Влияние механической картины мира на развитие всех других наук.
13. Столкновение механической картины мира с немеханическими представлениями в новых предметных областях познания.
14. Отличие понятия «механическая картина мира» от понятия «механицизм».
15. Механицизм как крайняя форма редукционизма.
1. Два этапа периода классического естествознания. Хронологически период классического естествознания, а значит, становление естествознания как определенной системы знания, начинается примерно в XVI—XVII вв. и завершается на рубеже XIX—XX вв.
В свою очередь данный период можно разделить на два этапа:
· этап механистического естествознания (до 30-х гг. XIX в.) и
· этап зарождения и формирования эволюционных идей (до конца XIX — начала XX в.).
2. Две ступени этапа механистического естествознания. В свою очередь этап механистического естествознания можно условно подразделить на две ступени:
· доньютоновская и
· ньютоновская---
Связаны соответственно с двумя глобальными научными революциями, происходившими в XVI—XVII вв. и создавшими принципиально новое (по сравнению с античностью и средневековьем) понимание мира.
3. Доньютоновская ступень механистического естествознания. Доньютоновская ступень — и соответственно первая научная революция происходила в период Возрождения, и ее содержание определило гелиоцентрическое учение Н. Коперника (1473—1543).
4. Ньютоновская ступень механистического естествознания. Вторую глобальную научную революцию XVII в. чаще всего связывают с именами Галилея, Кеплера и Ньютона, который ее и завершил, открыв тем самым новую — посленьютоновскую ступень развития механистического естествознания.
· В учении Г. Галилея (1564— 1642) уже были заложены достаточно прочные основы нового механистического естествознания.
-Г.Галилей: Исходным пунктом познания является чувственный опыт, который, однако, сам по себе не дает достоверного знания.
-Оно достигается планомерным реальным или мысленным экспериментированием, опирающимся на строгое количественно-математическое описание.
-Галилей первым показал, что ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ В СВОЕЙ ПЕРВОЗДАННОСТИ ВОВСЕ НЕ ЯВЛЯЮТСЯ ИСХОДНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ПОЗНАНИЯ, что ОНИ ВСЕГДА НУЖДАЮТСЯ В ОПРЕДЕЛЕННЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПОСЫЛКАХ.
-Иначе говоря, опыт не может не предваряться определенными теоретическими допущениями, не может не быть «теоретически нагруженным».
· Вторая научная революция завершилась творчеством Ньютона (1643—1727), научное наследие которого чрезвычайно глубоко и разнообразно, уже хотя бы потому, что, как сказал он сам, «я стоял на плечах гигантов».
-Главный труд Ньютона — «Математические начала натуральной философии» (1687).
-В этой и других своих работах Ньютон:
А) сформулировал понятия и законы классической механики,
Б)дал математическую формулировку закона всемирного тяготения,
В)теоретически обосновал законы Кеплера (создав тем самым небесную механику),
Г)с единой точки зрения объяснил большой объем опытных данных (неравенства движения Земли, Луны и планет, морские приливы и др.).
Кроме того, Ньютон — независимо от Лейбница — создал дифференциальное и интегральное исчисление как адекватный язык математического описания физической реальности.
5. Метод принципов И.Ньютона. Содержание научного метода Ньютона (метода принципов) сводится к следующим основным «ходам мысли»:
· провести опыты, наблюдения, эксперименты;
· посредством индукции вычленить в чистом виде отдельные стороны естественного процесса и сделать их объективно наблюдаемыми;
· понять управляющие этими процессами фундаментальные закономерности, принципы, основные понятия;
· осуществить математическое выражение этих принципов, т. е. математически сформулировать взаимосвязи естественных процессов;
· построить целостную теоретическую систему путем дедуктивного развертывания фундаментальных принципов, т. е. «прийти к законам, имеющим неограниченную силу во всем космосе» (В. Гейзенберг);
· «использовать силы природы и подчинить их нашим целям в технике» (В.Гейзенберг).
6. Развитие научной методологии на основе метода принципов Ньютона. С помощью этого метода были сделаны многие важные открытия в науках.
На основе метода Ньютона в рассматриваемый период был разработан и использовался огромный «арсенал» самых различных методов.
Это прежде всего наблюдение, эксперимент, индукция, дедукция, анализ, синтез, математические методы, идеализация и др. Все чаще говорили о необходимости сочетания различных методов.
7. Механическая картина мира Ньютона. Ньютон завершил построение новой революционной для того времени картины природы, сформулировав основные идеи, понятия, принципы, составившие механическую картину мира.
При этом он считал, что «было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы».
Основное содержание механической картины мира, созданной Ньютоном, сводится к следующим моментам:
· Весь мир, вся Вселенная (от атомов до человека), понимался как совокупность огромного числа неделимых и неизменных частиц, перемещающихся в абсолютном пространстве и времени, взаимосвязанных силами тяготения, мгновенно передающимися от тела к телу через пустоту (ньютоновский принцип дальнодействия).
· Принцип дальнодействия. Согласно этому принципу ЛЮБЫЕ СОБЫТИЯ ЖЕСТКО ПРЕДОПРЕДЕЛЕНЫ ЗАКОНАМИ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ, так что если бы существовал, по выражению Лапласа, «всеобъемлющий ум», то он мог бы их однозначно предсказывать и предвычислять.
8. «Тело» и «корпускула» - главные понятия в механической картине мира. В механической картине мира последний был представлен состоящим из вещества, где элементарным объектом выступал атом, а все тела — как построенные из абсолютно твердых, однородных, неизменных и неделимых корпускул — атомов.
ГЛАВНЫМИ ПОНЯТИЯМИ ПРИ ОПИСАНИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ БЫЛИ ПОНЯТИЯ «ТЕЛО» И «КОРПУСКУЛА».
9. Движение атомов и тел в механической картине мира. Движение атомов и тел представлялось как их перемещение в абсолютном пространстве с течением абсолютного времени.
Эта концепция пространства и времени как арены для движущихся тел, свойства которых неизменны и независимы от самих тел, составляла основу механической картины мира.
10. Природа как машина. Природа понималась как простая машина, части которой подчинялись жесткой детерминации, которая была характерной особенностью этой картины.
11. Синтез естественнонаучного знания на основе редукции (сведения) разного рода процессов и явлений к механическим. Важная особенность функционирования механической картины мира в качестве фундаментальной исследовательской программы — синтез естественнонаучного знания на основе редукции (сведения) разного рода процессов и явлений к механическим.
12. Влияние механической картины мира на развитие всех других наук. Несмотря на ограниченность, механическая картина мира оказала мощное влияние на развитие всех других наук на долгое время.
Экспансия (!-Г.Б.) механической картины мира на новые области исследования осуществлялась в первую очередь в самой физике, но потом — в других областях знаний.
13. Столкновение механической картины мира с немеханическими представлениями в новых предметных областях познания. Однако по мере экспансии механической картины мира на новые предметные области наука все чаще сталкивалась с необходимостью учитывать особенности этих областей, требующих новых, немеханических представлений.
Накапливались факты, которые все труднее было согласовывать с принципами механической картины мира.
ОНА ТЕРЯЛА СВОЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР, РАСЩЕПЛЯЯСЬ НА РЯД ЧАСТНОНАУЧНЫХ КАРТИН, НАЧАЛСЯ ПРОЦЕСС РАСШАТЫВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА. В СЕРЕДИНЕ XIX В. ОНА ОКОНЧАТЕЛЬНО УТРАТИЛА СТАТУС ОБЩЕНАУЧНОЙ.
14. Отличие понятия «механическая картина мира» от понятия «механицизм». Говоря о механической картине мира, необходимо отличать это понятие от понятия «механицизм».
· Понятие «механическая картина мира» обозначает концептуальный образ природы, созданный естествознанием определенного периода.
· Понятие «механицизм»— методологическую установку. А именно — односторонний методологический подход, основанный на абсолютизации и универсализации данной картины, признании законов механики как единственных законов мироздания, а механической формы движения материи — как единственно возможной.
Таким образом, ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ РАССМАТРИВАЕМОГО ЭТАПА БЫЛО МЕХАНИСТИЧЕСКИМ, поскольку ко всем процессам природы прилагался исключительно масштаб механики.
Стремление расчленить природу на отдельные «участки» и подвергать их анализу каждый по отдельности постепенно превращалось в привычку представлять природу состоящей из неизменных вещей, лишенных развития и взаимной связи.
Так сложился метафизический способ мышления, одним из выражений которого и был механицизм как своеобразная методологическая доктрина.
15. Механицизм как крайняя форма редукционизма. Механицизм есть крайняя форма редукционизма.
РЕДУКЦИОНИЗМ (лат. reductio — отодвигание назад, возвращение к прежнему состоянию) — методологический принцип, согласно которому ВЫСШИЕ ФОРМЫ МОГУТ БЫТЬ ПОЛНОСТЬЮ ОБЪЯСНЕНЫ НА ОСНОВЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ, СВОЙСТВЕННЫХ НИЗШИМ ФОРМАМ, т.е. сведены к последним (например, биологические явления — с помощью физических и динамических законов).
· Само по себе сведение сложного к более простому в ряде случаев оказывается плодотворным — например, применение методов физики и химии в биологии.
· Однако абсолютизация принципа редукции, игнорирование специфики уровней (т. е. того нового, что вносит переход на более высокий уровень организации) неизбежно ведут к заблуждениям в познании.
ТАКИМ ОБРАЗОМ, НЕБЫВАЛЫЕ УСПЕХИ МЕХАНИКИ ПОРОДИЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СВОДИМОСТИ ВСЕХ ПРОЦЕССОВ В МИРЕ К МЕХАНИЧЕСКИМ.
Поэтому в XIX в. МЕХАНИКА ПРЯМО ОТОЖДЕСТВЛЯЛАСЬ С ТОЧНЫМ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕМ.
Ее задачи и сфера ее применяемости казались безграничными.
ПЕРВУЮ БРЕШЬ В МИРЕ ПОДОБНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ПРОБИЛА МАКСВЕЛЛОВСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ, ДАВАВШАЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ, НЕ СВОДЯ ИХ К МЕХАНИКЕ.
31. КОГДА И КЕМ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ БЫЛИ ВПЕРВЫЕ
СФОРМУЛИРОВАНЫ ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ИДЕИ?
ПЛАН
1. Этап зарождения эволюционных идей в науке.
2. Как происходил «подрыв» механической картины мира?
3. Специфика электромагнитной картины мира.
4. Второе направление «подрыва» механической картины мира.
5. Три «великих открытия» в естествознании XIX в.
А) ТЕОРИЯ КЛЕТКИ.
Б) ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ.
В)ТЕОРИЯ Ч. ДАРВИНА.
1. Этап зарождения эволюционных идей в науке. Этап зарождения и формирования эволюционных идей начался с 30-х гг. XIX в. и закончился в конце XIX — начале XX в.
Уже с конца XVIII в. в естественных науках (в том числе и в физике, которая выдвинулась на первый план) накапливались факты, эмпирический материал, которые НЕ «ВМЕЩАЛИСЬ» В МЕХАНИЧЕСКУЮ КАРТИНУ МИРА И НЕ ОБЪЯСНЯЛИСЬ ЕЮ.
2. Как происходил «подрыв» механической картины мира? «Подрыв» этой картины мира шел главным образом с двух сторон:
· во-первых, со стороны самой физики и, во-вторых,
· со стороны геологии и биологии.
ПЕРВАЯ ЛИНИЯ «ПОДРЫВА»: была связана с активизацией исследований В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ.
Особенно большой вклад в эти исследования внесли английские ученые М. Фарадей (1791—1867) и Д. Максвелл (1831—1879).
Благодаря их усилиям стали формироваться не только корпускулярные, но и континуальные («сплошная среда») представления.
ТЕМ САМЫМ МАТЕРИЯ ПРЕДСТАЛА НЕ ТОЛЬКО КАК ВЕЩЕСТВО (КАК В МЕХАНИЧЕСКОЙ КАРТИНЕ МИРА), НО И КАК ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
3. Специфика электромагнитной картины мира. Успехи электродинамики привели к созданию электромагнитной картины мира, которая ОБЪЯСНЯЛА БОЛЕЕ ШИРОКИЙ КРУГ ЯВЛЕНИЙ И БОЛЕЕ ГЛУБОКО ВЫРАЖАЛА ЕДИНСТВО МИРА, ПОСКОЛЬКУ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ ОБЪЯСНЯЛИСЬ НА ОСНОВЕ ОДНИХ И ТЕХ ЖЕ ЗАКОНОВ (ЗАКОНЫ АМПЕРА, ОМА, БИО—САВАРА—ЛАПЛАСА И ДР.).
Поскольку электромагнитные процессы не редуцировались к механическим, то стало формироваться убеждение в том, что ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ МИРОЗДАНИЯ — НЕ ЗАКОНЫ МЕХАНИКИ, А ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ.
Механистический подход к таким явлениям, как свет, электричество, магнетизм, не увенчался успехом, и электродинамика все чаще заменяла механику.
ТАКИМ ОБРАЗОМ, РАБОТЫ В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА СИЛЬНО ПОДОРВАЛИ МЕХАНИЧЕСКУЮ КАРТИНУ МИРА И ПО СУЩЕСТВУ ПОЛОЖИЛИ НАЧАЛО ЕЕ КРУШЕНИЮ.
4. Второе направление «подрыва» механической картины мира. Что касается второго направления «подрыва» механической картины мира, то его начало связано с именами английского геолога Ч. Лайеля (1797—1875) и французскими биологами Ж.-Б. Ламарком (1744-1829) и Ж. Кювье (1769-1832).
· Ч. Лайель в своем главном труде «Основы геологии» в трех томах (1830—1833) разработал учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов.
· Он перенес нормативные принципы биологии в геологию, построив здесь теоретическую концепцию, которая впоследствии оказала влияние на биологию. Иначе говоря, принципы высшей формы он перенес (редуцировал) на познание низших форм.
· Однако Земля для Лайеля не развивается в определенном направлении, она просто изменяется случайным, бессвязным образом. Причем изменение — это у него лишь постепенные количественные изменения, без скачка, без перерывов постепенности, без качественных изменений. А это метафизический, «плоскоэволюционный» подход.
· Ж.-Б. Ламарк создал первую целостную концепцию эволюции живой природы. По его мнению, виды животных и растений постоянно изменяются, усложняясь в своей организации в результате влияния внешней среды и некоего внутреннего стремления всех организмов к усовершенствованию. Провозгласив принцип эволюции всеобщим законом развития живой природы, Ламарк, однако, не вскрыл истинных причин эволюционного развития.
· В отличие от Ламарка Ж. Кювье не признавал изменяемости видов, объясняя смену ископаемых фаун так называемой «теорией катастроф», которая исключала идею эволюции органического мира. Кювье утверждал, что каждый период в истории Земли завершается мировой катастрофой — поднятием и опусканием материков, наводнениями, разрывами слоев и др. В результате этих катастроф гибли животные и растения, и в новых условиях появились новые их виды, не похожие на предыдущие. Причину катастроф он не указывал, не объяснял.
5. Три «великих открытия» в естествознании XIX в. Итак, уже в первые десятилетия XIX в. было фактически подготовлено «свержение» метафизического в целом способа мышления, господствовавшего в естествознании.
Особенно этому способствовали три великих открытия:
· создание клеточной теории,
· открытие закона сохранения и превращения энергии и
· разработка Дарвиным эволюционной теории.
А) ТЕОРИЯ КЛЕТКИ была создана немецкими учеными М. Шлейденом и Т. Шванном в 1838—1839 гг.
Клеточная теория доказала внутреннее единство всего живого и указала на единство происхождения и развития всех живых существ.
Она утвердила общность происхождения, а также единство строения и развития растений и животных.
Б) Открытие в 40-х гг. XIX в. ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ (Ю. Майер, Д. Джоуль (м.б. и Э.Ленц: «з-н Джоуля-Ленца»), Г.Гельмгольц) показало, что признававшиеся ранее изолированными так называемые «силы» — теплота, свет, электричество, магнетизм и т. п. — ВЗАИМОСВЯЗАНЫ, переходят при определенных условиях одна в другую и представляют собой лишь РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ ОДНОГО И ТОГО ЖЕ ДВИЖЕНИЯ В ПРИРОДЕ.
Энергия как ОБЩАЯ КОЛИЧЕСТВЕННАЯ МЕРА различных форм движения материи не возникает из ничего и не исчезает, а может только переходить из одной формы в другую.
В)ТЕОРИЯ Ч. ДАРВИНА окончательно была оформлена в его главном труде «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859).
Эта теория показала, что РАСТИТЕЛЬНЫЕ И ЖИВОТНЫЕ ОРГАНИЗМЫ (ВКЛЮЧАЯ ЧЕЛОВЕКА) — НЕ БОГОМ СОЗДАНЫ, А ЯВЛЯЮТСЯ РЕЗУЛЬТАТОМ ДЛИТЕЛЬНОГО ЕСТЕСТВЕННОГО РАЗВИТИЯ (ЭВОЛЮЦИИ) ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА, ВЕДУТ СВОЕ НАЧАЛО ОТ НЕМНОГИХ ПРОСТЕЙШИХ СУЩЕСТВ, КОТОРЫЕ В СВОЮ ОЧЕРЕДЬ ПРОИЗОШЛИ ОТ НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ.
Тем самым были найдены:
· МАТЕРИАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ и ПРИЧИНЫэволюции — НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ и ИЗМЕНЧИВОСТЬ — и
· ДВИЖУЩИЕ ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ — ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР ДЛЯ ОРГАНИЗМОВ, живущих в «дикой» природе, и ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР для разводимых человеком домашних животных и культурных растений.
Впоследствии теорию Дарвина подтвердила ГЕНЕТИКА, показав механизм изменений, на основе которых и способна работать теория естественного отбора.
В середине XX в., особенно в связи с открытием в 1953 г. Ф. Криком и Дж. Уотсоном структуры ДНК, сформировалась так называемая СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ, объединившая классический дарвинизм и достижения генетики.
32. РЕВОЛЮЦИЯ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ КОНЦА XIX— НАЧАЛА XX В.В., ОТКРЫВШАЯ ПЕРИОД НЕКЛАССИЧЕСКОЙ НАУКИ?
ПЛАН
1. Противоречия между электромагнитной картиной мира и опытными фактами, возникшие в конце XIX— начале XX в.
2. «Каскад» научных открытий в конце XIX— начале XX в.
· лучи Рентгена.
· радиоактивность (Беккерель).
· радий (М. и П. Кюри) и др.
· Дж. Томсон(1897г.) открыл первую элементарную частицу — электрон.
· М. Планк ( 1900 г.) ввел квант действия.
· Э. Резерфорд (1911 г.)в экспериментах обнаружил: в атомах существуют ядра.Предложил планетарную модель атома.
· Н. Бор(1913г.) на базе идеи Резерфорда и квантовой теории Планка предложил свою модель атома (квантовая модель атома Резерфорда—Бора.).
· А. Эйнштейн: создал сначала специальную (1905г.), а затем и общую (1916г.) теорию относительности.
· Луи де Бройль: высказал (1924г.)гипотезу о том, что частице материи присущи и свойства волны (непрерывность), и дискретность (квантовость).
· 1925—1930 гг.: эта гипотеза была подтверждена экспериментально в работах Шредингера, Гейзенберга, Борна и других физиков. Возникла фундаментальная физическая теория: квантовая механика.
· В.Гейзенберг: сформулировал(1927 г.) принцип соотношения неопределенностей.
Вывод.
1. Противоречия между электромагнитной картиной мира и опытными фактами, возникшие в конце XIX — начале XX в. Как было выше сказано, классическое естествознание XVII—XVIIIвв. стремилось объяснить причины всех явлений (включая со-
циальные) на основе законов механики Ньютона.
В XIX в. стало очевидным, что законы ньютоновской механики уже не могли играть роли универсальных законов природы. На эту роль претендовали законы электромагнитных явлений.
Была создана (Фарадей, Максвелл и др.) электромагнитная картина мира.
Однако в результате новых экспериментальных открытий в области строения вещества в конце XIX — начале XX в. обнаружилось множество непримиримых противоречий между электромагнитной картиной мира и опытными фактами. Это подтвердил «каскад» научных открытий.
2. «Каскад» научных открытий в конце XIX— начале XX в. В 1895—1896 гг. были открыты:
· лучи Рентгена,
· радиоактивность (Беккерель),
· радий (М. и П. Кюри) и др.
· В 1897 г. английский физик Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу — электрон и понял, что электроны являются составными частями атомов всех веществ.
Он предложил новую (электромагнитную) модель атомов, но она просуществовала недолго.
· Немецкий физик М. Планк в 1900 г. ввел квант действия (постоянная Планка) и, исходя из идеи квантов, ВЫВЕЛ ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ, названный его именем.
Было установлено, что ИСПУСКАНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРОИСХОДИТ ДИСКРЕТНО, ОПРЕДЕЛЕННЫМИ КОНЕЧНЫМИ ПОРЦИЯМИ (КВАНТАМИ).
Квантовая теория Планка вошла в противоречие с теорией электродинамики Максвелла.
Возникли два несовместимых представления о материи: или она абсолютно непрерывна, или она состоит из дискретных частиц.
Названные открытия опровергли представления об атоме, как последнем, неделимом «первичном кирпичике» мироздания («материя исчезла»).
· В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд в экспериментах обнаружил, что в атомах существуют ядра, положительно заряженные частицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов, но в которых сосредоточена почти вся масса атома.
Он предложил ПЛАНЕТАРНУЮ МОДЕЛЬ АТОМА: вокруг тяжелого положительно заряженного ядра вращаются электроны. Резерфорд открыл альфа- и бета-лучи, предсказал существование нейтрона.
Но планетарная модель оказалась несовместимой с электродинамикой Максвелла.
· «Беспокойство и смятение», возникшие в связи с этим в физике, «усугубил» Н. Бор, предложивший на базе идеи Резерфорда и квантовой теории Планка свою модель атома (1913).
Он предполагал, что электроны, вращающиеся вокруг ядра по нескольким стационарным орбитам, вопреки законам электродинамики не излучают энергии.