Развитие научных исследовательских программ и картин мира (история естествознания, тенденции развития)

Научная (исследовательская) программа (по Лакатосу) является структурно-динамической единицей его модели науки; совокупность и последовательность теорий, связанных непрерывно развивающимся основанием, общностью основополагающих идей и принципов.

Проблема роста научного знания всегда занимала умы учёных и мыслителей, независимо от их взглядов и пристрастий или принадлежности к различным направлениям науки или религии. В некоторых случаях данная проблема является ключевой для всей системы тех или иных научных изысканий. Иногда эта проблема, являясь узловым пунктом размышлений, не осознаётся в качестве таковой, и исследователь обращается к изучению более частных и прикладных вопросов, не отдавая себе отчёта в том, что они всего лишь начальные ступеньки на пути восхождения к центральной для всей философии науки и современной гносеологии проблемы роста знания.

Можно говорить о появлении науки именно в Древней Греции. Проходило это в форме научной программы рационального объяснения мира.

Первой научной программой стала математическая программа, представленная Пифагором и позднее развитая Платоном. В ее основе, как и в основе других античных программ, лежит представление о том, что Космос - это упорядоченное выражение целого ряда первоначальных сущностей, которые можно постигать по-разному. Пифагор нашел эти сущности в числах и представил в качестве первоосновы мира. При этом числа вовсе не являются теми кирпичиками мироздания, из которых состоят все вещи. Вещи не равны числам, а подобны им, основаны на количественных отношениях действительности, являющихся подлинно фундаментальными. Картина мира, представленная пифагорейцами, поражала своей гармонией -протяженный мир тел, подчиненный законам геометрии, движение небесных тел по математическим законам, закон прекрасно устроенного человеческого тела, данный каноном Поликлета.

Следующий шаг в направлении формирования этой программы сделали софисты и элеаты, впервые поставившие проблемы человеческого познания, а также разработавшие теорию доказательств. Они заявили, что ум человека - это не просто зеркало, пассивно отражающее природу, он накладывает свой отпечаток на мир, активно формируя его картину.

Свое завершение математическая программа получила в философии Платона, который нарисовал грандиозную картину истинного мира - мира идей, представляющего собой иерархически упорядоченную структуру. Мир вещей, в котором мы живем, возникает, подражая миру идей, из мертвой, косной материи, творцом всего является Бог-демиург (творец, создатель). При этом созидание им мира идет на основе математических закономерностей, которые Платон и пытался вычленить, тем самым математизируя физику. В Новое время именно по этому пути пойдет наука. Но это будет осуществляться уже на новом, более высоком уровне знаний о природе. А пока - платоновская физика представляет собой набор умозрительных рассуждений о связи строения вещества с геометрическими фигурами (огонь, как самое подвижное и «острое», состоит из пирамид; воздух - из восьмигранников, вода - из двадцатигранников и т.д.).

Можно выделить основные позиции этой научной программы, ставшей такой важной в Новое время после появления математизированной науки. Эта программа заложила основы развития естествознания, опираясь не на материальные структуры вещества, а на числовые закономерности, на законы бытия. Согласно этой программе:

1. Мир - это упорядоченный Космос, чей порядок сродни порядку внутри человеческого разума. Следовательно, возможен рациональный анализ эмпирического мира.

2. Упорядоченность Космоса является следствием существования некоего всепроникающего разума, наделившего природу назначением и целью. В силу родства разумов (надмирового и человеческого), он доступен непосредственному восприятию человека, который должен для этого развить соответствующие способности, сосредоточив свои силы.

3. Умственный анализ обнаруживает за видимым миром некий вневременной порядок, сущность нашего мира - количественные отношения действительности.

4. Познание сущности мира требует от человека сознательного развития его познавательных способностей - разума, интуиции, опыта, оценки, памяти, нравственности (ибо познание конечных причин бытия — глубочайшая потребность не только ума, но и души). Итогом познания становится духовное освобождение человека.

Второй научной программой античности, оказавшей громадное влияние на все последующее развитие науки, стал атомизм. Он стал итогом развития греческой философской традиции, синтезом целого ряда ее тенденций и идейных установок. Своими корнями он уходит в ионийскую физику, пифагореизм, философию элеатов. Проблемы бытия и небытия (пустоты), существования и возникновения, множества и числа, делимости и качества - все эти проблемы, затронутые предыдущими школами, нашли свое отражение в системе атомизма. Основателями его стали Левкипп и Демокрит.

На первый взгляд, учение атомизма предельно просто. Начала всего сущего - это неделимые частицы-атомы и пустота. Ничто не возникает из несуществующего и не уходит в небытие. Возникновение вещей есть соединение атомов, а уничтожение — распад на части, в пределе — на атомы. Причиной возникновения является вихрь, собирающий атомы вместе.

Атомизм является физической программой, так как наука, по Демокриту, должна объяснить явления физического мира. Объяснение понимается как указание на механические причины всех возможных изменений в природе - движение атомов. Более глубоких причин, принадлежащих какой-то реальности, не доступной обычному восприятию, нет. Причины естественных явлений безличны и имеют физическую природу, их следует искать в земном мире. Познание мира идет путем сочетания чувственного опыта и его рационального преобразования.

Это была первая в истории мысли программа, основанная на методологическом требовании объяснения целого как суммы отдельных составляющих его частей. Именно так были построены не только физические, но многие психологические и социологические теории Нового времени. По сути дела, это означало появление механистического метода, требовавшего объяснять сущность природных процессов механическим соединением индивидуумов.

Программа Аристотеля стала третьей научной программой античности. Она возникла на переломе эпох. С одной стороны, она еще близка к античной классике с ее стремлением к целостному философскому осмыслению действительности (при этом она пытается найти компромисс между двумя предыдущими программами). С другой, в ней отчетливо проявляются эллинистические тенденции к выделению отдельных направлений исследования в относительно самостоятельные науки, со своими предметом и методом.

Пытаясь найти третий путь, возражая и Демокриту, и Платону с Пифагором, Аристотель отказывается признать существование идей или математических объектов, существующих независимо от вещей. Но не устраивает его и демокритовское появление вещей из атомов. Пытаясь снять это противоречие, Аристотель предлагает четыре причины бытия: формальную, материальную, действующую и целевую. В его «Метафизике» воссоздается мир как целостное, естественно возникшее образование, имеющее причины в себе самом. Это образование предстает перед нами в виде двойственного мира, имеющего неизменную основу, но проявляющегося через подвижную эмпирическую видимость. Предметом науки должны стать вещи умопостигаемые, не подвластные сиюминутным изменениям. Заслугой Аристотеля является и написание его знаменитого «Органона» - трактата по логике, поставившего науку на прочный фундамент логически обоснованного мышления с использованием понятийно-категориального аппарата. Кроме того, Аристотель систематизировал накопленные к этому времени научные знания.

Таковы три основные научные программы античного мира, заложившие основы науки вообще. Все дальнейшее развитие науки по сути было развитием и преобразованием этих научных программ. Это еще не наука в современном смысле слова: еще нет понятия универсального природного закона; еще невозможно применение математики в рамках физики - это разные науки, между которыми нет точек соприкосновения; еще нет эксперимента как искусственного воспроизведения природных явлений, при котором устраняются побочные и несущественные эффекты и который имеет своей целью подтвердить или опровергнуть то или иное теоретическое предположение. Естествознание греков было абстрактно-объяснительным, лишенным деятельного, созидательного компонента.

Принцип причинности в первоначальной форме (каждое событие имеет естественную причину) и его позднейшее уточнение (причина должна предшествовать следствию).

Атомистическая исследовательская программа Левкиппа и Демокрита: всё состоит из дискретных атомов; всё сводится к перемещению атомов в пустоте.

Континуальная исследовательская программа Аристотеля: всё формируется из непрерывной бесконечно делимой материи, не оставляющей места пустоте. Взаимодополнительность атомистической и континуальной исследовательских программ.

Периоды и этапы истории естествознания

Первый период становления естествознания относится к VII-IV вв. до н.э. Это период античной натурфилософии, которая представляет собой попытку использовать общие философские принципы для объяснения явлений природы. Явления природы объяснялись с помощью априорных, не связанных с опытом и наблюдениями, чисто умозрительных схем. Демокрит и Аристотель обобщили античную натурфилософию и сформулировали две концепции взглядов на окружающий мир. Демокрит считал, что материя существует из вещества, вещество состоит из атомов и пустоты. Не существует ничего, кроме атомов и пустого пространства. Атомы бесконечны в числе и различны по форме и величине Они неделимы, непроницаемы, качественно неизменны и неуничтожаемы, т.е. вечны. Форма и величина единственно объективные свойства атомов, их первичные и реальные особенности. Из атомов слагаются все тела, на атомы же они распадаются. Разнообразие тел обусловлено разнообразием тех комбинаций, в которые вступают атомы, образующие каждое такое тело: величина и форма атомов, их число и расположение - вот подлинный источник разнообразия тел. Атомы подвижны; и все, что наблюдаем мы в космосе - одна лишь механика самоподвижных, не нуждающихся ни в каком толчке извне атомов. Вопрос о происхождении атомов не занимал Демокрита, для него он просто не существовал, т.к. то, что вечно, не может иметь ни начала, ни конца. В такой же мере несостоятельной являлась для него и проблема об источнике движения атомов: зачем, в самом деле, говорить о происхождении того, что рассматривается как неотъемлемое, первичное свойство атомов. Это корпускулярная концепция строения материи. Возникновение мира и Вселенной Демокрит объяснял следующим образом. В вечном падении в бесконечное пространство большие, наиболее подвижные атомы ударяются об атомы меньших размеров, и возникающие при этом боковые и круговращательные движения дают начало многочисленным мирам с одной или несколькими Лунами, с Солнцем и без Солнца, обитаемым и необитаемым. Они возникают и разрушаются, чтобы возникнуть вновь и вновь разрушаться; - и так без конца, повинуясь лишь изначальной необходимости. Ибо, говорит Демокрит, «ничто не происходит случайно, но все совершается по некоторой причине и необходимости».

Аристотель считал также, что мир материален, но объективно существуют конкретные вещи, предметы. Материя — некая субстанция, из которой при определенных условиях могут возникнуть те или иные предметы. Реальные тела можно дробить непрерывно до бесконечности. Это континуальная концепция строения материи. Первым стал рассматривать движение в пространстве и времени, ввел понятие естественного и насильственного движения. Он считал «совершенным» движение по кругу. Мир возник в результате создания его богом. Вселенная конечна во времени и пространстве. В центре Вселенной находится Земля, вокруг которой вращаются сферы, на которых находятся Луна, Солнце, планеты, на самой далекой сфере — звезды небосвода. Это геоцентрическая система мира, которую в дальнейшем развивал Птолемей. Вся природа - и органическая, и неорганическая — Аристотелю представлялась как нечто единое по общей тенденции своей. Она исполнена стремления к совершенству, к «благу». Жизнь в зачаточной форме имеет место уже в неорганической природе. Примитивные формы жизни, возникшие самопроизвольно, стремятся к лучшему: камень стремится к жизни растения, растение — к жизни животного, животное — к жизни человека, а человек к идеальной жизни божества, воплощающего высшее благо. Аристотелем была предложена классификация животных, которая вплоть до Линнея пользовалась авторитетом. Группировку животных проводил не только по сходству, но и по родству. При этом первое место уделял основным морфологическим особенностям, отличая их от вторичных признаков. Всех животных разделил на две группы: кровяные и бескровные. К группе кровяных он относил животных, имеющих кровь, 2 или 4 ноги, живородящих, а также птиц, четырехногих и безногих яйценесущих, рыб и на вершине кровяных - человек. Ко второй группе отнесены животные, имеющие лимфу, более четырех ног, мягкотелые, панцирные, моллюски, насекомые, пауки и черви. Аристотель может быть назван и основателем сравнительной анатомии. Он не только описывает животных, но отвечает на вопросы как? для чего? и почему? Отсюда - впервые набросанное им учение об аналогичных и гомологичных частях тела и стремление связать строение животных с их отправлениями, с их образом жизни и психическими особенностями. Другое сравнительно-анатомическое обобщение, которое можно назвать черновым наброском закона корреляции: «Природа не может направить один и тот же материал одновременно в различные места … Расщедрившись в одном направлении, она экономит в другом… Изменение в одном органе вызывает перемены в другом». Например, связь между сплошным зубным аппаратом и отсутствием рогов, отсутствие резцов в верхней части челюсти при наличии сложного желудка у жвачных и др.

Греческая цивилизация погибла под натиском римских и мусульманских завоевателей. Римляне в отличие от греков не оставили после себя в области естествознания самостоятельных теоретических работ сколь-нибудь крупного значения. Римляне устремили свое внимание к прикладным знаниям: военная техника, гидротехника, строительное дело, география и др. Область практического применения математики расширилась, в особенности за счет применения в астрономии, в частности необходимая для астрономии тригонометрия.

В Средневековье наука находилась в полной зависимости от богословия и схоластики. Для этого времени типичны астрология, алхимия, магия, кабалистика, другие проявления оккультизма, тайного знания. Но, тем не менее, медленно и постепенно накапливались новые факты, и оттачивалась логика теоретического мышления.

Историю алхимии обычно начинают с IV в. н.э. В течение примерно тысячелетия алхимики пытались с помощью химических реакций, протекающих в сопровождении специфических заклинаний, получить философский камень, способствующий превращению любого вещества в золото, приготовить эликсир долголетия, создать универсальный растворитель. В качестве побочных продуктов их деятельности появились многие научные открытия, решения практически важных задач, были созданы технологии получения красок, стекол, лекарств, сплавов, разнообразных химических веществ и т.д. Алхимические исследования, несостоятельные теоретически, весьма способствовали развитию экспериментального естествознания. Алхимия продолжила практическую химию и практическую металлургию древних египтян. Но до распространения христианства ни в Греции, ни в Риме собственно алхимические исследования не проводились. Алхимия возникла с приданием химической и металлургической практике мистического характера, с установлением связи практики с астрологией и магией. Установили связь между священным числом 7 и тем, что известных металлов - тоже 7 (а также, что цветов спектра - 7, нот - тоже 7 и некоторые другие соответствия).

Особую роль в развитии естествознания X--XII вв. сыграли мыслители арабско-мусульманского мира: иранский врач и химик Ибн-Закария аль-Рази, среднеазиатский ученый Аль-Фа-раби, ирано-таджикский философ, ученый-медик и врач Ибн-Сина (Авиценна), ирано-таджикский математик, астроном, поэт и мыслитель Омар Хайям, арабский философ и врач Ибн-Рошд (Аверроэс). Арабские мыслители в большей мере сохранили связь с античной философией и наукой, в первую очередь с учением Аристотеля.

В XVI-XVII вв. натурфилософское и во многом схоластическое познание природы превратилось в современное естествознание, в систематическое научное познание на базе экспериментов и математического изложения полученных результатов. В это время в механике совершилась настоящая революция, главную роль в которой сыграли Г. Галилей и И. Ньютон.

Революция в науке, как и в любой другой сфере, - это коренная ломка, глубокое преобразование ее теоретического содержания и методов познания. Если натурфилософы со времен Аристотеля считали, что ни одно тело не переходит из состояния покоя в движение без действия силы, а всякое движение может прекратиться само собой, то Галилей в открытом им законе инерции установил равноправие покоя и равномерного прямолинейного движения, показав, что ни одно тело не может изменить своей скорости (ни ее величину, ни направление) без действия силы. Закон инерции не опирается на повседневный опыт, он сформулирован на основе мысленного эксперимента с идеализированными объектами (например, с идеально гладкой поверхностью, движение по которой не сопровождалось бы трением). Этот закон открыт чисто теоретическим путем. Натурфилософы Древней Греции стали первыми теоретиками в понимании естественного единства мира в целом; Галилей первым возвел механику на уровень теоретической науки. От здравого смысла через эксперимент к идеализациям, а от них к теории, проверяемой на практике, -- таков путь физики к научному познанию движения тел.

В книге «Об обращениях небесных сфер» польский астроном Н. Коперник отказался от традиционной геоцентрической (с Землей в центре Вселенной) модели мира. Он настаивал на гелиоцентрической (с Солнцем как центром Вселенной) модели. В то время это означало настоящую мировоззренческую революцию. Итальянский философ Дж. Бруно, развивая идеи Н. Коперника, доказывал, что у Вселенной нет центра, она беспредельна и состоит из бесконечного множества звездных систем. Теорию Н. Коперника и идеи Дж. Бруно подтвердили открытия Г. Галилея, сделанные с помощью изобретенного им телескопа. Галилей обнаружил кратеры и хребты на Луне, разглядел бесчисленные скопления звезд, образующих Млечный путь, увидел спутники Юпитера, пятна на Солнце. Его называли «Колумбом неба». Немецкий астроном И. Кеплер открыл законы движения планет Солнечной системы. Эти открытия убедительно подтвердили теорию Коперника. Его идеи стали быстро распространяться. Римская церковь уже не могла пренебрежительно относиться к учению Коперника как к гипотезе, которую невозможно доказать, и запретила пропаганду его взглядов, внеся в 1616 г. его книгу в «Список запретных книг».

В 1633 г. состоялся суд римской инквизиции и над Галилеем. Формально он отрекся от своих якобы «заблуждений», но фактически новые научные представления одержали победу. Галилей и Кеплер придали понятию закона природы строго научное содержание, освободив его от элементов антропоморфизма.

В конце XVII в. произошла революция в математике. Английский ученый И. Ньютон и независимо от него немецкий математик и философ Г. Лейбниц разработали принципы интегрального и дифференциального исчисления. Эти исследования стали основой математического анализа и математической базой всего современного естествознания. Еще раньше, в середине XVII в. трудами Р. Декарта и П. Ферма были заложены основы аналитической геометрии, что позволило переводить геометрические задачи на язык алгебры с помощью метода координат.

Дифференциальное исчисление дало возможность математически описывать не только устойчивые состояния тел, но и текущие процессы, не только покой, но и движение. В этот период господствующим стал аналитический метод познания процессов, в основе которого -- расчленение целого для отыскания неизменных основ этих процессов. Возникли представления о неизменности природы, о невесомых «материях» (разнообразных флюидах, теплороде, флогистоне). Все эти знания сочетались с идеей первотолчка, божественного акта творения (либо по отношению ко всей природе -- в механике И. Ньютона, либо по отношению к биологическим видам - у К. Линнея и т.п.).

С середины XVIII в. естествознание стало все больше проникаться идеями эволюционного развития явлений природы. Значительную роль в этом сыграли труды М.В. Ломоносова, И. Канта, П.С. Лапласа, в которых развивалась гипотеза естественного происхождения Солнечной системы, в работах К.Ф. Вольфа, выдвинувшего идею развития в биологии, а также труды других ученых.

Великий русский ученый М.В. Ломоносов (1711--1765) удачно совмещал теоретические и экспериментальные исследования. Для него был характерен «метод философствования, опирающийся на атомы». За 48 лет до французского физика и химика А. Лавуазье (казненного в годы Великой Французской революции) М.В. Ломоносов экспериментально открыл и теоретически обосновал закон сохранения вещества, высказав при этом и идею закона сохранения движения. Он разрабатывал механическую теорию теплоты, объясняя ее вращательным движением корпускул (молекул), кинетическую теорию газа, волновую теорию света, исследовал грозовые электрические явления, природу северного сияния. Грозовые разряды он объяснял трением восходящих тепловых и нисходящих холодных потоков воздуха. Ломоносов доказал наличие атмосферы у Венеры. Изучая земные слои, он обосновывал оригинальные эволюционные идеи об образовании гор, руд, каменного угля, торфа, нефти, почв, янтаря. Ученый предполагал существование жизни на других планетах. Большое внимание энтузиаст науки уделял методологии познания, подчеркивая единство теории и опыта, необходимость их опоры друг на друга. Будучи страстным патриотом, он не щадил сил в отстаивании интересов России.

Традиция бескорыстного служения Родине вообще характерна для выдающихся русских ученых -- Н.И. Лобачевского, Н.И. Пирогова, Д.И. Менделеева, И.П. Павлова, Н.И. Вавилова, СИ. Вавилова, В.И. Вернадского, К.Э. Циолковского, СП. Королева, И.В. Курчатова, М.В. Келдыша и многих других.

Вплоть до конца XIX в. на базе классической механики Галилея — Ньютона развивались все естественные науки. В XIX в. вслед за механикой теоретическими науками стали химия, термодинамика, учение об электричестве. Теоретизация химии связана в первую очередь с исследованиями англичанина Дж. Дальтона, сознательно положившего в основу теоретического объяснения химических изменений вещества атомистическую идею и придавшего этой идее вид конкретной научной гипотезы. Это стало началом химического этапа развития атомистики. В 1861 г. русский химик А.М. Бутлеров сформулировал основные положения теории химического строения молекул, а в 1869 г. Д.И. Менделеев открыл Периодический закон химических элементов. Он догадывался, что причины периодической зависимости элементов надо искать во внутреннем строении атомов. В 70-х годах Д.И. Менделеев выдвинул гипотезу, что атом состоит из более мелких частей. Но потом, когда факты, свидетельствующие о разложимости атомов, стали накапливаться, он почему-то стал противником этой идеи. Вот пример противоречивости, непоследовательности развития научной мысли.

Другим примером сложности, многовариантности познания природы может служить факт противоположного отношения A.M. Бутлерова и Д.И. Менделеева к спиритическим опытам. Первый вполне доверял им, а второй из знакомства с ними сделал в 1876 г. четкий, бескомпромиссный вывод: «Спиритические явления происходят от бессознательных движений или от сознательного обмана, а спиритическое учение есть суеверие». Д.И. Менделееву было ясно, что в качестве духов выступают сами медиумы (организаторы, ведущие спиритических сеансов). В связи с этим он язвительно отмечал, что «духи» чрезвычайно вежливы: например, в присутствии дам они никогда не затрагивают вопросов о возрасте участников спиритических сеансов, что «духи» ограничены уровнем умственного развития медиумов и не могут сообщить ничего нового по сравнению с тем, что известно среднему медиуму.

Трудами большой группы ученых (Н. Карно, Ю.Р. Майера, Г. Гельмгольца, Р. Клаузиуса, У. Томсона, В. Нернста и других) были установлены основные законы (принципы, начала) термодинамики. Один из них — закон сохранения (и превращения, как добавил Ф. Энгельс) энергии — проиобрел значение общенаучного закона. М. Фарадей и Дж.К. Максвелл заложили начало учения об электромагнитном поле. Для развития теоретического мышления в биологии важное значение имели клеточная теория Т. Шванна, М. Шлейдена, Я.Э. Пуркинье и эволюционное учение Ч. Дарвина. Биология XIX в. (вместе с геологией) ярко продемонстрировала значение эволюционных идей.

Выдающиеся заслуги в развитии биологии принадлежат русским ученым П.Ф. Горянинову (одному из создателей клеточной теории строения организмов), эволюционистам К.Ф. Рулье, А.Н. Бекетову и И.И. Мечникову. Основополагающие открытия в физиологии высшей нервной деятельности совершил И.М. Сеченов. Его учение о механизмах деятельности головного мозга было развито работами великого исследователя И.П. Павлова. И.М. Сеченов (1829--1905) доказал, что в основе психических явлений лежат физиологические процессы. Если Р. Декарт осознал рефлекторный характер непроизвольных движений, управляемых спинным мозгом, то И.М. Сеченов первым высказал идею о рефлекторном характере произвольных движений, управляемых головным мозгом. Продолжением этой идеи явилось открытие И.П. Павловым (1855-1935) условных рефлексов. И.М. Сеченов доказал, что раздражение определенных центров в головном мозгу тормозит деятельность центров спинного мозга. Благодаря И.М. Сеченову головной мозг стал предметом экспериментального исследования, а психические явления начали получать материалистическое объяснение в конкретной научной форме.

В начале XX в. в физике и естествознании в целом произошла вторая крупнейшая революция, приведшая к признанию релятивистской и квантовомеханической картины мира. Этому способствовали открытия: электромагнитных волн (Г. Герц), рентгеновских лучей (по имени первооткрывателя В. Рентгена), радиоактивности (А. Беккерель), радия (М. Кюри-Склодовская и П. Кюри), светового давления (П.Н. Лебедев), первых положений квантовой теории (М. Планк) и других явлений.

Современный этап научно-технического развития заключается в том, что наряду с продолжающейся специализацией науки и техники новые продуктивные идеи и направления появляются главным образом на стыке традиционных научных и технических направлений, другими словами, современная наука и техника стремятся к междисциплинарности. Поэтому обращение современной науки к смежным научным областям, искусству, истории культуры, а также постоянная рефлексия методологических оснований исследований и разработок, стремление к демократизации и плюрализму мнений являются характерными чертами современного научного комплексного исследования и системного проектирования. Современное научно-техническое развитие становится в промышленно развитых странах системой с рефлексией. Это означает параллельное институциональное развитие оценки последствий внедрения результатов научных исследований и разработанной на их основе новой техники и технологии, социально-экологической экспертизы научных, технических и хозяйственных проектов.

Важнейшим основанием такой деятельности является идея необходимости научной и информационной поддержки лиц, принимающих решения, на основе оценки и сравнения альтернатив. В трудных ситуациях выбора на помощь руководителю все чаще приходят консультанты, владеющие специальными методами. Их задача состоит не в подмене руководителя, а в усилении его возможностей. Консультанты помогают руководителям получить информацию, необходимую для принятия решений, и тщательно ее проанализировать. Они помогают руководителям принимать более обоснованные решения. Речь идет фактически о системном анализе и прогнозировании развития больших научных, технических, хозяйственных комплексов, экологических и других систем и областей промышленности.

Цель курса КСЕ – формирование естественно-научной картины мира (ЕНКМ), которая определяет научное мировоззрение. Мировоззрение составляет основу прогностической и практической деятельности человека по взаимодействию с окружающим миром и его преобразованию. Образ мира человека фиксируется на нейронной модели мозга, следовательно, насколько адекватно, насколько истинно человек представляет себе окружающий мир, насколько гармонично он с ним взаимодействует.

Научная картина мира — система взглядов на Мир, опирающихся на достижения науки, является основой научного мировоззрения. Картина мира – совокупность мировоззренческих знаний о мире. В свою очередь мировоззрение определяет практическую деятельность человечества по взаимодействию с окружающей средой и ее преобразованию. Научная картина мира занимает важное место в системе теоретических знаний, обладает достаточно сложной структурой, распадаясь на общую и специальные картины мира. При этом общая картина мира связана со специально-теоретическими схемами через специальные картины мира. Общенаучная единая картина мира (ОЕКМ) — результат синтеза знаний, полученных в разных науках и содержит представления о мире в рамках той или иной исторической эпохи. Она включает в себя общие сведения как о природе, так и об обществе. Пример частно-научной картины мира - физическая картина мира (ФКМ). В физике существовало несколько различных картин мира: механическая, электродинамическая, квантово-релятивистская. ФКМ – представления о мире и его процессах, вырабатываемые физикой на основе эмпирических исследований и теоретическом их осмыслении.

Фундаментальные вопросы, на которые отвечает научная картина мира:

1. о материи

2. о движении

1. о взаимодействии

- о пространстве и времени

1. о причинности, закономерности и случайности

1. о космологии (общем устройстве и происхождении мира)

Исторически первой была натурфилософская картина мира Аристотеля.

Научные картины мира: механическая, электромагнитная, неклассическая (1-я половина XX в.), современная эволюционная

В середине 17 века трудами Галилео , Ньютона, Кеплера и др. были созданы предпосылки для формирования механистической картины мира (МКМ).

Механическая картина мира: единственная форма материи – вещество, состоящее из дискретных корпускул

- возникновение концепции взаимодействия (третий закон Ньютона)

- открытие фундаментального взаимодействия (закон всемирного тяготения)

- принятие концепции дальнодействия (мгновенной передачи взаимодействия через пустоту на любые расстояния)

Основные положения МКМ:

1) пространство трёхмерно и евклидово и траектория тел при движении подчиняется геометрии Евклида.

2) Время и пространство абсолютны и не оказывают влияния не тела, размещённые в них.

3) Сила тяготения распространяется в пространстве с бесконечной скоростью и не меняет ход времени.

4) Можно проанализировать прошлое и предсказать будущее состояние системы, так как изменение знака времени в уравнении Ньютона не оказывает влияния на движение

5) Всё в мире предопределено и детерминировано; мир можно представить как строение механических часов.

6) В философии преобладает редукционизм (т.е. стремление свести сложные явления к простому) и метафизическое мышление

7) Создаётся космогония солнечной системы (гелиоцентрическая солнечная система)

8) В рамках МКМ были открыты законы взаимодействия электрических зарядов и точечных магнитных полюсов. Закон сохранения и превращения энергии.

Электромагнитная картина мира:

1. две формы материи — вещество и непрерывное электромагнитное поле

2. открытие второго фундаментального взаимодействия (электромагнитное)

1. возврат к концепции близкодействия (взаимодействие передаётся только через материального посредника

2. физическое поле — с конечной скоростью)

3. полевой механизм передачи взаимодействий (заряд создаёт соответствующее поле, которое действует на соответствующие заряды)

4. Волна как распространяющееся возмущение физического поля

ЭМКМ возникает на основе работ Лоренца, Максвелла, Фарадея в 19веке.

Основные положения ЭМКМ:

- основано на идее движения атома

-на континуальном понимании материи

-на понятии близкодействия

-на 5 уравнениях Максвелла, объяснивших возникновение и существование электромагнитного поля

В конце 19века Лоренц предпринял попытку соединить идею поля и идею частиц, но она оказалась безуспешна, и проблема была решена только после появления СТО и ОТО Эйнштейна.

Эта модель природы возникла в конце XIX в. Идеи, которые легли в ее основу, начали формироваться в физике задолго до ее утверждения. В то время еще господствовал механистический способ мышления. Но он был уже не в состоянии объяснить новые эмпирические факты, полученные в различных «не механических» областях исследования.

Эффект Доплера: зависимость измеряемой длины волны от взаимного движения наблюдателя и источника волн.

Современная научная картина мира

Эта картина рассматривает три формы материи — вещество, физическое поле, физический вакуум

- четыре фундаментальных взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое)

- квантово-полевой механизм передачи взаимодействий (заряд испускает виртуальные частицы-переносчики соответствующего взаимодействия, поглощаемые другими аналогичными зарядами)

- частицы-переносчики фундаментальных взаимодействий (фотоны, гравитоны, глюоны, промежуточные векторные бозоны)

Фундаментальные взаимодействия, преобладающие между объектами:

1. микромира (сильное, слабое и электромагнитное)

2. макромира (электромагнитное)

3. мегамира (гравитационное)

Итог

Научная программа (НП) включает систему единых принципов и претендует не всеобщий охват и объяснение всех явлений.

НП лежит в основе формирования научной картины мира (НКМ).

НКМ:

1)античная(натурфилософская) картина мира

2)механистическая картина мира

3)электромагнитная картина мира

4)современно-научная картина мира

В Древней Греции появились программы рационального объяснения мира. Научные программы Др. Греции формировались-6-3 в нашей эры:

-математическая

-континуальная

-атомистическая

Идеи Фалеса и Гераклита воплотились в этих 3х программах:

Математическая – была основана на идеях Пифагора и Платона. Для Пифагора космос представлялся как упорядоченное выражение сущности чисел. Платон отделил мир вещей от мира идей, определив, что мир вещей способен только подрожать миру идей. Основная роль в мире отводилась математике. Над входом в Академию была надпись: «Не геометр – да не войдёт».

Континуальная программа. В основе имела работы Аристотеля: всё формируется из непрерывной бесконечно неделимой материи, пустоты нет. Континуальность – непрерывность. Континуум – непрерывное, целостное единство точек, чисел или физических величин.