Научный метод, логика и методология развития естествознания

Итак, научная революция, в отличие от периода постепенного накопления (кумуляции) знаний, рассматривается как такой некумулятивный эпизод развития науки, во время которого старая парадигма замещается полностью или частично новой парадигмой, несовместимой со старой.

В истории естествознания можно обнаружить четыре таких революции.

1. Первая научная революция. XVII век.

 Первой из них была революция XVII в., ознаменовавшая собой становление классического естествознания.

Его возникновение было неразрывно связано с формированием особой системы идеалов и норм исследования.

Через все классическое естествознание начиная с XVII в. проходит идея, согласно которой объективность и предметность научного знания достигается только тогда, когда из описания и объяснения исключается все, что относится  к субъекту и процедурам его познавательной деятельности. Эти процедуры принимались как раз навсегда данные и неизменные. Идеалом было построение абсолютно истинной картины природы. Главное внимание уделялось поиску очевидных, наглядных, "вытекающих из опыта" онтологических принципов, на базе которых можно строить теории, объясняющие и предсказывающие опытные факты.

В XVII-XVIII столетиях эти  идеалы и нормативы исследования соединялись с целым рядом конкретизирующих положений, которые выражали установки механического понимания природы. В соответствии с этими установками строилась и развивалась механическая картина природы, которая выступала одновременно и как картина реальности, применительно к сфере физического знания, и как общенаучная картина мира.

Идеалы, нормы и онтологические принципы естествознания XVII-XVIII столетий опирались на специфическую систему философских оснований, в которых доминирующую роль играли идеи механицизма. Существовали представления о познании как наблюдении и экспериментировании с объектами природы, которые раскрывают тайны своего бытия познающему разуму. Причем сам разум трактовался как отдаленный от вещей, как бы со стороны наблюдающий и исследующий их, не детерминированный никакими предпосылками, кроме свойств и характеристик изучаемых объектов.

Эта система идей соединялась  с особыми представлениями об изучаемых объектах. Они рассматривались  преимущественно в качестве малых  систем (механических устройств) и соответственно этому применялась "категориальная сетка", определяющая понимание и  познание природы. Напомним, что малая  система характеризуется относительно небольшим количеством элементов, их силовыми взаимодействиями и жестко оформленными связями. Для их освоения достаточно полагать, что свойства целого полностью определяются состоянием и свойствами его частей, вещь представлять как относительно устойчивое тело, а процесс как перемещение тел в пространстве с течением времени.

Обобщая, основными достижениями этой научной революции можно считать:

• натурализм - идею самодостаточности природы;
• механицизм - представление мира в качестве машины, состоящей из элементов разной степени важности и общности;
• квантитативизм - универсальный метод количественного сопоставления и оценки всех предметов и явлений мира, отказ от качественного мышления Античности и Средневековья;
• причинно-следственный автоматизм -жесткую детерминацию всех явлений и процессов в мире естественными причинами, описываемыми с помощью законов механики;
• аналитизм - превосходство аналитической деятельности над синтетической в мышлении ученых;
• геометризм - утверждение картины безграничного, однородного, и управляемого едиными законами космического универсума.

Итак, первая научная революция «изъяла» из природы античную целевую причину – научная рациональность заменила ее поисками механических причинно-следственных связей. Таким образом, итогом первой научной революции было формирование нового научного типа рациональности, который характеризуется механистичностью, отсутствием историчности, объективностью, жесткой причинно-следственной детерминацией.

Огромный вклад в становление и развитие научной картины мира в этот период сделал И. Ньютон. Он создал свой вариант дифференциального и интегрального исчисления непосредственно для решения основных проблем механики: определения мгновенной скорости как производной от пути по времени движения и ускорения, как производной от скорости по времени или второй производной от пути по времени. Благодаря этому ему удалось точно сформулировать основные законы динамики и закон всемирного тяготения. Ньютон был убежден в объективном существовании материи, пространства и времени, в существовании объективных законов мира, доступных человеческому познанию.

Отдавая дань столь великому вкладу ученого в естествознание, в

становление научной картины  мира, научную парадигму этого периода или научную революцию XVII вв. называют ньютоновской.

2. Вторая научная революция. Конец XVIII - начало XIX века.

Радикальные перемены в этой целостной и относительно устойчивой системе оснований естествознания произошли в конце XVIII - первой половине XIX в. Их можно расценить как вторую глобальную научную революцию, определившую переход к новому состоянию естествознания - дисциплинарно организованной науке.

В это время механическая картина мира утрачивает статус общенаучной. В биологии, химии и других областях знания формируются специфические  картины реальности, не приводимые к механической.

Одновременно происходит дифференциация дисциплинарных идеалов  и норм исследования. Например, в  биологии и геологии возникают идеалы эволюционного объяснения, в то время  как физика продолжает строить свои знания, абстрагируясь от идеи развития. Но и в ней, с разработкой теории поля, начинают постепенно размываться  ранее доминировавшие нормы механического  объяснения. Все эти изменения  затрагивали главным образом  слой организации идеалов и норм исследования, выражающий специфику  изучаемых объектов. Что же касается общих познавательных установок  классической науки, то они еще сохраняются  в данный исторический период.

Соответственно особенностям дисциплинарной организации науки  видоизменяются ее философские основания. Они становятся гетерогенными, включают довольно широкий набор смыслов тех основных категориальных схем, в соответствии с которыми осваиваются объекты. Важной становится проблема соотношения разнообразных методов науки, синтеза знаний и классификации наук. Выдвижение ее на передний план связано с утратой прежней целостности научной картины мира, а также с появлением специфики нормативных структур в различных областях научного исследования. Поиск путей единства науки, проблема дифференциации и интеграции знания превращаются в одну из фундаментальных философских проблем, сохраняя свою остроту на протяжении всего последующего развития науки.

Первая и вторая глобальные революции в естествознании протекали  как формирование и развитие классической науки и ее стиля мышления.

3. Третья научная революция. Конец XIX - середина XX века.

Третья глобальная научная  революция была связана с преобразованием  этого стиля и становлением нового, неклассического естествознания. Она  охватывает период с конца XIX до середины XX столетия. В эту эпоху происходит своеобразная цепная реакция революционных  перемен в различных областях знания: в физике (открытие делимости  атома, становление квантовой теории), в космологии (концепция нестационарной Вселенной), в биологии (становление  генетики). Возникает кибернетика  и теория систем, сыгравшие важнейшую  роль в развитии современной научной  картины мира.

В процессе всех этих революционных  преобразований формировались идеалы и нормы новой, неклассической науки. Они характеризовались отказом  от прямолинейного онтологизма и  пониманием относительной истинности теорий и картины природы, выработанной на том или ином этапе развития естествознания. В противовес идеалу единственно истинной теории, допускается  истинность нескольких отличающихся друг от друга конкретных теоретических  описаний одной и той же реальности, поскольку в каждом из них может  содержаться момент объективно-истинного  знания.

Изменяются идеалы и нормы  доказательности и обоснования  знания. Новая система познавательных идеалов и норм как бы прокладывала пути к освоению сложных саморегулирующихся систем. В отличие от малых систем такие объекты характеризуются  уровневой организацией, наличием относительно самостоятельных подсистем, массовым взаимодействием их элементов, существованием управляющего уровня и обратных связей, обеспечивающих целостность системы. Возрождается массовый интерес к идеям холизма: весь мир - это единое целое, а выделяемые отдельные явления и объекты его имеют смысл только как часть общности. Таким образом, главной характеристикой единой картины мира становится системность.

Именно включение саморегулирующихся систем в процесс научного исследования вызвало резкие перестройки в картинах реальности ведущих областей естествознания. Процессы интеграции этих картин и развитие общенаучной картины мира стали осуществляться на базе представлений о природе как сложной динамической системе. Этому способствовало открытие специфики законов микро-, макро- и мега-мира в физике и космологии, обнаружение кибернетикой общих законов управления и обратной связи. Тем самым создавались предпосылки для построения целостной картины природы, в которой прослеживалась иерархическая организованность Вселенной как сложного динамического единства. Картины реальности, вырабатываемые в отдельных науках, на этом этапе еще сохраняли свою самостоятельность, но каждая из них участвовала в формировании представлений, которые затем включались в общенаучную картину мира.

Главной становится идея активности субъекта познания. Он рассматривался уже не как отдаленный от изучаемого мира, а как находящийся внутри него. Возникает понимание того обстоятельства, что ответы природы на наши вопросы определяются не только устройством самой природы, но и способом нашей постановки вопросов. На этой основе вырастало новое понимание категорий истины, объективности, факта, теории, объяснения и т.п.

В 30-е гг. XX в. было сделано  важное открытие, которое показало, что элементарные частицы, например электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким  путем было доказано экспериментально, что между веществом и полем  не существует непроходимой границы: в  определенных условиях элементарные частицы  вещества обнаруживают волновые свойства, а частицы поля - свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы.

 Еще более радикальные  изменения в учении о пространстве  и времени произошли в связи  с созданием общей теории относительности,  которую нередко называют новой теорией тяготения.

Итак, в первой четверти XX в. происходит смена классической космофизической  картины мира на новую, квантово-релятивистскую. Этот коренной переворот начался  с революции в физике. Классическая физическая  картина мира опиралась на представление о независимости друг от друга, иначе абсолютности таких сущностей, как пространство, время, материя. Абсолютными и универсальными считались и все открытые физические законы. Но в последние десятилетия XIX в. в физической картине мира стали проявляться парадоксы – противоречия между даже наиболее прочными законами. Перед физиками встала проблема поисков новой фундаментальной, более общей теории, которая на единой основе объясняла бы и механические, и электромагнитные явления. Эту проблему решил в 1905 г немецкий физик Альберт Эйнштейн в своей "специальной теории относительности" (СТО). Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся тел и их пространственно-временной метрикой. Провозглашалась относительность не только всякого механического движения, но и самого пространства и времени, если их рассматривать по отдельности. А. Эйнштейн, сформулировал некоторые основные свойства пространства и времени исходя из своей теории:

1) их объективность и  независимость от человеческого  сознания и сознания всех других  разумных существ в мире. Их  абсолютность они являются универсальными  формами бытия материи, проявляющимися  на всех структурных уровнях  ее существования;

2)неразрывную связь друг  с другом и с движущейся  материей;

3)единство прерывности  и непрерывности в их структуре  - наличие отдельных тел, фиксированных  в пространстве при отсутствии  каких-либо «разрывов» в самом  пространстве.

Теория относительности Эйнштейна привела к отказу от представлений о существовании центра Вселенной. Согласно Эйнштейну, в мире нет особых, привилегированных систем отсчета, все они равноправны. Наши представления об объектах окружающего мира имеют смысл только в том случае, если они связаны с какой-либо системой отсчета. Иначе говоря, наши знания о мире относительны.

Изучение микромира привело  к переосмысливанию многих понятий  классического естествознания (траектория, одновременность событий, абсолютный характер пространства и времени,причинность, непрерывность). Например, описывая движение микрочастицы, уже нельзя пользоваться тем определением траектории, которое  давалось в механике Ньютона. Связано  это с тем, что в микромире  действуют вероятностные законы, следовательно, местоположение частицы в пространстве может быть указано только с той или иной долей вероятности. Создание новой научной теории предполагает получение объективных истинных знаний о мире. Новые теории показали, что абсолютной истины достичь невозможно. Любая картина мира может обладать лишь относительной истинностью.