Расшатывание механических идей в естествознании и рост нового знания

Механические идеи приводили к аномалиям и трудностям, прежде всего, в самой физике. Она перешла к исследованию новых типов взаимодействий – электрических и магнитных. Эти взаимодействия не поддавались механическому описанию с помощью системы дифференциальных уравнений на основе принципа дальнодействия Ньютона. Фарадей и Максвелл вводят новые понятия о близкодействии и непрерывности электромагнитных полей и создают электродинамическую картину мира.

В других науках – химии и биологии начинаются радикальные изменения. Сначала они находятся под влиянием механической картины мира, но вскоре обретают самостоятельный статус и становятся независимыми от физики науками, имеющие свой предмет и дисциплинарную онтологию.

Бойль и Дальтон осуществили перестройку оснований химии. Первоначально из механической картины мира в химию были транслированы такие нормативные принципы, как: все тела состоят из корпускул, химические явления можно объяснить взаимодействием частиц, и взаимодействия подчиняются законам механики. Бойль был первым ученым, который попытался показать ограниченность классической механики и элиминировать ее из химии. Он вносит в химию следующие положения:

1) корпускулы механики должны рассматриваться как химические элементы, из которых состоят химические соединения и смеси,

2) корпускулы должны обладать индивидуальными свойствами, которые называются химическими,

3) если в механике свойствами корпускул можно пренебречь, рассматривая их как точечные массы, то в химии этими свойствами нельзя пренебрегать, и они составляют предмет изучения этой науки,

4) типология химических веществ не может редуцироваться к типологии физических объектов, так как наряду с твердыми, жидкими и газообразными веществами существуют два класса сложных химических веществ: химические соединения и смеси.

Но довести перестройку теоретических оснований химии до конца Бойлю не удалось, так как в то время не было условий для реализации его взглядов. Во – первых, Бойль не выработал понятие атомного веса химического элемента, а во – вторых, не было экспериментальных средств для выяснения того, какие вещества являются элементами, а какие нет.

Дальнейшую перестройку химии осуществил Дальтон. Сначала он, как и Бойль, опирался на атомистическую концепцию, которая вводила представления о неделимых и неуничтожимых корпускулах. Но вскоре Дальтон создал новую картину химической реальности, в которой химические элементы были представлены в виде атомов с различной формой и весом. Эти представления позволили объяснить открытые опытным путем стехиометрические законы химии. В дальнейшем атомистика Дальтона обогатилась законом Авогадро (1821 г.) и теорией типов Жерара (1842 г.), сыгравшими ключевую роль для ее развития. Авогадро внес представления о молекулах, как единой системе атомов, и о химических процессах как взаимодействии молекул, при которых происходит обмен атомами. Жерар предложил правильные эмпирические формулы для органических соединений, благодаря этому стала возможной интерпретация их атомного состава. Теория типов Жерара, развитая Вюрцем и Кекуле способствовала возникновению понятия «валентность».

Представления об атомно – молекулярном строении вещества, выработанные в химии, начинают обратное воздействие на физические исследования. На разработку молекулярно – кинетической теории теплоты оказывает влияние представление, что вещество построено из движущихся молекул. Клаузиус в 1857 г. создал математическую модель теплового движения частиц газов, используя идею о молекулярном строении вещества. Кроме поступательного и вращательного движения частиц, он выделяет внутримолекулярное колебательное движение. Последний вид движения имеет смысл постольку, поскольку молекула заранее представляется построенной из атомов. Понятие «молекула» пришло из химии в физику. То же самое можно сказать о законе Авогадро, который из химии транслируется в физику и используется в ней при построении молекулярно – кинетической теории теплоты.

Механические представления постепенно утрачивают свои позиции в химии, и хотя некоторые исследователи еще размышляют о преобразовании химии в отдел прикладной механики (Д.И. Менделеев), химия дистанцируется от физики и связь с ней устанавливается по правилу координации, а не субординации.

Развитие биологии также происходит под воздействием механической картины мира. В биологии необходимо было показать специфику живых организмов, их отличие от неживой природы. Это сделал Ламарк, заимствовав из механической картины мира принципы объяснения жизни. Главные возбудители жизни – теплород и электрические флюиды, которые входят в живой организм и образуют нервный флюид. Нервный флюид действует как сила, производящая чувства, представления, разумные акты. Изменения в организмах происходят под воздействием внешней среды. Организм сам извлекает из нее флюиды, которые накапливаются в организме, что приводит к изменению органов и организмов в целом. Если рассматривать цепь поколений организмов в течение длительного времени, то эти изменения можно наблюдать. Ламарк расположил живые организмы от простого к сложному и обосновал принцип градации, который лег в основу эволюционной концепции. Он настаивал на плавных, незаметных переходах между видами и в конечном счете пришел к отрицанию реальности видов. Ламарк трансформировал принципы объяснения жизни, заимствованные из механической картины мира, в принцип эволюционного объяснения особенностей организмов и видов. Тем самым он показал специфику биологической науки и подготавил почву для отделения биологии от физики.

Идеи изменчивости видов и передачи по наследству приобретенных признаков окажут влияние на Дарвина, который завершит формирование биологии как самостоятельной науки. Дарвин создал теорию эволюции, выделив три ее основные фактора: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Учение о наследственности было слабым местом в теории эволюции. Механизмы передачи признаков по наследству сформулирует Мендель. Для этого он соединит методы двух наук – математики и биологии. Из математики им заимствуется вероятностно – статистический метод Доплера, а из биологии – метод гибридизации Унгера. В работе «Опыты над растительными гибридами» Мендель сформулировал идею наследственного фактора показав, что отдельные свойства организмов могут передаваться по наследству. Наследственный фактор носил дискретный характер, так как проявлялся не в каждом поколении потомков. Так в биологию шла трансляция идей, развитых в математике. Картина биологической реальности строилась за счет взаимосвязи внутридисциплинарного и междисциплинарного знания. В биологии появился новый объект – наследственный фактор. Интерпретация этого фактора способствовала обоснованию теории Дарвина и формированию новой теории в биологии – синтетической теории эволюции как синтеза идей Дарвина с популяционной генетикой. Картина биологической реальности завершается в первой трети двадцатого века. Она приходит на смену дарвиновскому учению. В нее вводятся новые представления о клеточном строении живого, молекулярных носителях наследственности, уровнях организации живого вещества от клетки до биосферы, воспроизводстве жизни в соответствии с генетическим кодом, изменениях в организмах вследствие мутаций и естественного отбора, пространственно – временных характеристиках биологических объектов, не сводимых к физическим. В результате в биологию была введена идея развития, которой не было в физике. Физика оставалась неэволюционной наукой.

Институционализация науки

В 18 – 19 в. наука становится институциональной формой знания. Возникают новые академии, научные общества, появляются новые формы коммуникации, а также происходит дифференциация науки на предметы преподавания.

В 18 в. встала проблема информационной вместимости ученого. Век энциклопедистов уходил в прошлое. Специализация в науке вела к новым поискам форм трансляции знания. Манускрипты, фолианты (книги), в которых излагались основы природы вещей, становились трудоемкими, требовали натурфилософских построений и соотнесения своих знаний с существующей картиной мира. Ученому сначала нужно было ознакомиться с принципами философии, а затем уже с естественнонаучными объяснениями. Так работали Галилей, Декарт, Ньютон и Лейбниц. Основная форма передачи знаний в 17 в. – частное письмо. В 18 в. оно заменяется научным сообщением в журнале. В это время возникают сообщества ученых, которые поддерживаются государством и общественным мнением. Сообщества начинают издавать журналы, где ученый может открыто публиковать свои взгляды. Статья адресуется анонимному читателю на национальном языке вместо латыни. В статье необходима более строгая аргументация своих взглядов.

Наряду с академическими учреждениями, возникшими еще в 15 – начале 16в. (Лондонское королевское общество - 1660 г., Парижская академия наук - 1666 г., Берлинская академия наук - 1700 г., Петербургская академия наук – 1724 г. и др.) начинают складываться новые ассоциации ученых, такие как «Французская консерватория (хранилище) технических искусств и ремесел» (1795 г.), «Собрание немецких естествоиспытателей» (1822 г.), «Британская ассоциация содействия прогрессу» (1831 г.) и др.

Исследователи, работавшие в различных областях знания, начинают объединяться в научные общества (физическое, химическое, биологическое). Основной формой передачи знаний были научные журналы, в которых ученые объединялись по интересам.

Возникла необходимость в специальной подготовке ученых. Повсеместно создается сеть новых научных и учебных учреждений, в том числе и университеты. Первые университеты возникли еще в 12 – 13 вв. (Парижский – 1660 г., Оксфордский – 1167 г., Кембриджский – 1209 г., Падуанский 1222г., Неапольский – 1224 г.) на базе духовных школ и создавались как центры подготовки духовенства. Длительное время в преподавании уделялось внимание гуманитарным наукам. В конце 18в. – начале 19 в. ситуация меняется. Возникают новые учебные предметы, в том числе естественнонаучные и технические. Открылись новые политехнические школы в Париже, Берлине и Петербурге. Появился новый тип ученого – университетский профессор.

Вся система обучения изменилась. Специализация в науке привела к преподаванию отдельных групп дисциплин, которые имели общий предмет изучения и совокупность специфических научных методов, ориентированных на предмет изучения. Обучение стало дисциплинарно-организованным. Преподавание требовало не только знакомства слушателей с отдельными достижениями в естествознании, но и систематического изложения предмета изучения. Систематизация знаний в преподавании выступала фактором формирования конкретных дисциплин. Сама научная дисциплина приобретала более ясные очертания. В свою очередь, дисциплинарно – организованное обучение оказало обратное влияние на развитие науки, способствовало ее дифференциации на отдельные области знаний.

Т. о., все три фактора: появление прагматической функции науки, расшатывание механических идей в естествознании 18 – 19 вв. и институциализация науки вели к дифференциации знания и появлению дисциплинарно–организованному естествознанию. При этом целостное представление о мире было потеряно. Необходимо было его воссоздать на основе новой научной картине мира.

Лекции № 6 - 7