Смена естественнонаучных картин мира

Понятие научной картины мира

Естественнонаучные картины мира. Современная структура и значение науки

Тема 4

Понятие «научная картина мира» активно используется в естествознании и философии с конца XIX в. Однако до сих пор однозначного понимания этого явления не достигнуто. Вероятно, это связано с тем, что «научная картина мира» является отчасти фило­софским, а отчасти естественнонаучным понятием. Существуют общенаучные картины мира и картины мира с точки зрения отдельных наук – физическая, биологи­ческая, астрономическая. В миро­воззренческом и методологическом отношении научные карти­ны мира выполняют функции связующего звена между фило­софией и отдельными науками, специальными научными тео­риями.

Научная картина мира включает в себя важнейшие дости­жения науки, создающие определенное понимание мира и места человека в нем. В нее не входят более частные сведения о свойствах различных природных систем, о деталях самого по­знавательного процесса. При этом научная картина мира – не совокупность общих знаний, она является целостной системой представлений об общих свойствах, сферах, уровнях и закономерностях природы. Научная картина мира оказывает существенное влияние на формирование мировоззрения людей.

Различают общенаучную картину мира, картины мира наук, близких по предмету исследования (например, естественнонаучная картина мира), картины мира отдельных наук (физическая, астрономическая, биологическая и др.). Любая научная картина мира строится на основе определенных фундаментальных научных теорий (или группы теорий), которые служат обоснованием этой картины мира.

Со времен античности и до XVII в. в естествознании господствовала преднаучная натурфилософская картина мира, утверждавшая целостность природы. Однако наивно-диалектические выводы натурфилософов отличались умозрительностью, а также приданием природным явлениям и процессам черт, присущих людям (антропоморфное описание природы).

Благодаря работам Галилея, Ньютона и Кеплера в естествознании была сформирована новая механистическая картина мира, согласно которой все события во Вселенной однозначно определяются начальными услови­ями, задаваемыми абсолютно точно. В таком мире нет места случайности.

Ученые XVII – XIX вв. распространили на все явления природы законы механики Галилея – Ньютона, которые принимались за основу всех других законов природы. При этом неправомерно экстраполировались законы, установленные лишь для механических явлений, на все процессы окружающего мира. Таким образом, сформировавшаяся в физике механистическая картина мира, расценивалась как общенаучная. Господствующим методом научного познания того времени стал односторонний анализ, разделивший мир на группы обособленных и неизменных явлений.

Универсальными теоретическими принципами описания механических взаимодействий выступают:

1) принцип суперпозиции: результирующий эффект от нескольких независимых воздействий представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности, или проще – действие равно геометрической сумме приложенных сил;

2) принцип дальнодействия: действия могут передаваться в пустом пространстве со сколь угодно большой скоростью, т.е. мгновенно.

Представление о Вселенной как о гигант­ской заводной игрушке, или машине мира (machine mundi), преобладало в XVII – XVIII вв. Механистическая картина мира не шла вразрез с христианскими догмами, по которым Бог предопределил все разнообразие проявлений материи и характер взаимоотношений между всем сущим. Механистический детерминизм (предопределенность, обусловленность) стал, по сути, научной религией. Детерминизм (от лат. determino – определяю) – учение, по которому все явления обусловлены необходимой причинной связью. «Британская энциклопедия» поясняет понятие «детерминизм» строками Омара Хайяма:

Уж первая заря Творенья записала

То, что прочтет последний, Судный день.

В XVII в. в Англии возникло религиозно-философское воззрение – деизм (от лат. Deus – Бог), во много созвучное с канонами механистической картины мира. Деизм признает бытие Бога, но рассматривает Его лишь как Творца мира и его законов, полностью исключая возможность каких-либо Откровений, Чудес, Действий промыслительного характера со стороны Бога. Бог вне мира. Он трансцендентен (от лат. transcendere – выходить за пределы чего-либо), т.е. абсолютно непознаваем для человека. Сотворенный мир, по деистическому воззрению, подобен совершенному часовому механизму, сделав и заведя который, мастер предоставил его самому себе. Человек абсолютно автономен, независим от Бога. Для полноценной телесной и духовной жизни не требуется молитв, богослужений, помощи Бога, Его благодати. Все это нарушало бы свободу человека. Поэтому традиционное христианство со всеми ее догмами и заповедями оказывается учением неверным и бессмысленным. Излишней и вредной считается и Церковь.

Механистические взгляды на материальный мир господствовали в естествознании не только ХVII и XVIII вв., но и почти весь XIX в. Механистическая картина мира знала только один вид материи – вещество, состоящее из частиц, имеющих мас­су. Однако, в XIX веке были обнаружены новые свойства веществ – их электромагнитное излучение. В этом же веке в рамках механистической картины в физике сложилась термодинамическая картина мира, основанная на молекулярно-кинетической концепции и вероятност­но-статистических законах.

Решающий вклад в становление и развитие термодинамики и молекулярно-кинетической теории (статистической механики) внесли Д.К. Максвелл (1831 – 1879), Д.У. Гиббс (1839 – 1903), Г.Л. Гельмгольц (1821 – 1894), Л. Больцман (1844 – 1906), Р. Клаузиус (1822 – 1888) и ряд других ученых, одно перечисление которых, даже без упоминания работ, заняло бы не одну страницу. Во второй половине XIX в. были сформулированы первое и второе начала термодинамики, открыты основные законы молекулярно-кинетической теории газов и твердых тел, развит вероятностный метод подхода к описанию тепловых явлений. Законы термодинамики были сформулированы применительно к закрытым системам. В соответствии с первым началом, в закрытой системе энергия сохраняется, хотя и может приобретать различные формы. Второе начало термодинамики гласит, что в замкнутой системе энтропия не может убывать, а лишь возрастает до тех пор, пока не достигнет максимума.

Существенно, что термодинамика и статистическая физика базировались на утверждении, что движение атомов и молекул описывается классической механикой. В основе всех теорий лежал тезис о непрерывности всех процессов в природе. Принципиально новых положений при описании движения на атомно-молекулярном уровне по сравнению с классической механикой не вводилось. Однако молекулярно-кинетическая теория газов, применявшая статистические закономерности, отказалась от возможности точного расчета скорости заданной молекулы газа, а допускала возможность определения средних значений величин, характеризующих группу молекул газа и лишь вероятность того, что данная молекула имеет заданную скорость.

Окончательное крушение механис­тической картины мира вызвала теория электромагнитного поля, созданная М. Фарадеем (1791-1867) и Дж. К. Максвеллом во вто­рой половине XIX в. Если до Максвелла физическая реаль­ность мыслилась в виде материальных точек, то после него материя предстала в виде двух форм, обладающих противоположными свойствами, – вещество и физическое поле, не поддающееся механистическому объяснению. На рубеже XIX – ХХ вв. в физике формируется электродинмическая картина мира. Материя характеризовалась непрерывностью (континуальностью), пространство и время в виде четырехмерного континуума, электромагнитное и гравитационное взаимодействия осуществляются по принципу близкодействия. Данная картина мира была окончательно оформлена в 1920-х гг. под влиянием теории электромагнитного поля и СТО.

Принципиально новая физическая картина мира – электромагнитная релятивистская квантово-механическая, сформировалась в XX в. во многом благодаря работам А. Эйнштейна, Н. Бора и др. Согласно теории относительности, материя и пространственно-временной континуум являются взаимосвязанными физическими категориями, между материей в форме гравитационного поля и геометрическими свойствами пространства-времени невозможно провести четкую грань*. Таким образом, А. Эйнштейн впервые констатировал физическую неразложимость мира.

Однако, не следует думать, что классическая механика Ньютона при этом исчезла. По сей день она занимает почетное место среди других естественных наук. Достаточно сказать, что такая большая область техники, как машиностроение, целиком базируется на законах классической механики. С помощью классической механики рассчитывается движение искусственных спут­ников Земли, других космических объектов и т.д. Но трактуется она теперь как частный случай квантовой механики, применимый для медленных движений и больших масс объектов макромира.

Некоторые выводы механической картины оказались справедливыми и в электромагнитной картине мира, например, детерминистическое положение Лапласа о том, что, зная причину, можно точно рассчитать ее следствие. Хотя поведение элементарных частиц предсказывается лишь в рамках вероятностного описания, это не мешает применять к микрообъектам принципы детерминизма, один из которых гласит, что состояние любой, даже самой сложной системы, однозначно определяется начальными условиями и законами взаимодействия. В природе успевают происходить такие движения, которые экспериментатор не может успеть описать, но от этого его расчеты не станут неправильными, они лишь могут стать неактуальными или ненужными. Поэтому всегда остаются в силе детерминистские причинно-следственные связи. Разница квантово-механистической причинности от детерминизма Лапласа состоит лишь в том, что в области микроявлений причинность реализуется через многообразие случайностей, поэтому микропроцессам свойственны не динамические, а статистические закономерности.

С XIX в. в европейской цивилизации началось интенсивное развитие эволюционных представлений. Сначала в геологии, затем биологии и соци­ологии теоретическому моделированию развивающихся объектов стали уделять все большее и большее внимание. Но в науках физико-химического цикла, наиболее сильно подпавших под влияние механицизма, идея развития пробивала себе дорогу очень сложно. Вплоть до второй половины XX в. в ней господствовала исходная абстракция закрытой обратимой системы, в которой факторы времени и развития не играют роли.

Только к концу XX в. (во многом благодаря успехам современной биологии) естествознание нашло теоретические и ме­тодологические средства для создания единой модели универсаль­ной эволюции, выявления общих законов природы, связывающих в единое целое происхождение Вселенной (космогенез), возникнове­ние Солнечной системы и нашей планеты Земля (геогенез), возник­новение жизни (биогенез) и, наконец, возникновение человека и общества (антропосоциогенез). Такой моделью является концепция глобального эволюционизма. В этой концепции Вселенная предстает как развивающееся во времени природное целое, а вся история Вселенной от Большого Взрыва до возникновения человечества рассматривается как единый процесс, в котором космический, химический, биологический и социальный типы эволюции преемственно и генетически связаны между собой.

В концепции глобального эволюционизма подчеркивается важнейшая закономерность – направленность развития мирового целого на повышение своей структурной организации. Вся история Вселенной – от момента сингулярности до возникновения человека – предстает как единый процесс материальной эволюции, самоорганизации, само­развития материи. Важную роль в концепции универсального эволюционизма играет идея отбора: новое возникает как результат отбора наиболее эффективных формообразований, неэффективные же инновации отбрако­вываются историческим процессом. Качественно новый уровень организации материи окончательно самоутверждается тогда, когда он оказывается способным впитать в себя предшествующий опыт исто­рического развития материи. Эта закономерность характерна не только для биологической формы движения, но и для всей эволюции материи.

На этом пути очень важную роль играет, так называемый, антропный принцип. Содержание этого принципа в том, что возникновение человечества, познающего субъекта (а значит, и предваряющего социальную форму движения материи органического мира) было возможным в силу того, что крупномасштабные свойства нашей Вселенной (ее глубинная структура) именно таковы, какими они являются; если бы они были иными, Вселенную просто некому было бы познавать. Данный принцип указывает на глубокое внутреннее единство закономерностей исторической эволюции Вселенной и предпосылок возникновения и эволюции органического мира вплоть до антропосоциогенеза.

В настоящее время идея глобального эволюционизма – это не только констатирующее положение, но и регулятивный принцип. С одной стороны, он дает представление о мире как о целостности, позволяет мыслить общие законы бытия в их единстве, а с другой – ориентирует современное естествознание на выявление конкретных закономерностей глобальной эволюции материи на всех ее структурных уровнях, на всех этапах ее самоорганизации.

Идеи глобального эволюционизма составляют основу современной эволюционной (синтетической) научной картины мира. Современная эволюционная картина мира формирует следующие представления о фундаментальных закономерностях существования и развития природы:

· системность – иерархическое включение простых систем в более сложные;

· самоорганизация – способность материи к самоусложнению и созданию все более упорядоченных структур;

· эволюционизм – природа существует, только постоянно эволюционируя;

· историчность – природа имеет историю (прошлое, настоящее, будущее), а следовательно любая научная картина мира обречена на незавершенность.

Большую роль в формировании эволюционной картины мира играет молодая наука синергетика, утверждающая, что в основе эволюционного развития природы лежит всеобщее свойство материи – самоорганизация. Вся познанная история Вселенной представляет собой единый процесс развития, который характеризуется преемственностью механизмов космической, химической, биологической и социальной эволюции.

Дата добавления: 2014-01-07