Лекция 12. Обобщение.

Современная естественнонаучная картина мира и будущее науки

Общие закономерности современного естествознания. Современная естественнонаучная картина мира. Трудности и парадоксы в развитии науки. Наука как эволюционный процесс.

Общие закономерности современного естествознания

В этой теме сделаем некоторые выводы из анализа развития науки, представим современную естественнонаучную картину мира и возможное будущее естествознания.

1. Первый вывод гласит, что наука является одним из этапов эволюции человеческой культуры. Пройдя несколько предварительных стадий от античности до эпохи Возрождения, наука в своей развитой форме вобрала достижения других отраслей культуры, в том числе философии и религии, представляя собой в целом качественно новое явление.

2. Но уже изначально в науке присутствовало противоречие двух ее целей, которое затем породило противоречивость результатов: с одной стороны, наука была средством нахождения истины о мире, а, с другой, была нацелена на обеспечение господства человека над природой и ее преобразование. Соединяя обе цели, Ф. Бэкон писал, что «истинной и закономерной целью наук должно быть обогащение жизни человека новыми открытиями и новым могуществом». В дальнейшем, однако, наука все больше склонялась (и ее склоняли) к обеспечению прежде всего могущества человека с тем, чтобы люди, как писал Декарт, могли стать «хозяевами природы».

Что же все-таки главное в развитии науки — понимание человеком себя, мира, окружающего его, или покорение природы? — этот вопрос становится все более острым.

3. Еще одно противоречие, вытекающее из предыдущего, коренилось в том, что, как писал Д. Бернал, в то время как технические потребности часто ставили проблемы, дающие рост новым отраслям науки, научные успехи эффективно закреплялись в том случае, если только они могли быть применены в практических целях. Однако слишком тесная взаимозависимость науки и техники вредна, так как у каждой из этих отраслей культуры есть специфика, заключающаяся в том, что наука изучает мир, а техника его преобразует.

4. Наука, объединившись с техникой, привела в XX веке к научно-технической революции, которая является ныне главным фактором развития человечества. Около 5 млн. человек работает в современной науке. Объем научной информации растет по экспоненте невиданными темпами.

Развитие науки становится международным делом. Совместные исследования ученых различных стран необходимы сейчас для достижения значительных результатов, так как: а) требуются громадные средства; б) некоторые исследования интернациональны по своему содержанию (климат страны нельзя объяснить, имея данные только об этой стране).

5. Следующий вывод касается классификации наук, особенно важный в эпоху дифференциации научного знания.

Еще древнегреческие философы разделяли знание по его объему на три области: природа (физика), общество (этика), мышление (логика). Ф. Бэкон в соответствии со свойствами человеческого интеллекта разделил знание также на три части: историю (память), поэзию (воображение) и философию (рассудок). Т. Гоббс поставил геометрию во главе дедуктивных наук, а физику — во главе индуктивных. Г. Спенсер разделил все науки на абстрактные (логика и математика), конкретные (астрономия, геология, биология, психология, социология) и промежуточные между ними — абстрактно-конкретные (механика, физика, химия).

В настоящее время общепринято деление наук на естественные, гуманитарные, технические и математические. Основные из естественных наук: астрономия, физика, химия, геология, физическая география, биология, физиология человека, антропология. Между ними немало переходных наук: астрофизика, физическая химия, химическая физика, геофизика, геохимия, биофизика, биохимия, биогеохимия и т. п., а также переходные от них к гуманитарным и техническим наукам.

Данная классификация не случайна. Предмет естественных наук составляют отдельные ступени развития природы или ее структурные уровни.

6. Наука постоянно обогащается новыми методологическими принципами, часто противоположными принятым ранее (на смену редукционизму приходит холизм, детерминизму — индетерминизм и т. д.); новыми подходами (структурный, системный, функциональный, вероятностный); новыми понятиями, как частными, применяемыми в отдельных областях познания (например, «кварк» в физике), так и общенаучными (неопределенность, дополнительность, целостность, целесообразность, адаптация, самоорганизация, информация, поле и т. п.).

Задача понятийного аппарата — компактно представить постоянно растущее знание. Поэтому наряду с терминами все большее значение приобретают знаки, существенно сокращающие запись. Научный знак имеет значение, аналогичное тому, как термин, будучи определен, становится понятием.

7. Наука находится в процессе перманентного развития. Но предугадать, в каком направлении она будет продвигаться и какими будут следующие открытия невозможно. Физики рассчитывали в 50-е годы осуществить искусственную термоядерную реакцию и создать общую теорию поля. А прорыв был совершен в термодинамике открытых систем. Кибернетики думали, что будут создаваться все более сложные и громоздкие ЭВМ, а появился персональный компьютер. Наука есть создание качественного нового, а это невозможно предвидеть.

8. Область научного исследования постоянно расширяется, распространяясь на объекты, которые до этого находились вне сферы ее интересов (сложные, неустойчивые, открытые системы и т. п.). Тем не менее основные требования к научному исследованию — всеобщность опыта, универсальность объяснения — остаются в силе («Опыт — единственный верный руководитель», — говорил Н. Винер). Натурфилософские концепции, построенные на основе науки, например, концепция ноосферы, непроверяемые эмпирически, остаются на периферии естествознания.

9. Существуют три механизма эволюции: диссипативные структуры в неживом мире, естественный отбор в живой природе, культура в человеческом обществе. Но наука не знает, как произойдет становление нового, поскольку это уникальный процесс. Наука достигает здесь своих пределов возможного, потому что имеет дело в основном с воспроизводимыми и повторяющимися процессами. Подходя к уникальному, она обращается к вероятностным методам. Наука вообще не может утверждать, что нечто обязательно случится, так как по современным научным представлениям эволюция мира не запрограммирована однозначно.

10. Наука развивается в пределах чувственного и логичного и ограничена возможностями наших чувств и законами мышления. Особенности органов чувств и мышления, как и эволюция, являются ее граничными условиями. Наука как бы находится в треугольнике, ограниченном возможностями человека и творчеством природы. Она постоянно расширяет свои границы, оставаясь принципиально ограниченной.

11. Ныне наука столкнулась с четвертым ограничением — экологическим. Ее развитие может привести к уничтожению биосферы и ее самой. Наука может это сделать, но не способна создать равноценный искусственный мир. Разрушать всегда легче, чем созидать — и для отдельного человека и для человечества в целом.

Итак, наука ограничена с четырех сторон. К эмпирической, теоретической и предметной ограниченности прибавилась ограниченность этического характера. Поэтому столь важной стала проблема: «этика и наука» — вопрос: наука — добро или зло?

12. Наука создает информацию о мире, и это должно иметь смысл. Люди сами находятся в цепи жизни и ответственны за нее перед нею и собой. Все более сложное, более разрушимо, но и более способно к дальнейшему самосовершенствованию. Это усиливает ответственность за творимое на Земле.

Краткая характеристика основ современной естественнонаучной картины Мира

Естественнонаучная картина Мира представляет собой единую и целостную систему принципов, правил и законов, которым подчиняется поведение объектов природы и в соответствии с которыми происходят различные процессы, явления и изменения свойств материальных объектов.

Современная естественнонаучная картина Мира построена на результатах исследований математических, физических, химических, биологических наук и наук о Земле, получивших наиболее глубокое развитие в ХХ столетии и которые схематично можно охарактеризовать следующим образом.

1) Теоретические и экспериментальные исследования строения вещества (в основном открытие электрона, ядра атома и элементарных частиц; строение атомов и молекул, их физико-химические свойства).

2) Создание специальной и общей теории относительности Эйнштейна (представления об относительном характере пространства и времени, а также об относительном характере всех видов движения; установление связи между свойствами движущихся материальных тел и скоростью их движения; установление взаимосвязи между энергией и массой физической системы, а также зависимости свойств пространства от наличия в нем физических систем).

3) Создание квантовой механики и развитие квантовых представлений в разных направлениях физических и химических наук (квантовая электродинамика, квантовая оптика и спектроскопия, квантовая теория твердого тела, квантовая химия), создание на их основе новых методов и приборов, например, квантовых оптических генераторов – лазеров и мазеров и т. д.

4) Разработка концепции непрерывно-дискретных (непрерывно-корпускулярных) свойств материи, включая современную теорию строения атома и теорию корпускулярно-волнового дуализма света и микрочастиц, создание на их основе принципиально новых физических методов исследования (кристаллография, электронография, нейтронография).

5) Развитие учения о химических процессах; создание теории цепных химических реакций; установление связи между кинетикой, строением, реакционной способностью и свойствами исходных реагентов и конечных продуктов; создание и развитие теории и практики химии и физики высокомолекулярных соединений.

6) Открытие явления радиоактивности и построение теории цепных ядерных и термоядерных реакций (ядерные установки, атомные электростанции, атомное и водородное оружие и т. п.).

7) Развитие методов теоретической и прикладной математики (кибернетика, электронно-вычислительные машины, компьютеры, новые информационные технологии).

8) Развитие биологических наук (молекулярная, генетическая, эволюционная и космическая биология; изучение свойств, строения, структуры и функций биополимеров; установление механизма процессов обмена веществ и передачи наследственной информации; создание новых биотехнологий и методов генной инженерии; термодинамическая теория эволюции живых существ и т. д.).

9) Наука об окружающей природной среде (законы, принципы и правила общей и прикладной экологии; разработка концепции единства неживой и живой природы).

10) Новые теоретические исследования и экспериментальные данные в области изучения Земли (модели происхождения Земли, методы определения ее строения и возраста, особенности механизма эволюции Земли).

11) Создание принципиально нового междисциплинарного научного направления – синергетики, в основе которого лежит принцип самоорганизации в неживой и живой природе.

Современная естественнонаучная картина мира (другой вариант).

Можно выделить следующие открытия в естествознании, которые привели к научным революциям в XX веке.

Астрономия: модель Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной.

Геология: тектоника литосферных плит.

Физика: смещение точки отсчета от матери к энергии и от вещества к полю.

Теория относительности: относительность пространства и времени.

Квантовая механика: корпускулярно-волновой дуализм.

Синергетика: становление новых структур в неживой природе.

Биология: модели происхождения жизни.

Генетика: механизм воспроизводства жизни.

Экология: взаимодействие живого со средой.

Этология: формы поведения организмов.

Социобиология: соотношение естественного и социального.

Кибернетика: управление в неживой и живой природе.

Психоанализ: роль бессознательного в человеческой психике.

Эти научные революции позволили сформулировать следующие общие закономерности развития мира:

1. Эволюция природы (от Вселенной до кварков).

2. Самоорганизация (от неживых систем до биосферы).

3. Системность связи неживой природы, живой природы и человека (в экологии).

4. Имманентность природных систем пространству и времени (в теории относительности).

5. Относительность разделения на субъект и объект (в квантовой механике и синергетике).

Появились новые общенаучные концепции и подходы: системный (исследование предметов как систем), структурный (исследование уровней организации), вероятностный (применение вероятностных методов) и т. п.

Научные достижения XX века позволяют нарисовать следующую современную естественнонаучную картину мира.

Уровни организации	Часть пространства	Наука	Вид эволюции
Вселенная	Мегамир	Космология	Космическая
Галактика	- «-	Астрономия	- «-
Звездные системы	- «-	- «-	- «-
Планета	- «-	Геология	Геологическая
Биосфера	Макромир	Экология	Экологическая
Сообщество	- «-	Этология	Биологическая
Популяция	- «-	- «-	- «-
Вид	- «-	- «-	- «-
Индивид	- «-	- «-	- «-
Клетка	Микромир	Генетика	- «-
Молекула	- «-	Химия	Химическая
Атом	- « -	Физика	Физическая
Элементарная частица	- «-	- «-	- «-
Кварк	- «-	- «-	- «-

Можно построить и более подробную картину, выделив такие уровни организации, как ядро атома, ядро клетки, макромолекула, кристалл, человек, ноосфера и т. д.