Социокультурные предпосылки глобальных научных революций

Наука развивается в направлении, заданном в том числе и ценностями и мировоззренческими установками соответствующей эпохи. В период научной революции имеются несколько возможных путей роста знания, которые, однако, не все реализуются в действительной истории науки. Можно выделить два аспекта нелинейности роста знаний.

Первый из них связан с конкуренцией исследовательских программ в рамках отдельно взятой отрасли науки. Победа одной и вырождение другой программы направляют развитие этой отрасли науки по определенному руслу, но вместе с тем закрывают какие-то иные пути ее возможного развития.

Тип научного мышления, складывающийся в культуре некоторой исторической эпохи, всегда соответствует характеру общения и деятельности людей данной эпохи, обусловлен контекстом ее культуры. Факторы социальной детерминации познания воздействуют на соперничество исследовательских программ, активизируя одни пути их развертывания и притормаживая другие. В результате "селективной работы" этих факторов в рамках каждой научной дисциплины реализуются лишь некоторые из потенциально возможных путей научного развития, а остальные остаются нереализованными тенденциями.

Второй аспект связан со взаимодействием научных дисциплин, обусловленным в свою очередь особенностями как исследуемых объектов, так и социокультурной среды, внутри которой развивается наука.

Возникновение новых отраслей знания, смена лидеров науки, революции, связанные с преобразованиями картин исследуемой реальности и нормативов научной деятельности в отдельных ее отраслях, могут оказывать существенное воздействие на другие отрасли знания, изменяя их видение реальности, их идеалы и нормы исследования. Все эти процессы взаимодействия наук опосредуются различными феноменами культуры и сами оказывают на них активное обратное воздействие.

В эпоху научных революций, когда осуществляется перестройка оснований науки, культура как бы отбирает из нескольких потенциально возможных линий будущей истории науки те, которые наилучшим образом соответствуют фундаментальным ценностям и мировоззренческим структурам, доминирующим в данной культуре.

Важнейшую роль культурного фильтра в развитии науки играет философия. Во-первых, она критически оценивает наличную картину мира и нормы познания. Во-вторых, философия выполняет конструктивную функцию, помогая выработать новые основания исследования. Новый эмпирический материал может обнаружить лишь несоответствие старого видения новой реальности, но сам по себе не указывает, как нужно перестроить это видение.

Перестройка картины мира и идеалов познания требует особых идей, которые позволяют перегруппировать элементы старых представлений о реальности и процедурах ее познания, элиминировать часть из них, включить новые элементы с тем, чтобы разрешить имеющиеся парадоксы и ассимилировать накопленные факты. Такие идеи формируются в сфере философского анализа познавательных ситуаций науки. Они играют роль весьма общей эвристики, обеспечивающей интенсивное развитие исследований. В истории современной физики примерами тому могут служить философский анализ понятий пространства и времени, а также анализ операциональных оснований физической теории, проделанный Эйнштейном и предшествовавший перестройке представлений об абсолютном пространстве и времени классической физики. Влияние философии особенно явно в ситуации конкуренции разных программ в одной науке или переносе программ из другой науки.

Наиболее известными и изученными типами таких революций являются революции в естествознании. Первую подобную революцию обычно связывают с возникновением самого опытного естествознания, которое перешло от априорных натурфилософских и схоластических рассуждений о природе, к опытному, экспериментальному ее изучению. Поскольку ни в античности, ни в средние века систематическое изучение природы научными методами отсутствовало, то в Новое время пришлось начинать с самого начала, а именно изучения простейшей формы движения материи, т.е. простого перемещения земных и небесных тел в пространстве с течением времени. Поэтому главные усилия ученых этого периода были направлены на открытие механических законов природы. Первые законы такого рода были открыты Г. Галилеем, который установил закон свободного падения тел и И. Кеплером, открывшим законы движения планет вокруг Солнца. Но эти законы имели эмпирический характер, так как не давали теоретического объяснения наблюдаемым фактам. Ответ на вопрос: почему вблизи земной поверхности тела падают с одинаковым ускорением, а планеты двигаются по эллиптическим орбитам, законы Галилея и Кеплера не давали.

Построенная Ньютоном система теоретической механики не только дала ответ на эти вопросы, но и уточнила, и исправила указанные эмпирические законы, а, самое главное, выдвинула новую парадигму исследования природы, в которой мысль и опыт, теория и эксперимент развивались в нерасторжимом единстве. Для этого Ньютону пришлось сначала создать особый математический аппарат для количественного описания процессов движения и изменения: дифференциальное и интегральное исчисления. С помощью первой производной можно было определить мгновенную скорость движущейся материальной точки, второй производной — ее ускорение, а интеграла — пройденный путь.

Вместе с построением математического аппарата Ньютоном впервые была создана теоретическая система, основные понятия и принципы которой допускали ясную онтологическую интерпретацию: материальная точка, закон движения материальной точки, силовое действие точек на расстоянии, равенство действия противодействию, инерциальная система отсчета. «Построенный Ньютоном фундамент, — указывал А. Эйнштейн, — оказался исключительно плодотворным и до конца XIX в. считался незыблемым»1. По существу, его система стала парадигмой для будущих исследований по механике не только дискретных, но и непрерывных масс, а закон всемирного тяготения стал прочной основой небесной механики.

Одновременно с построением теоретической системы сформировалась и первая механистическая картина природы, в которой материальные тела отображались в виде системы материальных точек, движущихся под действием сил по заданным траекториям. При этом предполагалось, что если известен закон движения тела и указано его начальное состояние (координаты, время, импульс), то можно точно определить любое его состояние, как в будущем, так и в прошлом. Таким образом, в механической картине природы направление времени никак не учитывается. Поэтому прошлое в ней не отличается от будущего. Пространство и время рассматриваются в механике как абсолютные категории и совершенно не связанные друг с другом. Все эти представления при их распространении на другие науки оказывались неадекватными и приводили к парадоксам и противоречиям. Однако важнейшей причиной отхода формирующихся новых научных дисциплин от принципов, стандартов и норм механистической парадигмы и картины мира было несоответствие их специфическим особенностям объектов изучения новых дисциплин. Поэтому попытки их приспособления к господствующей механистической парадигме оказывались тщетными, в чем мы могли убедиться на примере редукции электричества к невесомой жидкости, химической реакции — к механическому взаимодействию частиц вещества или жизни к механизму, а человека к машине. Все это заставляло исследователей искать новые способы, нормы и методы познания, отличные от традиционных механических. Постепенно вызревало и новое представление и о картине мира изучаемой науки. Переход к дисциплинарно организованной науке считают началом второй глобальной революции в естествознании, которая привела к возникновению самостоятельных научных дисциплин. Он начался в конце XVIII в. и завершился в первой половине XIX в. Если раньше формирующиеся научные дисциплины опирались в целом на общую механистическую парадигму и картину мира, то в первой половине XIX в. они формируют во многом отличную от общей механистической, собственную парадигму исследования, а также другие концепции, нормы и методы исследования. Постепенно происходит также создание своей специальной научной картины мира. Можно поэтому сказать, что в указанный период происходит усиленный процесс дифференциации научного знания, разграничение сфер исследования различных конкретных наук. Тем не менее это не приводит к изменению характерных особенностей классического естествознания. Эти особенности, на наш взгляд, заключаются в следующем:

• вере в то, что исходные понятия естествознания могут быть получены путем абстрагирования от чувственных данных опыта, а законы и теории — с помощью индуктивного обобщения результатов наблюдений и экспериментов;

• законы природы имеют универсальный характер и математически могут быть выражены с помощью либо обычных дифференциальных уравнений (законы механики Ньютона), либо уравнений с частными производными (законы Максвелла для электромагнитного поля);

• предсказания, полученные на основе этих законов, имеют строго однозначный характер. Поэтому в классическом естествознании господствует принцип строгого детерминизма, который часто называют лапласовским, так как Лаппас впервые наиболее точно сформулировал его;

• распространив механический детерминизм на всю природу, его защитники приходят к отрицанию объективных случайностей в мире: случайными они называют события, причины или законы которых оказываются еще непознанными, но как только они будут открыты, то события перестанут быть случайными;

• при объяснении эмпирических фактов классическое естествознание опирается на принцип редукционизма, т.е. возможность сведения сложных явлений к более простым. Этим принципом часто пользовались в период первой глобальной революции, когда господствовали механистическая парадигма и картина мира. Однако принцип редукционизма используется только для объяснения однородных и сходных явлений и потому имеет весьма ограниченный характер; эти особенности классического естествознания объясняются во многом тем, что оно изучало сравнительно простые системы, состоящие из небольшого числа элементов, которые при исследовании рассматривались как системы закрытого типа, т.е. не обменивающиеся с окружающей природой ни веществом, ни энергией, ни информацией.

Переход к исследованию сложных и эволюционных систем, состоящих из большого числа элементов, знаменует начало третьей глобальной революции в естествознании. Она возникает в конце XIX в. в связи с теми эпохальными открытиями, которые были сделаны в физике. Теория относительности А. Эйнштейна в корне изменила прежние представления о пространстве и времени, а квантовая физика дала объяснение тем выдающимся экспериментам, которые выявили делимость атомов, их превращения в процессе радиоактивного распада, дискретный характер излучения энергии и другие. Все эти открытия пришли в явное противоречие с теоретическими представлениями классической физики.

Если в классической физике предполагалось, что точность измерения с развитием измерительной техники может безгранично увеличиваться, то в квантовой физике устанавливается определенный предел точности измерения. Согласно принципу неопределенности Гейзенберга, координаты и импульс микрочастицы не могут быть одновременно измерены с высокой степенью точности.

В то время как в классической физике корпускулярные и волновые свойства не могут принадлежать одному и тому же объекту, в квантовой физике все элементарные частицы обладают одновременно и корпускулярными, и волновыми свойствами (дуализм волны и частицы). Для описания такой новой ситуации Н. Бором был введен особый принцип дополнительности, согласно которому такой дуализм требует использования разных приборов для обнаружения корпускулярных или волновых свойств микрообъектов. Эти свойства являются дополнительными друг к другу, поэтому полное представление о них может быть достигнуто только с учетом этой их особенности.

После физики новые крупные успехи были достигнуты в химии, в которой многие процессы удалось объяснить с помощью новых понятий и принципов квантовой физики и тем самым создать новую квантовую химию.

Крупнейшие открытия были сделаны также в космологии, которые установили нестационарный характер Вселенной, образование в ней новых звездных систем и обнаружили смещение к красному концу спектра светового луча, идущего от далеких галактик. Последний результат был истолкован как факт «разбегания» галактик и расширения Вселенной в целом.

В биологии настойчивая разработка учения о наследственности привела к созданию современной генетики и построению синтетической теории эволюции, которая дополнила учение Ч. Дарвина результатами достижений в области генетики.

Во второй половине XX в. были выдвинуты такие новые фундаментальные теории и методы исследования, как общая теория систем, кибернетика и тесно связанные с ней теории информации и моделирования, сформировалась новая неравновесная термодинамика, проложившая путь к исследованию сложноорганизованных систем и синергетике. Рассмотрим вопрос о том, как повлияли революционные преобразования в неклассическом естествознании на изменение идеалов, норм и стиля научного мышления.

С появлением общей теории систем и широким распространением ее методов в теоретических и прикладных науках стал формироваться новый, специфический стиль исследования, ориентированный на целостный охват изучаемой действительности с помощью единых общих понятий и принципов. В связи с этим значительно шире стали применяться методы математического моделирования для изучения самых разнообразных по своему конкретному содержанию систем и процессов.

Классическая наука исходила из предпосылки, что научные понятия и теории возникают как обобщение эмпирического опыта. В противовес этому в неклассическом естествознании они рассматриваются как результат сложного познавательного процесса, в котором воображение, интуиция и творчество играют доминирующую роль. Не зря же А. Эйнштейн отмечал, что чувственные впечатле­ния даны нам непосредственно, идеи же свободно изобретаются нами. Но эта свобода, конечно, относительна, ибо истинность идей проверяется опытом.

В рамках неклассического естествознания научные теории, парадигмы и картины мира рассматриваются как относительные истины, имеющие приближенный характер и потому нуждающиеся в дальнейшем уточнении, дополнении и исправлении.

В связи с этим в нем допускается возможность существования альтернативных теорий, которые с разной полнотой и глубиной отображают различные аспекты изучаемых объектов. В неклассический период значительно больший размах приобретают междисциплинарные и комплексные исследования, которые позволяют с большей полнотой и точностью изучать процессы, происходящие как в системе в целом, так и особенно в отдельных ее подсистемах, которые оставалась незамеченными при дисциплинарном исследовании.

Характерной чертой неклассического естествознания и науки в целом является усиление тенденции к интеграции научного знания, которая находит свое воплощение в возникновении так называемых синтетических наук (физическая химия, химическая физика, биофизика, геофизика, геохимия, геобиохимия и т.д.), а также в выдвижении проблем для междисциплинарного и комплексного исследования.

Переход к исследованию сложноорганизованных систем существенно отразился на изменении философских оснований не только неклассического естествознания, но и неклассической науки в целом.

Если простые системы можно было изучать по частям и рассматривать их общие свойства как суммарный эффект действия частей, то в сложноорганизованных объектах новые системные свойства нельзя сводить к сумме действия частей. Они зависят от характера взаимодействия частей и поэтому в разных условиях приводят к разным системным свойствам.

Радикально изменились и философские представления о соотношении между случайностью и необходимостью. Как уже отмечалось выше, в сложноорганизованных системах необходимость не исключает случайности и даже допущение случайности не означает ее превращения в форму проявления и дополнения необходимости, как нередко пишут в нашей философской литературе. Напротив, случайность является источником возникновения нового в мире и условием появления относительного порядка и сохранения устойчивости в сложно организованных системах.