III.7. Естествознание хх века и диалектико-материалистическая картина мира

Наука ХХ века существенно дополнила, конкретизировала диалектико-материалистическую картину мира, созданную во второй половине XIX столетия.

Новые открытия в естествознании (прежде всего, в физике) уже в начале ХХ века подтвердили правильность отказа от какого бы то ни было естественнонаучного истолкования материи и перехода к философскому ее пониманию. Крушение существовавших в XIX веке представлений об абсолютной неделимости атома, о постоянстве массы (была обнаружена зависимость массы электрона от его скорости), о неизменяемости химических элементов (оказалось, что, например, химический элемент радий может превращаться в другой элемент - гелий) опровергло все прежние представления о материи, отождествлявшие ее то с неделимыми атомами, то с неизменной массой, то с веществом и т.д. В ХХ веке окончательно утвердилось философское понимание материи как объективной реальности. Это понимание не зависит от каких-либо существующих на данном историческом этапе представлений естествознания.

Научные исследования физических, химических, биологических, социальных явлений существенно расширили, углубили прежние представления о структуре и свойствах материи. Самая укрупненная классификация систем материального мира сводит последние к трем основным типам: к системам неорганической природы, органической (живой) природы и общества. В соответствии с достижениями науки в них выделяют различные структурные уровни.

В неживой природе – это уровни элементарных частиц, атомов, молекул, макротел (на Земле также – и геологических систем), планет, звезд, галактик и метагалактик. Если на рубеже XIX и ХХв.в. была известна лишь одна элементарная частица – электрон, то на рубеже ХХ и XXIв.в. количество известных элементарных частиц исчисляется сотнями. Во второй половине ХХ века было выяснено, что элементарные частицы, образующие ядра атомов, сами обладают внутренней структурой и состоят из «еще более элементарных» частиц – кварков. Последние имеют весьма необычные свойства: они обладают дробными электрическими зарядами, что не характерно для других микрочастиц материи, и по-видимому, не могут существовать в свободном, не связанном виде. Кварковая гипотеза позволила предсказать существование ряда новых частиц, которые были затем обнаружены. Вместе с тем,на многие вопросы, касающиеся природы кварков, характера их взаимодействия и т.д. наука пока еще не дала ответа.

Наряду с успехами в исследовании микромира, современная наука имеет значительные достижения и в познании мегамира. В XYIII-XIXв.в. и даже в первой половине ХХв. Господствовала теория стационарной Вселенной, которая представлялась статичной, не изменяющейся в пространстве. Такое понимание во второй половине ХХв. было отброшено и заменено теорией расширяющейся Вселенной. Существует также гипотеза, что силы гравитационных полей в конце-концов остановят расширение Вселенной, которая затем начнет снова сжиматься до состояния бесконечно большой плотности (концепция «пульсирующей Вселенной»). Современная астрофизика внесла много нового в понимании эволюции звезд, открыла совершенно новые, неизвестные ранее космические объекты (пульсары, квазары).

Существенно расширились в ХХ столетии представления и о структурных уровнях органической природы, которые включают молекулярный уровень жизни, клеточный уровень (микроорганизмов, тканей и органов), уровни целого живого организма, сообществ организмов, биологических видов, биогеоценозов (совокупности видов различных организмов в единстве с природными условиями их существования) и, наконец, биосферы в целом, т.е. области распространения жизни на Земле. Прогресс в биологии еще в первой половине ХХв. Привел к введению понятий гена (как единицы наследственного материала, ответственного за передачу по наследству определенного признака) и хромосомы (как структурного ядра клетки, обозначаемую ДНК, и являющуюся высокомолекулярным соединением – носителем наследственных признаков). Расшифровка молекулы ДНК в середине ХХв. Послужила началом интенсивных исследований в области молекулярной биологии, которые к концу ХХв. Вплотную подвели к расшифровке генома человека.

В социальных системах исследуются уровни: человека, семьи, различных социальных групп, народов, общества в целом. Развитие философской антропологии, социологии, философии истории и других социальных дисциплин внесло немало нового в понимание социальной формы движения материи, сущности человека, в осмысление общественного прогресса (об этом речь пойдет в других разделах).

Успехи научного познания в ХХв. потребовали внесения определенных корректив в выработанные Энгельсом представления о формах движения материи. Это коснулось, прежде всего, представлений о тех формах движения, которые изучаются физикой. Уже во времена Энгельса было ясно: предмет физики включает механическую, тепловую и электромагнитную формы движения, качественно различающиеся между собой. Представления о них расширялись в связи с дальнейшим прогрессом физики. Теплота, например, уже не связывается (как при Энгельсе) только с движением молекул; ее носителями могут быть и электронный газ, и фотонный газ и другие ансамбли однотипных частиц материи.

Уже в начале ХХв. физика столкнулась с особенностями движения микрообъектов, обладающих корпускулярно-волновой природой. К их движению оказалось неприменимым, например, понятие траектории, которое употребляется при движении материальных объектов, обладающих только корпускулярными свойствами. В результате были вскрыты специфические, квантово-механические закономерности движения микрообъектов. Таким образом, развитие физики привело к пониманию того, что движение микрообъектов является особой формой движения, не сводимой к электромагнитному, а тем более к механическому движению.

Дальнейший прогресс атомной физики показал, что и квантовая механика имеет ограниченную область применения. Если в начальный период развития квантовой механики многие физики полагали, что она явится универсальной, всеобъемлющей теорией микропроцессов, то затем стало ясно, что внутриядерные процессы не могут быть объяснены, исходя из законов квантовой механики. Проникнув внутрь атомного ядра, физика встретилась с еще одной новой формой движения, не сводимой не только к механическому, тепловому и электромагнитному движению, но и квантово-механической форме движения. Квантовая механика, например, не может объяснить процессы, связанные со структурой элементарных частиц (ибо квантовая механика является теорией движения микрообъектов, в том числе элементарных частиц, но она не отражает внутренние связи, структуру этих микрообъектов).

Многообразие изучаемых физикой классов объектов материального мира и видов материального движения настолько велико, что не существует какой-то единой, нерасчлененной (как в классификации Энгельса) «физической» формы движения материи. Существует также точка зрения, отвергающая представление о единой, нерасчлененной биологической форме движения и утверждающая существование ряда специфических биологических форм движения материи, связанных с разными ступенями и уровнями жизни (эта идея особенно актуальна в связи с бурным развитием молекулярной биологии).

Во второй половине ХХв. были выдвинуты идеи о существовании двух новых форм движения материи, которые отсутствуют в классификации Энгельса. Это – геологическая и кибернетическая формы движения. Существование первой обусловлено тем, что развитие Земли и земной коры представляет собой единый процесс, подчиненный общим фундаментальным закономерностям. Кибернетическая форма движения материи связывает воедино функционирование живых (биологических) систем и специфических технических устройств, созданных человеком, по критерию способности к восприятию, переработке и передаче информации. Неорганические материальные объекты в наших земных условиях не имеют «сами по себе» той организации, которая обеспечивала бы им какие-либо информационные возможности. И лишь во второй половине ХХв. в результате деятельности человека появились особые неорганические объекты, в которых начали осуществляться (как и в живых системах) процессы приема, хранения, переработки и выдачи информации.

Сложившуюся в конце ХХв. концепцию форм движения материи нельзя признать завершенной. Предстоит дальнейший анализ связи между формами движения материи и соответствующими классами материальных объектов, исследование соотношений между формами движения и структурными уровнями материи, изучение границ несводимости высших форм движения материи к низшим и т.д.

Крупнейшее достижение науки начала ХХв. – создание теории относительности явилось естественнонаучным подтверждением важнейшего положения диалектико – материалистической картины мира о единстве материи, движения, пространства и времени. Творцу теории относительности удалось показать не просто единство, но зависимость свойств пространства и времени от движущейся материи и друг от друга. Когда А.Эйнштейна попросили выразить суть теории относительности в одной, по возможности понятной фразе, он ответил: «Раньше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы, теория относительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы также пространство и время».¹

Кроме того, специальная теория относительности связала закон сохранения массы с законом сохранения энергии по существу в один закон природы. Философское значение этого открытия состоит в том, что теперь взаимопревращение видов материи и взаимопревращение форм движения рассматриваются как две стороны одного и того же акта – качественного превращения одних видов движущейся материи в другие.

Огромные по масштабам научные исследования, проводившиеся в ХХв., существенно дополнили и обогатили представление о материальном единстве мира. Современная физика, исследуя спектроскопические данные, касающиеся космических объектов, находит в них такие же химические элементы, что и на Земле. В космических излучениях, приходящих к нам из глубин Вселенной, обнаруживаются те же самые элементарные частицы, что и в земных условиях. Причем некоторые из них, будучи предсказаны теоретически, были сначала открыты именно в космических лучах, а уж потом найдены в эксперименте (позитроны, мезоны).

Если важнейшими доказательствами единства органического мира в XIX веке стали открытие клеточного строения организмов и эволюционная теория Дарвина, то в ХХ веке такими доказательствами явились открытия в области молекулярных основ наследственности в живой природе.

Еще одно направление развития науки, доказывающее единство мира, оказалось связанным с математикой. Именно математика позволила обнаружить в мире некоторые общие связи, – поскольку она, отвлекаясь от качественных различий тел, исследует общие для различных тел и форм движения количественные закономерности. Естествоиспытателей не раз поражало сходство тех уравнений, которые применяются для описания процессов самой различной природы. Последнее свидетельствует об объективно существующем единстве мира, одним из проявлений которого и является наличие общих связей, отображаемых средствами математики.

Начавшийся еще в XIX веке переход физической науки к изучению электромагнитного поля, а затем в начале ХХ столетия – и к изучению весьма сложных явлений микромира потребовал математизации физики. А это, в свою очередь, повлекло за собой потерю прежних наглядных представлений, которыми характеризовалась классическая механика. Многие новые результаты в физике стало возможным получить только математическим путем. Как отмечал А.Эйнштейн, физическая реальность до Максвелла мыслилась в виде материальных точек, изменения которых состоят только в движении. После Максвелла физическая реальность мыслилась уже в виде непрерывных, не поддающихся механическому объяснению полей, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных.

Потеря прежней наглядности, которой характеризовалась механика, имевшая дело с медленными движениями и большими массами объектов макромира, и углубление в весьма сложные, совершенно необычные для «здравого смысла» процессы микромира, потребовали изменения стиля научного мышления. По этому поводу известный американский физик Ричард Фейнман писал следующее: «Раз поведение атомов так не похоже на наш обыденный опыт, то к нему очень трудно привыкнуть. И новичку в науке, и опытному физику – всем оно кажется своеобразным и туманным. Даже большие ученые не понимают его настолько, как им хотелось бы, и это совершенно естественно, потому что весь непосредственный опыт человека, вся его интуиция – все прилагается к крупным телам. Мы знаем, что будет с большим предметом; но именно так мельчайшие тельца не поступают. Поэтому, изучая их, приходится прибегать к различного рода абстракциям, напрягать воображение и не пытаться связывать их с нашим непосредственным опытом».¹

Классический этап естествознания, ограниченный рамками Нового времени, привел (в конце этого этапа) к формированию диалектико-материалистической картины мира. Этап неклассического естествознания ХХ века заставил пересмотреть некоторые ее положения. Однако появившиеся новые естественнонаучные данные о физической реальности в целом не подорвали диалектико-материалистических представлений об окружающем нас мире. Более того, они укрепили их, существенно обогатив новым содержанием.