Концепции современного естествознания. Популярное учебное пособие - Дмитрий Гусев

Человек родом из макромира или, говоря иначе, он обладает макроприродой, и поэтому ему довольно трудно исследовать то, что происходит в микро– и мегамирах, ведь для полноценного постижения этих областей ему надо быть, условно говоря, размером с электрон или с галактику. Но неужели современная наука не изучает микро– и мегамир, спросите вы. Конечно же, изучает, но не так успешно и эффективно, как макромир. Насколько благополучно обстоят дела в изучении последнего, настолько же с малыми результатами продвигается естествознание в освоении двух других областей природы. Насколько много существует твердых положений и точных теорий, посвященных макромиру, настолько же мало в науке чего-либо надежно установленного и общепризнанного, относящегося к микро– и мегамиру: до настоящего времени там царят, по большей части, гипотезы и догадки. Здесь может возникнуть вопрос: как можно говорить о малой результативности тех областей науки, которые занимаются изучением микромира, если в нашу жизнь давно уже вошли атомные электростанции, например, и ядерное оружие – технические результаты научных исследований микромира? По этому поводу авторы одной известной научно-популярной книги говорят, что ученые, изучающие микромир, находятся в настоящее время «…в таком же примерно положении, как каменщик, который умеет складывать из кирпичей здание, но о многих свойствах самих кирпичей, может быть, даже о том, как они делаются, имеет лишь смутное представление». (Григорьев В. И., Мякишев Г. Я. Силы в природе. Издание седьмое. М.: Наука, 1988. С. 277).

Человек познает природу с помощью мышления, а полученные им знания находят свое выражение в языке. Таким образом, мышление и язык – это инструменты познания. Однако человек неизбежно обладает макромышлением и макроязыком. И с этими макроинструментами он пытается исследовать микро– и мегаобласти окружающего мира. Получается, что инструмент познания не соответствует его объектам. Приведем аналогию: вам предлагают покрасить шестнадцатиэтажный дом… акварельной кисточкой или, наоборот, – нарисовать маленькую акварельную картинку размером 5x5 сантиметров с помощью… малярного валика. Понятно, что и в том и в другом случае ничего не получится именно по причине несоответствия объектов и направленных на них инструментов. Здесь могут возразить, что существует универсальный язык для описания каких угодно объектов – язык математики, который, будучи предельно абстрактным, вполне может быть одним из эффективных инструментов для освоения микро– и мегамира. Однако и божественная (как говорили древние философы) математика родом из привычного нам макромира, ведь она родилась из практических потребностей и интересов, которые, конечно же, имеют макроприроду.

1. Как вы думаете, почему в эпоху Нового времени на науку возлагали большие надежды, ожидая от нее решения всех проблем человечества? Что говорили просветители 18 в. о причинах человеческих несчастий и в чем видели залог будущего всеобщего благоденствия?

2. Почему в 19 в. и, особенно, в 20 в. с прогрессом науки связывают гораздо меньшие надежды и ожидания, чем в предыдущие столетия?

3. Какая граница науки обусловлена объектами и методами ее познания? Как соотносятся понятия «Вселенная» и «мир», или «мироздание» сточки зрения естественнонаучных представлений? Почему наука предпочитает оперировать понятием «Вселенная», а не «мир», оставляя последнее философии и религии.

4. На какой вопрос при всех своих достижениях и возможностях никогда не сможет ответить наука? В чем состоит граница, порождаемая ее инструментальным характером?

5. Как понимать утверждение о том, что чем больше наука открывает, тем больше она «закрывает», т. е. объявляет принципиально невозможным? Приведите какие-либо примеры, иллюстрирующие это положение.

6. В чем состоит граница науки, связанная с возрастом человечества?

7. Что такое макромир, микромир и мегамир? Каким образом макроприрода человека порождает одну из границ науки? Почему даже универсальный язык математики нельзя считать идеально подходящим для описания микро– и мегамира?

2. Общие модели развития науки

До 20 в. считалось, что наука развивается плавно, постепенно, эволюционно: год за годом накапливаются новые факты, делаются научные открытия, приумножаются теории, в результате чего люди узнают о природе все больше и больше. Рост научного знания, по этим представлениям, можно условно сравнить с постепенным подъемом уровня жидкости в сосуде, в который она непрерывно наливается: с каждой секундой этот уровень становится все выше.

В 20 в. представление радикально изменилось: теперь считается, что в развитии науки есть не только эволюция, которая выражается в постепенности, плавности и последовательности, но и революции, т. е. кризисы, обвалы, скачки, перестройки и т. п. В настоящее время существует множество общих моделей развития науки. Наибольшую известность приобрели в 20 в. модель американского ученого Томаса Куна и модель британского ученого Имре Лакатоса.

С точки зрения Куна развитие науки представляет собой смену научных парадигм. Парадигма, в широком смысле слова, – это совокупность каких-либо идей, взглядов, положений и т. п. Научная парадигма представляет собой систему наиболее общих, широких научных представлений об окружающем мире. Приведем несколько примеров научных парадигм.

1. Геоцентрическая парадигма (греч. ge – Земля) Аристотеля – Птолемея – представление, по которому в центре окружающего мира находится неподвижная Земля, а Солнце, Луна, звезды и другие небесные тела движутся вокруг нее. Эта парадигма просуществовала приблизительно 2000 лет.

2. Гелиоцентрическая парадигма (греч. helios – Солнце) Коперника – Галилея – Ньютона – представление, по которому в центре Вселенной находится Солнце, а Земля, вместе с другими небесными телами, движется вокруг него. Эта парадигма просуществовала примерно 500 лет.

3. Релятивистская парадигма Эйнштейна – представление, по которому у Вселенной вообще нет центра, равно как и границ, а вернее ее центром можно считать любую точку, только это будет условный, относительный центр (лат. relativus – относительный). Эта парадигма существует примерно 100 лет.

Можно привести и другие примеры научных парадигм, среди которых механика Ньютона, теория относительности Эйнштейна, теория эволюции Дарвина и т. п.

Та или иная парадигма какое-то время господствует в науке, определяет направление ее развития; в рамках парадигмы накапливаются факты, делаются научные открытия, создаются новые теории. Содержание научной парадигмы отражено в трудах крупнейших ученых и учебниках, а основные ее идеи проникают даже в массовое создание через научно-популярную литературу. Причем во время господства той или иной парадигмы, ее положения признаются и разделяются всеми представителями научного сообщества: никто, как правило, не сомневается в ее верности и эффективности. Кстати, отправным пунктом размышлений Куна над проблемами эволюции науки стал отмеченный им любопытный факт: ученые-обществоведы и гуманитарии славятся своими разногласиями по фундаментальным вопросам, исходным основаниям своих теорий; в то время как представители естествознания по такого рода проблемам дискутируют редко, большей частью – в периоды так называемых кризисов в их науках. В обычное же время они относительно спокойно работают и как бы молчаливо поддерживают неписаное соглашение: пока храм науки не шатается, качество его фундамента не обсуждается. Возможно, в этом заключается одна из причин большой результативности естественных наук и весьма скромных достижений гуманитарных: первые, построив фундамент, давно приступили к сооружению самого здания, а вторые, в основном, занимаются только тем, что постоянно строят и перестраивают фундамент.

В естествознании также случаются перестройки фундамента научного знания, но крайне редко. Это происходит тогда, когда очередная парадигма устаревает, т. е. уже с трудом справляется с объяснением новых фактов, утрачивает прежнюю широту научного видения мира, начинает тормозить дальнейшее поступательное развитие науки. В этом случае происходит научная революция, и старая парадигма меняется новой. Причем появляется несколько альтернативных вариантов новой парадигмы, и прогрессивное научное сообщество выбирает одну из них, как считает Кун, во многом стихийно, случайно, немотивированно, или иррационально, т. е. не на основе логики и жесткого расчета, а, в большей степени, на основе ощущения, наития, интуиции.

Переходы от одной научной парадигмы к другой Кун сравнивал с обращением людей в новую религиозную веру: мир привычных объектов предстает в совершенно ином свете благодаря решительному пересмотру исходных объяснительных принципов. Аналогия с обращением в новую веру понадобилась ему для того, чтобы подчеркнуть, что смену парадигм нельзя объяснить строго рационально, т. е. с помощью одной только логики. Утверждение новой парадигмы осуществляется в условиях мощного противодействия сторонников прежней. Причем новаторских подходов, как уже говорилось, может оказаться несколько. Поэтому выбор принципов, которые составят будущую успешную парадигму, осуществляется учеными не столько на основании логики или под давлением эмпирических фактов, сколько в результате внезапного озарения, просветления, иррациональной веры в то, что окружающий мир устроен именно так, а не иначе.