- •Часть I. Естествознание и современный мир 11
- •Часть III. Естественно-научные концепции развития. . . 171
- •Часть IV. Естественно-научные основы современных тех-
- •1.1. Естественно-научные знания
- •1.2. Роль естествознания в формировании
- •1.6. Развитие естествознания и псевдонаучные
- •1.8. Рациональное и иррациональное
- •2.1. Процесс естественно-научного познания
- •1) В основе естественно-научного познания лежит причинно-следствен-
- •2) Истинность естественно-научных знаний подтверждается эксперимен-
- •3) Любое естественно-научное знание относительно.
- •2.2. Формы естественно-научного познания
- •3.3. Концепция атомизма. Дискретность
- •3.4. Фундаментальные взаимодействия
- •3.10. Электромагнитная концепция
- •4.1. Структура атомов
- •43. Вероятностный характер микропроцессов
- •4.5. Ядерные процессы
- •5.1. Сущность концепции развития
- •5.2. Эволюция вселенной
- •6.1. Развитие химических знаний
- •6.2. Синтез химических веществ
- •6.3. Современный катализ
- •6.9. Современные материалы
- •7.3. Структура и функции белков
- •7.5. Происхождение жизни
- •7.6. Предпосылки эволюционной идеи
- •7.9. Человек — феномен природы
- •7.10. Жизнеобеспечение человека
- •8.1. Развитие средств информационных технологий
- •8.2. Современные средства накопления информации
- •8.3. Мультимедийные системы и виртуальный мир
- •8.4. Микро- и наноэлектронная технологии
- •8.6. Современные биотехнологии
- •9.9. Атомная энергетика
- •9.10. Особенности отечественной энергетики
- •10.1. Глобальные катастрофы и эволюция жизни
- •10.2. Предотвращение экологической катастрофы
- •10.3. Природные катастрофы и климат
- •10.5. Сохранение озонового слоя
- •10.7. Потребление энергии и среда нашего обитания
- •10.8. Радиоактивное воздействие на биосферу
- •11.1. Человек и природа
- •11.3. Обновление энергосистем
- •11.4. Эффективное потребление энергии
- •11.6. Экономия ресурсов на транспорте
- •11.8. Решение проблем утилизации
- •11.9. Перспективные технологии и окружающая среда
2.1. Процесс естественно-научного познания
Общие сведения. В основе естественно-научного познания окру-
жающего мира лежит сложная творческая работа, включающая сочетаю-
щиеся сознательные и подсознательные элементы. О важной роли под-
сознательных элементов говорили многие выдающиеся ученые. В част-
ности, А. Эйнштейн подчеркивал: «Нет ясного логического пути к науч-
ной истине, ее надо угадать некоторым интуитивным скачком
мышления». Особенности и специфика сознательных и подсознательных
элементов придают индивидуальный характер решению разными учены-
ми даже одной и той же естественно-научной проблемы. «И хотя предста-
вители различных школ считают свой стиль единственно правильным,
разные направления дополняют и стимулируют друг друга; истина же не
зависит от того, каким способом к ней приближаться», — так считал со-
ветский физик-теоретик академик А. Б. Мигдал (1911—1991).
Несмотря на индивидуальность и специфику решения научных задач,
все же можно назвать вполне определенные правила научного познания:
— ничего не принимать за истинное, что не представляется ясным и
отчетливым;
— трудные вопросы делить на столько частей, сколько нужно для их
разрешения; начинать исследование с самых простых и удобных для по-
знания вещей и восходить постепенно к познанию трудных и сложных;
— останавливаться на всех подробностях, на все обращать внимание,
чтобы быть уверенным, что ничего не упущено.
57
Эти правила впервые сформулировал Рене Декарт, французский фи-
лософ, математик, физик и физиолог. Они составляют сущность метода
Декарта, в одинаковой мере применимого как для естественно-научного,
так и для гуманитарного познания.
Естественно-научные знания играют важную и определяющую роль в
процессе познания. Так, английский физик Дж. К. Максвелл утверждал:
«Что касается материальных наук, то они кажутся мне прямой дорогой к
любой научной истине... Сумма знаний берет значительную долю своей
ценности от идей, полученных путем проведения аналогий с материаль-
ными науками...»
Достоверность научных знаний. В процессе развития естествозна-
ния всегда возникал и возникает вопрос: в какой мере можно доверять на-
учным результатам, т.е. вопрос о достоверности научных результатов и
качестве работы ученого. Приходится констатировать, что научная про-
дукция на своем пути к истине переполнена ошибочными результатами.
Вне зависимости от их характера и природы ошибочные результаты не
только сдерживают поступательный процесс познания, но и могут в ряде
случаев привести к авариям, катастрофам и трагическим последствиям.
Например, относительно недавно американский космический аппарат
для исследования Марса потерпел аварию. Причина ее в том, что компью-
терные программы для управления тормозными двигателями и для расче-
та траектории составлялись с учетом разных единиц измерения тяги.
Иногда результаты исследований оказываются ошибочными не в том
объективном смысле, что некоторые утверждения и представления со
временем дополняются, уточняются и уступают место новым и что все
естественно-научные экспериментальные результаты сопровождаются
вполне определенной абсолютной ошибкой, а в гораздо более простом
смысле, когда ошибочные формулы, неверные доказательства, несоот-
ветствие фундаментальным законам естествознания и т.п. приводят к не-
правильным результатам.
Для проверки качества научной продукции проводится ее контроль:
экспертиза, рецензирование и оппонирование. Каждый из них направлен
на определение достоверности научных результатов. Приведем некото-
рые цифры, характеризующие эффективность контроля предлагаемых
патентуемых материалов. В результате экспертизы 208 975 заявок на изо-
бретения, поданных в Национальный совет изобретений США, выявлено,
что всего лишь 8615 (около 4%) из них не противоречило здравому смыс-
лу, а реализовано только 106 (менее 0,05%) заявок. Поистине, как у поэта:
«...изводит единого слова ради тысячи тонн словесной руды». До недав-
него времени в отечественных академических и центральных отраслевых
журналах после рецензирования публиковалась примерно одна из пяти
представленных к публикации работ. Добросовестное оппонирование по-
58
зволяет существенно сократить поток несостоятельных кандидатских и
докторских диссертаций.
Вместе с тем следует признать, что экспертиза, рецензирование и оп-
понирование далеки от совершенства. Можно привести не один пример,
когда великие научные идеи отвергались как противоречащие общепри-
нятым взглядам, — это и квантовая гипотеза Макса Планка (1858—1947),
и постулаты Нильса Бора (1885—1962) и др. Обобщая свой опыт участия
в научной дискуссии и оценивая мнения многих оппонентов, Макс Планк
писал: «Великая научная идея редко внедряется путем постепенного убе-
ждения и обращения своих противников, редко бывает, что Саул стано-
вится Павлом. В действительности дело происходит так, что оппоненты
постепенно вымирают, а растущее поколение с самого начала осваивает-
ся с новой идеей...» Научной полемики сознательно избегал Чарлз Дар-
вин. Об этом на склоне своих лет он писал: «Я очень рад, что избегал по-
лемики, этим я обязан Лейелю... [своему учителю] он убедительно сове-
товал мне никогда не ввязываться в полемику, так как от нее не выходит
никакого прока, а только тратится время и портится настроение». Одна-
ко дискуссию по существу нельзя полностью исключать как средство
постижения истины. Вспомним известное изречение: в споре рождается
истина.
В науке и, в особенности, в естествознании есть внутренние механиз-
мы самоочищения. Результаты исследований в областях, мало кому инте-
ресных, конечно, редко контролируются. Достоверность их не имеет осо-
бого значения: они все равно обречены на забвение. Результаты интерес-
ные, полезные, нужные и важные волей-неволей всегда проверяются и
многократно. Например, «Начала» Ньютона не были его первой книгой, в
которой излагалась сущность законов механики. Первой была книга
«Мотус», подвергшаяся жесткой критике Роберта Гука. В результате ис-
правлений с учетом замечаний Гука и появился фундаментальный труд
«Начала».
Следует признать, что существующие способы контроля научной
продукции малоэффективны, и для науки контроль не столь уж важен,
может быть, в сущности и не нужен. Он нужен в большей степени обще-
ству, государству, чтобы не тратить деньги на бесполезную работу иссле-
дователей. Большое количество ошибок в научной продукции говорит о
том, что приближение к научной истине — сложный и трудоемкий про-
цесс, требующий объединения усилий многих ученых в течение длитель-
ного времени. Около двадцати веков отделяют законы статики от пра-
вильно сформулированных законов динамики. Всего лишь на десятке
страниц школьного учебника умещается то, что добывалось в течение
двадцати веков. Действительно, истина гораздо дороже жемчуга.
59
Истина — предмет познания. Часто встречающееся утверждение:
главная цель естествознания — установление законов природы, откры-
тие скрытых истин — явно или неявно предполагает, что истина где-то
уже существует в готовом виде, ее надо только найти, отыскать как некое
сокровище. Великий философ древности Демокрит еще в V в. до н.э. го-
ворил: «Истина скрыта в глубине (лежит на дне морском)». Что же озна-
чает открыть естественно-научную истину в современном понимании?
Это, во-первых, установить причинно-следственную связь явлений и
свойств объектов природы, во-вторых, подтвердить экспериментом, опы-
том истинность полученных теоретических утверждений и, в-третьих,
определить относительность естественно-научной истины.
Одна из задач естествознания — объяснить явления, процессы и
свойства объектов природы. Слово «объяснить» в большинстве случаев
означает «понять». Что обычно подразумевает человек, говоря, напри-
мер: «Я понимаю свойство познаваемого объекта». Как правило, это оз-
начает: «Я знаю, чем обусловлено данное свойство, в чем его сущность и
к чему оно приведет». Так образуется причинно-следственная связь: при-
чина — объект — следствие. Количественное описание такой связи слу-
жит основой научной теории, характеризующейся четкой логической
структурой и состоящей из набора принципов или аксиом и теорем со все-
ми возможными выводами. По такой схеме строится любая математиче-
ская теория. При этом, конечно, предполагается создание специального
научного языка, терминологии, системы научных понятий, имеющих од-
нозначный смысл и связанных между собой строгими законами логики.
Так достигается математическая истина.
Истинный естествоиспытатель не должен ограничиваться теоретиче-
скими утверждениями или выдвинутыми гипотезами для объяснения на-
блюдаемых явлений или свойств. Он должен подтвердить их эксперимен-
том, опытом и связать их с «действительным ходом вещей». Только так
можно приблизиться к естественно-научной истине, которая, как теперь
понятно, принципиально отличается от математической истины.
После проведения эксперимента, опыта наступает завершающая ста-
дия естественно-научного познания, на которой устанавливаются грани-
цы истинности полученных экспериментальных результатов или грани-
цы применимости законов, теорий или отдельных научных утверждений.
Результат любого эксперимента, как бы он тщательно не проводился,
нельзя считать абсолютно точным. Неточность экспериментальных ре-
зультатов обусловливается двумя факторами: объективным и субъектив-
ным. Один из существенных объективных факторов — динамизм окру-
жающего нас мира: вспомним слова Гераклита — «Все течет, все изменя-
ется; в одну и ту же реку нельзя войти дважды». Другой объективный
фактор связан с несовершенством технических средств эксперимента.
60
Эксперимент проводит человек, органы чувств и интеллектуальные спо-
собности которого далеки от совершенства: errare humanum est — оши-
баться свойственно человеку (известное латинское выражение) — это и
есть субъективный фактор неточности естественно-научных результатов.
Выдающийся естествоиспытатель академик В. И. Вернадский
(1863—1945) с уверенностью утверждал: «В основе естествознания ле-
жат только научные эмпирические факты и научные эмпирические обоб-
щения». Напомним: эмпирический подход основан на эксперименте и
опыте как определяющих источниках естественно-научного познания.
Вместе с тем он указывал и на ограниченность эмпирических знаний.
Теоретические утверждения без эксперимента носят гипотетический
характер. Только при подтверждении экспериментом из них рождается
истинная естественно-научная теория. Научная теория и эксперимент,
или, в обобщенном представлении, наука и практика — вот два кита, на
которых держится ветвистое древо познания. «Влюбленные в практику
без науки словно кормчий, ступающий на корабль без руля или компаса;
он никогда не уверен, куда плывет... Наука — полководец, а практи-
ка — солдат», — так сказал Леонардо да Винчи (1452—1519).
Сформулируем три основных положения естественно-научного
познания: