ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ, НАУЧНЫЕ РЕВОЛЮЦИИ

Считается, что наука возникла в Древней Греции в VII—VI вв. до н.э. (Фалес, Анаксимандр, Анаксимен и др.). В древнегреческой натурфилософии господствовала идея о первопричинах, лежащих в основе мироздания: четыре «стихии» (вода, воздух, огонь и земля) или мифическое первовещество, которое находилось в постоянном круговом движении и которое Анаксимандр называл «апейрон» (беспредельное). В V—IV вв. до н.э. появились атомистическое учение Демокрита, космологическое (геоцентрическое: Земля — шар) учение Аристотеля, успешно развивались математика (Пифагор, VI—V вв.; Евклид, III в.), механика (Архимед, III в. до н.э.).

Со второй половины VIII в. научное лидерство захватывает Ближний Восток. На арабский язык переводятся труды Птолемея, Евклида, Аристотеля. В работах арабских ученых алхимия превращается в химию.

Большую роль в подъеме европейской науки (XV—XVI вв., эпоха Возрождения) сыграли университеты (Парижский, Оксфордский).

Идеал универсальной науки оставался основной темой философских размышлений и в эпоху Просвещения (XVIII в.). Просвещение заимствует из эпохи Возрождения культ человека. Новое время дополняет культ науки и разума верой в неограниченный прогресс, идеей всеобщего равенства людей перед законом и принципом историзма в мышлении.

Характерная черта философии XVIII в. — исторический и гносеологический оптимизм. В размышлениях о природе просветители опираются на принципы детерминизма и механистического материализма. Природа понимается как часовой механизм, который может быть разобран по винтику, а затем вновь собран в нужном виде. Многие идеи Возрождения и Нового времени просветители доводят не просто до логического конца, но до абсурда. Так, философы XVIII в. панацеей от всех бед человечества провозгласили распространение научных знаний. При этом исключалась даже мысль о возможности злоупотребления знаниями или о границах познающего рассудка.

Одной из причиной возникновения неклассического естествознания стала внутренняя логика развития самого научного знания, которая привела к отказу от прежней парадигмы и созданию нового типа научного сознания, формирование которого продолжается по сей день.

Научные революции. В отличие от периода постепенного накопления (кумуляции) знаний научная революция рассматривается как такой некумулятивный период развития науки, во время которого старая парадигма (от греч. ларабауца — пример, модель, образец) полностью или частично замещается новой парадигмой, несовместимой со старой. Научная революция — это прежде всего перестройка оснований в науке: перестраивается и кардинально меняется вся исследовательская стратегия, представления о целях научной деятельности и способах их достижения, меняются научная картина мира, философские идеи и принципы, обосновывающие цели, методы, нормы и идеалы научного исследования. В зависимости от того, какой компонент основания науки перестраивается, различают две разновидности научных революций:

• 1) идеалы и нормы научного исследования остаются неизменными, а картина мира перестраивается;
• 2) одновременно с картиной мира радикально меняются не только идеалы и нормы науки, но и ее философские основания.

Во время научных революций выбор между конкурирующими парадигмами оказывается выбором между несовместимыми моделями жизни научного сообщества. В результате научной революции изменяется взгляд ученых на мир. Можно сказать, что они оказываются в другом мире, разительно отличающемся от прежнего. Это происходит вследствие того, что ученые видят мир своих исследований через призму существующей парадигмы. Изменения во взглядах часто маскируются тем, что в результате смены парадигмы не происходит однозначного видимого изменения терминологии науки. Но при вдумчивом анализе оказывается, что в старые понятия вкладывается новый смысл. Например, смысл понятия «время» у Ньютона не равнозначен смыслу времени у Эйнштейна.

Всего насчитывается четыре научные революции.

Первая научная революция XVII в. (гелиоцентрическая система мира, учение о множественности миров, принципиально новое миропонимание, исходившее из того, что Земля — всего лишь одна из планет, движущихся вокруг Солнца) привела к возникновению классической европейской науки. В XVII в. больших успехов достигли физика и химия (Роберт Бойль, Эдм Мариотт — газовые законы), биология (Карл Линней — классификация животных и растений), механика. Открытия этого времени выявили диалектический характер явлений природы. Сформировался научный тип рациональности. Наука обрела социальный статус.

Хотя и признавалось создание мира Богом, мир стал развиваться по своим внутренним законам (имманентно). Произошло разделение бытия на религиозное и научное. Предметом научного познания стал реальный мир. Появление научной рациональности принято считать от Декарта. Величественный античный Космос был отождествлен с природой, которая рассматривалась единственной вещественной реальностью. Все мироздание рассматривалось с позиций механики, и мировоззрение было механистическим. Человеческий разум стал уподобляться не божественному разуму, а самому себе и обрел суверенность (независимость).

В эпоху Просвещения укреплялось убеждение во всесилии и всевластии человеческого разума. Сложилось вполне определенное толкование познавательной деятельности. Из познания вытеснялись суждения о смысле, о цели. Как говорил Б. Спиноза, истина требует не смеяться, не плакать, а понимать. Восторжествовал объективизм в том смысле, что знание о природе не зависит от познавательных процедур, осуществляемых исследователем.

В Новое время к представлению об объективности мира добавилась идея артефакта (сделанной вещи). В научную рациональность входил эксперимент, дававший возможность препарировать мир в идеальном плане с последующим контролируемым воспроизводством. Галилей ввел теоретически спроектированный эксперимент вместо эмпирического фиксирования наблюдаемых явлений природы. Математика стала мыслительным инструментом. Научным признавалось то, что могло быть сконструировано и выражено на языке математики. Сконструированные математические модели, алгоритмы, теоретические конструкты рассматривались как полностью адекватные действительности «как она есть сама по себе» без примеси субъективности. Наука (и новый тип рациональности) отказалась от телеологии, т.е. не стала вводить в процедуры объяснения не только конечную цель в качестве главной в мироздании и в деятельности разума, но и цель вообще. Положения механики применялись ко всем наукам, даже к химии. Господствовала механистическая картина мира, доминировавшая вплоть до начала XIX в.

Вторая научная революция — конец XVIII — первая половина XIX в. (создание классической механики и экспериментального естествознания, механической картины мира; Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт, Галилео Галилей, Иоганн Кеплер, Готфрид Лейбниц, Исаак Ньютон). Фундаментальный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии», подводивший итог сделанному человеком за все предшествующее время в учении о простейших формах движения, заложил основы современной теоретической физики.

Произошел переход от классической науки, ориентированной в основном на изучение механических и физических явлений, к дисциплинарно организованной науке. Бурно развивались такие науки, как биология, химия, геология и др. Механическая парадигма перестала быть общезначимой. Специфика объектов, изучаемых в биологии, геологии, требовала иных по сравнению с классическим естествознанием принципов и методов познания, исследования. Эти науки вносят в картину мира идею развития, которой не было в механистической картине мира, и требуют новых идеалов, объяснений, учитывающих идею развития. Представление о механической картине мира как единственной и всеобъемлющей поколеблено. Идеалы и нормы классической рациональности не выполнялись и не стыковывались с науками о живом, в которых действуют другие факторы — эмоциональные, ценностные аспекты самого исследования. Завершилось становление классической физики, о чем свидетельствует появление электромагнитной теории Дж. Максвелла, статистической физики и др. Сложились предпосылки появления электромагнитной картины мира. Одновременно шел процесс окончательного оформления классического типа рациональности. Один тип объяснения стал уступать другому. Крен в сторону математизации позволил конструировать на языке математики не только строго детерминистские процессы, но и случайные. Появились первые намеки на введение субъективного фактора в содержание научного знания, что неизбежно приводило к ослаблению жесткого принципа тождества мышления и бытия, характерного для классической науки. Произошел поворот в сторону неклассического мышления. Отмечено начало возникновения парадигмы неклассической науки.

Третья научная революция, суть которой — диалектизация естествознания, т.е. формирование нового типа рациональности, неклассической науки. Начало процессу стихийной диалектизации естественных наук положила работа немецкого ученого и философа Иммануила Канта «Всеобщая естественная история и теория неба». В этом труде, опубликованном в 1755 г., была предпринята попытка исторического объяснения происхождения Солнечной системы.

Хотя Кант в своей работе опирался на классическую механику XVII в. (подзаголовок его труда: «Опыт об устройстве и механическом происхождении всего мироздания на основании ньютоновских законов»), он создал развивающуюся картину мира, которая не соответствовала философии Ньютона, враждебной эволюции. Идеи Канта о возникновении и развитии небесных тел были несомненным завоеванием науки середины XVIII в. Его космогоническая гипотеза пробила брешь в метафизическом взгляде на мир. Однако научная общественность того времени не обратила должного внимания на гениальную идею Канта (тогда еще 30-летнего приват-доцента из Кёнигсберга — ныне Калининграда). Его труд, опубликованный первоначально без указания имени автора, из-за банкротства издателя дошел до публики в очень малом числе экземпляров и оставался практически неизвестным до конца XVIII в.

Более чем через 40 лет французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас совершенно независимо от Канта, двигаясь своим путем, высказал идеи, развивавшие и дополнявшие кантовское космогоническое учение. В своем труде «Изложение системы мира» (1796) Лаплас предположил, что первоначально вокруг Солнца существовала газовая масса, нечто вроде атмосферы, которая простиралась за орбиты всех планет. Вся эта масса вращалась вместе с Солнцем (о причине вращения Лаплас не говорил). Затем вследствие охлаждения в плоскости солнечного экватора образовались газовые кольца, которые распались на несколько сфероидальных частей — зародышей будущих планет, вращающихся в направлении своего обращения вокруг Солнца. При дальнейшем охлаждении внутри каждой такой части образовалось ядро и планеты перешли из газообразного состояния в жидкое, а затем начали затвердевать с поверхности.

Имена создателей двух рассмотренных гипотез были объединены, а сами гипотезы довольно долго (почти столетие) просуществовали в науке в обобщенном виде — как космогоническая гипотеза Канта- Лапласа.

Наряду с фундаментальными работами, раскрывающими процесс эволюции, развития природы, появились новые естественно-научные открытия, подтверждавшие наличие всеобщих связей в природе. К числу этих открытий относится клеточная теория, созданная в 1830-х гг. ботаником Маттиасом Якобом Шлейденом, установившим, что все растения состоят из клеток, и биологом, профессором Теодором Шванном, распространившим это учение на животный мир.

Еще более широкомасштабное единство, взаимосвязь в материальном мире были продемонстрированы благодаря открытию закона сохранения и превращения энергии. Этот закон превращения энергии имеет универсальное значение, т.е. охватывает все науки о природе.

К идее о превращении одной формы энергии в другую первым пришел немецкий врач Юлиус Роберт Майер. Во время своего пребывания в Ост-Индии в 1840 г. он обнаружил, что венозная кровь больных в тропиках была более красная, чем у больных в Европе, и объяснил это явление более высоким содержанием кислорода в крови. Это, полагал Майер, обусловлено тем, что при высоких температурах в организме человека сгорает меньше пищи, поскольку телу в этих условиях требуется меньше теплоты, получаемой за счет питания. Поэтому в венозной крови остается больше кислорода. Таким образом, Майер фактически показал, что химическая энергия, содержащаяся в пище, превращается в теплоту (подобно тому, как это происходит с механической энергией мышц).

Свою идею Майер опубликовал в статье «О количественном и качественном определении сил» только в 1842 г., а в 1845 г. вышла его книга «Органическое движение в его связи с обменом веществ, вклад в естествознание». В этих работах Майер показал, что химическая, тепловая и механическая формы энергии могут превращаться друг в друга и являются равноценными.

Выводы Майера в научных кругах того времени восприняли с недоверием как недостаточно обоснованные. Но опыты, проведенные одновременно и независимо от Майера английским исследователем Джеймсом Прескоттом Джоулем, подвели под идеи Майера прочную экспериментальную основу. Результаты эксперимента привели Джоуля к выводу, что теплоту можно создавать с помощью механической работы.

В работе «О тепловом эффекте магниэлектричества и механическом эффекте теплоты» (1843) Джоуль утверждал, что животная теплота возникает в результате химических превращений в организме, т.е. фактически сделал те же выводы, к которым несколько ранее пришел Майер.

В отстаивании данного закона и его широком признании в научном мире большую роль сыграл один из наиболее знаменитых физиков XIX в. Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821—1894). Будучи, как и Майер, врачом, Гельмгольц так же, как и он, пришел от физиологии к закону сохранения энергии. Признавая приоритет Майера и Джоуля, Гельмгольц пошел дальше и увязал этот закон с принципом невозможности вечного двигателя.

Доказательство сохранения и превращения энергии утверждало идею единства, взаимосвязанности материального мира. Вся природа отныне представала как непрерывный процесс превращения универсального движения материи из одной формы в другую.

Свой вклад в диалектизацию естествознания внесли некоторые открытия в химии, в частности получение в 1828 г. немецким химиком Фридрихом Вёлером искусственного органического вещества — мочевины. Это открытие положило начало многочисленным синтезам органических соединений из исходных неорганических веществ. Антиметафизическая направленность формирующейся органической химии проявилась прежде всего в том, что последняя положила начало разрушению представления об отсутствии связи, о полной независимости двух огромных сфер природы — неорганической и органической.

Создание в 1840-х гг. учения о гомологии — закономерном изменении свойств органических соединений в зависимости от их состава — также способствовало диалектизации естествознания, так как укрепляло идею взаимосвязи и единства химических веществ.

Поистине эпохальным событием в химической науке, внесшим огромный вклад в процесс диалектизации естествознания, стало открытие периодического закона химических элементов. Выдающийся ученый-химик Дмитрий Иванович Менделеев 1 марта 1869 г. разослал русским и иностранным химикам сообщение «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве», где представил свое великое открытие: существует закономерная связь между химическими элементами, которая заключается в том, что свойства элементов изменяются в периодической зависимости от их атомных весов. Качественные свойства элементов зависят от их количественных свойств, причем это отношение меняется периодически, скачками. Обнаружив эту закономерную связь, Менделеев расположил элементы в естественную систему в зависимости от их родства.

В результате появилась также возможность предвидеть свойства ряда новых, еще не открытых элементов, для которых Д.И. Менделеев оставил в таблице пустые места. Первым элементом из предсказанных Менделеевым был элемент галлий, открытый в 1875 г. В 1954 году был открыт «элемент 101», названный менделеевиумом в честь великого русского химика.

Период с конца XIX до середины XX в. характеризуется появлением неклассического естествознания и соответствующего ему типа рациональности. В центр исследовательских программ выдвигается изучение объектов микромира. Происходит дальнейшая трансформация принципа тождества мышления и бытия, которая является базовым для любого типа рациональности. Изменилось и понимание идеалов и норм научного знания. Это выразилось в следующем:

ученые согласились с тем, что объект не дан мышлению в его природном, первозданном состоянии. Мышление изучает взаимодействие объекта с прибором. Когда-то (в нашей стране) отсюда выводилось понятие «приборный идеализм», которое подвергалось жесткой критике. Роль прибора в исследовании микрообъектов резко возросла, а значит, возросло и взаимодействие микрообъектов с прибором. С помощью приборов, математических моделей и т.д. исследователь задает природе «вопросы», на которые она «отвечает». В квантовой релятивистской физике, изучающей микрообъекты, объяснение и описание невозможны без фиксации средств наблюдения. Прибор не позволяет наблюдать элементарную частицу в одном и том же начальном состоянии. Это зафиксировал В. Гейзенберг в своем соотношении неопределенностей, согласно которому чем точнее эксперимент фиксирует координаты элементарной частицы, тем менее определенной становится скорость ее движения и, напротив, чем определеннее мы фиксируем скорость движения частицы, тем неопределеннее становятся ее координаты;

проблемы истины становятся связанными с деятельностью экспериментатора. Особенно актуальной стала активность исследователя как субъекта познания. Ученые согласились, что каждая наука конструирует свою реальность и ее изучает: физика изучает физическую реальность, химия — химическую и т.д. Исследователи признали относительную истинность теорий и картины природы, выработанную на том или ином этапе развития естествознания.

Из всего сказанного выше следует, что основополагающие принципы диалектики — принцип развития и принцип всеобщей взаимосвязи — получили во второй половине XVIII в. и особенно в XIX в. мощное естественно-научное обоснование.

Четвертая научная революция, означающая появление постнеклассической науки, произошла в последней трети XX в. и связана с появлением особых объектов исследования — исторически развивающихся систем — Земли как системы взаимодействия геологических, биологических и техногенных процессов, Вселенной как системы взаимодействия микро- и мегамира и др. В неклассической науке идеал исторической реконструкции использовался преимущественно в гуманитарных науках (история, археология, языкознание и т.д.), а также в ряде естественно-научных дисциплин (геология, биология). В постнеклассической науке историческая реконструкция как тип теоретического знания стала использоваться в космологии, астрофизике и даже в физике элементарных частиц. Физика вторгается в структуру элементарных частиц, входит в обращение понятие «кварк».

Возникшее новое направление — синергетика (в термодинамике неравновесных процессов, характерных для фазовых переходов и образования диссипативных структур) стала ведущей методологической концепцией в понимании и объяснении исторически развивающихся нелинейных систем. Такие системы совершают переход от одного относительно устойчивого состояния к другому. Система проходит так называемые точки бифуркации — разветвление как результат неустойчивого равновесия. В этих точках система имеет веерный набор возможностей дальнейшего изменения. Из веера возможностей система выбирает одну, и выбор необратим. Значит, нужна особая ответственность исследователей, от которых требуется построение идеальных моделей с огромным числом параметров и переменных.

В постнеклассическом типе рациональности учитывается, как утверждает академик В.С. Степин, «соотнесенность характеристик получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности, но и с ее ценностно-целевыми структурами. Причем эксплицируется (объясняется) связь внутринаучных целей с вненаучными, специальными ценностями и целями». Это значит, что рациональное познание не имеет безусловного приоритета перед дорациональными и внерациональными познавательными формами.

Вместе с возникновением постнеклассической науки меняется характер научной деятельности в связи с революцией в средствах хранения и получения знаний. Речь идет о компьютеризации науки, появлении сложных и дорогостоящих приборных комплексов, которые обслуживают исследовательские коллективы и функционируют аналогично средствам промышленного производства и т.д. В научной деятельности наряду с дисциплинарными исследованиями на передний край выдвигаются междисциплинарные и проблемно-ориентированные формы. В комплексных исследовательских программах принимают участие специалисты различных областей знания, в единой системе научной деятельности происходит сращивание теоретических и экспериментальных исследований, прикладных и фундаментальных знаний, интеграция принципов и научных картин мира, относящихся к различным наукам. Во многом под влиянием междисциплинарных исследований картины реальности становятся взаимозависимыми и составляют целостную общенаучную картину мира. В узкодисциплинарных подходах или не обнаруживаются сложные системные объекты, или они изучаются фрагментарно. Поэтому эффекты изучения системных объектов прослеживаются лишь в междисциплинарных исследованиях. Говоря об исторически развивающихся системах науки нашего времени, необходимо отметить такие природные комплексы, в которые включен в качестве компонента сам человек. Например, медико-биологические объекты, биосфера, глобальная экология, объекты биотехнологии (прежде всего генная инженерия), системы человек-техника, в том числе сложные информационные комплексы, системы искусственного интеллекта (экспертные системы) и т.д.

Рассмотрев четыре глобальные научные революции, можно сделать следующие выводы о типах научной рациональности.

• 1. Классический тип научной рациональности в центр внимания ставит объект изучения, при теоретическом объяснении и описании стремясь отбросить, устранить все, что относится к субъекту, средствам и операциям его деятельности. Здесь не осмысливаются и ценности науки, и детерминации доминирующих в культуре мировоззренческих установок.
• 2. Неклассический тип научной рациональности учитывает связи между знаниями об объекте и характером средств и операций деятельности. Экспликация (объяснение) этих связей рассматривается в качестве условий объективно-истинного знания-описания и истолкования мира. Но связи между внутринаучными и социальными ценностями и целями по-прежнему не являются предметом научной рефлексии (т.е. размышления и анализа собственно психического состояния), хотя внутринаучные и социальные ценности определяют характер знаний (определяют, что именно и каким способом мы выделяем и осмысливаем в мире).
• 3. Постнеклассический тип рациональности расширяет поле рефлексии (размышления) над деятельностью, учитывая соотнесенность получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности, но и с ценностно-целевыми структурами. Причем эксплицируется (открыто выражается, маркируется) связь внутринаучных целей с вненаучными, социальными ценностями и целями.