Зарождение и развитие классической науки как профессиональной деятельности
В истории науки XVI-XVII века имеют особое значение – это время зарождения современной (классической науки), у колыбели которой стояли такие великие ученые, как Галилео Галилей и Исаак Ньютон, когда «переход от Аристотелева образа мышления к галилееву положил самый важный краеугольный камень в обоснование науки. Прорыв был сделан, линия дальнейшего развития была ясна»[238].
С первых двух глобальных революций в развитии научных знаний, происходивших в XVI-XVII вв., создавших принципиально новое по сравнению с античностью и средневековьем понимание мира, и началась классическая наука, ознаменовавшая генезис науки как таковой, как целостного триединства особой системы знания, своеобразного духовного феномена и социального института.
Подготовительный этап первой научной революции приходится на эпоху Возрождения (XV-XVI вв.). В этот период происходит постепенная смена мировоззренческой ориентации: для человека значимым становится посюсторонний мир, а автономным, универсальным и самодостаточным - индивид. В протестантизме происходит разделение знания и веры, ограничение сферы применения человеческого разума миром "земных вещей", под которым понимается практически ориентированное познание природы. Это время развития внутри феодализма капиталистических отношений, которое более ярко проявилось в Италии (в живописи, архитектуре, скульптуре, литературе).
В зарождающейся науке этого периода личность Леонардо да Винчи(1452-1519) в истории человечества совершенно необыкновенная – личность гениального живописца, скульптора, архитектора, ученого, инженера. Но поскольку речь идет о его научных изысканиях, следует отметить, что он занимался математикой и механикой, астрономией, гидравликой, геологией, ботаникой, анатомией и физиологией человека и животных. Он проявлял большой интерес к инженерной деятельности: конструировал летательные аппараты, разработал проекты устройств, напоминающие геликоптер и парашют, проекты гидротехнических сооружений и большого числа различных машин (ткацких, металлообрабатывающих станков, печатающих деревообрабатывающих и землеройных машин).
Как ученый-исследователь Леонардо да Винчи высоко ставил значение опыта в науке и технике, считал важнейшей задачей ученого соединение теории с практикой.
Молодым исследователям науки без сомнения можно взять на вооружение его мысли, выраженные в изречении о том, что «увлекающийся практикой без науки – словно кормчий, ступающий на корабль без руля и компаса; он никогда не уверен, куда плывет… и железо ржавеет не, находя себе применения… а ум человека, не находя себе применения, чахнет»[239].
Среди тех, кто непосредственно подготавливал рождение" науки, был Николай Кузанский (1401-1464), идеи которого оказали влияние на Джордано Бруно, Леонардо да Винчи, Николя Коперника, Галилео Галилея, Иоганна Кеплера.
В своих философских воззрениях на мир Николай Кузанский вводит методологический принцип совпадения противоположностей - единого и бесконечного, максимума и минимума, из которого следует тезис об относительности любой точки отсчета, тех предпосылок, которые лежат в фундаменте арифметики, геометрии, астрономии и других знаний. Отсюда он делает заключение о предположительном характере всякого человеческого знания, а не только того, которое мы получаем, опираясь на опыт, как считали в античности. Поэтому он уравнивает в правах и науку, основанную на опыте, и науку, основанную на доказательствах.
Большое внимание Николай Кузанский придает измерительным процедурам, поэтому интерес представляет его попытка дать "опытное" обоснование геометрии с помощью взвешивания, которое воспринимается им как универсальный прием. Механические средства измерения уравниваются в правах с математическим доказательством, что уничтожает ранее непреодолимую грань между механикой, понимаемой как искусство, и математикой как наукой. Это те предпосылки, без которых не могло бы возникнуть исчисление бесконечно малых и механика как математическая наука.
Применяя принцип совпадения противоположностей к астрономии, Кузанский высказал предположение, что Земля не является центром Вселенной, а такое же небесное тело, как и Солнце и Луна, что подготавливало переворот в астрономии, который в дальнейшем совершил Коперник. А примененный к проблеме движения принцип совпадения противоположностей дал Н. Кузанскому возможность высказать идею о тождестве движения и покоя, что в корне противоречило античному и средневековому пониманию, утверждавшему, что покой и движение - качественно различные и принципиально несовместимые состояния.
Поэтому, первоначальное «целое» науки в отличие от философии - это математическое естествознание, и прежде всего механика. «Предоставив дело спасения души «одной лишь вере», протестантизм тем самым вытолкнул разум на поприще мировой практической деятельности - ремесла, хозяйства, политики. Применение разума в практической сфере тем более поощрялось, что сама эта сфера, с точки зрения реформаторов, приобретает особо важное значение: труд выступает теперь как своего рода мирская аскеза, поскольку монашескую аскезу протестантизм не принимает. Отсюда уважение к любому труду - как крестьянскому, так и ремесленному, как деятельности землекопа, так и деятельности предпринимателя. Этим объясняется характерное для протестантов признание особой ценности технических и научных изобретений, всевозможных усовершенствований, которые способствуют облегчению труда и стимулированию материального производства[240]». В этих условиях и возникает экспериментально-математическое естествознание, отделившееся от собственно философии как особой сферы знания («великая дифференциация»).
Тот переворот, который совершил в астрономии польский астроном Николай Коперник (1473-1543), имел огромное значение для развития науки и философии и их отделения друг от друга. В год своей смерти он публикует труд "Об обращении небесных тел", в котором в качестве постулата утверждает, что все небесные тела являются сферами, вращающимися по круговым орбитам вокруг Солнца, восседающего на царском престоле и управляющего всеми светилами.
В этой гелиоцентрической концепции сформулировано новое миропонимание, согласно которому Земля - одна из планет, движущаяся по круговой орбите вокруг Солнца. Совершая обращение вокруг Солнца, она вращается и вокруг своей оси. Кажущиеся движения планет принадлежат не им, а Земле и через ее движение можно объяснить их неравномерности. Идея движения как естественного свойства небесных и земных тел - ценное достижение концепции Коперника. Кроме того, им высказана мысль о том, что движение тел подчинено некоторым общим закономерностям. Но он был убежден в конечности мироздания и считал, что Вселенная где-то заканчивается неподвижной твердой сферой, на которой закреплены неподвижные звезды.
Убеждение Коперника в ограниченности Вселенной твердой сферой было опровергнуто датским астрономом Тихо Браге (1546-1601), который сумел рассчитать орбиту кометы, проходившей вблизи планеты Венера. Согласно его расчетам, получалось, что эта комета должна была натолкнуться на твердую поверхность сферы, если бы та существовала, чего не произошло.
Джордано Бруно (1548-1600), который был в большей степени натурфилософом, чем математиком, физиком или астрономом, отстаивал идею бесконечности Вселенной, которая для него была единой и неподвижной. Он считал, что Вселенная не движется в пространстве, так как ничего нет вне ее, куда она могла бы переместиться, потому что она является всем. Она не рождается и не уничтожается, не уменьшается и не увеличивается. «Вселенной, таким образом, приписаны атрибуты божества: пантеизм потому и рассматривался церковью как опасное учение, что он вел к устранению трансцендентального Бога, к его имманентизации. К этим выводам не пришел Кузанец, хотя он и проложил тот путь, по которому до конца пошел Бруно»[241].
А так как Вселенная бесконечна, то могут быть отменены и положения аристотелевской космогонии, в частности: вне мира нет ничего, Космос конечен. Отвергает Бруно и понятие абсолютного места (абсолютного верха и абсолютного низа), тем самым вводя идею относительности движения, столь необходимую для создания физики. Он делает предположение, что существует множество миров, подобных нашему. А это уже характеристики нового мышления.
Период с 1540 по 1650 г. характеризуется торжеством опытного (экспериментального) подхода к изучаемым явлениям: открытие кровообращения Гарвеем (1628), установление магнитных свойств Земли Гильбертом (1600), прогресс техники, открытие и применение телескопа и микроскопа, утверждение идеи гелиоцентризма и принципа идеализации (особенно важного для науки) Г. Галилеем.
Галилео Галилея (1564-1642) - итальянского физика и астронома - по праву относят к тем, кто стоял у истоков формирования науки. Опираясь на принцип совпадения противоположностей, сформулированный Николаем Кузанским, он применил его к решению проблемы бесконечного и неделимого. Решая проблему пустоты, известную еще с античности, Галилей допустил существование «мельчайших пустот» в телах, которые оказываются источником силы сцепления в них.
С Галилея начинается рассмотрение проблемы движения, лежащей в основе классической науки. До него господствовало представление о движении, сформированное еще Аристотелем, согласно которому оно происходит, если существует сила, приводящая тело в движение; нет силы, действующей на тело, нет и движения тела. Кроме того, чтобы последнее продолжалось, необходимо сопротивление, другими словами, в пустоте движение невозможно, так как в ней нет ничего, что оказывало бы сопротивление.
Галилей предположил, что, если допустить существование абсолютно горизонтальной поверхности, убрать трение, то движение тела будет продолжаться. В этом предположении заключен закон инерции, сформулированный позже И. Ньютоном. Галилей был одним из первых мыслителей, кто показал, что непосредственное данные опыта не являются исходным материалом познания, что они всегда нуждаются в определенных теоретических предпосылках, другими словами, опыт «теоретически нагружен».
Галилей выделил два основных метода исследования природы:
1. Аналитический («метод резолюций») - прогнозирование чувственного опыта с использованием средств математики, абстрагирования и идеализаций, благодаря чему выделяются элементы реальности, недоступные непосредственному восприятию (например, мгновенная скорость).
2. Синтетически-дедуктивный(«метод композиции») - математическая обработка данных опыта выявляет количественные соотношения, на основе которых вырабатываются теоретические схемы, применяемые для интерпретации и объяснения явлений.
Идеи закона инерции и примененный Галилеем метод заложили основы классической физики. К его научным достижениям относятся: установление того, что скорость свободного падения тела не зависит от его массы, а пройденный путь пропорционален квадрату времени падения; создание теории параболического движения, теории прочности и сопротивления материалов, создание телескопа, открытие закона колебания маятника, экспериментальное установление того, что воздух обладает весом. В области астрономических исследований Галилей обосновал гелиоцентрическую систему Коперника в работе «Диалог о двух системах мира - Птолемеевской и Коперниковой», дополнив ее своими открытиями, что Солнце вращается вокруг своей оси, что на его поверхности есть пятна, обнаружил у Юпитера 4 спутника (сейчас их известно 13), что Млечный путь состоит из звезд.
Достижения в области астрономии были высоко оценены крупнейшим немецким математиком и астрономом Иоганном Кеплером(1571 - 1630). Занимаясь поисками законов небесной механики на основе обобщения данных астрономических наблюдений, он установил три закона движения планет относительно Солнца. В первом законе, отказавшись от представления Коперника о круговом движении планет вокруг Солнца, он утверждал, что каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Из второго закона Кеплера следовало, что радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете в равные промежутки времени, описывает равные площади. Это означало, что скорость движения планеты по орбите не постоянна, она тем больше, чем ближе планета к Солнцу. И согласно третьему закону, квадраты времен обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от него. Кеплер разработал теорию солнечных и лунных затмений, предложив способы их предсказания, уточнил величину расстояния между Землей и Солнцем.
Естествоиспытатель сделал попытку не философского, а механического объяснения небесных движений, причиной которых считал взаимное притяжение тел, рассматривая их по аналогии с притяжением магнита, но природу сил тяготения для себя Кеплер еще не прояснил. Он не принимал закона инерции в той интерпретации, которую мы увидим у Декарта и Ньютона. Для него инерция тела состоит в его стремлении к покою, в сопротивлении движению - понимание, свойственное античности и средневековью. Вот поэтому Кеплер, также как и Аристотель, считал, что для приведения тела к движению необходим двигатель.
Непреходящая заслуга Френсиса Бэкона (1561-1626) - английского философа-материалиста и одного из основоположников науки - состояла в том, что он одним из первых заметил начавшийся в XVI-XVII вв. активный процесс "великой дифференциации". Иначе говоря, он уловил, что единое ранее знание (назвать ли его так, или философией, но это было единое духовное формообразование), - по современной терминологии «преднаука» - в силу экономических, политических и иных причин начинает объективно расчленяться, раздваиваться на два крупных (хотя и тесно связанных) «ствола» - собственно философию и науку, т.е. на два самостоятельных и специфических образования. Поэтому термины «философия» и «наука» у него далеко не синонимы.
Нисколько не умаляя роли философии, Ф. Бэкон предпринимает «Великое восстановление наук» (в книге, оставшейся не законченной) и фиксирует возникновение науки как «триединого целого» (система специализированного знания и его постоянного воспроизводства и обновления, социальный институт и форма духовного производства.
Своим творчеством Рене Декарт(1596-1650), французский философ и математик, призван был расчистить почву для постройки новой рациональной культуры и науки. Для этого нужен новый рационалистический Метод, прочным и незыблемым основанием которого должен быть человеческий разум.
В протяженной субстанции, или природе, как считает Декарт, мы можем мыслить ясно и отчетливо только ее величину (что тождественно с протяжением), фигуру, расположение частей, движение. Последнее понимается только как перемещение, ни количественные, ни качественные изменения к нему не относятся.
Наукой же, изучающей величину, фигуры, является геометрия, которая становится универсальным инструментом познания. И перед Декартом стоит задача - преобразовать геометрию так, чтобы с ее помощью можно было бы изучать и движение. Тогда она станет универсальной наукой, тождественной Методу. И создав систему координат, введя представление об одновременном изменении двух величин, из которых одна есть функция (кстати, термина «функция» еще в его терминологии нет) другой, Декарт внес в математику принцип движения. Теперь математика становится формально-рациональным методом, с помощью которого можно «считать» числа, звезды, звуки и т.д., любую реальность, устанавливая в ней меру и порядок с помощью нашего разума.
Французский мыслитель отождествляет пространство (протяженность) с материей (природой), понимая последнюю как непрерывную, делимую до бесконечности. Поэтому и космос у него беспределен. Но идею Дж. Бруно о множественности миров Декарт не разделяет.
Философ понимает движение как относительное, движение и покой равнозначны: тело может являться движущимся относительно одних тел, в то время как относительно других будет оставаться покоящимся. На этом основании он формулирует принцип инерции: тело, раз начав двигаться, продолжает это движение и никогда само собой не останавливается.
Гарантом и для закона инерции (первого закона природы) и для второго закона, утверждающего, что всякое тело стремится продолжать свое движение по прямой, согласно Декарту, выступает Бог-Творец. Третий закон определяет принцип движения сталкивающихся тел. Первый и второй законы признавались в физике Нового времени, третий же был подвергнут резкой критике.
Согласно Декарту, задача науки - вывести объяснение всех явлений природы из полученных начал, в которых нельзя усомниться, но устанавливаются эти начала философией. Поэтому его часто упрекают в априорном характере научных положений.
Декарт отмечает, что представление о мире, которое дает наука, отличается от реального природного мира, поэтому научные знания гипотетичны. Признание вероятностного их характера некоторые исследователи видят в нежелании Декарта навлечь на себя подозрение в подрыве религиозной веры. Но была и теоретическая причина, как считает П. П. Гайденко: «И причиной этой, как ни парадоксально, является божественное всемогущество. Какая же тут, казалось бы, может быть связь? А между тем простая: будучи всемогущим, Бог мог воспользоваться бесконечным множеством вариантов для создания мира таким, каким мы его теперь видим. А потому тот вариант, который предложен Декартом, является только вероятностным, - но в то же время он равноправен со всеми остальными вариантами, если только он пригоден для объяснения встречающихся в опыте явлений»[242].
Нигде в предшествующем знании не существовало понимания природы как сложной системы механизмов, всемогущий Творец никогда не выступал в образе Бога-Механика, поэтому Декарту важно показать, что Бог владеет бесконечным арсеналом средств для построения машины мира, и хотя человеку не дано постичь, какие именно из средств использовал Бог, строя мир, человек, создавая науку, конструирует мир так, чтобы между ним и реальным миром имелось сходство. Вот поэтому предлагаемый в науке вариант объяснения мира носит гипотетический характер, но отнюдь не теряет своей объяснительной силы.
Сильное впечатление на современников произвела теория вихрей (космогоническая гипотеза) Декарта: мировое пространство заполнено особым легким, подвижным веществом, способным образовывать гигантские вихри. Хотя космогоническая гипотеза Декарта была отвергнута, но остались бессмертными его достижения в области математики: введение системы координат, алгебраических обозначений, понятия переменной, создание аналитической геометрии. Важна была также идея развития, содержащаяся в теории вихрей, и идея деления "корпускул" до бесконечности, что впоследствии было подтверждено атомной физикой.
Научную программу, которую создал Исаак Ньютон(1643- 1727), английский физик, он назвал "экспериментальной философией". В соответствии с ней исследование природы должно опираться на опыт, который затем обобщается при помощи "метода принципов", смысл которого заключается в следующем: проведя наблюдения, эксперименты, с помощью индукции вычленить в чистом виде связи явлений внешнего мира, выявить фундаментальные закономерности, принципы, которые управляют изучаемыми процессами, осуществить их математическую обработку и на основе этого построить целостную теоретическую систему путем дедуктивного развертывания фундаментальных принципов.
Ньютон создал основы классической механики как целостной системы знаний о механическом движении тел, сформулировал три ее основных закона, дал математическую формулировку закона всемирного тяготения, обосновал теорию движению небесных тел, определил понятие силы, создал дифференциальное и интегральное исчисление как язык описания физической реальности, выдвинул предположение о сочетании корпускулярных и волновых представлений о природе света. Механика Ньютона стала классическим образцом дедуктивной научной теории.
Также как и Ньютон, немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц(1646-1716) был убежден, что все в мире существующее должно быть объяснено с помощью исключительно механических начал. Природа - это совершенный механизм, и все - от неорганического до живых организмов - создано гениальным механиком Богом. И познаваться этот механизм может с помощью механических причин и законов.
Отметим основные научные достижения Лейбница (вопреки его механистическому материализму вначале, а затем объективному идеализму - особенно в "Монадологии"):
1. Открыл (одновременно с Ньютоном) дифференциальное и интегральное исчисления, что положило начало новой эре в математике.
2. Стал родоначальником математической логики и одним из создателей счетно-решающих устройств. В связи с этим основатель кибернетики Н. Винер назвал его своим предшественником и вдохновителем.
3. В вопросах физики и механики подчеркивал важную роль наблюдений и экспериментов, был одним из первых ученых, предвосхитивших закон сохранения и превращения энергии.
4. В трактате "Протагея" одним из первых пытался научно истолковать вопросы происхождения и эволюции Земли.
5. Изобрел специальные насосы для откачки подземных вод и создал другие оригинальные технические новшества.
6. Обратил внимание на теорию игр.
7. Указал на взаимосвязи, развитие и "тонкие опосредования" между растительным, животным и человеческим "царствами".
8. Ратовал за широкое применение научных знаний в практике.
В Новое время сложилась механическая картина мира, утверждающая, что вся Вселенная - совокупность большого числа неизменных и неделимых частиц, перемещающихся в абсолютном пространстве и времени, связанных силами тяготения, подчиненных законам классической механики; природа выступает в роли простой машины, части которой жестко детерминированы; все процессы в ней сведены к механическим.
Механическая картина мира сыграла во многом положительную роль, дав естественнонаучное понимание многих явлений природы. Таких представлений придерживались практически все выдающиеся мыслители XVII в. - Галилей, Ньютон, Лейбниц, Декарт. Для их творчества характерно построение целостной картины мироздания. Учеными не просто ставились отдельные опыты, они создавали натурфилософские системы, в которых соотносили полученные опытным путем знания с существующей картиной мира, внося в последнюю необходимые изменения. Без обращения к фундаментальным научным основаниям считалось невозможным дать полное объяснение частным физическим явлениям. Именно с этих позиций начинало формироваться теоретическое естествознание, и в первую очередь - физика.
В основе механистической картины мира лежит метафизический подход к изучаемым явлениям природы как не связанным между собой, неизменным и не развивающимся. Ярким примером его использования является классификация животного мира, изложенная известным шведским ученым-натуралистом Карлом Линнеем (1707-1778) в работе "Система природы". Достоинством ее является бинарная система обозначения растений и животных (где первое слово обозначает род, а второе - вид), дошедшая до настоящего времени. Расположив растения и животных в порядке усложнения их строения, ученый тем не менее не усмотрел изменчивости видов, считая их неизменными, созданными Богом.
Успешное развитие классической механики привело к тому, что среди ученых возникло стремление объяснить на основе ее законов все явления и процессы действительности.
В конце XVIII в. - первой половине XIX в. намечается тенденция использования научных знаний в производстве, причиной чему было развитие машинной индустрии, пришедшее на смену мануфактурному производству, вызвавшее развитие технических наук."Технические науки не являются простым продолжением естествознания, прикладными исследованиями, реализующими концептуальные разработки фундаментальных естественных наук. В развитой системе технических наук имеется свой слой как фундаментальных, так и прикладных знаний"[243].
Классическим примером первых научно-технических знаний служит сконструированные X. Гюйгенсом механические часы, воплотившие теорию колебаний маятника в созданное техническое решение. Возникшие на стыке естествознания и производства технические науки проявляют свои специфические черты, отличающие их от естественнонаучного знания.
Начиная с создания немецким мыслителем Иммануилом Кантом(1724-1804) работы "Всеобщая естественная история и теория неба" в естествознание проникают диалектические идеи. Согласно гипотезе, изложенной в данной работе, Солнце, планеты и их спутники возникли из некоторой первоначальной бесформенной туманной массы, которая заполняла мировое пространство. Под действием притяжения из частиц образовывались отдельные сгущения, которые становились центрами притяжения, из одного такого центра образовалось Солнце, вокруг которого, двигаясь по кругу, расположились частицы в виде круговых туманностей. В них стали образовываться зародыши планет, которые начали вращаться вокруг своей оси. Вследствие трения частиц, из которых они образовались, Солнце и планеты сначала разогрелись, а потом начали остывать.
Почти через 40 лет после Канта французский математик и астроном П. Лаплас(1749-1847) выдвинул идеи, которые дополнили и развили кантовскую гипотезу, и в обобщенном виде эта космогоническая гипотеза Канта - Лапласа просуществовала почти 100 лет.
В XIX в. диалектические идеи проникают в геологию и биологию. На смену теории катастрофизма, предложенной французским естествоиспытателем Ж. Кювье(1768-1832), пришла идея геологического эволюционизма английского естествоиспытателя Ч. Лайеля(1797-1875). В теории катастрофизма утверждалось, что отдельные периоды в истории Земли заканчиваются мировыми катастрофами, в результате которых старые виды растений и животных погибают и на смену им рождаются новые, ранее не существовавшие. Лайель же доказал, что для объяснения изменений, происшедших в течение геологической истории, нет необходимости прибегать к представлениям о катастрофах, а достаточно допустить длительный срок существования Земли.
В области биологии эволюционные идеи высказывал французский естествоиспытатель Ж. Б. Ламарк (1744-1829) в "Философии зоологии" и Ч. Р. Дарвин (1809-1882), создавший знаменитую работу "Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь" (1859). Согласно теории Дарвина, виды животных, растений с их целесообразной организацией возникли в результате отбора и накопления качеств, полезных для организмов в их борьбе за существование в данных условиях. Г. Менделем(1822-1884) в работе "Опыты над растительными гибридами", объединившей биологический и математический анализ, было дано достаточно адекватное объяснение изменчивости и наследственности свойств организмов, что положило начало генетике. Им было выделено важнейшее свойство генов - дискретность, сформулирован принцип независимости комбинирования генов при скрещивании. Но до 1900 г. работа Менделя оставалась неизвестной научной общественности.
В 30-х г. XIX в. ботаником М. Я. Шлейденом (1804-1881) и биологом Т. Шванном (1810-1882) была создана клеточная теория строения растений и живых организмов.
Вплотную подходит к открытию закона сохранения и превращения энергии немецкий врач Ю. Р. Майер(1814-1878), который показал, что химическая, тепловая и механическая энергии могут превращаться друг в друга и являются равноценными. Английский исследователь Д. П. Джоуль(1818- 1889) экспериментально продемонстрировал, что при затрате механической силы получается эквивалентное количество теплоты. Датский инженер Л. А. Кольдинг (1815-1888) опытным путем установил отношение между работой и теплотой, физик Г. Гельмгольц(1821-1894) доказал на основе этого закона невозможность вечного двигателя.
Среди открытий в химии важнейшее место занимает открытие периодического закона химических элементов выдающимся ученым химиком Д. И. Менделеевым (1834-1907).
Эволюционные идеи, нашедшие отражение в биологии, геологии подрывали механическую картину мира. Этому способствовали и исследования в области физики: открытие Ш. Кулоном (1736-1806) закона притяжения электрических зарядов с противоположными знаками, введение английским химиком и физиком М. Фарадеем (1791-1867) понятия электромагнитного поля, создание английским ученым Дж. Максвеллом(1831-1879) математической теории электромагнитного поля. Это привело к созданию электромагнитной картины мира.
В этот же период начинают развиваться и социально-гуманитарные науки. Так, К. Марксом (1818-1883)создается экономическая теория, на основе которой несколько позднее Г. Зиммель (1858-1918) формулирует философию денег, изложенную в одноименной работе. "Возникновение социально-гуманитарных наук завершило формирование науки как системы дисциплин, охватывающих все основные сферы мироздания: природу, общество и человеческий дух. Наука приобрела привычные для нас черты универсальности, специализации и междисциплинарных связей. Экспансия науки на все новые предметные области, расширяющееся технологическое и социально-регулятивное применение научных знаний, сопровождались изменением институционального статуса науки"[244]. Дальнейшее развитие науки вносит существенные отклонения от классических ее канонов.
Неклассическая наука
В конце ХIХ - начале XX в. считалось, что научная картина мира практически построена, но если и предстоит какая-либо работа исследователям, то это уточнение некоторых деталей. Но вдруг последовал целый ряд открытий, которые никак в нее не вписывались.
В 1896 г. французский физик А. Беккерель (1852-1908) открыл явление самопроизвольного излучения урановой соли, природа которого не была понята. В поисках элементов, испускающих подобные "беккерелевы лучи", Пьер Кюри (1859-1906) и Мария Склодовская-Кюри (1867-1934) в 1898 г. открывают полоний и радий, а само явление называют радиоактивностью. В 1897 г. английский физик Дж. Томсон (1856-1940) открывает составную часть атома - электрон, создает первую, но очень недолго просуществовавшую модель атома. В 1900 г. немецкий физик М. Планк (1858-1947) предложил новый (совершенно не отвечающий классическим представлениям) подход: рассматривать энергию электромагнитного излучения величину дискретную, которая может передаваться только отдельными, хотя и очень небольшими, порциями - квантами. На основе этой гениальной догадки ученый не только получил уравнение теплового излучения, но она легла в основу квантовой теории.
Английский физик Э. Резерфорд (1871-1937) экспериментально устанавливает, что атомы имеют ядро, в котором сосредоточена вся их масса, а в 1911 г. создает планетарную модель строения атома, согласно которой электроны движутся вокруг неподвижного ядра и в соответствии с законами классической электродинамики непрерывно излучают электромагнитную энергию. Но ему не удается объяснить, почему электроны, двигаясь вокруг ядра по кольцевым орбитам и непрерывно испытывая ускорение, следовательно, излучая все время кинетическую энергию, не приближаются к ядру и не падают на его поверхность.
Датский физик Нильс Бор (1885-1962), исходя из модели Резерфорда и модифицируя ее, введя постулаты (постулаты Бора), утверждает, что в атомах имеются стационарные орбиты, при движении по которым электроны не излучают энергии, ее излучение происходит только в тех случаях, когда электроны переходят с одной стационарной орбиты на другую, при этом происходит изменение энергии атома, создал квантовую модель атома. Она получила название модели Резерфорда-Бора. Это была последняя наглядная модель атома.
В 1924 г. французский физикЛуи де Бройль (1892-1987) выдвинул идею о двойственной, корпускулярно-волновой природе не только электромагнитного излучения, но и других микрочастиц. В 1925 г. швейцарский физик-теоретик В. Паули (1900-1958) сформулировал принцип запрета: ни в атоме, ни в молекуле не может быть двух электронов, находящихся в одинаковом состоянии.
В 1926 г. австрийский физик-теоретик Э. Шредингер (1887-1961) вывел основное уравнение волновой механики, а в 1927 г. немецкий физик В. Гейзенберг (1901-1976) - принцип неопределенности, утверждавший: значения координат и импульсов микрочастиц не могут быть названы одновременно и с высокой степенью точности.
В 1929 г. английский физик П. Дирак (1902-1984) заложил основы квантовой электродинамики и квантовой теории гравитации, разработал релятивистскую теорию движения электрона, на основе которой предсказал (1931) существование позитрона - первой античастицы. Античастицами назвали частицы, подобные своему двойнику, но отличающиеся от него электрическим зарядом, магнитным моментом и др. В 1932 г. американский физик К. Андерсон (р. 1905) открыл позитрон в космических лучах.
В 1934 г. французские физики Ирен (1897-1956) и Фридерик Жолио-Кюри (1900-1958) открыли искусственную радиоактивность, а в 1932 г. английский физик Дж. Чедвик (1891- 1974) - нейтрон. Создание ускорителей заряженных частиц способствовало развитию ядерной физики, была выявлена неэлементарность элементарных частиц. Но поистине революционный переворот в физической картине мира совершил великий физик-теоретик А. Эйнштейн (1879-1955), создав специальную (1905) и общую (1916) теорию относительности.
Как мы помним из предыдущего раздела, в механике Ньютона существуют две абсолютные величины - пространство и время. Пространство неизменно и не связано с материей. Время - абсолютно и никак не связано ни с пространством, ни с материей. Эйнштейн отвергает эти положения, считая, что пространство и время органически связаны с материей и между собой. Тем самым задачей теории относительности становится определение законов четырехмерного пространства, где четвертая координата - время. Эйнштейн, приступая к разработке своей теории, принял в качестве исходных два положения: скорость света в вакууме неизменна и одинакова во всех системах, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга, и для всех инерциальных систем все законы природы одинаковы, а понятие абсолютной скорости теряет значение, так как нет возможности ее обнаружить.
Кроме того, он построил математическую теорию броуновского движения, разработал квантовую концепцию света, а за открытие фотоэффекта в 1921 г. ему была присуждена Нобелевская премия, дал физическое истолкование геометрии Н. Н. Лобачевского (1792-1856).
Говоря об открытии специальной теории относительности, нельзя не вспомнить нидерландского физика А. Лоренца (1853-1928), который в 1892 г. вывел уравнение (получившее название "преобразования Лоренца"), дающее возможность установить, что при переходе от одной инерциальной системы к другой могут изменяться значения времени и размеры движущегося тела в направлении скорости движения. А крупнейший французский математик и физик Анри Пуанкаре (1854-1912), который и ввел название "преобразование Лоренца", первым начал пользоваться термином "принцип относительности", независимо от Эйнштейна развил математическую сторону этого принципа и практически одновременно с ним показал неразрывную связь между энергией и массой.
Если в классической науке универсальным способом задания объектов теории были операции абстракции и непосредственной генерализации наличного эмпирического материала, то в неклассической введение объектов осуществляется на пути математизации, которая выступает основным индикатором идей в наук