3.6 Становление идей и методов неклассической науки в середине XIX - начале XX вв.

На протяжении ХIХ в. в рамках науки было подготовлено фактическое свержение механической научной картины мира.

Д. Максвелл создает теорию электромагнетизма. В результате его исследований выяснилось, что вещество в виде атомов не исчерпывает структурное строение материи. Материя существует не только в виде вещества, но и в виде электромагнитного поля.

В середине ХIХ в. происходят также три великих научных открытия:

Немецкие ученые Т. Шванн и М. Шлейден создают теорию клеточного строения живых существ. Эта теория доказала единство всего живого, показала неразрывную связь мира растений и животного мира.

Немецкий ученый Ю. Майер сформулировал закон превращения и сохранения энергии. Закон утверждает, что те силы, которые раньше считались изолированными – вещество, свет, электричество – глубоко взаимосвязаны. При определенных условиях они переходят друг в друга. Эти силы являются различными формами движущейся материи.

Ч. Дарвин создал эволюционную теорию, которая изложена в книге «Происхождение видов путем естественного отбора». Растительные и живые организмы, включая человека, являются результатом длительной естественной эволюции природы. Они ведут свое начало от простейших существ, а последние, в свою очередь, произошли от неживой природы.

Решающий удар по механической картине мира нанесли революционные открытия в физике в конце XIX начале XX вв., которые были сделаны в процессе изучения микромира:

В 1895 г. В. Рентген открыл рентгеновские лучи. Тем самым установлено, что атом проницаем;

В 1896 г. А. Беккерель открыл радиоактивность. Тем самым установлено, что масса атома подвержена изменению;

В 1897 г. Д. Томсон открыл первую элементарную частицу – электрон. Тем самым установлено, что атом делим.

В начале XX в. Э. Резерфорд в эксперименте обнаружил, что атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной частицы. В ядре сосредотачивается основная масса атома. Э.Резерфорд предложил планетарную модель атома;

А.Эйнштейн создает сначала специальную (1905 г.), а затем и общую (1916 г.) теорию относительности. В отличие от взглядов И. Ньютона, он установил, что пространство и время являются относительными величинами. Пространство и время органически связаны с материей, а так же друг с другом;

В 1924 г. Луи де Бройль сформулировал идею о том, что элементарные частицы обладают одновременно как свойствами волны (то есть непрерывности), так и свойствами квантовости (то есть прерывности, дискретности). На основе этой идеи возникла квантовая механика. Открыт важный закон: «Все материальные микрообъекты обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами».

В результате названных научных открытий было подорвано старое представление о материи, подвергнута сомнению старая механическая картина мира и возникло новое представление о природе. Естествознание и наука в целом стали обновляться.

Революция в физике повлекла за собой принципиальное изменение философских и методологических основ научного познания:

1. Происходит возрастание роли философии в развитии естественных и других наук. В. Гейзенберг говорит: «Физики-теоретики, хотят они этого или нет, все равно руководствуются философией, сознательно или неосознанно». История науки показывает, что крупнейшие ученые одновременно были и философами.

2. Осуществляется сближение объекта и субъекта познания. Обнаруживается зависимость научного знания от субъекта, от применяемых субъектом методов и средств получения знания.

Естествознание XVIII–XIX вв. базировалось на идее полного устранения познающего субъекта из познавательной деятельности. Идеалом считалось изображение мира самого по себе, независимого от наблюдателя, субъекта.

Новое естествознание показывает зависимость полученных знаний от наблюдателя, от используемых средств, методов и приборов. Анализ исследований микромира невозможен без активного участия ученого-наблюдателя. Ученый использует приборы, измерительные технологии, которые влияют на изучаемые объекты. Тем самым изучаются микрообъекты не сами по себе, а измененные наблюдателем природные явления. Тот же самый микроскоп не может не влиять на изучаемый микрообъект.

3. Формируется новое понимание детерминизма и ядра детерминизма – причинности. Детерминизм – есть идея о всеобщей обусловленности, взаимосвязи, взаимозависимости мира, о том, что ничто в природе не происходит беспричинно.

Классическая наука основана на механике И.Ньютона и базируется на механическом понимании причинности. Такое понимание допустимо в объяснении динамических закономерностей. Квантовая механика имеет дело с иным типом причинности. Данная причинность основана на статистических, вероятностных закономерностях.

Статистические процессы предполагают неоднозначность, неопределенность. В рамках статистических закономерностей возможна только усредненная характеристика движения большой совокупности частиц. О положении единичной микрочастицы можно говорить лишь с той или иной степенью вероятности. В то же время наука не отбрасывает понятие причинности. Причинность действует в микромире, но она носит не динамический, а статистический характер.

4. В естествознание широко внедряется идея противоречивости природы, а вместе с этим и диалектический метод. Природа микрочастиц внутренне противоречива. Микрочастица является одновременно как квантом (корпускулой), так и волной.