Научные революции и общие закономерности развития науки

Наука прошла длинный путь от зарождения в эпоху Античности вплоть до современного развитого ее состояния. Выделяют следующие основные этапы в ее становлении: античная наука, наука эпохи Средневековья и Возрождения, классическая наука Нового времени (от Г. Галилея и И. Ньютона до Ж.А. Пуанкаре), неклассическая наука, возникшая на рубеже XIX–XX вв. (А. Эйнштейн, Н. Бор, В. Гейзенберг), и постнеклассическая (с 70-х годов ХХ в.).

Развитие науки обусловлено потребностями общества, возникающими в процессе духовного и практического освоения мира. Вместе с тем наука обладает относительной самостоятельностью, имеет собственную логику развития и внутренние закономерности своего существования. В качестве общих закономерностей развития науки, действующих на всем историческом пути ее существования, можно выделить следующие: преемственность в развитии научных знаний; дифференциация и интеграция наук; усиление и нарастание сложности и абстрактности научного знания; углубление и расширение процессов формализации и математизации; ускорение темпов развития научного знания; единство количественных и качественных изменений в развитии науки.

Общенаучная картина мира формируется как целостная система знаний и представлений об общих свойствах и закономерностях природы в результате обобщения и синтеза естественнонаучных понятий, принципов и методологических установок, а также представлений о пространстве и времени. Помимо общенаучной картины мира существуют еще картины мира отдельных наук (физическая, астрономическая, биологическая, др.). Фундаментальные науки, имея в качестве объектов исследования различные уровни организации природы, стремятся познать предельные основания существования природы, исследуя фундаментальные взаимодействия в живой и неживой материи, определяющие связи и многообразие форм природного бытия. Понятие «научная картина мира» следует отличать от другого понятия – «научная программа» (или «научно-исследователь­ская программа»).

Научные программы связывают научные картины мира с умонастроениями общества и трансформируются при смене культур. Первые научные программы сформировались в Древней Греции в VI–III вв. до н.э. и надолго определили развитие науки. К ним относятся математическая, континуальная и атомистическая научные программы. Каждая программа формировалась в несколько этапов. Математическая программа выросла из философии Пифагора и Платона, начало континуальной программе положил Аристотель, а просуществовала она до науки Нового времени. Атомистическая программа, идущая от Демокрита и Эпикура, получила новый импульс к развитию после XVII в. В определенной мере можно говорить о том, что современная наука продолжает осуществление той исследовательской программы, которая была сформулирована еще древними греками.

Исследования истории науки показали чередование экстенсивных (эволюционных) и интенсивных (революционных) периодов развития как науки в целом, так и отдельных ее отраслей. Научные революции представляют собой скачок в развитии науки, связанный со сменой научных картин мира, норм, идеалов и способов научного исследования. Например, к научным революциям в естествознании, связанным с переходом от одного способа познания к другому, отражающему более глубинные связи и отношения природы, можно отнести коперниканский переворот, вызванный введением принципа гелиоцентризма в представление об устройстве Солнечной системы, а также революционный переворот в естествознании XVII в., связанный с работами И. Ньютона в области механики, дарвиновскую революцию в биологии.

В истории естествознания сменилось несколько картин мира: механическая, электромагнитная, квантово-полевая, что сопровождалось революционным обновлением самой науки. Рассмотрим последовательность смены картин мира на примере развития физики, являвшейся долгое время ведущей из фундаментальных наук.

Первая научная картина мира была сформирована в XVII–XVIII вв. трудами Г. Галилея, И. Кеплера, Х. Гюйгенца, И. Ньютона, когда происходило формирование классической науки. В отличие от существовавших до нее натурфилософских картин, это была именно научная картина, опиравшаяся на достижения естествознания. Ее формирование связано с первой научной революцией – переходом от чисто умозрительного к экспериментальному способу познания природы. Начало науки Нового времени связывают с деятельностью Г. Галилея, возродившего математический метод Архимеда и положившего начало экспериментальным исследованиям в науке. Философское осмысление необходимости реформ в науке было дано Ф. Бэконом в «Новом органоне», провозгласившим приоритет экспериментального исследования и индуктивного обобщения в достижении истинного знания. Экспериментальные данные получали математическую обработку. С XVII в. наступает период аналитического естествознания, стройные теории сначала были созданы в механике, а затем и в других областях физики. Это была механистическая картина мира, в соответствии с которой все предопределено и строго детерминировано.

Под влиянием экспериментально-математического естествознания формировался идеал и критерии научного знания. После физики переход к доказательности и обоснованности знания происходит в XVIII в. – в химии, в XIX в. – в биологии и т.д. К концу XIX в. в естествознании были значительные достижения. Так, в физике, кроме классической механики, были получены выдающиеся результаты в оптике, разработана теория термодинамики, открыты законы электричества и магнетизма и др.; в математике появились аналитическая геометрия и математический анализ; в химии – учение о составе веществ, началось изучение основных свойств химических соединений, периодическая система элементов, структурная химия и др.; в биологии – классификация и изучение основных свойств живых существ, теория клеточного строения, эволюционная теория Ч. Дарвина и др. В XIX в. в физике под влиянием работ М. Фарадея и Дж. Макс­велла возникает электромагнитная картина мира, которая опиралась на идею динамического атомизма и континуальное понимание материи, получившее отражение в понятии «поле». Таким образом, отныне представление о материи строилось на понятиях дискретности и непрерывности.

Вторая научная революция, вызванная «кризисом в физике» конца XIX в., связана с дальнейшим формированием принципов неклассической науки и созданием квантово-полевой картины мира. В ней нашли отражение не только новые достижения в исследовании строения вещества, но и новое осмысление взаимосвязи вещества и энергии в теории атома Н. Бора, создание специальной и общей теории относительности А. Эйнштейном, развитие М. Планком, Э. Шредингером и В. Гейзенбергом основ квантовой механики, которая применима к особо малым объектам. Изменения в физике кардинально расширили представления о рациональности в естествознании и науке в целом. Квантовая гипотеза излучения и теория броуновского движения изменили представления о воспроизводимости эксперимента (одно из важнейших требований его проведения), появилось понимание роли случайности как фундаментального свойства природы, был сформулирован принцип дополнительности в теоретических выводах. Все это способствовало формированию неклассической стратегии познания в естествознании.

Начиная с 70-х годов ХХ в., можно говорить о пост­неклассическом этапе развития науки, когда формируется новая стратегия исследований, основанная на системном подходе, новой концепции самоорганизации, возникшей в рамках синергетики и общей теории информации. На этом этапе особое значение приобретает понимание единства не только естественно-на­учного, но и социально-гуманитарного знания, возникают новые междисциплинарные методы исследования. В концепции самоорганизации воплощено единство принципов эволюционизма и иерархической организованности системы. Это позволяет представить весь окружающий нас мир как самоорганизующийся универсум, что приближает нас к разгадке величайших загадок бытия – зарождения жизни (переход от неживого к живому миру) и возникновения сознания. Постнеклассический период развития науки характеризуется появлением междисциплинарных подходов в изучении проблем, использованием возможностей современных кибернетических устройств и информационных программ в обработке информации и построении моделей. Можно говорить о том, что мы стоим на пороге третьей революции в истории науки.

В анализе научных революций можно выделить следующие присущие им черты:

их причиной служит появление нового эмпирического материала, не укладывающегося в систему старых представлений и требующего нового теоретического синтеза;

происходит коренная ломка существующих представлений о природе;

возникают кризисные ситуации в объяснении новых фактов (пример – «кризис в физике» в конце XIX в., когда ученые не могли объяснить новые данные, опираясь на старую парадигму).

По своим масштабам научная революция может быть частной (в рамках одной науки или одной области знания), комплексной (затрагивает несколько областей знания) и глобальной (радикально меняет все области знания). На основании вышеизложенного развитие научного знания можно представить как его нелинейный рост, обусловленный столкновением различных концепций, парадигм и исследовательских программ. Теория нелинейных систем рассматривается в синергетике. Из нее был заимствован термин «бифуркация» (от лат. bifurcus – раздвоенный) применительно к характеристике научной революции, которую стали трактовать как бифуркацию в развитии знания, что означает переход системы при критической ситуации в одно из двух возможных состояний. Бифуркации как качественные изменения в развитии науки зависят не только от внутренней логики ее развития, но в основном от того, как она выполняет свои основные функции – объяснение имеющихся фактов и предсказание новых.

Дата добавления: 2014-12-27