теории систем. Это были понятия, характеризующие различные типы системной организации объектов и общие принципы их взаимодействия и функционирования. Они вошли в категориальный аппарат науки благодаря освоению больших систем в производстве и получили впоследствии статус общенаучных.

Междисциплинарный синтез знаний привел к построению синергетической картины мира на основе принципов, имеющих общенаучный статус. К ведущим принципам, транслированным в картину мира из кибернетики, теории систем, биологии и синергетики, относились: идеи целостности (несводимости свойств целого к сумме частей), иерархичности и самоорганизации, взаимосвязи структурных элементов внутри системы и взаимосвязи с окружающей средой. Эти принципы построения знания проникли в космологию, физику и химию и способствовали развитию их дисциплинарных онтологий.

Картина мира начинает строиться не на унификации всех областей знания и его сведении к онтологическим принципам одной науки, как это было в механической картине мира, а на многообразии принципов дисциплинарных онтологий. К середине XX в. сложилась устойчивая связь физики, химии и космологии. Благодаря этому в науке была создана система представлений о неживой природе и уровнях ее организации: физика сыграла главную роль в этом процессе. Так, ее теории привели к открытию Метагалактики, обнаружили особенности ее эволюции от элементарных частиц до планет

ископлений галактик. Переход же от одного уровня организации природы к другому описывался не только физическими теориями, но

ихимическими. Но физика уже не претендовала на объяснение всего Универсума, она лишь описывала фрагмент картины мира – неорганическую природу – создавая картину физической реальности. Рядом с ней возникла картина биологической реальности. Она складывалась в результате интеграции различных биологических дисциплин: генетики, экологии, цитологии, физиологии, а также пограничных наук, таких как: биохимия, биофизика, науки о земле, кибернетика и теория систем. Ключевую роль в ней играли представления биологических дисциплин.

68

9.3. Принцип глобального эволюционизма как философское основание синергетической картины мира

В середине XX в. сформировались три основные подсистемы общей научной картины мира – представления о живой и неживой природе, об обществе. Но связи между этими подсистемами не было. Идея единства знания длительное время существовала в науке как идеал. Только в последней трети XX в. стало возможным объединить знания на основе принципа универсального (глобального) эволюционизма. Данный принцип объединяет идеи системного и эволюционного подходов.

Принцип развития мог объединить все явления природы. Идея единства природы в общей форме разрабатывалась в рамках классической немецкой философии, в работах Шеллинга и Гегеля. Шеллинг разрабатывал концепцию философии природы, которая включала ряд важных принципов: изменения и развития природы; единства противоположного – материи и духа; всеобщей двойственности природы, т. е. всякое природное тело понималось как результат взаимодействия двух начал. Природа рассматривалась как бессознательное творчество свободного духа и как сила, порождающая разум из бессознательной формы жизни. Неорганическая природа выступала как продукт первой потенции, органическая природа – как продукт второй, поэтому вторая по отношению к первой являлась случайной, а первая по отношению ко второй – необходимой. Шеллинг пытался установить взаимосвязь различных уровней организации природного мира. Эти идеи повлияли на творчество Эрстеда, который установил взаимосвязь электричества и магнетизма, рассмотрев их как проявление некоторой общей сущности.

Гегель высказал идею о связи между типами взаимодействий, которые он называл «механизм», «химизм» и «жизнь». Натурфилософские идеи Шеллинга и Гегеля оставались гениальными догадками и не могли в XIX в. удовлетворить теоретическое естествознание, направленное на опытное познание природы. Но постепенно идея развития природы проникает в химию и биологию. Она была использована Дарвином для обоснования принципа эволюции в биологии. Согласно этому принципу в мире происходит непрерывное появление все более упорядоченных форм и состояний живого. Этот принцип входил в противоречие со вторым началом термодинамики, демонстрировав-

69

шим, что эволюция изолированных физических систем приводит к состоянию термодинамического равновесия, в котором наблюдается максимальное значение энтропии, что приводит к хаосу и дезорганизации термодинамической системы. Физика не допускала трансляцию идеи развития в свою область знания.

В утверждении идеи развития главную роль сыграли три концептуальных направления науки XX в.: космология, синергетика, теория биологической эволюции и развитая на ее основе концепция биосферы.

9.4. Идея развития в космологии

В космологии была выдвинута теория расширяющейся Вселенной. Она вводила следующее представление о космической эволюции. Примерно 15–20 млрд лет назад из точки сингулярности в результате Большого взрыва началось расширение Вселенной. Сначала она была горячей и очень плотной, но по мере расширения охлаждалась, а вещество во Вселенной конденсировалось в галактики. Последние разбивались на звезды, которые собирались вместе и образовывали большие скопления. В процессе рождения и умирания первых поколений звезд происходило синтезирование тяжелых элементов. После превращения их в красные гиганты, звезды выбрасывали вещество, которое конденсировалось в пылевых структурах. Из газопылевых облаков образовывались новые звезды и таким образом возникало многообразие космических тел.

Теория Большого взрыва рисовала картину эволюции, в основе которой лежало открытие Фридмана о нестационарной Вселенной. Впоследствии данная модель была частично подтверждена экспериментально. Американский астроном Хаббл открыл «красное смещение» в спектрах галактик и предположил, что галактики удаляются друг от друга со скоростями, пропорциональными расстоянию между ними. Эта модель предсказала существование реликтового излучения, излучения остатка первобытной плазмы, образовавшейся сразу после Большого взрыва. Вскоре оно было открыто с помощью радиоантенны. Реликтовое излучение представляло собой фотоны, приходящие к Земле из космоса по самым разным направлениям. Это явление доказывало, что центра у Вселенной нет.

Теория расширяющейся Вселенной достаточно хорошо описывала ее эволюцию спустя секунду после взрыва, но описать события от взрыва до секунды она не могла. Поэтому она была дополнена теорией

70