Структурная, методологическая и историческая панорама естественнонаучного познания мира

Структурная, методологическая и историческая панорама естественнонаучного познания мира

Предмет курса «Концепции современного естествознания»

Предметом изучения учебного курса КСЕ являются основополагающие, в идеале трансдисциплинарные концепции естественных наук, позволяющие реконструировать природные явления и процессы (события) в эволюционно-синергетическом развитии конструктивно-теоретических и эмпирических моделей «целостного» (общего) естествознания в рамках современного уровня развития естественнонаучной культуры.

Схема 1. Ключевые понятия предмета КСЕ:

трансдисциплинарность →концепция →наука →явления и события →эволюция →синергетика →эмпирические методы →теоретические методы →модели →естествознание →естественнонаучная культура

v Трансдисциплинарность (от лат. trans – сквозь, через) означает более высокий уровень универсальности по сравнению с междисциплинарной кооперацией. v Концепция (лат. – совокупность) – основополагающая идея, система взглядов по тому или иному вопросу, явлению. v Наука – важнейший элемент духовной культуры. Буквально означает знание. Целью и высшей ценностью является поиск истины о явлениях и законах окружающего нас мира неживой, живой и социальной материи, о роли и предназначении Человека на Земле и в Космосе. v Синергетика – буквально означает сотрудничество, «коллективное действие». v Модели – «суррогаты», образы, представления о них, заменяющие в конструктивно-теоретических и эмпирических исследованиях реальные объекты, явления и процессы. v Естествознание – наука о явлениях и законах природы, направленная на поиск сущности природы; совокупность наук о природе, взятая как целое. v Естественнонаучная культура – способ деятельности в человеческом общении и взаимодействии с Природой и себе подобными, опирающаяся на совокупность материальных и духовных ценностей Природы.

Научный метод

Научный метод познания мира опирается на основные функции и модели науки. Под «функцией» будем понимать способ действия, проявление активности системы, общий тип решаемых задач. Многообразие наук проявляется в системном многообразии их функций и в нелинейной функциональной их взаимозависимости, обуславливающей дифференциацию наук. В то же время очевидна необходимость эволюционно-синергетического «сотрудничества» наук, т.е. интеграции наук на основе принципов системного подхода, кооперативного взаимодействия и глобального эволюционизма.

Б.М. Кедров все функции науки выделил в три группы соответственно трем сторонам познавательной деятельности субъекта: эмпирической (от греч. emperia - опыт), теоретической (от греч. theoria - исследование) и предметно-практической. К эмпирической группе относятся следующие функции: собирательная (установление фактов, их накопление), описательная (изложение фактов), систематизаторская (первичная группировка опытного материала, приведение его в определенный порядок). Теоретическая группа включает в себя объяснительную функцию, функцию обобщения (с целью раскрытия законов науки и проникновения в сущность изучаемых явлений), функцию прогнозирования (разведывательную функцию) и др. Предметно-практическая группа функций отражает производственно-практическую деятельность человека.

Пренебрегая нелинейной взаимозависимостью функций науки, выделяют эмпирические и теоретические методы.

Схема 4. Ключевые понятия научного метода

Эмпирические методы: наблюдение, анализ, сравнение, обобщение, синтез, эмпирическое моделирование, описание, измерение, эксперимент

Теоретические методы: абстрагирование, конкретизация, индукция, дедукция, идеализация, формализация, теоретическое моделирование, систематизация

Мы дадим определения методов познания, исходя из основания всякой реальности – связи элементов.

Наблюдение (рассмотрение) – поиск связи элементов в объекте.

Анализ – рассмотрение элементов связи.

Сравнение – выделение сходных элементов.

Обобщение – вывод на основании сходства элементов.

Синтез – рассмотрение элементов в их связи (единстве). Соединение ранее выделенных при анализе элементов объекта в единое целое.

Описание – фиксирование данных наблюдения или эксперимента с помощью определенных систем обозначения.

Измерение – определение основных характеристик связи элементов в объекте и самого объекта с помощью измерительных приборов.

Эксперимент – проверка наличия связи. Наблюдение, описание и измерение в специально создаваемых условиях, что позволяет установить наличие связи при повторении условий.

Абстрагирование – выделение определенной связи.

Конкретизация – восхождение к единству связей («восхождение от абстрактного к конкретному»).

Дедукция – выведение связей из более общих связей.

Индукция – выведение связей из частных наблюдений (противоположна дедукции); относится к сфере эмпирического знания.

Идеализация – сведение однородных непосредственных связей к опосредованной связи, понятию.

Формализация – сведение разнородных связей к знаковым отношениям (схемам, таблицам, формулам и т.д.).

Теоретическое моделирование – замена непосредственных связей понятийными и знаковыми системами (абстрагирование, идеализация, формализация).

Систематизация – выявление полноты связей. Это решающий метод и конечная форма научного познания.

Эмпирические методы могут применяться на теоретическом уровне при работе с мысленным объектом.

Кроме того эмпирические и теоретические методы зачастую пересекаются, в частности, в индуктивном и гипотетико-дедуктивном методах познания. В.Г. Разумовский, обобщая высказывания таких выдающихся ученых, как А. Эйнштейн, М. Планк, М. Борн и др., представил гипотетико-дедуктивный метод в циклической взаимосвязи следующих процедур: обобщение фактов à выдвижение гипотезы и построение абстрактной модели à вывод теоретических следствий à экспериментальная проверка этих следствий.

Такова систематизация официальных методов, которую в методологии науки часто объединяют в одно понятие – научный метод познания мира.

С древних пор познанию и самопознанию сопутствовали сосредоточение на предмете («самадхи»), углубленное сосредоточение – медитация, самопогружение и самосозерцание, самовнушение для необходимого настроя, обращение к подсознанию, молитва, в том числе экстатическая, выводящая на озарение. Они выводили на прямое видение сути, которое в интеллектуальном плане можно назвать интуицией. В любом случае познание продуктивно как проявление потребности в нём, определяющий весь образ жизни. В естествознании характерной чертой естественнонаучного познания является экспериментальная функция естественных наук. Экспериментальная функция задает единство (целостность) теории, эксперимента и практики и тесное пересечение естественнонаучной и технологической культур. Опора на материально-техническую базу эксперимента и непрерывный труд на основе пересечения эмпирических и теоретических методов научного познания – характерная черта выдающихся учёных – представителей естественных наук и только на этой основе возможно проявление озарения («инсайта») и интуиции. Именно для «естественников» характерно и определение интеллекта, как рационального (разумного) познания Мира (Универсума).

Важную роль в научном познании мира играли и продолжают играть модели развития науки. Наиболее распространенные в XX веке модели науки рассмотрены в приведённой ниже схеме.

Схема 5. Модели развития науки

Парадигмальная концепция (Т. Кун)

Концепция методологии исследовательских программ (И. Лакатос)

Парадигма (образец) – «понятийная сетка, через которую ученые рассматривали мир» на том или ином этапе развития науки. Парадигма определяет тенденции развития научных исследований. Т. Кун к парадигмам в истории науки причислял птоломеевскую астрономию, ньютоновскую механику и т.д. Развитие знаний в рамках парадигмы получило название «нормальной науки»; смена парадигм – «научная революция»: например: смена классической физики (И. Ньютон) на релятивистскую (А. Эйнштейн).

Суть данной концепции: развитие науки должно осуществляться на основе рационального выбора и конкуренции научно-исследовательских программ. Последние имеют следующую структуру: · «жесткое ядро» (неопровержимые исходные положения); · «негативная эвристика» (вспомогательные гипотезы и допущения, снимающие противоречия); · «позитивная эвристика» (правила изменения и развития программ). Главным источником развития науки является конкуренция исследовательских программ. Вытеснение одной программы другой есть научная революция.

Обе модели науки имеют как достоинства, так и существенные недостатки. Основным недостатком концепции Т. Куна явилась слабая структурированность понятия парадигмы, а также постановка в один ряд «понятийных сеток» физических картин мира и «стилей мышления». Нам представляются наиболее структурированными парадигма движения И. Ньютона и парадигма эволюции Ч. Дарвина. К естественнонаучным картинам мира мы считаем возможным отнести геоцентрическую, гелиоцентрическую и космоцентрическую (космологическую) картины мира.

Недостатком концепции методологии исследовательских программ является слабо выраженная преемственность, особенно в рамках «жёсткого ядра» соответствующих программ. И. Ахундов и С. Илларионов ввели понятие физической исследовательской программы с важным уточнением, что в основе «жёсткого ядра» лежит не фундаментальная, а базисная теория. Базисная теория представляет синтез нескольких фундаментальных теорий и даёт возможность для развёртывания в рамках программы концепций, имеющих трансдисциплинарный характер. Выделяют четыре физические исследовательские программы, сменяющие друг друга на основе принципа соответствия Н. Бора в истории развития науки: механистическую; релятивистскую; квантово-полевую исследовательскую программу; современную физическую исследовательскую программу - единую теорию поля в рамках объединения всех известных фундаментальных взаимодействий.

Применительно к общему естествознанию концепция методологии исследовательских программ может быть реализована в рамках трансдисциплинарных стратегий естественнонаучного мышления, объединяющих понятия философского (общенаучного) “стиля мышления” и идеала рациональности, а также взаимодействие диалектики и метафизики с достижениями современного естествознания. Выделяют три стратегии естественнонаучного мышления: классическую, неклассическую и постнеклассическую. Всё чаще, опираясь на экоцентризм, основанный на понимании коэволюции человека и биосферы, на корпускулярно-волновую модель феномена человека как голограммы Вселенной, объединяют парадигмальную концепцию и концепцию методологии исследовательских программ в экологической стратегии естественнонаучного мышления.

И, наконец, надо не забывать о цикличности природных и общественных процессов, и цикл, как основа всего мироздания сохраняет в научном познании всё ещё решающие мировоззренческие аспекты моделей развития науки в логико-семантических связях понятий развития природы и общества (см. схему 6).

Таким образом, развитие живой и неживой материи содержит несколько последовательных этапов. Этих этапов четыре: эволюция, кризис, катастрофа, переходное состояние к новому этапу эволюции. Кризис сопровождается ослаблением внутренних связей системы, приводящим к возникновению неустойчивости системы. Кризис разрешается катастрофой. На осколках системы зарождается новое поколение объектов и состояний живой и неживой природы - возникает переходное состояние к очередному этапу эволюции. Такая последовательность фаз составляет характерный цикл развития. Длительность этого цикла определяется видом природных систем. Эту длительность можно считать внутренним временем системы.

Очень часто в методологии естествознания используют понятие “научной революции”, которое присутствует во всех моделях развития науки. Данное понятие в значительной степени имеет субъективный характер, обусловленный как смешиванием естественнонаучных картин мира (ЕНКМ) и стратегий (стилей) естественнонаучного мышления, так и с выдвижением на роль лидера одной из естественных наук: долгое время физики, а затем биологии и соответствующих частных по сути физических и экобиологических картин мира. Мы считаем оправданным в рамках общего естествознания связать понятие научной революции со стратегиями естественнонаучного мышления: классической, неклассической, постнеклассической и экологической, опирающейся на определение глобальной экологии как науки о ценности Природы. Глобальная экологическая стратегия естественнонаучного мышления естественно связывается с циклом как основой мироздания и задаёт фундамент построения здания “натурфилософии компьютерной эпохи”. Важно помнить, что истоки всех наук в общем зародыше теоретического мышления античного периода, которое точнее называть не философией, а именно натурфилософией.

Схема 6. Схема логико-семантических связей понятий развития природы и общества

История естествознания

Мы начнем общую периодизацию истории естествознания с античной натурфилософии, к которой мы всё более возвращаемся в построении “натурфилософии компьютерной эпохи“, с целью осознания концептуально-программного вида знания, задающего и общую периодизацию истории естествознания (см. схему 7).

Схема 7. Общая периодизация истории естествознания

Периоды
I (с VI в. до н.э. до II в. н.э.)	II (до 2-й половины XVI в.)	III (вторая половина XVI – XVIII вв.)	IV (XIX в.)	V (конец XIX – начало XX вв.)	VI (XX – начало XXI вв.)
Эпоха натур-философии	Эпоха схоластики и раннего Ренессанса	Эпоха механи-стического естествознания	Эпоха эволюци-онных идей в естество-знании	Эпоха зарождения некласи-ческого естество-знания	Эпоха современ-ного естество-знания

Эпоха натурфилософии.

В античной натурфилософии – философии древних греков и древних римлян, охватывающий период с 6 века до н.э. до 6 века н.э., была выдвинута гипотеза детерминированного упорядочивания Хаоса Космосом и построена концептуальная модель миросоздания на основе взаимосодействия натуры (природы, Космоса) и философии. «Философ» - человек, не обладающий божественной истиной, полной и завершенной. Философ – это человек, стремящийся к мудрости, ищущий, любящий истину. Поэтому цель философа «Целое как целое», понять, в чем первопричина всего сущего, первопричина бытия.

Итак, более кратко, натурфилософию можно определить как трансдисциплинарное (кооперативное) взаимодействие наук о сущности природы и сущности бытия при образовании интеллектуальной сферы культуры как единого целого. Именно в античной натурфилософии и заложены истоки всех наук в форме концептуальных программ и основных концепций.

У начал естественных наук стоят жрецы и философы, самая древняя из них – астрономия – возникла в 4 – 3 тысячелетии до нашей эры на Востоке. Наука в Греции родилась вместе с Фалесом. Фалес из Милета был астрономом и геометром, т.е. натуралистом, и он является родоначальником ранней классики – натуралистики. Главная проблема – проблема начала всех вещей, бытия, небытия, материи и ее форм. Она нашла свое отражение в субстанциональной концептуальной программе первоначал мира и математической концептуальной научной программе, как учения о числе и гармонии. Оформилась же она в общем естествознании в корпускулярной (атомистической) концептуальной программе, родоначальниками которой по праву считают Демокрита и Эпикура.

Вот основы учения Демокрита:

«Существуют первопричины, бесконечные по числу, но бесконечно малые по величине. Атомы движутся в пустоте бесконечное время. Начала Вселенной- атомы и пустота. Пустота бесконечна. Рассеянные в пустоте, атомы сталкивают друг с другом и образуют воду, огонь, землю, воздух, растения, животных и человека.

Из ничего, ничего не может возникнуть и ни одна вещь не превращается в ничто. Душа человека также представляет собой сочетание наиболее подвижных атомов, находящихся в постоянном соприкосновении с атомами других тел, образуя мир.

Смелость – начало дела, случай – хозяин конца. Не стремись все знать, чтобы не оказаться во всем невеждой».

Выделяют также среднюю классику с ее главной проблемой – сущность человека.

Сократ впервые в центр философии ставит проблему человека как морального существа. Познание – главная цель и способность человека, так как в конце процесса познания мы приходим к объективным, общезначимым истинам, к познания добра и красоты, блага, человеческого счастья. В этом и есть цель философии по Сократу.

Концепция нравственности в познании и действиях возникла в Древнем Китае (Лао Цзы, Конфуций), а в античной натурфилософии прошла сложенный путь становления от Сократа к Платону и Эпикуру, отражаясь в мыслях и изречениях большинства философов того времени.

В высокой классике античной натурфилософии возникает новая главная проблема – синтез философского знания, его проблем и методов. Платон – ученик Сократа – выдвигает учение об идеях. Мир идей – это не материальный мир. Он вне пространства вне времени, он всегда есть и никогда не меняется.

Платон описал Вселенную, похожую на составное веретено, сложенное из насаженных на одну ось круглых алмазных частей, вращаясь, они, образуют непрерывную поверхность. На каждом круге сидит сирена, их стройное пение создает божественную музыку. Открытие Пифагора, связующие природу и математику, было распространено Платоном и на небесные тела.

Тот день, когда Платон впервые провозгласил, что видимое бытие укоренено в невидимом, стал великим в истории человеческой мысли. Это открытие сделало Платона основоположником идеалистической европейской философии, т.е. наиболее мощного и богатого содержанием течения в истории человеческой мысли.

«Платон мне друг, по истине дороже» - эти слова Аристотеля означали, что он не принял платоново устройство мира. Гениальный ученик Платона, он отстаивал приоритет чувственного познания. Аристотелево требование наглядной убедительности картины мира оказало влияние на многие поколения натурфилософов. Великий логик и систематик, он занимался многими науками – математикой, физикой, биологией, логикой, риторикой, политикой. Он был «величайшим логиком (и энциклопедистом – вставка наша) всех времен и народом». В натурфилософии он на первые место ставил физику, как науку о сущности природы (фьюзис – с греч. природа), а на второе место метафизику, как совокупность наук о бытие и о сущности как системе категорий. Аристотель считал мир вечным и неизменным, живущим по физическим законам. Мир Аристотеля, модель его Вселенной состояла из концентрических сфер, в центре находилась неподвижная шарообразная Земля. Первый сферой была лунная. Все, что под Луной, подчинялось земным законам и подлежало рассмотрению науками. Выше – божественный мир, идеальный и совершенный.

Физика Аристотеля отличалась от нашей, хотя и просуществовала более 18-ти веков. К четырем субстанциям Эмпедокла ( земля, вода, огонь и воздух) Аристотель добавил пятую, идеальную, из которой состоят эфирные тела. Сам термин «Эфир» был введен Платоном. Сущность этой пятой субстанции (по латыни quinta essentіa) долго искали философы. С именем Аристотеля обычно связывают континуалистскую концептуальную научную программу, согласно которой материя бесконечно делима, пустота отсутствует и материя заполняет всё пространство. Истоки этой программы находят и в высказываниях Анаксагора.

Континуальная концепция Анаксагора – Аристотеля базировалась на идее непрерывности, внутренней однородности, «сплошности» и, по-видимому, была связана с непосредственными чувственными впечатлениями, которые производят вода, воздух, свет и т.п.

В настоящее время корпускулярная и континуальная концепции материи не противопоставляются друг другу а находят свое кооперативное взаимодействие в корпускулярно-волновом дуализме материи. Более того, современная физическая исследовательская программа – единая теория поля задает определенный приоритет, по крайней мере, в физике континуальной концепции.

Четвертый этап античной натурфилософии - эллинизм связан с главной проблемой – моралью и свободой человека, проблемами познания и т.д. Эпикур восстанавливает в своих правах корпускулярную (атомистическую) концепцию и ряд природных явлений, в частности испарение, объясняет на основе корпускулярной концепции. Особое значение в проблемах познания приобретает выдвинутая Эпикуром гипотеза о «спонтанном нарушении» (изменении) движения атомов и тем самым о причинности и роли в ней субъективной и объективной случайностей.

Эпикур утверждал, что: 1) мир вполне познаваем умом человека; 2) познание мира может привести к счастью в реальной жизни; 3) условием достижения счастья является постижение самого себя, своей души по определенным принципам. В моральном плане Эпикур пытается построить этическую теорию разумного наслаждения, в основе которой лежит индивидуалистический идеал уклонения от страданий и достижение спокойного и радостного состояния духа.

Толкователем и популяризатором философии Эпикура был римский поэт и философ Лукреций (99 - 55 г.г. до н.э.). В своем произведении «О природе вещей» Лукреций в поэтической форме излагает философию атомистического материализма.

В античной натурфилософии постепенно зарождалась и концепция целостности теории и практики. Особый вклад в эту концепцию внесли великий математик Евклид, «удивительный гений» античности Архимед – «предвестник теоретической физики», открывший закон равновесия рычага и заложивший основы статики твердого тела и гидростатики, соединивший в себе славу великого геометра древности и автора большого числа технических изобретений. Важная роль в развитии концепции целостности теории и практики принадлежит известному астроному древности К. Птолемею, который в своей работе «Великое математическое построение астрономии в 8 книгах» («Альмагест») разработал геоцентрическую картину мира. При этом даже в рамках геоцентрической картины мира его математическое построение исправно предсказывало солнечные и лунные затмения, позволяло вычислять координаты планет и ориентироваться в дальних плаваниях. Книги Птолемея брали с собой Колумб и Магеллан. Важную роль в технологической культуре сыграла школа инженеров Герона Александрийского, а в социально-экономической культуре труды Аристотеля и ряда других философов античности.

Можно констатировать, что в античной натурфилософии обнаруживаются истоки всех сегментов интеллектуальной сферы культуры.

Схема 8. Концептуальные программы и основные концепции античной натурфилософии (с VI в. до н.э. до II в. н.э.)

v Субстанциональная концептуальная программа первоначал мира (Фалес ок. 625 – ок. 547 до н.э.), Анаксимандр (610 – 547 до н.э.), Анаксимен (ок. 585 – ок. 525 до н.э.), Гераклит (ок. 540 – ок. 470 до н.э.), Эмпедокл (ок. 490 – ок. 430 до н.э.), Платон (ок. 428 – ок. 348 до н.э.), Аристотель (384 – 322 до н.э.).   v Математическая концептуальная научная программа: Пифагор (ок. 570 – ок. 500 до н.э.), Платон, Евклид (конец IV– пер. половина III вв. до н.э.). v Корпускулярная (атомистическая) концептуальная научная программа, согласно которой мир состоит из материи, которая образуется в результате взаимодействия и движения корпускул (атомов) и пустоты: Демокрит (ок. 460 – ок. 370 до н.э.), Эпикур (341 – 270 до н.э.). v Континуалистская концептуальная научная программа, согласно которой материя бесконечно делима, пустота отсутствует, и материя заполняет все пространство (Аристотель). v Концепция нравственности в познании и действиях: Лао Цзы (IV – III вв. до н.э.), Конфуций (551 – 479 до н.э.), Сократ (469 – 399 до н.э.), Платон, Эпикур и др. v Концепция целостности теории и практики: Архимед (287 – 242 до н.э.), Герон Александрийский (150 – 100 до н.э.), К. Птоломей (ок. 90 – ок. 160). v Геоцентрическая картина мира: Аристотель, К. Птолемей.

Структурная, методологическая и историческая панорама естественнонаучного познания мира