Перспективы развития современной науки. Парадигма универсального эволюционизма

Научная революция начала ХХ века. Неклассическая наука

Научная революция Нового времени. Классическая наука.

В Новое время произошла галилей-ньютоновская научная революция, которая привела к возникновению науки нового типа – модернистской классической науки. Она отличалась от предшествовавшей ей натурфилософии независимостью от классической метафизики, опорой на опыт, использованием математических методов. Первоначально в Новое время лидировала физика, в рамках которой была создана классическая механика (Галилей и Ньютон), которая стала рассматриваться как образцовая теория. Затем произошла революция в химии, связанная с именем А. Лавуазье, в химии появилась новая номенклатура, математизированная запись реакций, но главное – объяснения химических явлений исходя из атомной теории. В 18 веке появляются первые научные классификации в биологии (Линней), зарождается эволюционная теория (Ламарк).

К основным характерным чертам науки 16-18 веков относятся механицизм, жесткий детерминизм, метафизичность. Механицизм – это восприятие природы как механизма, упрощенной схемы, части которой связаны друг с другом только случайным, а не существенным образом. Механицистской являлась механика Ньютона, которая представляла мир как совокупность тел (материальных точек), связанных силами гравитационного взаимодействия, точно по такой же схеме строились классическая химия и другие естественные науки. Первоначально механицизм сосуществовал с концепцией деизма, которая утверждала, что Бог – творец мира но больше Он не вмешивается в его развитие. Деистом был Ньютон, так как считал, что планеты были приведены в движение Божественным первотолчком. По смысли Ньютона без этого они бы двигались равномерно прямолинейно, они движутся по эллипсам вокруг солнца, то есть движутся с угловым ускорением за счет внешней силы, придавшей это ускорение, как и требует второй закон классической механики. Впоследствии в 19 веке механистическая физика отказалась от деистской «надстройки», впрочем, тут содержалось определенное противоречие, ведь если вселенная не более чем механизм и не способна к самодвижению. То, действительно, должен быть активный дух, приводящий ее в движение.

Детерминизм – это концепция, согласно которой вселенная пронизана причинно-следственными связями или закономерностями. Для классической механистической науки было характерно понимание этих закономерностей как жестких, исключающих случайность. Такой детерминизм получил название лапласовского, получившего имя по имени французского астронома Лапласа, отстаивавшего его. Лаплас даже предложил такое шуточное рассуждение: если бы какое-нибудь мифологическое существо («демон Лапласа») знало все параметры молекул вселенной и законы физики, то оно смогло бы предсказать состояние любого тела вселенной в любой момент времени.

С возникновением квантовой механики концепция лапласовского детерминизма рухнула, современная наука говорит уже о «мягких», статистических закономерностях.

Метафизичность – еще одно свойство картины мира классической механистической науки. Слово «метафизика» здесь употребляется в том смысле, в котором его употреблял Гегель, то есть теория, отрицающая внутреннее развитие, воспринимающая мир статично (другой смысл слова «метафизика» - древняя и средневековая философия). Имеется в виду, что картина мира классической науки представляла мир застывшим, неизменным, одним и тем же на все времена. Идея развития, эволюции живой и неживой природы была ей чужда. Только в конце 18-начале 19 века появляются идеи возникновения солнечной системы из газо-пылевой туманности, эволюции видов растений и животных и концепция эволюции природы начинает пробивать себе дорогу.

Классическое естествознание в конце 19 – начале 20 веков пережило глубокий кризис, который вылился во вторую эйнштейновскую научную революцию, покончившую с классической наукой и породившую новую неклассическую науку. Кризис этот был связан с тем, что обнаружились некоторые экспериментальные данные, которые оказалось невозможным объяснить с точки зрения классических теорий. Это заставило пересмотреть и мировоззренческие основы классической науки, и ее гносеологические и логико-методологические идеалы.

Прежде всего, речь о неудаче опыта Майкельсона-Морли. В 19 веке было надежно доказано, что свет представляет собой электромагнитные волны (на это указывало, в частности, явление интерференции, необъяснимое с точки зрения корпускулярной теории света, представлявшей свет как поток частиц). Но волны должны распространяться в какой-либо среде, и физики предположили, что существует такая невидимая жидкость - эфир, которая и есть среда распространения света. Она пронизывает всю вселенную, поэтому свет может распространяться куда угодно. Майкельсон и Морли и провели эксперимент, который был призван обнаружить мировой эфир (точнее, эфирный ветер, который вызывает Земля, двигаясь по орбите) и экспериментально доказали, что эфира не существует. Это породило глубокий кризис, оказалось, нельзя объяснить это неудачу без пересмотра самых основ старой физики. Предположение Эйнштейна о том, что свет имеет дуалистическую природу, что он частица и волна, и сам среда собственного распространения, вывело физику уже на иные неклассические рубежи.

Тогда же опытно было экспериментально доказано, что скорость света является предельной, и что она не зависит от направления движения и скорости движения источника света. Это противоречило классическому галилеевскому закону сложения скоростей. Чтобы объяснить этот феномен Эйнштейну пришлось пересмотреть классические представления о пространстве и времени и, воспользовавшись формулами Лоренца предположить, что двигаясь с большими скоростями, тела меняют пространственно-временные параметры, в частности, их размеры уменьшаются (так что если бы тело двигалось со скоростью большей скорости света, то оно имело бы отрицательную длину). Кроме того, пришлось предположить, что пространственно-временные параметры вещей зависят от скорости движения наблюдателя, что поставило под сомнение классический методологический принцип объективности.

Также в начале ХХ века выяснилось, что атомы делимы и была выдвинута планетарная модель атома, согласно которой вокруг положительно заряженного ядра атома подобно планетам вокруг солнца кружатся отрицательно заряженные электроны. Но согласно классической электродинамике, заряженные тела, двигаясь должны постоянно излучать электромагнитное поле и терять энергию. Атомы должны быть нестабильны, а это не так. Чтоб объяснить это М. Планк выдвинул квантовую гипотезу, согласно которой энергия излучается не постоянно, а дискретными, прерывными порциями – квантами. Эта гипотеза противоречила классическим представлениям и положила начало неклассической теории о парадоксальных свойствах микрообъектов – квантовой механике. Квантовая механика показала, что микрообъекту нельзя приписывать да смежных параметра («принцип неопределенностей» Гейзнберга), поэтому невозможно, например, говорить о траектории движения микрообъекта. Поэтому нельзя говорить о жестких причинно-следственных связях в микромире. Квантовая механика использует методы статистической теории, математической теории вероятностей.

Теории относительности и квантовая механика стали ядром неклассической физики. На основе них возникли уже другие неклассические теории, например, концепция нестационарной вселенной. Как уже говорилось, неклассические теории не только изменили представления людей о фундаментальных свойствах природы, но и породили новую методологию научного исследования, задав новые мировоззренческие и логико-методологические идеалы - мягкий детерминизм, статистический подход, зависимость от наблюдателя.

Идея развития или эволюции – одна из самых фундаментальных идей современного естествознания. В наши дни принято говорить об универсальном эволюционизме постнеклассической науки (Пригожин, Янг, Моисеев). Универсальный эволюционизм претендует на парадигму, связывающие разные науки – от физики до биологии. Смысл его том, чтоб представить процессы, происходящие во вселенной на разных уровнях природы как проявления одного процесса самоорганизации природы.

Теория самоорганизации начала развиваться в математике (теория особенностей: Пуанкаре, Андронов, Уитни), но получила свою классическую форму в физике, химии и биологии, прежде всего в неравновесной термодинамике (теория неравновесных систем: Пригожин, Хакен). В конце концов возникла новая наука – синергетика с широким полем применения – от физики до социологии. Синергетика описывает процессы развития в нелинейных неравновесных системах, к каковым принадлежит большинство систем нашего мира. Линейные неравновесные системы – это системы закрытого типа, где происходят обратимые процессы, имеющие лишь один вариант развития. Ими занимается классическая термодинамика и она показала, что для них характерно постепенное нарастание энтропии, то есть хаоса, переход системы от порядка к хаосу, если нет внешнего притока энергии («второе начало термодинамики»)

Нелинейные, неравновесные системы – это открытые системы, где происходят необратимые процесс, для которых характерны принципиальные изменения под влиянием незначительных воздействий (флуктуаций) и множество альтернативных вариантов развития (нелинейность). В таких системах наоборот от хаоса возможен переход к той или иной степени порядка, правда, это возможно, потому что и состояние хаоса в них предполагает тоже определенную, пусть слабую упорядоченность. Ими занимается неклассическая неравновесная термодинамика, а если речь идет о выходе за пределы физики – синергетика. Теперь мы можем систематически изложить схему синергетического понимания развития.

Особенность процессов развития в неравновесных системах состоит в том, что периоды спокойного, поступательного развития («аттракторы») чередуются в них с периодами «катастроф» - скачкообразного изменения свойств системы при ничтожно малых причинах (флуктуациях), при этом происходит бифуркация – разветвление эволюционных паттернов системы, за счет чего сложно предсказать путь ее развития. Наличие бифуркации делает возможным парадоксальное влияние на процессы, текущие в настоящем, потенциальных сценариев будущего, заложенных в бифуркационных альтернативах. Таким образом синергетика заставляет пересмотреть классические представления о времени как о необратимой стреле.

Итак, синергетическая программа современной «нелинейной» науки предполагает отказ от таких фундаментальных постулатов классической науки как принцип существования абсолютно достоверного знания, принцип классической причинности, редукционизм, то есть сведение сложного к простому, принцип чистого эмпиризма, то есть опоры на один только опыт. Напротив, синергетическая картина мира предполагает: принцип становления, видение в мире движения, взаимодействия порядка и хаоса, принцип сложности, возможности усложнения системы с ее развитием, принцип виртуальности будущего: наличия в бифуркационном потенциале уже сейчас «сценариев будущего», фундаментальную роль случайности при бифуркации, принцип дополнительности, возможность описывать систему при помощи нескольких подходов.

Дата добавления: 2014-12-27